大學植物學1細胞

學習要求：1.掌握植物細胞的基本結(jié)構(gòu)（顯微結(jié)構(gòu)和亞顯微結(jié)構(gòu)）2.掌握細胞分裂的類型和過程3.掌握組織的起源和類型4.掌握營養(yǎng)器官和繁殖器官的發(fā)育和結(jié)構(gòu)植物形態(tài)解剖部分第一章植物細胞

細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是生命活動的基本單位第一節(jié)概述一、細胞的發(fā)現(xiàn)及細胞學說二、植物細胞的形狀和大小三、植物細胞的結(jié)構(gòu)組成四、原核細胞和真核細胞五、細胞生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)—原生質(zhì)一、細胞的發(fā)現(xiàn)及細胞學說1665年，虎克（RobertHooke）軟木薄片（木栓細胞），發(fā)現(xiàn)細胞。列文.虎克（AntonievanLeeuwenhoe)

發(fā)現(xiàn)細胞里粘稠物質(zhì)—原生質(zhì)1833，布朗（R．Brown，）

發(fā)現(xiàn)細胞核……1838一1839年施萊登（Schleiden）和施旺(Schwann）1.一切動植物有機體都由細胞組成。2.每個細胞是相對獨立的單位。3.新細胞來源于老細胞的分裂。細胞學說二、植物細胞的形狀和大?。ㄒ唬┬螤畹湫偷奈唇?jīng)分化的薄壁細胞是十四面體；由于適應(yīng)不同的功能，出現(xiàn)了多種多樣的形狀（二）大小細胞小的原因：（1）受細胞核所能控制的范圍的制約（2）相對表面積大，有利物質(zhì)的交換和轉(zhuǎn)運。最?。呵蚓睆?.5um。最大：苧麻纖維細胞長550mm。種子植物中一般直徑10—100um。三、植物細胞的結(jié)構(gòu)組成

植物細胞細胞壁原生質(zhì)體細胞核胞基質(zhì)細胞器細胞質(zhì)質(zhì)膜其他細胞器質(zhì)體線粒體核膜核質(zhì)核仁植物細胞模式圖液泡細胞核內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微管質(zhì)膜細胞壁線粒體葉綠體微絲高爾基體目鏡物鏡聚光器光源顯微結(jié)構(gòu)和亞顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)

普通光學顯微鏡觀察到的細胞結(jié)構(gòu)。分辨率：0.2um染色體、葉綠體、線粒體、中心體、核仁亞顯微結(jié)構(gòu)

電子顯微鏡觀察到的細胞結(jié)構(gòu)。分辨率：0.2nm細胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、核膜、核糖體、微體、微管和微絲四、原核細胞和真核細胞

特征

原核細胞

真核細胞細胞大小較小(1-10μm)較大（10-100μm）細胞器有核糖體、無細胞骨架、無膜結(jié)構(gòu)細胞器質(zhì)體、線粒體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等內(nèi)膜系統(tǒng)簡單復雜細胞核無核膜、核仁有核膜、核仁染色體一個環(huán)狀DNA分子，DNA不與蛋白質(zhì)連在一起一個細胞有多條染色體，其DNA和RNA、蛋白質(zhì)連接細胞分裂出芽或橫裂有絲分裂代表生物支原體、細菌、藍藻高等動植物等原核細胞和真核細胞比較五、細胞生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)—原生質(zhì)原生質(zhì)：是細胞內(nèi)有生命活性的物質(zhì)?；瘜W組成

水和無機鹽、蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、糖類、活性物質(zhì)物理性質(zhì)

無色、半透明半流動狀態(tài)、親水膠體注意與原生質(zhì)體和原生質(zhì)層區(qū)別：原生質(zhì)體：去掉細胞壁的由質(zhì)膜包裹、具有生活力的裸露細胞。由質(zhì)膜、細胞質(zhì)和細胞核組成。原生質(zhì)層：成熟植物細胞的細胞膜、液泡膜和介于這兩層膜之間的細胞質(zhì)合稱為原生質(zhì)層植物細胞特有的細胞結(jié)構(gòu)細胞壁質(zhì)體大液泡第二節(jié)細胞壁植物細胞外被包括細胞壁和質(zhì)膜（細胞膜）來源原生質(zhì)體的分泌物質(zhì)在質(zhì)膜外形成的，具有一定的硬度和彈性作用保護作用支持和鞏固細胞的形狀參與生命活動一、細胞壁

胞間層初生壁次生壁（一）細胞壁的結(jié)構(gòu)胞間層初生壁次生壁位置細胞最外層胞間層內(nèi)側(cè)初生壁內(nèi)表面化學成分果膠質(zhì)纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等形成時期細胞分裂時細胞生長過程中形成細胞體積停止增大后形成特點具有親水性和可塑性薄、有彈性、可塑性大較厚，質(zhì)地較堅硬；不是所有細胞都具有。作用將相鄰兩個細胞粘連在一起（兩個細胞共有）支持、保護支持、保護胞間層、初生壁、次生壁比較*洋蔥細胞不斷長大，初生壁也擴大（二）細胞壁的化學組成構(gòu)成細胞壁的物質(zhì)襯質(zhì)構(gòu)架物質(zhì)附加物質(zhì)纖維素（親水性）半纖維素、果膠質(zhì)角質(zhì)、栓質(zhì)、木質(zhì)、礦質(zhì)葡萄糖分子纖維素分子基本纖絲微纖絲大纖絲細胞壁交織成網(wǎng)（骨架）填充襯質(zhì)40個成束（三）細胞壁的特化*類型填充物質(zhì)作用木質(zhì)化木質(zhì)素增強硬度角質(zhì)化角質(zhì)、角質(zhì)層降低透水性栓質(zhì)化木栓質(zhì)不透氣、不透水礦質(zhì)化硅質(zhì)或鈣質(zhì)增強機械強度細胞形成初生壁時，初生壁上較薄的凹洼區(qū)域，稱為*初生紋孔場。形成次生壁時，初生壁上不沉積次生壁物質(zhì)的區(qū)域成為*紋孔。二、植物細胞間的聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、紋孔紋孔結(jié)構(gòu)：紋孔膜、紋孔腔、紋孔口紋孔類型：單紋孔、具緣紋孔單紋孔：紋孔口和底同大，紋孔腔為上下等徑，圓筒形。具緣紋孔：次生壁向細胞內(nèi)延伸拱起形成紋孔緣，口小腔大呈圓錐形。

紋孔緣2、胞間連絲作用細胞間物質(zhì)運輸和傳遞刺激的重要渠道；使植物體的細胞連接成一個整體。*胞間連絲：穿過細胞壁的微細孔眼或紋孔，溝通相鄰細胞的原生質(zhì)細絲。由相鄰細胞的質(zhì)膜連接而成的40-50nm的管道，內(nèi)有細胞質(zhì)。柿胚乳細胞，示胚乳細胞一、質(zhì)膜（細胞膜）脂類蛋白質(zhì)糖是一層單位膜，在電子顯微鏡下顯示出三層結(jié)構(gòu)特性：流動性、不對稱性、選擇透性流動鑲嵌模型第三節(jié)原生質(zhì)體功能：是細胞間或細胞與外界環(huán)境間的分界控制細胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換接受和傳遞外界信號化學組成:磷脂和蛋白質(zhì)，少量的糖類。細胞質(zhì)分為胞基質(zhì)和細胞器（一）胞基質(zhì)是無色半透明的膠體物質(zhì)代謝場所胞質(zhì)環(huán)流二、植物細胞質(zhì)*細胞器：細胞內(nèi)具有特定結(jié)構(gòu)和功能的亞細胞結(jié)構(gòu)(微結(jié)構(gòu)）。包括：質(zhì)體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體、溶酶體、液泡、圓球體、微體、微管和微絲（二）細胞器

雙層膜細胞器質(zhì)體類型參與碳水化合物的合成和貯藏1.質(zhì)體葉綠體有色體白色體光合作用高等植物中為圓形或橢圓形，直徑約5—10um，厚度約2—3um。1）葉綠體形態(tài)作用色素葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素類囊體單位膜構(gòu)成的扁平封閉小囊類囊體襯質(zhì)被膜襯質(zhì)雙層被膜類囊體外膜內(nèi)膜垛疊成柱狀基粒片層單一片層連在基粒間基質(zhì)片層暗反應(yīng)的酶DNA、核糖體等，半自主性光合作用片層系統(tǒng)葉綠體葉黃素、胡蘿卜素等2）有色體作用色素賦予花、果實顏色，有利于傳粉和果實種子的傳播。3）白色體造粉體造油體造蛋白體積累貯藏營養(yǎng)物質(zhì)

，無色素作用類型質(zhì)體的分化葉綠體白色體三種質(zhì)體的關(guān)系前質(zhì)體有色體2.線粒體形態(tài)粒狀、棒狀、絲狀或分枝狀。直徑一般為0.5--1.0um。呼吸作用主要場所，供能中心。功能線粒體結(jié)構(gòu)雙層膜基質(zhì)含有DNA、RNA、核糖體、蛋白質(zhì)等，半自主性外膜

包被整個線粒體內(nèi)膜

向內(nèi)延伸到基質(zhì)中形成嵴，嵴上分布電子傳遞體線粒體與葉綠體的形成（內(nèi)共生說）

支持線粒體和葉綠體內(nèi)共生起源的主要證據(jù)有：①具有雙層膜和環(huán)狀DNA，就像原核細胞；②葉綠體DNA序列與藍藻相似，而線粒體DNA序列與α-變形菌相似；③核糖體為70S型，對細菌蛋白質(zhì)合成抑制劑氯霉素敏感，蛋白質(zhì)合成于N-甲酰甲硫氨酸；④RNA聚合酶可被利福平、鏈霉素等抑制；3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)由單層單位膜圍成的各類管、泡、腔交織的網(wǎng)狀管道系統(tǒng)。是胞基質(zhì)中的膜系統(tǒng)細胞核——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——質(zhì)膜——相鄰細胞粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外表面附有核糖體顆粒光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外表面沒有核糖體顆粒內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的類型1.參與蛋白質(zhì)的合成、加工、運輸2.合成脂類、激素內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能4.分室作用3.是許多細胞器的來源單位膜構(gòu)成的扁囊疊在一起，邊緣膨大且具有穿孔。4.高爾基體功能：1.有分泌作用2.參與細胞壁形成成熟面：微凹，向著質(zhì)膜，形成分泌小泡。形成面：微凸，向著細胞核，接受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的運輸泡。5.核糖體結(jié)構(gòu)：無膜結(jié)構(gòu)，2個亞基組成。化學組成：蛋白與RNA功能：將氨基酸組裝成肽鏈，是合成蛋白質(zhì)的中心。分布：胞基質(zhì)、細胞核、質(zhì)體和線粒體的基質(zhì)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外表面。游離核糖體或多聚核糖體。6.溶酶體單層膜，含消化酶，特征酶是酸性水解酶

分解大分子，消化清除殘余物。半層被膜，積聚和貯存脂肪內(nèi)含脂肪酶，可以水解脂肪，具有溶酶體性質(zhì)7.圓球體過氧化物酶體與光呼吸有關(guān)乙醛酸循環(huán)體

合成與乙醛酸循環(huán)有關(guān)的酶；參與脂肪代謝8.微體類型單層膜過氧化物酶體單層膜包被，充滿細胞液。成熟細胞為一中央大液泡。植物細胞顯著特征之一9.液泡

作用a.維持細胞滲透壓和膨壓b.使原生質(zhì)貼壁有利于與外界進行氣體和物質(zhì)的交換。c.貯藏和消化作用10.細胞骨架（微梁系統(tǒng)）核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微絲和中間纖維微管線粒體質(zhì)膜a.微管由微管蛋白二聚體組成，長管狀。功能：維持細胞的形狀形成紡錘絲，與染色體向兩極移動和細胞壁形成有關(guān)b.微絲由肌動蛋白和肌球蛋白組成。支架作用、細胞器的運動、胞質(zhì)環(huán)流細胞的內(nèi)膜系統(tǒng)由膜構(gòu)成的細胞器或結(jié)構(gòu)，彼此相關(guān)、相連組成的復雜而精密的系統(tǒng)。功能：分隔和區(qū)域化酶定位于不同空間通過胞間連絲溝通相鄰細胞第四節(jié)植物細胞核一、細胞核的形態(tài)二、細胞核的結(jié)構(gòu)1.核被膜雙層膜

核模上具有核孔，溝通細胞核和細胞質(zhì)間的物質(zhì)運輸。核膜內(nèi)有核纖層。

2.核仁一般有1個

成分有蛋白質(zhì)、RNA和DNA。貯存rDNA，合成rRNA，核糖體大小亞基的裝配。

3.核基質(zhì)

纖維狀的網(wǎng)，主要成分是蛋白質(zhì)、少量RNA。

核骨架

4.染色質(zhì)

易被堿性染料著色的物質(zhì)，主要成分是DNA和組蛋白，含少量RNA和非組蛋白。間期—染色質(zhì)；分裂期—染色體。貯存和傳遞遺傳信息，細胞遺傳中起重要作用?？刂频鞍踪|(zhì)的合成，調(diào)節(jié)細胞的生理活動。三、細胞核的功能DNA半保留復制DNA為模板核仁rRNA子細胞mRNA和tRNA核糖體大小亞基細胞質(zhì)合成蛋白質(zhì)核糖體植物細胞在新陳代謝過程中產(chǎn)生一些貯藏物質(zhì)、代謝中間產(chǎn)物以及廢物等。*后含物第五節(jié)植物細胞的后含物來源葉綠體、造粉體貯藏形式淀粉粒（單粒淀粉粒、復粒淀粉粒、半復粒淀粉粒）染色反應(yīng)I2-KI藍色、紫色一、貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)儲藏部位貯藏器官1.淀粉馬鈴薯淀粉粒圖示單粒、復粒、半復粒單粒半復粒復粒淀粉粒外含有共同的輪紋。只有一個臍點，無數(shù)輪紋圍繞這個臍點。

復粒幾個單粒淀粉粒聚合而成。有數(shù)個臍點，無共同輪紋。2.蛋白質(zhì)儲藏部位胚乳、子葉存在形式

糊粉粒性質(zhì)非活性穩(wěn)定狀態(tài)化學鑒定方法

I2-KI黃色3.油和脂肪分類

油-液體；脂肪-固體存在部位油料植物種子或果實化學鑒定方法蘇丹Ⅲ橘紅色二、次生代謝物質(zhì)1.單寧和色素1）單寧酚類化合物，保護作用2）色素光合色素

質(zhì)體中的葉綠素和類胡蘿卜素類黃酮液泡中的水溶性花色素苷、黃酮、黃酮醇2.晶體多數(shù)是草酸鈣，少數(shù)是碳酸鈣。減少過多的酸對植物的傷害單晶體、簇晶體、針晶體、鐘乳體無絲分裂有絲分裂減數(shù)分裂植物的生長是細胞的繁殖、生長和分化的結(jié)果增加數(shù)目增加體積功能分化三種分裂方式第六節(jié)植物細胞的分裂、生長和分化過程：核延長—縊縮—斷裂成二子核—形成新壁一、無絲分裂（直接分裂）細胞核的無絲分裂過程特點：不出現(xiàn)染色體、紡錘絲存在遺傳的穩(wěn)定性問題部位：胚乳、愈傷組織、花藥的絨氈層細胞等二、有絲分裂（間接分裂）細胞周期持續(xù)分裂的細胞，從結(jié)束一次分裂開始到下一次分裂完成為止的整個過程。包括間期（G1、S、G2）和分裂期（M)。G1期為DNA合成前期，有RNA和蛋白質(zhì)合成；S期為DNA合成期，核內(nèi)染色質(zhì)復制加倍G2期為DNA合成后期，也有RNA和蛋白質(zhì)合成；（一）間期分裂期細胞質(zhì)分裂核分裂(前、中、后、末)（二）分裂期（M期）1.核分裂中期：紡錘體完全形成，染色體以著絲點排列在赤道板上。前期：染色質(zhì)濃縮成染色體，核膜核仁消失，出現(xiàn)紡錘絲。后期：每個染色體的兩條染色單體在紡錘絲的牽引下由赤道板移向兩極。末期：形成二子核，進行細胞質(zhì)分裂，形成兩個新細胞。赤道面區(qū)域形成桶狀的成膜體，排列著來自高爾基體的囊泡。囊泡融合，其內(nèi)的果膠質(zhì)形成細胞板，膜成為兩個子細胞的質(zhì)膜。囊泡之間的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與微管形成胞間連絲細胞板擴展形成新的細胞壁，分隔成兩個細胞。2.細胞質(zhì)分裂特點包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩個顯著的步驟有紡錘絲的出現(xiàn)有染色體的復制和染色單體的分離意義使子細胞具有與母細胞相同數(shù)量和性狀的染色體，保持了細胞遺傳的穩(wěn)定性。（三）有絲分裂的特點和意義

三、減數(shù)分裂時間—有性生殖

部位—大、小孢子母細胞（一)減數(shù)分裂的過程1、減數(shù)分裂I前期I