第一章植物细胞和组织(复习提纲

1、 第一章:植物细胞和组织(复习提纲)第一节 植物细胞的形态结构q 虎克（1665):发现并命名“Cell”“细胞”q 列文虎克（1632-1723), 马尔比基(1628-1694)： 用显微镜观察了真正的细胞。q 施莱登(1838)，施旺(1839)：细胞学说（Cell theory)。细胞是有机体，动植物都是这些有机体的集合物，它们按照一定的规律排列在动、植物体内。n 细胞（cell)是生命活动的基本单位 除病毒外，一切有机体都是由细胞构成。 有单细胞生物和多细胞生物 细胞是一个独立有序的并且能够进行自我调控的代谢与功能体系，每个生活细胞都具有一整套完备的装置以满足自身生命活动的需要。 细

2、胞是有机体生长发育的基础。 细胞是遗传的基本单位q 原核细胞(procaryotic cell):无典型的细胞核和细胞器。q 真核细胞(eucaryotic cell)病毒(virus)非细胞的生命形态(non-cellular form of life)细胞学说的意义 1、从细胞角度把整个有机体统一起来了； 2、证明了动物和植物都是由细胞起源的；3、证明了达尔文的生物进化论观点，打击了唯心论和神创论。n 植物细胞的形状和大小: 种子植物中，一般细胞直径为20-50mn 植物细胞的结构: 原生质体(protoplast)和细胞壁(cell wall) 构成。 生命物质(protoplasm)原

3、生质构成原生质体。包围在原生质体外的坚韧外壳构成细胞壁。 显微结构：光学显微镜下呈现的细胞结构。超微结构：电子显微镜下看到更精细结构n 植物细胞的组成: 细胞壁和原生质体组成n 细胞壁具有一定硬度和弹性的结构，构成细胞的外壳n 原生质体由细胞核、质膜、膜包被的细胞器、膜系统、非膜结构以及细胞质基质组成。n 植物细胞特有的结构和细胞器：细胞壁、液泡、叶绿体和其它质体。质膜 (plasma membrane or plasmalemma)n 原生质表面的一层薄膜。n 三层结构(7.5nm)：两侧是高电子密度的暗带(2nm)，主要成分为蛋白质; 中间夹一个低电子密度的明带(3.5nm),主要成分是类

4、脂。单位膜(unit membrane).n 功能：调节物质进出原生质体；协调细胞壁物质的合成和组装；进行植物激素和与细胞生长、分化有关的环境信号的转导。细胞核（直径约10-20m)n 除细菌和蓝藻外，所有生活细胞都有细胞核n 核膜(nuclear envelope)核纤层（nuclear lamina)核仁(nucleolus)染色质(chromatin) 功能：贮存着细胞发育的遗传信息，并通过细胞分裂把遗传信息传递给子细胞。 细胞核通过控制蛋白质的合成协调细胞的代谢活动。 质体(plastid)叶 绿 体n 与糖类的全成和贮藏密切相关的细胞器，植物细胞特有。n 叶绿体(chloroplas

5、t)，有色体(chromoplast)，白色体(leucoplast).n 叶绿体由叶绿体膜(chloroplast membrane)、类囊体(thylakoid)和基质(stroma)n 半自主性细胞器。有 色 体n 含有黄色或橙色的类胡萝卜素，使许多植物的花、老叶、果实和根呈黄色、橙色或红色。n 有助于吸引昆虫和其它动物。白 色 体n 不含色素的质体 储藏淀粉 储藏脂肪 储藏蛋白质线粒体(mitochondrium)n 直径为0.3-1mm的圆柱形或椭圆形。n 双层膜包被，内膜向腔折叠呈片状或搁板状突起（嵴，cristae)n 半自主细胞器，具拟核（具环状DNA).n 呼吸作用的场所内质

6、网(endoplasmic reticulum ER)n 三维膜系统，横切面为平行双层膜结构，两层膜之间有空腔。n 光面内质网（sER) 糙面内质网 (rER)n 功能：细胞内的通讯系统；细胞内物质运输的通道；细胞中合成膜的重要场所；相邻细胞的内质网通过胞间连丝而贯通。高尔基器(Golgi apparatus)n 高尔基体(Golgi body or dictyosome) 的总称n 高尔基体由一层扁平、碟形的泡囊(cisterma)所组成, 边缘往往分支，形成复杂的管状网络。形成面和成熟面。n 与分泌作用有关。核糖体(ribosome)n 直径为的微小颗粒，主要成分为蛋白质（60）和RNA(

7、40%)。n 游离存在、附在内质网上，也可形成多聚核糖体。n 细胞内蛋白质合成的场所。溶酶体(lysosome)圆球体(spherosome)n 膜包被的球状小体，直径0.1-1m。其膜为单位膜的一半。n 溶酶体 含有多种水解酶，分解各种物质，以便重新利用。n 圆球体是贮藏细胞器，其内含有脂肪酶，可将脂肪水解成甘油和脂肪酸。微体 (microbody)n 单层膜包被的细胞器，直径05-1.5m, 具有颗粒状的结构，有时含有蛋白质晶体。n 过氧化物酶体(peroxisome)：与叶绿体、线粒体相配合，参与乙醇酸循环，把光合作用产生的乙醇酸转化成己糖。n 乙醛酸体(glegoxysome): 存在

8、种子中，可将脂肪水解成甘油和脂肪酸。液泡 (vacuole)n 一层液泡膜(tonoplast)包被, 其中充满细胞液(cell sap), 液泡占据成熟细胞的大部分体积。n 主要成分是水，还含有盐、糖、可溶性性质、晶体以及花青素等。n 功能：维持细胞的膨压；细胞代谢产物的贮藏场所细胞骨架(cytoskeleton)微 管n 真核细胞中的蛋白质纤维网架体系；包括微管和微丝n 微管(mictotuble): 由微管蛋白组装成的长管状细胞器，平均外径24nm, 内径15nm。n 生理功能：细胞形状的维持有关。细胞壁的形成和生长有关。细胞的运动及细胞内细胞器的运动有密切关系。微 丝n 微丝(micr

9、ofilament)又称肌动蛋白(actin filament)。主要成分为肌动蛋白，直径为7nm。n 生理功能：与微管共同构成细胞内的支架，支持和网络各种细胞器；参与细胞壁物质的沉积、花粉管的顶端生长、细胞分裂后核的移动及细胞质环流等。肌动蛋白鞭毛和纤毛(flagellum and cilium)n 细胞表面延伸出的一种毛状结构，直径约为0.2m。较长的、单独或少数几条聚生的毛状结构称为鞭毛。短或多数簇生的称纤毛。n 一种运动器官。内膜 (endmembrane)n 内膜系统：细胞中的各种膜（线粒体和质体膜除外）所形成的一个连续的体系。内质网是其它各种膜结构的来源，通过高尔基体，参与质膜的形

10、成。细胞壁 (cell wall)n 区别于动物细胞的最显著征，控制原生质大小。 含有多种酶，与细胞物质吸收、转动和分泌有关。 接受和处理病原菌侵袭释放的化学信号，并将信号传递到质膜。 组成: 纤维素(cellulose): 由葡萄糖分子串联而成。结构单位：微纤丝(microfibre) 微团(micelle)大纤丝(macrofibre)。纤维素的网络结构中交联半纤维素和果胶类物质。 木质素(lignin): 大分子聚合物，增加细胞壁的硬度，分布于具有支持作用机械作用的细胞的细胞壁中。角质(cutin)、栓质(suberin)和蜡质(wax)等脂肪类物质n 层次: 胞间层（中层）(middl

11、e lamella):果胶类物质组成，具强的亲水性和可塑性。 初生壁(primary wall)：细胞生长过程中，原生质分泌，由纤维素、半纤维素和果胶，还含有酶和糖蛋白。 次生壁(secondary wall)：细胞停止生长，原生质产生的壁物质沉积在初生壁内侧。由纤维素、半纤维素和木质素构成。分内层(S3)、中层(S2 )和外层S1 )。n 生长: 表面积的增加和壁的加厚。 新合成微纤丝叠加在原来的细胞壁上。细胞壁基质（果胶类物质和半纤维素）和糖蛋白主要由高尔基体小泡运送到细胞壁中。n 附器: 胞间连丝(plasmodesma): 由质膜包围的直径约的狭窄通道，内质网贯穿其中。原生质体间物质运

12、输和信号转导的桥梁。 初生纹孔场(primary pit field):初生壁生长的不均匀增厚，初生壁上非常薄的区域。纹孔(pit )n 次生壁形成时，初生纹孔场不被次生壁覆盖，结果形成许多凹陷的区域。n 纹孔对(pit-pair)n 单纹孔(simple pit)n 具缘纹孔(borfered pit) 后含物(ergastic substance)n 细胞代谢的产物： 包括贮存物质和代谢废物 包括糖类（carbohydrate)蛋白质(protein)、脂肪(fat)及其有关的物质，还有成结晶的无机盐和其它有机物，如丹宁、树脂和植物碱等。n 淀 粉(starch): 形成淀粉粒 质体合成

13、脐点和轮纹 三种类型：单粒淀粉粒、复粒淀粉粒和半复粒淀粉粒。n 蛋白质: 贮藏蛋白质呈固体状态，生理活性稳定，与原生质体中呈胶体状态的 有生命蛋白质在性质上不同。 呈晶体或无定形。 糊粉粒 积累在液泡中。n 脂 肪: 含能量最高而体积最小的贮藏物质。 脂肪：常温下为固体。油类：常温下为液体n 晶 体: 无机盐形成各种晶体 主要为草酸钙晶体。 单晶、针晶和簇晶 液泡中形成第二节 植物细胞的繁殖n 细胞周期(cell cycle)：一次细胞分裂中期到下一次分裂中期的全部历程。包括分裂间期(interphase)和分裂期(mitosis)两个阶段。n 分裂间期：前一次分裂结束到下一次分裂开始的一段时

14、间。包括：复制前期(G1)、复制期(S)和复制后期(G2)n 细胞分裂期(M)由核分裂(karyokinesis)和胞质分裂(cytokinesis)两个阶段构成.n 有丝分裂(mitosis):前期 (prophase)、中期(metaphase)、后期(anaphase)、末期(telophase)。n 减数分裂: 与有性生殖有关，细胞连续分裂两次，DNA复制一次，一个母细胞分裂两次产生4个子细胞，染色体数目减半。第三节 植物细胞的生长和分化n 植物细胞的生长：细胞体积和重量不可逆的增加。原生质生长和细胞壁生长。n 分化：在个体发育过程中，细胞形态、结构和功能上的特化过程。第四节 植物的组

15、织和组织系统n 组织(tissue): 在个体发育中具有相同来源的同一类型，或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位。n 简单组织(simple tissue): 由一种类型细胞构成的组织。n 复合组织(compound tissue): 由多种类型细胞构成的组织。植物组织的类型: 分生组织(meristematic tissue or meristem)成熟组织(mature tissue)分生组织: 具有持续分裂能力的细胞群。u 按位置分：顶端分生组织(apical meristem)侧生分生组织(lateral meristem)居间分生组织(intercalary meristem)n

16、按来源的性质分：原分生组织(promeristem)初生分生组织(primary meristem)次生分生组织(secondary meristem)成熟组织(permanent): 分生组织衍生的大部分细胞，逐渐丧失分裂能力，进一步生长和分化，形成的其它各种组织。n 按功能分为：保护组织(protective tissue)薄壁组织(parenchyma)机械组织(mechianical tissue)输导组织(conducting tissue)分泌组织(secretory tissue)保护组织:覆盖于植物体表起保护作用，包括表皮(epidermis)和周皮(periderm).n 表

17、皮：幼嫩部分的表皮层细胞。一层板状细胞，排列紧密，无细胞间隙（除气孔外）保护组织表皮 表皮外常覆盖有角质膜。 角质和蜡质（角质层）n 角质膜 角质和纤维素（角化层）表皮气孔n 气孔气体进出植物体的门户。由二个特殊的保卫细胞和它们间的开口共同组成。n 保卫细胞成肾形或哑铃形，含叶绿体，具特殊不均匀增厚的细胞壁，通过改变细胞的形态，而使孔口开放或关闭。表皮表皮毛n 单细胞或多细胞的表皮毛，具有保护及防止水分丧失。n 腺毛：具分泌功能的表皮毛。 非腺毛：不具分泌功能。表皮根表皮n 根表皮主要与水分和无机盐吸收有关。具薄的细胞壁和薄的角质层。n 根毛：根表皮细胞外壁向外延伸，形成管状突起。增加根的吸收

18、面积。次生保护组织周皮n 存在于加粗生长的根和茎的表面。 木栓层n 木栓形成层 周皮 栓内层 皮孔(lentical):周皮上的通气结构薄壁组织n 进行各种代谢活动的主要组织。n 具薄的细胞壁，较少特化，细胞常呈等径的多面体，具生活的原生质体，具有限的分裂能力。具发达的细胞间隙。薄壁组织传递细胞(transfer cell)n 细胞壁具有内突生长，与物质迅速传递密切相关的一类特化的薄壁细胞。机械组织n 厚角组织(collenchyma):细胞的初生壁具不均匀的增厚。在细胞的角隔上增厚特别明显。故称厚角组织。有些细胞弦向壁也特别厚。n 化学成分：纤维素、果胶和半纤维素。n 具生活的原生体，具分裂

19、潜能。n 分布于茎、叶柄、叶片和花柄等部位的表皮下，连续成筒或分离成束。生长茎和叶的支持组织。厚壁组织: 具均匀增厚的、常木质化的次生壁，成熟后原生质体死亡。n 石细胞(sclereid or stone cell) 纤维(fiber)厚壁组织石细胞n 等径或不规则，细胞壁很厚、强烈木质化的次生壁，具纹孔道。n 分布于茎、叶、果实和种子中，增加器官的硬度和支持作用。厚壁组织纤维n 二端尖细成梭状的细长细胞，长度是宽度的许多倍。细胞壁的次生壁增厚，纹孔稀少成缝状，成熟时原生质体一般消失。少数纤维可保留原生质体。n 分布成熟植物体各部分，常相互重叠排列。输导组织n 木质部(xylem):运输水分和

20、无机盐。 韧皮部(phloem)：运输有机营养。输导组织木质部n 组成分子：管胞、导管分子、纤维、薄壁细胞。n 管胞和导管分子：具厚壁伸长细胞，成熟无原生质体，次生壁具各种式样的木质加厚。输导组织木质部n 管胞为单个细胞，上下相邻细胞通过端部楔形的管胞壁上的纹孔相通。另兼有支持的功能。大多数蕨类和裸子植物植物通过管胞输导水分。 壁增厚，纹孔变窄，管胞 木纤维（支持） 端壁溶解，导管(输导）输导组织木质部n 导管分子端壁在发育过程过程中溶解，形成一个或几个穿孔(perforation),具穿孔的端壁特称为穿孔板(perforated plate)。n 导管(vessel):许多导管分子纵向连接成

21、细胞列，通过穿插孔直接沟通，这样的导管分子连称为导管。输导组织韧皮部n 组成分子：筛管分子(sieve-tube element)和筛胞(sieve cell)、伴胞(companion cell) 、薄壁细胞和纤维。n 筛管分子：只具初生壁，主要成分为果胶和纤维素。端壁具筛孔，该端壁称为筛板(sieve plate), 上下邻接的筛管分子的原生质体通过筛孔密切相连。n 筛域(sieve area)：筛分子的细胞壁上簇生小孔的区域。n 筛管：筛管分子通过筛板连接成纵向的细胞行列。n 胼胝质(cellose)：分布于联络索周围的葡聚糖。输导组织韧皮部n 筛管分子具生活的原生质体，缺乏细胞核，成熟

22、时液泡膜破裂。细胞膜、内质网、线粒体、质体存在。但缺乏核糖体、高尔基体、微管和细胞核。n P-蛋白：成熟筛管分子中沿细胞壁分布并通过筛域或筛板上的筛孔的蛋白质体系。n 伴胞：与筛胞由同一细胞衍生的，与筛管分子紧密相连的一种特化的薄壁细胞。具浓厚的细胞质，结构上类似分泌细胞。参与物质向筛管分子的运输。n 蛋白细胞：裸子植物中与筛胞相伴的一种特殊的薄壁细胞，功能与伴胞相似。n 筛胞：蕨类植物和裸子植物运输有机物的细胞。其细胞壁只有筛域，没有筛板。n 韧皮纤维n 韧皮薄壁细胞维管组织(vascular tissue)n 维管组织：木质部和/或韧皮部。n 维管植物：具有维管组织的植物：蕨类植物、裸子植

23、物和被子植物。分泌结构(secretory structure)n 分泌现象：某些植物细胞能合成一些特殊的有机物或无机物，并把它们排出体外、细胞外或积累于细胞内。外部的分泌结构:腺表皮(glandular epidermis)腺毛(glandular hair)蜜腺(nectary)排水器(hydathode)盐腺(salt gland)内部的分泌结构:分泌细胞(secretory cell)分泌腔(secretory cavity)或分泌道(secretory canal)乳汁管(laticiger)无节乳汁管(nonartivulate laticifer)有节乳汁管(articulate

24、 laticifer)组织系统(tissue system)n 一个植物整体上，或一个器官上的一种组织，或几种组织在结构和功能上组成一个单位。三个组织系统。 皮组织系统(dermal tissue system)：表皮和周皮。 基本组织系统(fundamental tissue system)：各类薄壁组织、厚角组织、厚壁组织。植物体各部分的基本组成。 维管系统(vascular system)：木质部和韧皮部。植物细胞的全能性n 植物细胞全能性的概念是 1902 年由德国著名植物学家 Haberlandt 首先提出的。他认 为 , 高等植物的器官和组织可以不断分割直至单个细胞 , 每个细胞都

25、具有进一步分裂和发 芳的能力。他写道 : 我相信 , 人们可能成功地培养体细胞或人工胚 。并提出一个大胆的 设想 : 从一个体细胞可以得到人工培养的胚。n 植物细胞的全能性是指体细胞 ( 植物组织或器官的体细胞或花粉等性细胞 ) 可以像胚n 胎细胞那样, 经过诱导能分化发育成为一株植物, 并且具有母体植物的全部遗传信息。植物体的所有细胞都来源于一个受精卵的分裂。当受精卵均等分裂时, 染色体进行复制, 这样分裂形成两个子细胞里均含有和受精卵同样的遗传物质一一染色体。因此, 经过不断的细胞分裂所形成的千千万万个子细胞, 尽管它们在分化过程中会形成根、茎、叶等不同 器官或组织, 但它们具备有相同的基因组成, 都携带着亲本的全套遗传特性, 即在遗传上 具有 全能性 。因此只要培