植物细胞和组织.ppt

1、第 一 章 植物细胞和组织 相关知识： 概念：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 细胞的发现： Robert Hooke，1665年 材料：木栓切片； “生物体由细胞构成”,细胞学说（cell theory）的内容 Schleide， Schwann.，1938-1839 植物和动物组织均由细胞构成； 所有细胞都由细胞分裂或融合而来； 卵子和精子都属于细胞； 一个细胞可分裂形成组织。 恩格斯的评价：“细胞学说是19世纪自然科学的三大发现之一”。,第一节 细胞的化学组成 原生质：构成细胞的和非细胞形态的生活物质就是原生质。活细胞中有生命活性的

2、物质。主要有无机化合物和有机化合物两类。 一、无机化合物 1、水 2、无机盐：常以离子状态存在，如Na+ 、K+ 、Mg2+、Cl-等。 二、有机化合物 1、糖类：即碳水化合物，(CH2O)n，为细胞中的主要能源。 单糖：如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖 寡糖：由2-6个单糖缩合而成，如麦芽糖、蔗糖,多糖：有多个单糖分子缩合而成的长链分子，如淀粉、 纤维素、果胶、半纤维素。 2、脂类：不溶于水而溶于非极性溶剂的一类有机物。构成生物膜的主要成分。也是储藏物质。 包括：中性脂肪（固态）和油（液态）；磷脂 （细胞膜的重要成分）类固醇等。 3、蛋白质：为生物大分子，相对分子量为6000 600000 基

3、本结构单位为氨基酸（共有20种）。 4、核 酸：最重要的生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。基本结构单位为核苷酸。 5、维生素（Vitamin）：在生物体中含量很少，但不可缺少。,第二节 植物细胞的基本结构 一、植物细胞的形状与大小 形状多样，较规则的细胞直径约几十微米,二、植物细胞的基本结构 显微结构（microscopic structure）：指在光学显微镜下观察到的细胞结构。 亚显微结构 （submicroscopic structure ）或 超微结（ ulstrastructure）：指在电子显微镜下观察到的细胞内的精细结构。 分辨率：指能够分辨的两点之间的

4、最小距离。肉眼的分辨率是0.2mm ，光学显微镜的分辨率为0.2 um ，而电子显微镜的分辨率可达0.2nm. 1mm=1000um（微米）=1000000nm（纳米）,细胞的立体结构,真核细胞的组成： 1、细胞壁(cell wall) 2、原生质体（protoplast ） 细胞膜(cell membrane) 细胞质(cytoplasm),三、原生质体 概念：由原生质特化而形成的具有一定结构和功能的单位，称为原生质体。包括质膜和细胞质两部分。 （一）质膜（细胞膜） 1、组成：磷脂 、蛋白质、膜糖，厚约7-8nm 2、结构：流动镶嵌模型（1972年，Singer） 3、功能：选择透性；细胞识

5、别；接受和传递信息。 质膜包围在原生质体的表面。细胞内还有构成许多细胞器的膜，称为细胞内膜。质膜和细胞内膜统称为生物膜。,（二）细胞质（细胞器+细胞质基质） 细胞器（细胞内具有一定结构和功能的亚单位） 1、质体（plastid）：为植物细胞特有的，根据颜色及功能的不同分为三种。 叶绿体（chloroplasm） 有色体（chromoplast） 白色体（leucoplast） 质体是一类积累和储存同化产物的细胞器，在一定条件下三种质体可以互相转化。,叶绿体的形状和分布,2、线粒体 形态结构：球状、颗粒状、短杆状； 双层膜；有嵴和基粒。 功能：呼吸作用和 能量代谢中心。,* 叶绿体和线粒体中都含

6、有环状DNA，能编码自身的部分蛋白质，为半自主性细胞器。,3、内质网：是细胞质内由单层膜包围成的片状囊腔和管状的腔，彼此相通，所构成的管状系统。 光面内质网膜上无核糖体，它 与脂类和多糖的合成和运输有关。 糙面内质网它的主要特点是膜的 外表面有核糖体，主要功能是蛋白 质的合成、修饰、加工和转移。,4、高尔基体：由一系列单层膜围成的扁平囊和小泡组成。 功能：参与多糖的合成与分泌。参与细胞壁的形成。 意大利医生 Camillo Golgi 于1898年在神经细胞中首先观 察到的一种细胞器，故称高尔基 体/器。,5、溶酶体：是单层膜包裹的小泡，内含多种水解酶。 6、微体：是由单层膜围成的球状细胞器。

7、 分为过氧化物酶体和乙醛酸循环体。 7、液泡：是由液泡膜围成的泡状结构，内含细胞液。 功能：调节渗透、储藏、消化。,8、细胞骨架：为非膜性结构的细胞器，是蛋白质纤维构成的支架。可维持细胞形状、并参与细胞的运动。 （1）微管 （2）微丝 （3）中间纤维,微管和微丝,9、核糖核蛋白体（核糖体） 核糖体是细胞内合成蛋白质 的场所，它能按照mRNA的指令 将氨基酸装配成肽链。 核糖体是颗粒状结构，无膜 包被，主要成分是RNA和蛋白质， 由一大一小两个亚基组成。,细胞质基质（胞基质） 为包围在细胞器和细胞骨架周围的无定型半透明的亲水 胶体，可做胞质运动。,（三）细胞核 1、核被膜（2层核膜、核纤层） 2

8、、染色质（DNA和蛋白质） 3、核仁 4、核基质 （ 核液） 功能：储存和传递遗传信息。,核被膜 nuclear envelop 双层膜 核孔 nuclear pore 核基质 nuclear matrix 染色质 chromatin 核仁 nucleolus,四、细胞壁（*植物细胞区别与动物细胞的特征之一） （一）细胞壁的层次及化学成分 1、胞间层：又称中层，位于壁的最外 层，主要成分为果胶质。 2、初生壁：细胞生长过程中所形成的 壁层，由纤维素、半纤维素 、果胶 质构成。 3、次生壁：有些细胞停止生长后， 在初生壁的内侧所形成的壁层。 主要成分为纤维素、半纤维素。 还常有木质素。,初生壁结

9、构,次生壁结构,（二）胞间连丝和纹孔 1、胞间连丝：穿过细胞壁沟通相邻细胞的细胞质丝称胞间连丝。为细胞间物质和信息传递的通道。 2、纹孔：存在于次生壁上，分为单纹孔和具缘纹孔两种，常形成纹孔对。 单纹孔：次生壁在纹孔腔的边缘中止，而不延伸，整个纹纪腔的直径大小几乎是一致的。 具缘纹孔：次生壁在纹孔腔边缘，向细胞内延伸，成为穹形的延伸物，在纹孔的孔腔上顶部开口处叫纹孔口；纹孔缘围成的空腔称纹孔腔。,五、后含物 指细胞中的储藏物质和代谢产物。后含物是细胞代谢活动的产物，在结构上是非原生质物质。常见的后含物有淀粉、蛋白质、脂类、晶体、单宁、色素。 （一）淀粉:是植植物细胞中最普遍的贮存物质，常呈颗粒

10、状称淀粉粒。淀粉遇碘呈蓝紫色，根据这种特性反应，检验其存在。 淀粉粒的种类：单粒淀粉粒和复粒淀粉粒。 （二）蛋白质:有些植物的细胞会有贮藏蛋白，以无定形或结晶状态存在于细胞中，如小麦玉米、水稻的胚乳最外一层细胞即糊粉层。贮藏蛋白质的颗粒叫糊粉粒。贮藏蛋白遇碘呈黄色。,（三）油和脂肪:在化学上是脂肪酸的甘油酯，常温下呈液态的称为油，呈固态的称为脂肪。存在油料植物的种子或果实中，油和脂肪所含热量高，是贮藏形式较经济的营养物质，油和脂肪遇苏丹亚或苏丹IV呈橙红色。,远志根皮中的油滴,（四）晶体:在一些细胞的液泡内还常含有晶体，晶体具各形状种，棱状，簇状，针状。 （五）单宁:是一类酚类化合物的衍生物，

11、多见于树皮、木材和未成熟的果实中，单宁可以保护植物免于脱水，腐烂或遭受动物伤害。 （六）色素:植物细胞内的色素除存在于质体内的叶绿素和类胡萝卜素外，还有存在于液泡内的一类水溶性色素，即类黄酮色素，花色素苷，在酸性条件下，呈橙红到淡紫色；中性呈无色；碱性条件下呈蓝色。黄酮和黄酮醇使花瓣呈乳白或象牙白。,第三节 植物细胞的增殖 （Proliferation of Plant Cells） 增殖方式：细胞分裂 Cell division 细胞分裂的方式有： 无丝分裂 direct ；Amitosis 有丝分裂 Mitosis 减数分裂 Meiosis,一、 细胞周期（cell cycle）： 概念：

12、 指持续分裂的细胞从一次分裂结束 到下一次分裂 结束所经历的整个过程，称为细胞周期，它可分为间期和分裂期。 间期: G1（DNA合成前期） 酶和细胞器的增多 S（DNA合成期） 遗传物质DNA的复制 G2（DNA合成后期） 微管蛋白及有关物质的合成,分裂期： 核分裂：一系列核相变化，分为前中、后、末四个时期。 胞质分裂：形成二个子细胞。将遗传物质平均分到二个子 细胞。 因细胞分裂中出现染色体和纺锤丝而得名. 是最主要的细胞分裂方式。 是一个连续的过程，据核内发生的可见变化分为前、中、后 、末四个时期。 结果和意义：子细胞具有和母细胞相同的遗传物质，保证细胞遗传的稳定性。,间期 interpha

13、se 前期 Prophase 中期 metaphase 后期 anaphase 末期 telophase,分裂的各时期,末期 telophase,三、无丝分裂 又称直接分裂，无纺锤丝和染色体的出现，遗传物质不平均分到二个子细胞。存在于原核生物和植物体的某些组织中。,无丝分裂,四、减数分裂 减数分裂是伴随有性生殖所发生的一种特殊的分裂方式。 特点：包括两个连续的细胞分裂，而 DNA只复制一次。 结果：一个母细胞经减数分裂后形成四个子细胞，每个 子细胞的染色体数目为母细胞的一半。 1、减数分裂的过程 减数分裂：同源染色体分离，染色体数目减半，遗传物质发生交换。 减数分裂：染色单体分离，为一次普通的

14、有丝分裂。,2、减数分裂的意义： （1）使各种植物染色体数目保持不变，遗传上具有相对稳定性。 （2）交叉并互换对应部分，极丰实了植物遗传的变异性，促进物种的进化。 为什么会有： “种瓜得瓜，种豆得豆” “一娘生九子，连母十个样”,五、细胞的生长发育和分化、细胞的全能性 （一） 细胞的生长，即细胞体积由小到大。 （二）细胞的分化: 细胞在生长过程中出现的结构和功能的特化。经形态、结构和生理功能和改变，细胞渐渐变得与生长初期不同，与周围的细胞也不同，并具备了不同的功能，从而形成多细胞植物体内细胞群的分工使用现象。,细胞的生长分化过程,细胞分化 Cell Differentiation,概念：在个体

15、发育过程中，细胞在形态、结构和功能上发生改变的过程。 细胞分化、发育的的表现形式：极性，不均等分裂，发育的异时性、位置性等等。 细胞分化的实质：各种细胞发生差别性的基因表达，各合成专一性的蛋白质。,脱分化和全能性,脱分化 dedifferentiation: 已分化的细胞在一定因素作用下可恢复分裂机能，重新具有分生组织细胞的特性。脱分化后往往发生再分化 redifferentiation, 如侧根的形成。 全能性totipotency: 指植物体的每一个活细胞都有一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。,脱分化 dedifferentiation,第四节 植物组织(Plant tis

16、sues) 组织的产生是多细胞生物进化的基石，进化史上最初的多细胞生物仅是同型细胞的克隆（clone）集合体；以后集合体的细胞由于在功能的分工，在形态与结构上产生分化，从而产生了多细胞生物。 从单细胞到组织的进化历史可能是漫长的，,一、组织与器官的概念 植物组织：在个体发育过程中，具有相同来源同一类型、或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位，称为组织。 同一类型细胞群-简单组织 （simpie tissue） 不同类型细胞群-复合组织（compound tissue） 器官：由多种类型的组织构成的具有一定形态结构和生理功能的部分，为器官。被子植物的营养器官是根、茎、叶，生殖器官是花、果实、种子

17、。,二、植物组织的类型 根据发育状态：组织可分为分生组织和成熟组织两大类。 成熟组织又包括：保护组织、机械组织、基本组织、 （薄壁组织）、输导组织、分泌结构五类。,（一）分生组织Meristem： 分布于植物体的一定部位，保持胚性细胞特点，具有持续的或周期性的分裂能力的细胞群称为分生组织。,从来源上分: 顶端分生组织 侧生分生组织 居间分生组织 从来源上分: 原生分生组织 初生分生组织 次生分生组织,1、顶端分生组织 Apical meristem 位置： 根、茎、侧枝的顶端 活动结果：使根、茎不断伸长 并产生分枝与新的 结构（如花和果）。,细胞特点：, 细胞小而等经； 壁薄； 核位于中央占较

18、大体； 液泡小而分散； 原生质浓厚； 后含物通常缺乏,原生分生组织Promeristem ： 位于根尖和茎尖的最先端， 由一群原始细胞所组成，它们 相当于顶端分生组织最先端部 分，能持久的进行细胞分裂。,初生分生组织Primary meristem ： 是由原生分生组织分裂、衍生而来，一方面继续分裂，一方面开始初步分化，它们紧位于原分生组织后端，逐渐向成熟组织过渡。二者合称为顶端分生组织。,远志根的初生分生组织,植物的顶端分生组织 始终保持着分生能力，从而导致根与茎的的不断生长，并不断产生新的器官（叶与花），这与动物的有固定形体的限定性形体截然不同，称为开放性生长或非限定性生长。,2、侧生分生

19、组织 Lateral meristem 位置： 根、茎、侧枝的周侧,包括形成层cork cambium， 木栓形成层vascular cambium 存在: 裸子植物和双子叶植物的器官中。 活动结果：使根、茎加粗 特点：是一类由成熟细胞脱分化而形成的一种组织。 又称为次生分生组织 Secondary meristem,3、居间分生组织 Intercalary meristem 位置：分布于成熟组织之间， 特点：能进行一段时间分裂活动，以后失去分裂能力，完全分化为成熟组织。 分布：常分布在单子叶植物的茎和叶中，如小麦、水稻、韭菜等,实质：是初生分生组织保留在顶端以外的其它部分，来源上看属于初生分生组织,1、保护组织（protective tissue） 覆盖于植物体外表，由一至数层细胞所组成的，主要起保护作用的组织叫保护组织，为初生保护组织。 表皮（epidermis）,（二）成熟组织,叶表皮的扫描电镜照片,洋葱鳞叶表皮表面观,地黄叶表皮,双子叶植物的气孔器,表皮上的附属物-表皮毛, 周皮（periderm） 存在于具有次生增粗的器官外表，它们是取代表皮的次生保护组织。,周皮的三个层次（远志）,周皮上的通气结构皮