第一章植物细胞的超微结构与功能

1、第一章第一章 植物细胞的超微结构与功植物细胞的超微结构与功能能细胞概述细胞概述 细胞的分类细胞的分类 原核细胞和真核细胞的区别原核细胞和真核细胞的区别 动物和植物细胞的区别动物和植物细胞的区别 植物细胞的结构特点植物细胞的结构特点细胞的分类细胞的分类根据细胞的结构和生命活动方式根据细胞的结构和生命活动方式真核细胞真核细胞原核细胞原核细胞原核生物原核生物真核生物真核生物细菌、蓝藻细菌、蓝藻除细菌、蓝藻以外的除细菌、蓝藻以外的低等和高等植物低等和高等植物单个的原单个的原核细胞核细胞绝大多数单绝大多数单细胞生物和细胞生物和全部的多细全部的多细胞生物胞生物古核细胞古核细胞细胞概述细胞概述原核细胞和真核

2、细胞的区别原核细胞和真核细胞的区别原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞细胞核细胞核无细胞核，拟核无细胞核，拟核有细胞核有细胞核细胞器细胞器核糖体，光合作核糖体，光合作用片层用片层各种细胞器各种细胞器细胞骨架细胞骨架无无内膜系统和细胞骨架内膜系统和细胞骨架分裂方式分裂方式无丝分裂无丝分裂 有丝分裂、减数分裂有丝分裂、减数分裂基因表达基因表达调控调控无明显的功能分区无明显的功能分区有严格的时空上的调控阶有严格的时空上的调控阶段和部位段和部位动物和植物细胞的区别动物和植物细胞的区别细胞壁细胞壁原原生生质质体体胞间层胞间层 初生壁初生壁 次生壁次生壁细胞膜细胞膜细胞核细胞核细胞质细胞质细胞器细胞器胞基质胞

3、基质双层膜细胞质器双层膜细胞质器单层膜细胞质器单层膜细胞质器无膜细胞器无膜细胞器细胞核细胞核线粒体线粒体叶绿体叶绿体核糖体、微管、微丝、核糖体、微管、微丝、中间纤维中间纤维内质网、高尔基体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、微体溶酶体、液泡、微体植 物 细 胞 的 结 构 特 点植 物 细 胞 的 结 构 特 点胞间连丝胞间连丝内膜系统内膜系统细胞骨架细胞骨架一、细胞壁一、细胞壁结构蛋白、酶类、凝集结构蛋白、酶类、凝集素、木质素、矿物质素、木质素、矿物质多糖多糖纤维素纤维素、半纤维素、果胶、半纤维素、果胶（一）细胞壁的化学组成（一）细胞壁的化学组成（二）细胞壁的亚显微结构胞间层胞间层初生壁初生壁

4、次生壁次生壁结构及组结构及组成成分成成分果果 胶胶纤维素、半纤维素、纤维素、半纤维素、果胶质、蛋白质果胶质、蛋白质纤维素、半纤维素、纤维素、半纤维素、木质素、果胶质木质素、果胶质纤维素结构图纤维素结构图晶格区域晶格区域非晶格区域非晶格区域半纤维素半纤维素1-4 糖苷键糖苷键1-4 葡聚糖链葡聚糖链微纤丝微纤丝细胞壁细胞壁-D-吡喃葡萄糖吡喃葡萄糖纤维素分子纤维素分子（1-4）糖苷键）糖苷键氢键氢键纤维素微纤丝纤维素微纤丝 细胞壁的亚显微结构图解细胞壁的亚显微结构图解S1 次生壁外层；次生壁外层； S2 次生壁中层；次生壁中层； S3 次生壁内层；次生壁内层； CW1 初生壁；初生壁； ML 胞

5、间层胞间层 次次生生壁壁（三）细胞壁的功能（三）细胞壁的功能1、稳定细胞形态和保护作用2、控制细胞生长扩大3、参与胞内外信息的传递4、防御功能5、识别功能6、参与物质的运输细胞膜（生物膜）：细胞膜（生物膜）：是指由脂质和蛋白质组成的具有一定结构和功是指由脂质和蛋白质组成的具有一定结构和功能的胞内所有的被膜的总称。能的胞内所有的被膜的总称。质膜：质膜：内膜：内膜：细胞膜细胞膜包围细胞原生质的外膜。包围细胞原生质的外膜。包围或组成各种细胞器的膜。包围或组成各种细胞器的膜。二、植物细胞膜系统二、植物细胞膜系统（一）细胞膜的组成成分（一）细胞膜的组成成分蛋白质蛋白质：脂脂 质质：糖糖 类类：水和无机离

6、子水和无机离子骨架骨架6065%2540%510%含糖残基的硫脂含糖残基的硫脂1 1、膜、膜 脂脂磷脂磷脂糖脂糖脂硫脂硫脂甾醇甾醇磷酸甘油二酯磷酸甘油二酯磷脂酰甘油磷脂酰甘油磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸磷脂酰基醇磷脂酰基醇卵磷脂卵磷脂脑磷脂脑磷脂半乳糖磷脂半乳糖磷脂双半乳糖磷脂双半乳糖磷脂叶绿体片层叶绿体片层谷固醇谷固醇豆甾醇豆甾醇油菜甾醇油菜甾醇细胞的质膜细胞的质膜磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱磷脂结构磷脂结构2、膜蛋白、膜蛋白7080%7080%，疏水性，疏水性内在蛋白内在蛋白（内部蛋白、嵌入蛋白、熬合蛋白）（内部蛋白、嵌入蛋白、熬合蛋白）外在蛋白外在蛋白（外周蛋白、表在蛋白）（

7、外周蛋白、表在蛋白）2030%2030%，亲水性，亲水性膜锚蛋白膜锚蛋白位置位置和与和与膜脂膜脂作用作用方式方式功能功能转运蛋白转运蛋白酶蛋白酶蛋白受体蛋白受体蛋白识别蛋白识别蛋白膜锚蛋白膜锚蛋白内在蛋白内在蛋白外在蛋白外在蛋白3 3、膜糖、膜糖糖蛋白寡糖支链糖蛋白寡糖支链（二）细胞膜的亚显微结构（二）细胞膜的亚显微结构单位膜模型：单位膜模型： 2020世纪世纪6060年代年代 夹板式夹板式 蛋白质蛋白质脂质脂质蛋白质蛋白质流动镶嵌模型：流动镶嵌模型：19711971年年SingerSinger和和 NicolsonNicolson板块镶嵌模型板块镶嵌模型: 1977: 1977年年GainG

8、ain和和WhiteWhite 晶态晶态液晶态液晶态晶态晶态 流动镶嵌模型流动镶嵌模型特点：特点：膜的不对称性膜的不对称性膜的流动性膜的流动性（三）细胞膜的功能（三）细胞膜的功能1.1.分室作用分室作用2.2.物质运输物质运输3.3.能量转换能量转换4.4.信息传递和识别功能信息传递和识别功能5.5.抗逆能力抗逆能力6.6.物质合成物质合成（四）内膜系统（四）内膜系统概念：概念：除质膜以外，位于胞基质中的内质网、高尔基体、核膜及液泡膜等在结构上连续、功能上相关的膜网络体系。1.1.内质网内质网光滑内质网粗糙内质网扁平的囊状扁平的囊状结构结构, ,表面附表面附着核糖体着核糖体 合成蛋白质合成蛋白

9、质管状的膜系管状的膜系统统, ,表面没有表面没有核糖体核糖体 合成脂类和合成脂类和固醇固醇 概念概念: : 内质网是由双层膜平行排列而成的内质网是由双层膜平行排列而成的 囊状、管状或泡状的网膜系统囊状、管状或泡状的网膜系统2. 2. 高尔基体高尔基体高尔基体高尔基体概念概念：通常是由：通常是由48个扁平、蝶形的囊泡个扁平、蝶形的囊泡垛叠而成，每一个垛堆叫高尔基体。垛叠而成，每一个垛堆叫高尔基体。结构结构：形成面：形成面-内质网内质网 成熟面成熟面-质膜质膜功能功能：与有细胞的分泌作用有关，参与：与有细胞的分泌作用有关，参与多糖和糖蛋白的合成以及多糖和糖蛋白的合成以及细胞壁的形成细胞壁的形成。扁

10、平囊泡扁平囊泡形成面形成面成熟面成熟面内质网内质网质膜质膜大泡大泡高尔基体和内质网参与的细胞壁的形成高尔基体和内质网参与的细胞壁的形成3.3.液泡液泡液泡液泡 是植物细胞的特是植物细胞的特征结构，由单层膜征结构，由单层膜包裹。包裹。成熟的植物细胞成熟的植物细胞有一个中央大液泡有一个中央大液泡占细胞体积的占细胞体积的90%90%。 图图1-7 植物细胞的液泡及其发育植物细胞的液泡及其发育A-E. 幼期细胞到成熟的细胞，随细胞的生长，细胞中幼期细胞到成熟的细胞，随细胞的生长，细胞中的小液泡变大，合并，最终形成一个大的中央液泡的小液泡变大，合并，最终形成一个大的中央液泡 功能：功能： 1 1、渗透调

11、节的功能、渗透调节的功能 2 2、代谢库的功能、代谢库的功能 3 3、信息传递的功能、信息传递的功能 是生物遗传物质是生物遗传物质DNADNA存在与复制的场所，存在与复制的场所， 是细胞遗传、代谢、分化和繁殖的控制中心。是细胞遗传、代谢、分化和繁殖的控制中心。三、细胞核三、细胞核核基质：核基质：是核的支架是核的支架-核骨架核骨架染色质：染色质：遗传物质存在的主要形式。遗传物质存在的主要形式。由由DNADNA、蛋白质和少量的、蛋白质和少量的RNARNA构成。构成。核仁：核仁：含有大量的蛋含有大量的蛋白质和白质和RNARNA，是核糖体，是核糖体核糖核糖 核酸（核酸（rRNArRNA）合）合成、加工

12、及核糖体亚成、加工及核糖体亚单位的装配场所。单位的装配场所。四、细胞骨架四、细胞骨架细胞骨架细胞骨架微微 管管微微 丝丝 存在于胞基质中的存在于胞基质中的3 3种蛋白质纤维相种蛋白质纤维相互连接组成的支架网络，也称为细胞内互连接组成的支架网络，也称为细胞内的微梁系统。的微梁系统。中间纤维中间纤维图1-11 微管、微丝和中间纤维的分子结构模式图(a)微管 (b)微丝 (c)中间纤维 （一）（一） 微管微管功能：功能： 有助于有丝分裂中核的形成有助于有丝分裂中核的形成 控制细胞壁的形成控制细胞壁的形成 运动功能和物质的运输运动功能和物质的运输由球状的微管蛋白聚合装配成的长管状结构。由球状的微管蛋白

13、聚合装配成的长管状结构。（二）微（二）微 丝丝 又称肌动蛋白纤维又称肌动蛋白纤维, ,是由两是由两股肌动蛋白丝相互呈螺旋状盘股肌动蛋白丝相互呈螺旋状盘旋而成的实心的丝状体。旋而成的实心的丝状体。功能：功能：1 1、骨架作用、骨架作用2 2、运动功能、运动功能3 3、参与细胞的分化与物质运输、参与细胞的分化与物质运输 功功 能：能： (1)(1)支架作用。支架作用。(2)(2)参与胞质运动、物质运输及细胞的分化。参与胞质运动、物质运输及细胞的分化。（三）中间纤维 是由一类丝状角蛋白亚基组成的中空管状蛋白质丝。两条中间纤维多肽链形成超螺旋二聚体两个二聚体反向平行以半交叠方式构成四聚体四聚体首尾相连

14、形成原纤维8 根原纤维构成圆柱状10nm纤维 中间纤维组装模型中间纤维组装模型 五、胞间连丝五、胞间连丝 概概 念念 胞间连丝：胞间连丝：是贯穿细胞壁、胞间层、连是贯穿细胞壁、胞间层、连 接相邻细胞原生质体的管状通道接相邻细胞原生质体的管状通道。 共质体：共质体：原生质体通过胞间连丝而形成原生质体通过胞间连丝而形成 的连续整体。的连续整体。 质外体质外体：质膜以外的胞间层、细胞壁及质膜以外的胞间层、细胞壁及 细胞间隙形成的连续整体。细胞间隙形成的连续整体。胞间连丝的亚显微结构胞间连丝的亚显微结构胞间连丝的功能胞间连丝的功能（1 1）物质运输）物质运输 是共质体物质运输的咽喉所在。是共质体物质运输的咽喉所在。（2 2）信息传递）信息传递 形成细胞壁的信息或电波信号是由细胞核形成细