第一节植物细胞的结构与功能

1、第一节第一节第一节第一节 植物细胞的结构和功能植物细胞的结构和功能一、植物细胞的概念一、植物细胞的概念二、植物细胞的形状和大小二、植物细胞的形状和大小三、细胞生命活动的物质基础三、细胞生命活动的物质基础四、植物细胞的基本结构四、植物细胞的基本结构五、植物细胞的繁殖五、植物细胞的繁殖细胞一、植物细胞的概念一、植物细胞的概念 细胞是植物体细胞是植物体结构结构和和功能功能的的基本单位基本单位。细胞的概念：细胞的概念：细胞的发现：细胞的发现：一、植物细胞的概念一、植物细胞的概念 1665 1665年英国物理学家年英国物理学家虎克虎克发现细胞（发现细胞（CellCell）。）。光学显微镜透射电子显微镜扫

2、描电子显微镜一、植物细胞的概念一、植物细胞的概念细胞结构与显微镜：细胞结构与显微镜： 显微结构显微结构：光学显微镜下观察到：光学显微镜下观察到的结构。的结构。 超微结构超微结构：指在电子显微镜下观：指在电子显微镜下观察到的结构，也称亚显微结构。察到的结构，也称亚显微结构。原核细胞和真核细胞：原核细胞和真核细胞： 真核细胞真核细胞：具有被膜包围：具有被膜包围的细胞核和细胞器。的细胞核和细胞器。一、植物细胞的概念一、植物细胞的概念 原核细胞原核细胞：有细胞结构，：有细胞结构，但没有典型的细胞核（但没有典型的细胞核（无成无成形核，无核膜、核仁。形核，无核膜、核仁。）。）。原核生物和真核生物：原核生物

3、和真核生物： 原核生物原核生物：原核细胞组成的生物为原核生物，如支原体、：原核细胞组成的生物为原核生物，如支原体、细菌、放线菌和蓝藻。细菌、放线菌和蓝藻。一、植物细胞的概念一、植物细胞的概念 真核生物真核生物：真核细胞组成的生物为真核生物，如动、植物：真核细胞组成的生物为真核生物，如动、植物和真菌。和真菌。二、植物细胞的形状和大小二、植物细胞的形状和大小（一）植物细胞的形状（一）植物细胞的形状（二）植物细胞的大小（二）植物细胞的大小（一）植物细胞的形状（一）植物细胞的形状 植物细胞的形状是多种多样的。植物细胞的形状是多种多样的。 细胞形状的多样性，反映了细胞细胞形状的多样性，反映了细胞形态与其

4、功能相适应的规律。形态与其功能相适应的规律。（二）植物细胞的大小（二）植物细胞的大小 绝大多数的细胞体积都很小。植物细胞的大小差异悬殊。绝大多数的细胞体积都很小。植物细胞的大小差异悬殊。 体积小、表面积大，有利于和外界进行物质、能量、信息体积小、表面积大，有利于和外界进行物质、能量、信息的迅速交换，对细胞生活具有特殊意义。的迅速交换，对细胞生活具有特殊意义。三、细胞生命活动的物质基础三、细胞生命活动的物质基础 组成细胞的组成细胞的生活物质生活物质，它是细，它是细胞结构和生命活动的物质基础。胞结构和生命活动的物质基础。 带电性、亲水性、带电性、亲水性、吸附作用、凝胶作用吸附作用、凝胶作用和吸水作

5、用和吸水作用 表面张力大、有一定表面张力大、有一定的弹性和黏性的弹性和黏性 具有生命活力的物质具有生命活力的物质原生质的概念：原生质的概念： 原生质具有原生质具有液体液体的性质和的性质和胶体胶体的性质。的性质。原生质的性质：原生质的性质：三、细胞生命活动的物质基础三、细胞生命活动的物质基础原生质的化学元素组成：原生质的化学元素组成： 主要是碳、氢、氧、主要是碳、氢、氧、氮。氮。三、细胞生命活动的物质基础三、细胞生命活动的物质基础水、水、CO2CO2、O2O2、无机盐、离子态元素。、无机盐、离子态元素。蛋白质、核酸、脂类、糖类和生理活性物质。蛋白质、核酸、脂类、糖类和生理活性物质。原生质原生质无

6、机物：无机物：有机物：有机物：原生质的物质组成：原生质的物质组成：四、植物细胞的基本结构四、植物细胞的基本结构 原生质是构成原生质体的物质基础，原生质体是原生质构原生质是构成原生质体的物质基础，原生质体是原生质构成。成。植物细胞植物细胞细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核原生质体原生质体（一）细胞壁（一）细胞壁 细胞壁是植物细胞所特有细胞壁是植物细胞所特有的结构。的结构。胞间层胞间层初生壁初生壁次生壁次生壁细胞壁的结构：细胞壁的结构：胞间层胞间层初生壁初生壁次生壁次生壁细胞壁细胞壁（一）细胞壁（一）细胞壁 保护原生质体，减少蒸腾，防止微生物入侵和机械损伤保护原生质体，减少蒸腾，防止

7、微生物入侵和机械损伤等。等。 细胞壁的功能：细胞壁的功能： 保持和巩固细胞的形状；保持和巩固细胞的形状； 参与植物组织的吸收、运输和分泌等方面的生理活动。参与植物组织的吸收、运输和分泌等方面的生理活动。（一）细胞壁（一）细胞壁类型类型发生部位发生部位附加成分附加成分作作 用用角质化角质化 叶和幼茎的表皮细叶和幼茎的表皮细胞胞 角质（脂类化角质（脂类化合物）合物） 保护作用（减少保护作用（减少水分散失）水分散失）木栓化木栓化 老熟根、茎老熟根、茎 木栓质（脂类木栓质（脂类化合物）化合物） 保护作用保护作用木质化木质化 根茎内输导和支持根茎内输导和支持细胞细胞 木质素木质素 增强机械强度增强机械强

8、度矿质化矿质化 禾本科植物茎、叶禾本科植物茎、叶表皮细胞表皮细胞 硅质（硅质（SiO2SiO2）、）、钙质钙质 增强机械强度增强机械强度次生壁的特化：次生壁的特化：（一）细胞壁（一）细胞壁 纹孔：细胞壁上的较薄区纹孔：细胞壁上的较薄区域。域。 胞间连丝：细胞间进行物胞间连丝：细胞间进行物质交流的通道。质交流的通道。纹孔和胞间连丝：纹孔和胞间连丝：（二）细胞膜（质膜）（二）细胞膜（质膜） 又称质膜，指植物细胞的细胞质外侧与细胞壁紧密相接的又称质膜，指植物细胞的细胞质外侧与细胞壁紧密相接的一层薄膜。一层薄膜。 细胞膜主要由细胞膜主要由脂类物质脂类物质和和蛋白质蛋白质组成。组成。细胞膜的概念：细胞膜

9、的概念：细胞膜的物质组成：细胞膜的物质组成：（二）细胞膜（质膜）（二）细胞膜（质膜）细胞膜的结构模型（流细胞膜的结构模型（流动镶嵌模型）：动镶嵌模型）： 脂质双分子层构成膜的骨脂质双分子层构成膜的骨架，蛋白质分子结合在脂质架，蛋白质分子结合在脂质双分子层的内外表面，嵌入双分子层的内外表面，嵌入脂质双分子层或者贯穿整个脂质双分子层或者贯穿整个双分子层。双分子层。 膜及其组成物质是高度动膜及其组成物质是高度动态的、易变的。态的、易变的。 细胞内各种膜的通称，包细胞内各种膜的通称，包括细胞膜和各种细胞内膜。括细胞膜和各种细胞内膜。 （二）细胞膜（质膜）（二）细胞膜（质膜）生物膜：生物膜： 由脂质双分

10、层和蛋白质分由脂质双分层和蛋白质分子组成的一个功能表达单位子组成的一个功能表达单位的膜，为单层生物膜。的膜，为单层生物膜。 横断面呈现出横断面呈现出“暗暗- -明明- -暗暗”三层式结构。三层式结构。（二）细胞膜（质膜）（二）细胞膜（质膜）单位膜：单位膜：（二）细胞膜（质膜）（二）细胞膜（质膜）屏障作用，能屏障作用，能选择性选择性地控制物质的进出。地控制物质的进出。细胞膜的功能：细胞膜的功能：具有具有胞饮作用胞饮作用、吞噬作用吞噬作用和和胞吐作用胞吐作用。信号转导信号转导和和细胞识别细胞识别。吞噬作用吞噬作用细胞识别细胞识别（三）细胞质（三）细胞质 细胞膜以内，细胞核以外的原生质统称，包括细胞

11、膜以内，细胞核以外的原生质统称，包括细细胞基质胞基质和和细胞器细胞器。细胞质的概念：细胞质的概念：1.1.细胞基质细胞基质 又称基质、透明质等，是细胞器外围没有特化为一定结构又称基质、透明质等，是细胞器外围没有特化为一定结构的细胞质。的细胞质。 细胞器之间物质运输和信息传递的介质；细胞器之间物质运输和信息传递的介质； 细胞代谢的重要场所；细胞代谢的重要场所； 为各类细胞器行使功能提供必要的营养和原料；为各类细胞器行使功能提供必要的营养和原料； 使细胞器及细胞核间保持着密切关系。使细胞器及细胞核间保持着密切关系。细胞基质的功能：细胞基质的功能：细胞基质的概念：细胞基质的概念：2.2.细胞器细胞器

12、细胞器的概念：细胞器的概念： 细胞质内具有一定细胞质内具有一定形态形态、结构结构和和功能功能的的小单位小单位。液泡液泡具显微结构具显微结构细胞器细胞器微管微管微粒体微粒体质体质体线粒体线粒体内质网内质网核糖体核糖体高尔基体高尔基体溶酶体溶酶体圆球体圆球体具亚显微结构具亚显微结构2.2.细胞器细胞器细胞器的种类：细胞器的种类：2.2.细胞器细胞器 在光学显微镜下观察到的在光学显微镜下观察到的细胞结构，称细胞的显微结细胞结构，称细胞的显微结构。构。植物细胞的显微结构：植物细胞的显微结构：2.2.细胞器细胞器 在电子显微镜下所观察到在电子显微镜下所观察到的细胞结构，称为细胞的亚的细胞结构，称为细胞的

13、亚显微结构或超微结构。显微结构或超微结构。植物细胞的亚显微结构：植物细胞的亚显微结构：液泡液泡 液泡是液泡是植物细胞特有植物细胞特有结构，由结构，由液泡膜液泡膜和和细胞液细胞液组成。组成。 液泡膜为单层膜。液泡膜为单层膜。 水分、糖、单宁、有机酸、植物碱、水分、糖、单宁、有机酸、植物碱、花色素、无机盐等。花色素、无机盐等。 植物细胞酸、甜、涩、苦等味道和花、果实颜色形成的植物细胞酸、甜、涩、苦等味道和花、果实颜色形成的重要原因。重要原因。液泡的结构：液泡的结构：细胞液的主要成分：细胞液的主要成分：液泡液泡 渗透调节渗透调节：与细胞需水量有关，：与细胞需水量有关，使细胞保持一定形态，以利于植物使

14、细胞保持一定形态，以利于植物各种生命活动的进行。各种生命活动的进行。 贮藏贮藏：贮藏各种养料和生命活：贮藏各种养料和生命活动产物，如淀粉、脂肪和蛋白质等。动产物，如淀粉、脂肪和蛋白质等。 消化消化：含有多种水解酶，参与：含有多种水解酶，参与细胞内物质的降解。细胞内物质的降解。液泡的功能：液泡的功能：渗透调节渗透调节液泡的贮藏功能液泡的贮藏功能液泡液泡 幼嫩细胞中无液泡或液泡幼嫩细胞中无液泡或液泡极小，不易看见。极小，不易看见。 随着细胞的生长，液泡数随着细胞的生长，液泡数目增多，体积增大，并最终目增多，体积增大，并最终合并形成中央大液泡。合并形成中央大液泡。 中央液泡的形成，标志着中央液泡的形

15、成，标志着细胞已发育成熟。细胞已发育成熟。液泡的生长过程：液泡的生长过程：质体质体 质体是质体是绿色植物特有绿色植物特有的一种细胞器，通常呈的一种细胞器，通常呈颗粒状颗粒状分布在分布在细胞基质中。细胞基质中。 质体主要由质体主要由蛋白质蛋白质和和类脂类脂组成，具组成，具双层膜双层膜。质体的结构：质体的结构：质体的类型：质体的类型：叶绿体叶绿体有色体有色体白色体白色体质体质体质体质体 不含色素，质体中最小的一种。不含色素，质体中最小的一种。 多见于幼嫩的根、茎及种子等无多见于幼嫩的根、茎及种子等无色部分的细胞里。色部分的细胞里。 可转化为其它质体。可转化为其它质体。白色体：白色体：质体质体 呈椭

16、圆形，内含叶绿素。呈椭圆形，内含叶绿素。 主要分布于茎、叶和果实等绿主要分布于茎、叶和果实等绿色部分的细胞里，以色部分的细胞里，以叶肉细胞叶肉细胞中中分布最多。分布最多。 植物进行光合作用的场所。被植物进行光合作用的场所。被称为称为“养料加工厂养料加工厂”或或“能量转能量转换站换站”。叶绿体：叶绿体：质体质体 形状不规则，含胡萝卜素和叶形状不规则，含胡萝卜素和叶黄素，通常呈红色、橙色或黄色。黄素，通常呈红色、橙色或黄色。 多含于多含于花和果实花和果实中，有些植物中，有些植物如胡萝卜的肉质根中也含有有色如胡萝卜的肉质根中也含有有色体。体。 可转化为其它质体；与花、果可转化为其它质体；与花、果实的

17、颜色形成有关。实的颜色形成有关。有色体：有色体：质体质体质体的转化：质体的转化：植物的颜色植物的颜色 液泡中含有花色素液泡中含有花色素( (主要是花青素主要是花青素, ,致致使花瓣具有鲜艳的颜色。使花瓣具有鲜艳的颜色。 花青素随花青素随pHpH不同其色泽可变，碱性时不同其色泽可变，碱性时呈呈兰色兰色，中性时呈紫色，酸性时呈，中性时呈紫色，酸性时呈红色红色。线粒体线粒体 所有生活细胞都具有所有生活细胞都具有的一种细的一种细胞器，具胞器，具双层膜双层膜，呈线形、球形，呈线形、球形或杆状小粒。或杆状小粒。线粒体的结构：线粒体的结构：线粒体的功能：线粒体的功能：线粒体的主要成分：线粒体的主要成分： 蛋

18、白质、类脂和少量核糖核酸。蛋白质、类脂和少量核糖核酸。 主要功能是进行呼吸作用，是细胞能量的主要功能是进行呼吸作用，是细胞能量的“动力站动力站”。内质网内质网 细胞质内由单层膜组成的细胞质内由单层膜组成的网状管道系统。网状管道系统。内质网的结构：内质网的结构：内质网的类型：内质网的类型：糙面内质网糙面内质网光面内质网光面内质网内质网内质网内质网内质网 合成、包装与运输代谢合成、包装与运输代谢产物；产物； 某些物质集中、暂时贮某些物质集中、暂时贮藏的场所；藏的场所； 许多细胞器的来源；许多细胞器的来源； 可能与细胞壁分化有关；可能与细胞壁分化有关； 将细胞分隔成许多特定将细胞分隔成许多特定空间。

19、空间。内质网的功能：内质网的功能：核糖核蛋白体（核糖体或核蛋白体）核糖核蛋白体（核糖体或核蛋白体） 无膜小颗粒。无膜小颗粒。 游离在细胞质基质中或附着在粗糙内游离在细胞质基质中或附着在粗糙内质网表面。质网表面。核糖体核糖体的结构：核糖体的结构：核糖体的主要成分：核糖体的主要成分：核糖体的功能：核糖体的功能： 主要成分为蛋白质和核糖核酸。主要成分为蛋白质和核糖核酸。 合成蛋白质的主要场所，被称为合成蛋白质的主要场所，被称为“生命生命活动的基本粒子活动的基本粒子”。高尔基体高尔基体 一些聚集的扁的小囊和小泡。一些聚集的扁的小囊和小泡。高尔基体的结构：高尔基体的结构：高尔基体的功能：高尔基体的功能：

20、 物质集运；物质集运； 生物大分子装配；生物大分子装配； 参与细胞壁的形成；参与细胞壁的形成； 分泌物质；分泌物质； 参与溶酶体或液泡的形成。参与溶酶体或液泡的形成。溶酶体溶酶体 呈圆球形小体，由单层膜构成，呈圆球形小体，由单层膜构成，内有多种水解酶。内有多种水解酶。溶酶体的结构：溶酶体的结构：溶酶体的功能：溶酶体的功能： 具有溶解和消化作用，被称为细具有溶解和消化作用，被称为细胞内的胞内的“消化器官消化器官” ” 。圆球体圆球体 又称油体，单层膜形成的圆又称油体，单层膜形成的圆球状小体，内含脂肪酶。球状小体，内含脂肪酶。圆球体的结构：圆球体的结构：圆球体的功能：圆球体的功能： 合成和贮藏油脂

21、的场所。合成和贮藏油脂的场所。微体微体 单层膜形成的球状小体。单层膜形成的球状小体。微体的结构：微体的结构：微体的功能：微体的功能： 与光呼吸和脂肪代谢有关。与光呼吸和脂肪代谢有关。微管微管保持细胞形态；保持细胞形态；引导细胞质的运动方向；引导细胞质的运动方向；为细胞内物质定向运输提供轨道和动力；为细胞内物质定向运输提供轨道和动力；与细胞分裂时纺锤体的形成有关；与细胞分裂时纺锤体的形成有关；与细胞壁增厚形成有关。与细胞壁增厚形成有关。微管的结构：微管的结构：微管的功能：微管的功能： 细胞壁附近的一些细长中空的小管，无膜结构。细胞壁附近的一些细长中空的小管，无膜结构。（四）细胞核（四）细胞核 细

22、胞核贮存了细胞内几乎细胞核贮存了细胞内几乎全部的全部的遗传物质遗传物质，控制着，控制着蛋蛋白质的合成白质的合成与与细胞的生长发细胞的生长发育育，是，是细胞的控制中心细胞的控制中心。细胞核的重要性：细胞核的重要性：细胞核的结构：细胞核的结构：核膜核膜核仁核仁细胞核细胞核核质核质核膜核膜 又核被膜，又核被膜，双层膜双层膜，分为外核，分为外核膜和内核膜，两层膜间为核周间膜和内核膜，两层膜间为核周间隙，膜上有隙，膜上有核孔核孔。结构：结构： 稳定核的形状和化学成分；稳定核的形状和化学成分； 调节着细胞质和细胞核间的物调节着细胞质和细胞核间的物质交换。质交换。功能：功能：核仁核仁 细胞内形成核蛋白亚单位

23、的细胞内形成核蛋白亚单位的部位。部位。 一个或几个。一个或几个。 有四种结构：颗粒、纤维、有四种结构：颗粒、纤维、染色质和蛋白质的基质。染色质和蛋白质的基质。结构：结构：功能：功能：核质核质 核仁以外，核膜以内的物质。核仁以外，核膜以内的物质。结构：结构：组成：组成： 核质中易被碱性染料染色的物核质中易被碱性染料染色的物质，主要成分是脱氧核糖核酸质，主要成分是脱氧核糖核酸（DNADNA）、核糖核酸（）、核糖核酸（RNARNA）和蛋）和蛋白质。白质。染色质染色质核液核液（四）细胞核（四）细胞核贮存和复制贮存和复制DNADNA；合成和向细胞质转运合成和向细胞质转运RNARNA；形成细胞质的核糖体亚

24、单位；形成细胞质的核糖体亚单位；控制植物体的遗传性状；控制植物体的遗传性状；通过指导和控制蛋白质的合成通过指导和控制蛋白质的合成而调节控制细胞的发育。而调节控制细胞的发育。间期细胞核的主要功能：间期细胞核的主要功能：五、植物细胞的繁殖五、植物细胞的繁殖无丝分裂无丝分裂有丝分裂有丝分裂减数分裂减数分裂细胞繁殖细胞繁殖（一）无丝分裂（一）无丝分裂 核仁一分为二，细胞核延核仁一分为二，细胞核延长，核仁向两端移动，核中长，核仁向两端移动，核中间缢缩断裂成两个子核。间缢缩断裂成两个子核。 细胞质分裂成两部分，并细胞质分裂成两部分，并产生新的细胞器。产生新的细胞器。 在两子核之间形成新壁，在两子核之间形成

25、新壁，成为成为2 2个子细胞。个子细胞。过程：过程：（一）无丝分裂（一）无丝分裂 过程简单，消耗能量少，分裂速度快。过程简单，消耗能量少，分裂速度快。 分裂时核内不出现染色体，也不形成纺锤丝，故称无丝分分裂时核内不出现染色体，也不形成纺锤丝，故称无丝分裂，又称直接分裂。裂，又称直接分裂。 主要发生在植物不定根、不定芽的产生，竹笋、小麦节间主要发生在植物不定根、不定芽的产生，竹笋、小麦节间的伸长，胚乳的发育，愈伤组织的形成。的伸长，胚乳的发育，愈伤组织的形成。特点：特点：（二）有丝分裂（二）有丝分裂间期间期前期前期中期中期后期后期末期末期分裂期分裂期过程：过程：（二）有丝分裂（二）有丝分裂 细胞

26、核变大，染色质变为染细胞核变大，染色质变为染色丝，色丝，DNADNA复制，复制，RNARNA合成。合成。间期：间期：（二）有丝分裂（二）有丝分裂 染色丝变成染色体。两个染色丝变成染色体。两个染色单体，以着丝点相连。染色单体，以着丝点相连。 核膜、核仁逐渐消失。核膜、核仁逐渐消失。 两极出现纺锤丝和纺锤体，两极出现纺锤丝和纺锤体，染色体散乱分布在纺锤体中。染色体散乱分布在纺锤体中。 核膜消失是前期结核膜消失是前期结束的标志束的标志前期：前期：染色质和染色体 在细胞分裂期间在细胞分裂期间染色质染色质浓缩成较大的棒状浓缩成较大的棒状体，称体，称染色体染色体。 染色体和染色质是同一物质在不同时期的染色

27、体和染色质是同一物质在不同时期的不同状态。不同状态。（二）有丝分裂（二）有丝分裂 染色体有规律地排列在赤染色体有规律地排列在赤道面上。道面上。 纺锤丝与染色体的着丝点纺锤丝与染色体的着丝点相连，形成纺锤体。相连，形成纺锤体。中期：中期：赤道赤道面面 在细胞分裂中期，在细胞分裂中期，染色体数目固染色体数目固定，是观察染色体数目和性状的最定，是观察染色体数目和性状的最佳时期。佳时期。（二）有丝分裂（二）有丝分裂 染色单体从着丝点处断开，形染色单体从着丝点处断开，形成为两条形态相同的子染色体。成为两条形态相同的子染色体。 纺锤丝收缩，将子染色体拉向纺锤丝收缩，将子染色体拉向两极。两极。后期：后期：（二）有丝分裂（二）有丝分裂 染色体变成染色丝，新的染色体变成染色丝，新的核膜、核仁出现，形成两个核膜、核仁出现，形成两个新核。新核。 细胞质一分为二。细胞质一分为二。 纺锤丝集结于纺锤丝集结于赤道面赤道面上并上并形成形成细胞板细胞板，成为新细胞的，成为新细胞的胞间层胞间层，再形成，再形成初生壁初生壁，形，形成两个新成两个新细胞细胞。末期：末期：（二）有丝分裂（二）有丝分裂过程图：过程图：（二）有丝分裂（二）有丝分裂 分裂中要出现纺锤丝，故称有丝分裂，又称间接分裂。分裂中要出现纺锤丝，故称有丝分裂，又称间接分裂。 植物营养细胞最普