植物细胞和组织

1、第一章 植物细胞和组织,植物形态解剖部分,1 植物细胞的形态结构,1.1 植物细胞的形状和大小 1.2 植物细胞的基本结构 1.3 植物细胞的后含物,植物细胞的形状,球状体：一些游离状态细胞 多面体：主要分布在根茎顶端分生组织细胞 纺锤形：茎形成层细胞 长柱状、管状：导管分子，筛管分子 波浪状：小麦叶肉细胞 梭形：纤维,1.1 植物细胞的形状和大小,植物细胞的大小,植物细胞的体积小，一般用肉眼看不见，最小的植物细胞：球菌，直径0.5m；一般的种子植物细胞：直径10-100m；少数植物的细胞较大：番茄果肉细胞，西瓜瓤细胞，直径达1mm；棉种子上的表皮毛，长达75mm；苎麻茎中的纤维细胞，最长达5

2、50mm。 影响植物细胞大小的因素:遗传因素；环境因素；代谢状况。,1.2 植物细胞的基本结构,1.2.1 原生质体 1.2.2 细胞壁结构及其功能,原生质:指组成原生质体（或细胞）的有生命物质。 原生质的物理性质是一种半透明的亲水胶体。,细胞壁 植物细胞 细胞膜（质膜） 原生质体 细胞质 细胞核,1.2.1 原生质体,区分：原生质、原生质体、原生质层,细胞器的类型、结构及其功能,质体 线粒体 内质网 核糖体 高尔基体 溶酶体 液泡 微体,细胞器： 是由原生质特化形成的，具有一定形态、担负特定生理功能的亚细胞结构。,质体:与同化产物的合成、积累和贮藏相关的一类细胞器，具双层膜的结构。植物细胞特

3、有的细胞器。 （1）叶绿体（含叶绿素）光合作用 外膜、内膜、基质、基质片层、基粒、 含少量DNA、核糖体 （2）白色体 造粉体（积累淀粉） 造油体（贮藏脂肪） 造蛋白体（积累蛋白质） （3）有色体 含胡萝卜素、叶黄素,(1)质体结构及其功能,叶绿 体立体结构图解,有色体 成熟的红黄色水果如番茄、辣椒以及秋天叶色变黄主要是因为细胞中含有这种质体,红辣椒表皮,白色体,造粉体,前质体,叶绿体,有色体,质体的发育,质体比较,结构：单层膜的泡状结构，含多种水解酶 功能：消化作用、防御功能 在植物细胞中很多其它的细胞器也具有溶酶体的功能，如液泡，糊粉粒，圆球体等。,（2）溶酶体结构及其功能,(3)圆球体结

4、构及其功能,圆球体： 由半层膜构成的泡状结构，除水解酶外， 还含多种脂肪酶。 生理功能：积累、贮藏脂肪,（4）微体结构及其功能,微体：单层膜，球状细胞器。 分为两类：过氧化物酶体和乙醛酸循环体。 过氧化物酶体含有过氧化氢酶等，存在于叶片细胞中，参与光呼吸，还与解除过氧化氢毒性有关。 乙醛酸循环体含有乙醛酸循环酶系，在种子萌发时将子叶中的脂肪转化成糖。,1 细胞壁的结构,细胞壁的分层 胞间层：主要成分为果胶质 初生壁：纤维素、半纤维素和果胶质 次生壁：纤维素、木质素等,1.2.2 细胞壁结构及其功能,问题1.许多野果在成熟过程中，由绿变红，由酸变甜，由硬变软。请从细胞水平解释这些变化？ 问题2.

5、 “沤麻”的原理是什么？,2 细胞间的联络结构,主要有单纹孔和具缘纹孔两类 A：单纹孔 B：单纹孔对 C：具缘纹孔对 D：半具缘纹孔对 E、F：具缘纹孔,（1）纹孔 细胞壁形成次生壁时并非全面地增厚。在一些位置上不沉积次生壁物质，这种未增厚的区域成为纹孔。 相邻两个细胞壁上的纹孔往往精确地发生，形成纹孔时，纹孔对中间的胞间层和两侧的初生壁，合称纹孔膜。由次生壁围成的纹孔腔穴，叫做纹孔腔。,胞间连丝是穿过细胞壁的细胞质细丝。相邻细胞一般有胞间连丝相连，使整个植物体连成统一整体，传递物质和信息，也传递病毒。,（2）胞间连丝,（1）细胞壁的生长 增大面积：即形成初生壁的生长 增加厚度：即形成次生壁的

6、生长,（2）细胞壁的特化 常见特化有：木质化（木质素）、角质化（角质）、 栓质化（木栓质）、 矿质化（Si、Ca）,3 细胞壁的生长和变化,后含物：原生质体代谢作用的产物，在细胞生活的不同时期产生和消失。后含物一般有糖类，蛋白质，脂类及其它有机物，无机盐晶体等。 1淀粉（以淀粉粒形式存在） 2蛋白质（以糊粉粒形式存在） 3油和脂肪 4晶体、丹宁、色素（如花青素）、生物碱、有机酸等,1.3 植物细胞的后含物,1.3.1淀粉,淀粉呈颗粒状，有脐和轮纹。不同植物的淀粉粒有不同的形态（单粒、复粒和半复粒）。淀粉粒遇碘呈蓝到紫色反应。,1.3.2 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

7、呈胶体状态的有生命蛋白质在性质上不同，主要性质有： 1、呈晶体或无定形 2、形成糊粉粒 3、遇碘呈黄色反应,1.3.3 脂肪和油类,油和脂肪常大量存在于种子和果实的细胞中，是 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 脂肪和油遇苏丹 -III呈橙红色反应,1.3.4 晶体,无机盐形成各种晶体，主要为草酸钙晶体。 单晶、针晶和簇晶在液泡中形成。,胞质分裂：是在二个新形成的子核之间形成新的细胞壁，把一个母细胞（mother cell）分隔成二个子细胞（daughter cell）的过程。 在后期，染色体接近两极时，在分裂面的两侧，由密集的微管以平行方式排列形成了一个

8、的圆柱状区域，称为成膜体（phragmoplast）。,2 植物细胞的繁殖,无丝分裂（amitosis）：无丝分裂曾一度被认为是植物体在不正常状态下的一种分裂方式，现在发现无丝分裂在胚乳发育过程中，以及植物形成愈伤组织时，会频繁出现；在薄壁组织、表皮、顶端分生组织、花药的绒毡层细胞和愈伤组织等形成时，细胞也能进行无丝分裂。,植物细胞的无丝分裂,减数分裂,减数分裂I （1）前期I 细线期 偶线期同源染色体配对 粗线期染色体片断交换 双线期同源染色体分离 终变期,植物细胞生长：是指植物细胞体积的增长，包括植物细胞纵向的延长和横向的扩展，使植物体表现出明显的伸长或扩大。 植物细胞在生长过程中，细胞内

9、原来小而分散的液泡逐渐长大和合并，最后成为中央液泡，细胞质成为紧贴细胞壁的一薄层，细胞核随细胞质由中央移向侧面。,3.1 植物细胞的生长,3 植物细胞的生长和分化,3.2 植物细胞的分化,细胞结构和功能上的特化，称为细胞分化（cell differentiation）。细胞分化表现在内部生理变化和外部形态变化两个方面，生理变化是形态变化的基础。,发育包括生长和分化两个方面，也就是说生长和分化贯穿在整个发育过程中。生长和分化有竞争，对快速生长有利的条件常常阻止分化或反之促进分化。例如，缺水时生长被延迟，但分化被促进。,4.1 植物组织的类型,植物组织分成分生组织（meristematic tis

10、sue或meristem）和成熟组织（mature tissue）。,4 植物的组织和组织系统,分生组织特点：细胞核大，细胞壁薄，细胞质浓，无液泡，无胞间隙；具细胞分裂能力。,分生组织的类型,根据来源或性质划分：,初生结构,次生结构,初生分生组织,现将两类分生组织的对应关系表解,4.1.2 成熟组织（永久组织）,成熟组织(mature tissue)依其行使的功能不同可分为：保护组织、薄壁组织 、机械组织、输导组织、分泌结构,保护组织覆盖于植物体的外表，由一至几层细胞组成，主要有防止水分过分蒸发，抵抗病虫害的侵袭等作用。,1. 保护组织,初生保护组织表皮,表皮由原表皮分化而来，通常是一层细胞组

11、成的，但也有少数植物有几层细胞构成的复表皮。 表皮除表皮细胞外， 在幼茎和叶上还有气孔、表皮毛或腺毛等结构。 气孔由2个保卫细胞围成，禾本科植物的保卫细胞旁侧还有一对副卫细胞。表皮毛有多种类型，它们能增强表皮的保护作用；腺毛则有分泌作用。,周皮是由次生分生组织形成的，它由木栓层、木栓形成层和栓内层组成。 周皮存在于裸子植物和被子植物的双子叶植物中，这些植物能进行增粗生长。,2.薄壁组织,根据生理功能不同，分为： 同化组织 贮藏组织 储水组织 通气组织 传递细胞（细胞壁向内凸起；进行物质短途运输）,同 化 组 织,苹果叶,贮藏组织,根、茎、果实和种子的薄壁细胞中常贮藏有大量的淀粉、蛋白质、脂肪等

12、营养物质，这类薄壁组织称为贮藏组织，如水稻、小麦种子的胚乳细胞。,通气组织,湿生和水生植物体内的薄壁组织有特别发达细胞间隙，它们形成较大的气腔或贯连的气道，特称为通气组织。 这类通气结构有利于气体交换，或适应于水中的漂浮生活，如水稻、莲等植物体内就有发达的通气组织。,传递细胞,传递细胞是一种特化的薄壁细胞，它们具有内突生长的细胞壁和发达的胞间连丝。这种内突生长的细胞壁是由非木质化的次生壁向细胞腔内突生长而成。 传递细胞的这种结构有利于它的短途运输功能。细胞质膜紧贴这种多褶的胞壁内突物，使细胞的吸收、分泌以及与外界交换物质的面积大大增加。,3机械组织,厚角组织：细胞壁角隅处增厚（纤维素），生活细

13、胞， 常含叶绿体；具细胞分裂潜力 厚壁组织：细胞壁全部增厚，常木质化，死细胞,机械组织,厚角组织是初生的机械组织。它是由活细胞构成，常含有叶绿体，可进行光合作用。此种组织的细胞是长形的，两端呈方形、斜形或尖形，彼此重叠连结成束。 厚角组织细胞壁的成分主要是纤维素，也含有较多的果胶质，细胞壁增厚不均匀，增厚部分常位于细胞的角隅，故有一定的坚韧性，并具有可塑性和延伸性，既可支持器官的直立，又适应于器官的迅速生长. 普遍存在于植物的幼茎、花梗、叶柄和大叶脉的表皮内侧均有厚角组织分布。 厚角组织有时成束纵向集中在器官的边缘，使器官外表出现棱角，增强了支持力量，如芹菜、南瓜的茎。,厚壁组织的细胞具有均匀

14、增厚的次生壁，且常木质化。细胞成熟时，原生质体常死亡分解，成为只留有细胞壁的死细胞。 厚壁组织是植物体的主要支持组织，分为石细胞和纤维两类。,石细胞一般由薄壁细胞经过细胞壁的强烈增厚分化而来。它们的细胞壁极度增厚、木化，有时也可栓化或角质化， 出现同心状层次。壁上有分枝的纹孔道从细胞腔放射状分出。细胞腔极小，通常原生质体已消失，成为仅具坚硬细胞壁的小、死细胞，故具有坚强的支持作用。 石细胞的形状差别比较大，最常见的为等径的，但也有形状较长的，或具有多分枝的，或呈不规则的星状。,纤维是细长的细胞，其细胞壁在各方面都强烈地增厚，常木化而坚硬，含水量低，壁上有少数小纹孔，细胞腔小，纤维可以尖端穿插连

15、接，形成器官内的坚强支柱。 纤维有韧皮纤维和木纤维两种。韧皮纤维主要是指存在韧皮部的纤维，一般为两端尖削长纺锤形的细胞。长比宽大很多倍，细胞壁极厚，主要由纤维素组成，细胞呈 狭长的缝隙。横切面上细胞呈多角形、长卵形、圆形等，韧皮纤维坚韧而有弹性，有很强的支持作用，适宜于作麻绳或织麻袋等用途。 木纤维是被子植物木质部中的主要组成成分之一，也是长纺锤形细胞，但较韧皮纤维为短。通常约长1mm，细胞壁木化，细胞腔小。木纤维壁厚而坚硬， 增强了木材的机械巩固作用，能承受压力，但木纤维失去弹性，故不宜直接用作纺织原料，而可供造纸或人造纤维。,维管组织,韧皮部,木质部,筛管 活细胞 伴胞 活细胞 韧皮纤维

16、韧皮薄壁细胞 活细胞,导管 管胞 木纤维 木薄壁细胞 活细胞,输导组织,筛管存在于韧皮部，是运输叶子制造的有机物质如糖类和其它可溶性有机物质的一种输导组织，由一些管状活细胞纵向连接而成的;成熟时无核,液泡与细胞质的界限消失. 组成筛管的每一个细胞称筛管分子，筛管分子的壁由纤维素和果胶构成。,筛管的端壁称为筛板，其上存在着一些凹陷的区域称为筛域，筛域内分布有成群的小孔，这种小孔称为筛孔。 筛管内的细胞质形成丝状联络索，通过筛板上下相连，彼此贯通，形成同化产物运输的通道。,筛管衰老时，在筛孔的四周，围绕联络索而逐渐积累一种特殊的碳水化合物-胼胝质。 以后，随着筛管的老化，胼胝质不断增多，以至呈垫状

17、沉积在整个筛板上，联络索则相应地收缩变细，以至完全消失，筛孔也被堵塞。 由胼胝质形成的这种垫状物称为胼胝体。筛管形成胼胝体后，即失去输导能力，而被新筛管所替代。,在筛管分子的旁侧有一个或数个细长的薄壁细胞叫做伴胞。 伴胞与筛管是由同一母细胞分裂而来。 伴胞具有浓厚的细胞质和较大的细胞核。 在横切面上常呈方形、三角形或多边形。 伴胞与筛管，紧密连接，彼此相邻的侧壁上有胞间连丝相互贯通，从而使筛管和伴胞在形态和功能上保持更为密切的联系,筛 胞,筛胞是单独的输导单位，它们存在于蕨类植物和裸子植物之中。 筛胞通常比较细长、末端渐尖或形成很大倾斜度的端壁，侧壁和尖端部分可有不甚特化的筛域出现，这种筛域也

18、不聚生在一定范围的壁上，因此，不具筛板。 侧壁和末端部分只有一些初步分化的小孔，孔中有细窄的 原生质丝通过。 筛胞在组织中是互相重迭的，筛胞的输导功能较筛管差，是比较原始的运输有机养料的结构。,导管存在于木质部，是被子植物所特有的，由许多长管状、细胞壁木化的死细胞纵向连接而成。组成导管的每一个细胞称为导管分子。 导管分子的端壁解体，形成穿孔。这些穿孔致使导管成为中空连续的长管，减少了水分运输的阻力,导管的类型,根据导管发育先后和次生壁木化增厚的方式不同，可将导管分为以下五个类型：,a、环纹导管： 每隔一定距离有一环状木化增厚的次生壁，加在导管里面的初生壁上。 b、螺纹导管： 其木化增厚的次生壁

19、呈螺旋状加在导管内的初生壁上 c、梯纹导管： 木化增厚的次生壁呈横条突起，似梯形 d、网纹导管： 木化增厚的次生壁呈突起的网状，“网眼”为未增厚的初生壁 e、孔纹导管： 导管壁大部分木化增厚，未增厚的部分则形成许多纹孔,环纹导管和螺纹导管在器官形成过程中出现较早，一般存在于原生木质部中，它们的口径较小，输水能力较弱。 梯纹导管直径较大，出现于器官停止生长的部分， 网纹导管与孔纹导管的次生壁坚固，直径更大，输导效率提高，它们出现于器官组织分化的后期，即后生木质部和次生木质部中，为被子植物主要的输水组织,管胞是一个两端斜尖，管径较小，壁较厚，不具穿孔的管状死细胞。 其分化成熟过程基本上与导管分子相

20、似，原生质体消失后仅剩木化增厚的细胞壁，也常形成环纹螺纹、梯纹及孔纹等类型。 相叠的管胞以偏斜的两端相互穿插而连接，水溶液主要通过其侧壁上的纹孔来相互沟通。 管胞的机械支持的功能较强，输导能力不及导管。,管胞是绝大部分蕨类植物和裸子植物的唯一输导水的机构。多数被子植物中，管胞和导管两种成分可以同时存在于木质部内。,分泌结构,外分泌结构： 内分泌结构： 腺 表 皮 分泌细胞 腺 毛 分泌腔（道） 蜜 腺 乳汁管 排 水 器,能产生分泌物质的细胞或细胞组合，称为分泌结构。 根据分泌物是否排出体外，通常又将分泌结构分为外分泌结构和内分泌结构两大类 。,松属的分泌道,4.2 组织系统,一个植物整体上，

21、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，称为组织系统。 维管植物的主要组织可归并成三种组织系统，即皮组织系统、维管组织系统和基本组织系统，分别简称为皮系统、维管系统和基本系统。,复合组织与组织系统,维管组织 以管状的输导组织为主，与机械组织、基本组织等共同构成的一类复合组织，无限维管束中还包括分生组织。,维管束(vascular bundle) 是植物体中主要由木质部和韧皮部 构成的束状结构（有的还具有形成层），由原形成层分化而来。,木质部：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞 维管束 （形成层） 韧皮部：筛管、筛胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞,1、复合组织 由几种简单组织复合而成

22、的组织或结构。,输导组织包括木质部和韧皮部,南瓜维管组织,玉米维管组织,维管束的类型,根据木质部与韧皮部的位置关系： 外韧维管束大多数植物 双韧维管束葫芦科（瓜类）、茄科 周韧维管束秋海棠、酸模、被子植物的花丝 周木维管束芹菜、胡椒科的一些植物 网状维管束蕨属,根据形成层的有无： 无限维管束双子叶植物、裸子植物的类型 有限维管束单子叶植物的类型,维管束的类型,组织类型框架图,1、(01年全国联赛)植物细胞作为植物有机体的结构和功能的基本单位，区别于动物细胞的结构是 A叶绿体、线粒体、乙醛酸体 B细胞壁、细胞膜、液泡膜 C. 液泡、质体、叶绿体 D细胞壁、叶绿体、液泡 2、(02年全国联赛)细胞停止生长后所形成的细胞壁 称为 A胞间层 B次生壁 C初生壁 D纹孔 3、(03年全国联赛)胞间连丝存在于 A动物上皮细胞之间 B植物薄壁组织细胞之间 C蓝藻群体细胞之间 D四联球菌各细胞之间,4、(04年全国联赛)高等植物中果胶的主要成分是 A