第一章植物的细胞

1、 教案（课时备课） 课程名称：植物学 第 次课 学时： 备课日期：第一章 植物的细胞本章教学目标：1、了解植物形态知识和解剖知识的概念；2、掌握细胞的基本概念；3、掌握细胞的结构与功能；4、掌握细胞的几种繁殖方式。第一章 植物的细胞§11 细胞的结构与功能一、教学内容：1、植物形态知识和解剖知识的概念；2、细胞的基本概念；3、细胞的结构；4、细胞壁的结构。二、教学目的及要求：1、了解植物形态知识和解剖知识的概念；2、掌握细胞的基本概念和结构；3、掌握细胞壁的结构。三、教学重点和难点：1、掌握细胞的基本概念和结构；（重点、难点）2、掌握细胞壁的结构。（重点、难点）四、教具、学具： 教材

2、植物基础知识绘制细胞图和细胞壁图五、教学方法及手段： 图例和实例六、教学进程安排：（一）、课程引入 先以提问的方式复习前面内容。（3分钟）提问：我们学习的该门课程什么是其基本的单位呢？（二）、新课讲解植物形态知识和解剖知识的概念。1、细胞的概念植物细胞是构成植物体的基本单位。17世纪，1665年虎克用显微镜观察软木薄片时第一次发现了细胞，其实是细胞壁。1838年，施莱登指出，“一切植物，如果它们不是单细胞的话，都完全是由细胞集合而成的。细胞是植物结构的基本单位”。几乎同时，施旺在研究动物材料中证实了这一理论，并于1939年首次提出了“细胞学说”（cell theory）。20世纪电子显微镜的发

3、明和60年代组织培养技术的成功都证明了这一点。单细胞植物，一个细胞代表了一个个体，一切生命活动，包括新陈代谢、生长发育、繁殖，均由一个细胞完成。复杂的高等植物，一个个体由无数细胞组成，细胞之间有了机能和形态结构的分工，相互依存、彼此协作，共同保证有机体的正常生命活动。细胞是生物体结构和功能的基本单位，是生命活动的基本单位，也是生物个体发育和系统发育的基础。植物细胞的形状和大小（1）、形状：由于植物体是多细胞体，细胞彼此间相互挤压，呈多面体，长宽近于相等，根尖、茎尖生长锥细胞近于等径，细胞的形状为14面体。但这种理想化的细胞形状很难见到。一般看到的有球形、椭球形、多面体、纺锤形、柱状体、管状、分

4、枝状等。细胞的形状由它所处的位置，执行的功能有关，是由遗传因素也就是细胞核控制的。（2）大小：大小差异很大，通常是直径10100um，多数是2550um。1m=10-6m，1Å=10-4m=10-10m，1nm=10-9m。一般要在显微镜下才能观察。电镜的分辩率为10Å-1m（104 Å），光学显微镜的分辩率为1m（104 Å）-100um，肉眼的分辩率为100um。（补充知识）最小的支原体细胞只有0.1um。最小的球菌细胞2r=0.5um。但西红柿、西瓜的果肉细胞直径较大，可达1mm，肉眼可见。棉仔表皮表长75mm，苎麻的纤维长度为55cm。同一植物体

5、的不同器官、组织，细胞的差异较大。种子植物的细胞直径一般是10100um。估计一张叶片含4×107个细胞，人在出生时，细胞总数约为264个细胞。2、细胞的结构与功能： 细胞壁植物细胞 原生质体 液泡（1）细胞壁（cell wall）具有细胞壁、液泡、质体是植物细胞区别于动物细胞的结构。功能：细胞壁是由原生质体分泌的物质构成，属于非生活的部分，对细胞起支持的作用，使细胞保持一定的形状和相对稳定的外在环境。保护原生质体，减少蒸腾，防止病虫入侵及损伤。细胞壁本身结构疏松，外界物质可通过细胞壁进入细胞中，在吸收、分泌、蒸腾、物质运输、生长调控和细胞识别时起重要作用。细胞壁的结构：胞间层，初生

6、壁，次生壁。胞间层（intercellular layer）：又称中（胶）层。相邻两细胞共有的一层薄膜，主要成份为果胶质（pectin，果胶酸钙和果胶酸镁），将相邻细胞链接起来。是一种无定形糖类胶质，具极强的亲水性和可塑性。在酸碱溶液中果胶酸酶能够分解果胶质，果实成熟时，如番茄、苹果、西瓜，果肉变软，就是形成了细胞间隙。黄麻拔下后要放在水里浸泡，叫“沤麻”，就是利用细菌产生的果胶酶将纤维细胞间的果胶质溶解成分离的纤维细胞。初生壁（primary wall）：细胞生长过程中，原生质体分泌出纤维素、半纤维素、果胶质附加在中胶层的两面，构成初生壁。初生壁薄，厚1-3m，富有弹性，质地柔软，可塑空间大

7、，能随细胞生长而延展。分生组织和大多数生活的薄壁细胞只有初生壁和胞间层。主要成份是纤维素、半纤维素及果胶。功能：保护与维持细胞形状。次生壁（secondary wall）：细胞停止生长后，原生质体分泌纤维素、半纤维素、木质素附加在初生壁上，使细胞腔越来越小。较厚510um，质地较硬。可以分成三层：外层，中层，内层，中层最厚。次生壁质地坚硬，有较强的机械支持作用。常出现不均匀次生壁加厚，常见的有纤维、导管、管胞、石细胞停止增大体积后的次生壁加厚。（三）、总结 细胞的概念和结构；细胞壁的功能和结构。（四）、作业布置 (1)名词解释：细胞、纹孔、纹孔对、胞间连丝。 (2)细胞的结构，并绘出细胞图。(

8、3)细胞壁的结构。七、上课记录：班 年 月 日 第 节 授课地点 应到人数 人；实到人数 人。班 年 月 日 第 节 授课地点 应到人数 人；实到人数 人。班 年 月 日 第 节 授课地点 应到人数 人；实到人数 人。八、教学后记：§11 细胞的结构与功能（原生质体和液泡）一、教学内容：1、细胞原生质体的组成；2、细胞原生质体中各细胞器的功能和作用；3、细胞液泡的结构和作用。二、教学目的及要求：1、掌握细胞原生质体的组成；2、掌握细胞原生质体中各细胞器的功能和作用；3、掌握细胞液泡的结构和作用。三、教学重点和难点：1、掌握细胞原生质体的组成；(重点)2、掌握细胞原生质体中各细胞器的功

9、能和作用；(重点、难点)3、掌握细胞液泡的结构和作用。(重点)四、教具、学具： 教材植物基础知识 绘制液泡的形成图五、教学方法及手段： 图例和实例六、教学进程安排：先以提问的方式复习前面内容。（5分钟）（一）课程引入提问：细胞中液泡中个成分是什么？它们的作用是什么？（二）新课讲解1细胞质是细胞壁以内细胞核以外的原生质体部分，为半透明的粘稠物质组成：质膜、胞基质、细胞器（1）质膜 是包围在细胞质表面的一层薄膜。结构：在电镜下具有暗-明-暗三层结构单位膜：在电镜下显示出具有三层结构成为一个单位的膜，称为单位膜质膜是一层单位膜功能：具有选择透性，其主要功能是控制细胞与外界环境的物质交换。此外，还有许

10、多重要功能：主动运输、接受和传递外界信号，抵御病菌的感染，参与细胞间的相互识别等。（2）细胞器 是细胞质内具有一定结构和功能的微结构或微器官：包括质体、线粒体、内质网、高尔基体、液泡、核糖核蛋白体、溶酶体、圆球体、微体、微管和微丝等，现分述如下：质体：质体是植物细胞特有的，与碳水化合物的合成与贮藏密切有关的细胞器，幼期未分化成熟的，成为前质体。分化成熟的质体可根据其色素和功能不同，分为叶绿体（chloroplast）、有色体（chromoplast）和白色体（leucoplast）三种主要类型。叶绿体绿色光合作用有色体黄-红色积累脂类和淀粉白色体无色合成淀粉，脂肪，a、叶绿体：高等植物的叶绿体

11、主要存在于叶肉细胞内，含有叶绿素、叶黄素和胡萝卜素，因此，叶片的颜色与这三种色素的比例有关，一般是绿色，叶绿素占绝对优势。形态：高等植物叶绿体形态相似，呈球形、卵形或透镜形，直径410um，厚度12um。低等植物（藻类）有各种形状结构（亚显微结构）：外包双层单位膜，内有基粒，基粒间膜（基质片层）和基质基粒：由许多圆盘状（空烧饼状）的类囊体（基粒片层）重叠而成的柱状单位。光反应在基粒上进行。基粒间膜（基质片层）：呈分枝状与基粒相连接。基质：内部没有一定结构的部分，暗反应在基质中进行。功能：光合作用。b、有色体：双层单位膜，只含有胡萝卜素和叶黄素，可呈黄色、橙色或橙红色，部分植物的花瓣，成熟的果实

12、，胡萝卜的贮藏根，衰老叶片都存在有色体。有色体的形状有颗粒状，针状和不规则状。功能：积累淀粉，脂类，吸引昆虫和其它动物传粉及传播种子。c、白色体 ： 双层单位膜，不含色素。存在于甘薯、马铃薯等植物的地下贮藏器官中。按照功能不同，可以分为：造粉体、造油体。功能：起淀粉和脂肪合成中心的作用（淀粉体，造油体）在植物发育过程中，质体可以相互转化。线粒体：线粒体是进行呼吸作用的主要细胞器。大小：宽0.51um，长12um 形状：球状、棒状或细线状颗粒，光镜下需用特殊染色才能辨别。亚显微结构：双层单位膜构成，内膜形成片状或管状的内褶，称为嵴。内膜及其所在的嵴的内表面，均匀地分布有形似大头针的结构

13、，称为电子传递粒。功能：呼吸作用的场所，有“动力工厂”之称，含有100多种酶，分解释放的能量透过膜转运到细胞其它部分供代谢之用。液泡：由单位膜构成的细胞器。幼期细胞，液泡很小，但随着细胞生长，液泡长大。小液泡逐渐合并为大液泡，位于细胞中央。具有一个大的中央液泡是成熟的植物生活细胞的显著特征，也是植物细胞与动物细胞在结构上的明显区别之一。结构：单层膜，内部充满细胞液（含有多种有机物和无机物的复杂的水溶液）有的是代谢产生的贮藏物：如糖、有机酸、蛋白质、磷脂等有的是排泄物：如草酸钙、花色素苷等。植物的酸、甜、涩（丹宁）等味是液泡中所含物质不同花色素苷的显色与细胞液的ph值有关：酸红、碱兰、中性紫。如

14、牵牛花从早午由蓝变红细胞液中的无机盐（如草酸钙）常因过饱和而结晶（避免中毒）功能：a、维持正常的膨压和水势b、贮藏代谢物质，参与细胞中物质的生化循环c、大的液泡（可占据细胞体积的90%以上）使原生质贴壁有利于与外界进行气体和物质的交换。 核糖核蛋白体：生活的细胞中都存在核糖核蛋白体，它是合成蛋白质的主要场所，存在于胞基质，内质网等处。核糖体由蛋白质和rna组成，结构上为两个近半球形而大小不等的亚单位结合而成的。常几十个到几百个聚合在一起，成为多聚核糖体。多聚核糖体。 内质网：它是由单位膜围成的扁平的囊、槽、池或管，形成互相沟通的网状系统。内质网的外表面有的结合有核糖体，称为粗面内质网，有的没有

15、，称为光滑型内质网。 高尔基体：高尔基体是一叠由平滑的单位膜围成的囊组成。高尔基体是动态结构，有形成面和成熟面，与细胞壁的形成有关。 溶酶体：溶酶体是分解蛋白质、核酸、多糖的细胞器，由单层单位膜构成，内含多种水解酶，可分解从外面进入到细胞内的物质，也可消化局部细胞器或整个衰老的细胞。 微体：微体也由单位膜包围成，呈球形。在植物细胞中，已明确的两种微体是过氧化物酶体和乙醛酸循环体。过氧化物酶体常和叶绿体，线粒体结合在一起，执行光呼吸。乙醛酸循环体存在于油料植物种子中，脂肪经它含的几种酶逐步分解。 微管： 普遍存在细胞中，由微管蛋白组成。在细胞内，微管有多方位的功能。（1）分布于细胞质内的微管起支

16、架作用，使细胞维持一定形状。（2）参与分裂的纺锤丝。（3）对细胞的生长和分化起作用。（4）影响细胞内物质的运输和胞质运动。（5）参与构成低等植物的纤毛，鞭毛。（3）胞基质  在电镜下看不出特殊结构的细胞质部分（胞质运动）补充：2、细胞核细胞核为生活细胞中最显著的结构，细胞内的遗传物质dna，几乎都存在于核内，为细胞的控制中心。形态：其形态多种多样，有球形、半球形或圆饼形。结构：细胞核的结构，随细胞周期的改变而变化，可分为分裂期和间期。间期核可分为核膜、核仁和核质。核膜为双层膜、上有核孔。核孔是物质进出细胞核的通道。核仁常有一个或几个，是细胞内形成核蛋白亚基的部位。形状因不同部位而不同

17、。核质可分为着色的物质-染色质和不着色的部分-核基质。染色质是一种嗜碱性物质，易被洋红、苏木精等碱性染料着色，着色深的区域称异染色质、浅的称常染色质，常染色质为功能活跃的部分（正在复制），染色体为核酸和蛋白质的复合体。功能：（1）贮存和传递遗传信息，在细胞遗传中起重要作用。（2）对细的生理活动起重要的控制作用。3、液泡（vacuole）植物细胞中最显著的内部结构，也是一种细胞器。液泡由一层膜包围，膜内充满细胞液（cell sap）。液泡膜选择透性膜，通透性比质膜高。补充：4、后含物：植物细胞在代谢过程中，产生的代谢中间产物，贮藏物质和废物等。这些称为后含物。后含物一般有：淀粉、蛋白质、脂肪及其

18、有关的物质（角质、栓质、蜡质、磷脂等），还有成结晶的无机盐和其它有机物，如丹宁、树脂、树胶、橡胶和植物碱等。存在的状态有液体、固体、晶体。（三）、总结细胞原生质体的组成；细胞原生质体中各细胞器的功能和作用；细胞液泡的结构和作用。（四）、作业布置 1、名词解释：液泡、细胞液、细胞内含物。 2、植物细胞成熟的标志是什么？3、原生质体包括哪些细胞器？4、请说出细胞核、质体、线粒体、核糖体的功能和作用分别是什么？5、液泡有什么作用和功能？七、上课记录：班 年 月 日 第 节 授课地点 应到人数 人；实到人数 人。班 年 月 日 第 节 授课地点 应到人数 人；实到人数 人。班 年 月 日 第 节 授课

19、地点 应到人数 人；实到人数 人。八、教学后记：§12 细胞的繁殖（无丝分裂和有丝分裂）一、教学内容：1、无丝分裂的概念和过程；2、有丝分裂的概念；3、有丝分裂的过程。二、教学目的及要求：1、了解无丝分裂的概念和过程；2、掌握有丝分裂的概念；3、掌握有丝分裂的过程。三、教学重点和难点：2、有丝分裂的概念；(重点)3、有丝分裂的过程。(重点、难点)四、教具、学具： 教材植物基础知识 绘制细胞有丝分裂的过程图五、教学方法及手段： 图例和实例六、教学进程安排：先以提问的方式复习前面内容。（5分钟）（一）课程引入提问：细胞的繁殖方式是什么？它们的过程是整样进行的？（二）新课讲解植物细胞通过分

20、裂进行繁殖。繁殖是生物或细胞形成新个体或新细胞的过程。植物细胞的分裂包括无丝分裂、有丝分裂和减数分裂三种形式1细胞周期及其概念持续分裂的细胞，从结束第一次分裂开始，到下一次分裂完成为止的整个过程，称为细胞周期。细胞周期可进一步分为间期和分裂期。间期又可分为dna合成前期（g1期），dna合成期（s期），dna合成后期或有丝分裂准备期（g2期），分裂期（m期或d期），分为前、中、后、末四个时期。2、无丝分裂（直接分裂）是指间期核不经任何有丝分裂时期，直接地分裂，形成差不多的两个子细胞。（1）、过程：核首先发生延长，然后在中间缢缩，变细，最后断裂，分成二子核，子核间形成新壁，形成二个新细胞（2）、

21、特点：不出现染色体、纺锤丝等，存在遗传的稳定性问题。因为不能保证遗传物质平均地分配到二子细胞中去。无丝分裂在植物体中，还是较普遍地存在。如在胚乳发育过程中，以及植物形成愈伤组织时，常频繁出现；在正常组织中，如薄壁组织、表皮、生长点、花药的绒毡层细胞等，也有报道。3、有丝分裂有丝分裂是真核细胞分裂的最普遍的形式。因为分裂过程中有纺锤丝出现，故称为有丝分裂。有丝分裂包括核分裂和细胞质分裂二个步骤（i）核分裂核分裂从始至终是一个连续的过程，为了研究的方便分为5个过程1、间期从前一次分裂结束到下一次分裂开始的一段时间称为间期。（1）特点：间期的细胞特点是细胞核较大，呈球形，具有核膜、核仁明显，染色质不

22、规则地分散于核基质中，细胞质浓。细胞具有旺盛的代谢活动，进行大量的生物合成，为下一次分裂做物质和能量的准备（2）一般分为三个阶段1期（复制前期）此期主要进行和组蛋白的合成，也包括许多酶的合成。期（复制期）此期主要是进行和染色体的复制。2期（复制后期）此期的合成已终止，但某些合成仍在进行，包括，微管蛋白的合成（用于构成微管，形成纺锤体的物质）2、前期 ：核内的染色质凝缩成染色体，核仁解体，核膜破裂以及纺锤体开始形成。3、中期：染色体排列到赤道面上，此期染色体非常明显。纺锤丝变得很清晰。有二种纺锤丝：染色体牵丝和连续丝。染色体牵丝：一端与着丝点相连，一端向极的方向延伸（实际上是每条牵丝与一个染色单

23、体相连，由于两条牵引丝的平衡作用，才使染色体排列到赤道面上。连续丝：从一极直接延伸到另一极。严格地讲是着丝点排在赤道面上，而染色体其余部分则在一侧任意的浮动4、后期：染色体从着丝点分裂成二子染色体，分别向两极运动。此期连续丝逐渐延长，二极之间的距离也随之增大，牵引丝逐渐缩短，终至消失。5、末期：染色体到达两极，核膜、核仁重新出现，形成二子核。染色体通过解螺旋作用变为染色质，恢复间期核状态。子核的出现标志细胞核分裂的结束。（ii）细胞质的分裂胞质分裂即在二子核之间形成新细胞壁，把一个母细胞分隔成两个子细胞。在一般情况下，胞质分裂与核分裂在时间上是紧接着的。有的核经过多次分裂再进行胞质分裂，如胚乳

24、的发育过程。有的只有核分裂，而无胞质分裂，如某些低等植物和被子植物的无节乳汁管。胞质分裂的过程1、成膜体的形成：在核分裂后期，染色体接近两极时，纺锤体出现形态上的变化，在二子核之间连续丝中增加了许多短的纺锤丝，形成了一个密集着纺锤丝的桶状区域，称为成膜体2、细胞板的形成：由成膜体中许多多糖类物质的小泡（主要来自高尔基体，也来自内质网）向赤道面聚集融合，释放多糖类物质（主要是果胶质），构成细胞板。3、新壁的形成：在形成细胞板时，成膜体由中央位置逐渐向四周扩展，细胞板也就随着向四周延伸，直至与母细胞的侧壁相接，完全把母细胞隔成二子细胞，这时的细胞板就是新的细胞壁的中层，接着由原生质体分泌产生大量纤

25、维素而形成初生壁，有的继而产生次生壁。4、有丝分裂的特点和意义特点：包括核分裂和胞质分裂两个显著的步骤；有纺锤丝的出现；有染色体的复制和染色单体的分离意义：保持了细胞遗传的稳定性，因为子细胞具有与母细胞相同的遗传潜能。 （三）、总结无丝分裂的概念和过程；有丝分裂的概念；有丝分裂的过程。（四）、作业布置 1、细胞分裂的方式有哪些？ 2、什么是有丝分裂？3、有丝分裂包括几个阶段？七、上课记录：班 年 月 日 第 节 授课地点 应到人数 人；实到人数 人。班 年 月 日 第 节 授课地点 应到人数 人；实到人数 人。班 年 月 日 第 节 授课地点 应到人数 人；实到人数 人。八、教学后记：

26、7;12 细胞的繁殖（减数分裂）一、教学内容：1、减数分裂的概念；2、减数分裂的过程。二、教学目的及要求：1、掌握减数分裂的概念；2、掌握减数分裂的过程。三、教学重点和难点：1、减数分裂的概念；(重点)2、减数分裂的过程。(重点、难点)四、教具、学具： 教材植物基础知识 绘制细胞减数分裂的过程图五、教学方法及手段： 图例和实例六、教学进程安排：先以提问的方式复习前面内容。（5分钟）（一）课程引入提问：高等植物的细胞的繁殖方式是什么？它们的过程是整样进行的？（二）新课讲解5、减数分裂（meiosis）高等植物繁殖后代要产生雄性生殖细胞、精子（有鞭毛，能游动）、精细胞（不能游动）、雌性生殖细胞，卵

27、细胞，精子、精细胞结合成合子（受精卵）发育成长为植物体。生殖细胞形成时，染色体数目已经分别减半，所以结合产生的后代染色体数目恢复到原来的状态。第一次分裂1.前期i与有丝分裂的主要不同点：染色体配对、染色单体互换、互斥叉端化。变化复杂，经历时间长，又分为5个阶段：细线期（leptotene）：核内出现长线状染色体，核及核仁继续增大。主要进行rna和蛋白质的合成，染色体以核仁为中心，形成“花束期”。偶线期（合线期）（zygotene）：外形相同的两条染色体配对（同源染色体：两条染色体，1条来自父本（父源染色体），另1条来自母本（母源染色体）它们的外形、大小都很相似）。同源染色体配对的现象叫联会（s

28、ynapsis）。此联会又称拉链式配对，形成二价体。粗线期（pachytene）：完成配对后，成对的同源染色体各自纵裂，每条染色体分成2条染色单体，每对同源染色体有4条染色单体。染色体继续螺旋卷曲，缩短，变粗。4条染色单体相邻的两条染色单体在局部位置发生交叉，进行染色体片断的互换（外围2条染色单体没有），使1条染色单体具有另1条染色单体的片断，这种染色单体片断互换现象称“交叉（chiasmata）”，遗传学上称“基因互换”，对生物的遗传变异有重大意义。双线期（diplotene）：两对染色单体继续进一步变粗，变短，并开始分离，由于交叉的关系，两条交叉染色体在局部的位置仍然连在一起，就会出现x、

29、o、v、8等形状。交叉端化。人等动物卵母细胞可长期停留在此阶段。终变期（diakinesis）：染色体缩短变粗到最小体积，并移到核膜处，最后核仁、核膜消失。开始出现纺锤丝。是观察染色体形态度、数染色体数目的最好时期。2.中期i（ diakinesis）：纺缍体出现，成对的同源染色体排在赤道面上。着丝粒取向两极，称成对取向（互定向），两个同源染色体取向随机，组合机率为2n。3.后期i：成对的同源染色体各自分开，在纺缍丝的牵引下分别称向两极，每极染色体数目只有原来母细胞的一半。每着丝粒仍含4臂。4.末期i：两组染色体到达两极，聚集成团，每条染色体呈细线状，核仁、核膜重新出现，核仁形成位置为核仁形成中心nor。两子核形成，在赤道面上形成细胞板，分隔成两个子细胞，但不分开，称2分式。第二次分裂减数分裂第二次分裂：两个子细胞经过很短间期或紧接着末期就进行和有丝分裂相似的过程，但不进行染色体加倍（复制）。亦可分为前期、中