植物細胞的結構與功能

植物細胞的結構與功能第1頁/共61頁一、概述—細胞發(fā)現(xiàn)與顯微鏡（一）細胞的發(fā)現(xiàn)

1665年英國人胡克（RobertHooke)用自制的顯微鏡（放大40倍～140倍）觀察軟木薄片，發(fā)現(xiàn)了軟木是由許多蜂窩狀的小格子（小室）組成，并將其定名為“細胞(Cell)”。

牛牛文庫文檔分享第2頁/共61頁與此同時，荷蘭的一位生物業(yè)余愛好者，列文虎克(A．V．Leeuwenhook)也先后用自制的顯微鏡，觀察了池塘中的原生動物和單細胞藻類、牙垢上的細菌、魚的紅細胞、精子等，這是人類第一次觀察到完整的活細胞。

牛牛文庫文檔分享第3頁/共61頁（二）細胞學說的建立

1838年德國植物學家施萊登提出所有植物體都是由細胞組合而成，這一結果被德國動物學家施旺（1839年）在動物中證實。由此提出“細胞學說”細胞學說可以概括為：1、任何一個細胞都是從其他細胞中產(chǎn)生出來的；2、細胞是構成有機體的基本單位；3、植物和動物的細胞大致是相似的。

牛牛文庫文檔分享第4頁/共61頁一切生命有機體都由細胞構成單細胞生物如：細菌、衣藻、酵母菌群體生物如：團藻、多細胞生物如：竹、熊貓

牛牛文庫文檔分享第5頁/共61頁證明細胞全能性的實驗

牛牛文庫文檔分享第6頁/共61頁（三）各類顯微鏡（1）光學顯微鏡復式顯微鏡、暗視野顯微鏡、相差顯微鏡、倒置顯微鏡、熒光顯微鏡等（2）電子顯微鏡透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡

牛牛文庫文檔分享第7頁/共61頁生物顯微鏡與體視顯微鏡

牛牛文庫文檔分享第8頁/共61頁倒置顯微鏡和倒置熒光顯微鏡

牛牛文庫文檔分享第9頁/共61頁光學顯微鏡下的成熟花藥結構生殖細胞花粉?；ǚ郾跔I養(yǎng)細胞纖維層表皮

牛牛文庫文檔分享第10頁/共61頁透射電子顯微鏡

牛牛文庫文檔分享第11頁/共61頁透射電子顯微鏡下看到的花粉粒

牛牛文庫文檔分享第12頁/共61頁掃描電子顯微鏡

牛牛文庫文檔分享第13頁/共61頁掃描電鏡下柱頭表面形態(tài)

牛牛文庫文檔分享第14頁/共61頁各種“視野”下的細菌光鏡暗視野熒光透射電鏡超薄切片冷凍切片掃描電鏡DNA蛋白質復合物

牛牛文庫文檔分享第15頁/共61頁二、細胞的基本結構與功能1、細胞膜和細胞壁2、細胞核3、細胞質和細胞器細胞器有：

①線粒體②質體（葉綠體、有色體、白色體）③內(nèi)質網(wǎng)④核糖體⑤高爾基體⑥溶酶體⑦微體⑧液泡⑨細胞骨架

牛牛文庫文檔分享第16頁/共61頁植物細胞顯微結構圖

牛牛文庫文檔分享第17頁/共61頁植物細胞的立體結構模型

牛牛文庫文檔分享第18頁/共61頁真核細胞：植物細胞和動物細胞葉綠體線粒體細胞壁細胞膜液泡細胞質光面內(nèi)質網(wǎng)細胞核粗面內(nèi)質網(wǎng)高爾基體高爾基體線粒體細胞質細胞膜細胞核粗面內(nèi)質網(wǎng)光面內(nèi)質網(wǎng)中心體纖毛

牛牛文庫文檔分享第19頁/共61頁動物細胞與植物細胞的區(qū)別細胞器動物細胞植物細胞細胞壁無有葉綠體(質體）無有液泡無有圓球體無有乙醛酸循環(huán)體無有通訊連接方式間隙連接胞間連絲中心體有無(高等植物)胞質分裂方式收縮環(huán)細胞板植物細胞的全能性

牛牛文庫文檔分享第20頁/共61頁細胞膜細胞膜又稱質膜，具有半透性，可選擇地讓物質通過；它還有一些細胞識別位點如激素的受體、抗原結合點等，具有接受外界信息、與外界通訊等功能。

牛牛文庫文檔分享第21頁/共61頁

細胞膜（質膜）膜的化學組成，幾乎全由磷脂和蛋白質組成，此外，尚有少量的糖類。在電子顯微鏡下看到的質膜是由兩層染色深的暗層（一層蛋白質的分子層和脂類雙分子層的親水頭），中間夾著一層染色淺的亮層（脂類雙分子層的疏水尾）組成。這樣的結構稱為單位膜。

牛牛文庫文檔分享第22頁/共61頁細胞膜的結構圖

膜結構的液態(tài)鑲嵌模型：在脂質雙分子層中鑲嵌著球蛋白分子。膜中的蛋白質有的是特異酶類，在一定條件下具有"識別"、"捕捉"和"釋放"某些物質的能力，從而對物質的透過起主動的控制作用。

牛牛文庫文檔分享第23頁/共61頁生物膜的“流動鑲嵌模型”主要特點有序性流動性不對稱性生物膜的結構是與其功能相一致的。

牛牛文庫文檔分享第24頁/共61頁質膜具有多種生理功能維持穩(wěn)定的細胞內(nèi)環(huán)境（分室作用）；控制細胞內(nèi)外的物質交換，有選擇性地使物質通過或排出廢物（物質交換）；吞食外圍的液體或固體小顆粒；參與胞內(nèi)物質向胞外分泌；接受外界的刺激和信號；代謝場所還參與細胞的相互識別的功能。

牛牛文庫文檔分享第25頁/共61頁2細胞壁細胞壁的結構大體可分為三層：胞間層、初生壁和次生壁。一般認為，細胞分化完成后仍保持有生活原生質體的細胞不具次生壁。

牛牛文庫文檔分享第26頁/共61頁細胞壁的結構圖

牛牛文庫文檔分享第27頁/共61頁（1）胞間層又稱中膠層，是細胞分裂產(chǎn)生新細胞時形成的，是相鄰細胞間共有的一層薄膜。它的主要成分是果膠質，果膠是一類多糖物質。（2）初生壁，在細胞生長過程中，原生質體分泌的造壁物質在胞間層上沉積，構成細胞的初生壁。初生壁主要成分是纖維素、半纖維素和果膠質。（3）次生壁是細胞體積停止增大后加在初生壁內(nèi)表面的壁層。

次生壁的主要成分有纖維素、半纖維素，且常有木質素等物質填充其內(nèi)而發(fā)生質變。纖維素是細胞壁的主要成分，它構成細胞壁的框架，其他物質可以填充在其內(nèi)。纖維素分子是由鏈狀系列葡萄糖基構成的，它聚集成微纖絲，微纖絲又聚集成大纖絲。

牛牛文庫文檔分享第28頁/共61頁壁層名稱主要成分形成時間胞間層又稱中膠層果膠物質新細胞形成時初生壁纖維素、半纖維素和果膠質。細胞生長過程中次生壁纖維素、半纖維素和木質素細胞停止生長后

牛牛文庫文檔分享第29頁/共61頁細胞壁的功能維持細胞形狀，控制細胞生長物質運輸與信息傳遞防御與抗性：寡糖素植保素伸展蛋白（extensin)：植物細胞壁中富含羥脯氨酸的糖蛋白。通過肽鏈間的交聯(lián)形成網(wǎng)絡系統(tǒng)，與纖維素網(wǎng)系相輔，增強細胞壁的韌性和剛性。由于可以控制植物細胞的伸展，故稱為伸展蛋白。

牛牛文庫文檔分享第30頁/共61頁植物細胞間的連接：胞間連絲功能：1、物質交換2、信息傳遞

牛牛文庫文檔分享第31頁/共61頁某些分子的半徑和分子量4nm和6nm,代表了胞間連絲的孔徑

牛牛文庫文檔分享第32頁/共61頁

胞間連絲(plasmodesmata)的三種狀態(tài)：（1）正常態(tài)：結構固定，能允許小分子物質通過。（2）開放態(tài)：內(nèi)部結構解體，擴大為開放的通道，能允許較大分子通過。（3）封閉態(tài)：通道被堵塞，阻止物質外運，造成細胞間的生理隔離。胞間連絲的超微結構

牛牛文庫文檔分享第33頁/共61頁

牛牛文庫文檔分享第34頁/共61頁管胞結構圖

（示具緣紋孔）

牛牛文庫文檔分享第35頁/共61頁核被膜包在核外的雙層膜，外膜可延伸與細胞質中的內(nèi)質網(wǎng)相連。一些蛋白質和RNA分子可通過核被膜或核被膜上的核孔進入或輸出細胞核。核仁是核中顆粒狀結構，富含蛋白質和RNA，核糖體的裝配場所。大多數(shù)細胞的核內(nèi)有1個或幾個核仁。染色質是核中由DNA和蛋白質組成并可被蘇木精等染料染色的物質，染色質DNA含有大量基因片段，是生命的遺傳物質。間期核染色質常伸展成網(wǎng)狀細絲——染色質；分裂時，染色質高度螺旋化變粗——染色體。染色質和核仁都被液態(tài)的核基質所包圍。（二）

細胞核（間期核圓球形，幼小細胞核居中）

牛牛文庫文檔分享第36頁/共61頁細胞核的主要功能是控制蛋白質的合成，控制細胞的生長、發(fā)育和遺傳。因此，細胞核被強調(diào)為"細胞的控制中心"，在細胞遺傳和代謝方面起著主導作用。

牛牛文庫文檔分享第37頁/共61頁（三）細胞質與細胞器細胞質是質膜以內(nèi)，細胞核以外的原生質。細胞質可分胞基質和細胞器。細胞器是細胞內(nèi)具有特定結構和功能的亞細胞結構。胞基質是無色透明的膠體物質。

胞基質能維持細胞器的實體完整性提供所需要的離子環(huán)境，供給細胞器行使功能所必須的物質。同時，胞基質本身還進行某些生化反應。

牛牛文庫文檔分享第38頁/共61頁細胞器

細胞膜內(nèi)是透明粘稠并可流動的細胞質基質，細胞器分布在細胞質基質中。細胞器主要包括：內(nèi)質網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、線粒體、質體、微體、液泡、微管、微絲等。有的細胞表面還有鞭毛或纖毛。

牛牛文庫文檔分享第39頁/共61頁1線粒體（1）形狀和大?。?/p>

除細菌、藍藻和厭氧真菌外，生活的細胞一般都有線粒體。線粒體呈粒狀、棒狀、絲狀或分枝狀。線粒體較小，直徑一般為0．5-1．0微米。

牛牛文庫文檔分享第40頁/共61頁（2）結構：顯微鏡下用詹納斯綠B染色才能看到。用電子顯微鏡觀察，線粒體有一層外膜和一層內(nèi)膜，內(nèi)膜在許多部位向內(nèi)褶疊成管狀或擱板狀突起稱為嵴。嵴間的空間為基質，其中含有DNA、蛋白質、核糖體、類脂球等。在基質和內(nèi)膜中，有ATP酶和三羧酸循環(huán)酶等，與呼吸作用有關。

牛牛文庫文檔分享第41頁/共61頁線粒體的功能是細胞進行有氧呼吸的場所，提供能量。

牛牛文庫文檔分享第42頁/共61頁2質體質體根據(jù)色素和功能的不同，分為三種主要類型葉綠體有色體白色體質體前基粒質體

牛牛文庫文檔分享第43頁/共61頁（1）葉綠體

高等植物的葉綠體主要存在于葉肉細胞中，其功能是進行光合作用，把光能轉變?yōu)榛瘜W能；將二氧化碳和水合成有機物，釋放氧氣。葉綠體的形狀為橢球形。

牛牛文庫文檔分享第44頁/共61頁葉綠體的超微結構圖葉綠體外被兩層膜，稱葉綠體被膜。被膜以內(nèi)有蛋白質基質和密布其中的基粒。每個基粒由10-100個類囊體疊成。類囊體是由單層膜圍成的，并且具有很多穿孔的扁平小囊。囊內(nèi)含有液狀內(nèi)含物。類囊體平行地相疊，在基質間到處延伸，組成了復雜的類囊體系統(tǒng)。

牛牛文庫文檔分享第45頁/共61頁（2）有色體

含有類胡蘿卜素的質體，故呈橘紅－黃之間的色彩。花瓣、果實等的顏色就是有色體的顏色。有色體多從葉綠體轉化而來，積累脂類和淀粉。

牛牛文庫文檔分享第46頁/共61頁（3）白色體

是無色的質體，近球形，存在于甘薯（番薯）、馬鈴薯地下貯藏器官中，種子的胚及少數(shù)植物葉的表皮細胞中也有存在。包括合成淀粉的造粉體、合成脂肪和油的造油體，貯存蛋白質的糊粉體等。

牛牛文庫文檔分享第47頁/共61頁3內(nèi)質網(wǎng)脂類雙分子層為基礎形成的囊腔和管道系統(tǒng)。分為糙面內(nèi)質網(wǎng)和光面內(nèi)質網(wǎng)，光面內(nèi)質網(wǎng)與脂類合成和代謝有關。糙面內(nèi)質網(wǎng)膜上附有顆粒狀的核糖體。核糖體是細胞合成蛋白質的場所，糙面內(nèi)質網(wǎng)合成并運輸?shù)鞍踪|。內(nèi)質網(wǎng)是許多細胞器的來源。

牛牛文庫文檔分享第48頁/共61頁4核糖體核糖體是合成蛋白質的場所。核蛋白體含有大約40%蛋白質和60%的RNA。核糖體大小約15-30納米的小顆粒，由大小兩個亞單位組成。核糖體常幾個到幾十個與信使RNA分子結合成念珠狀的復合體，稱為多聚核糖體。

牛牛文庫文檔分享第49頁/共61頁5高爾基體

是一些聚集的扁的小囊和小泡。是細胞分泌物的加工和包裝場所，最后形成分泌泡將分泌物排出體外。高爾基體還與植物分裂時的新細胞壁和細胞膜的形成有關。

牛牛文庫文檔分享第50頁/共61頁6溶酶體溶酶體常為圓球形，只有一層膜包圍，含有活性范圍非常廣泛的各種水解酶類，以酸性磷酸酶為特有的酶。溶酶體在細胞內(nèi)起消化作用，能降解生物大分子。進行異體吞噬、自體吞噬甚至發(fā)生自溶作用。

溶酶體是內(nèi)質網(wǎng)分離出來的小泡形成的。

牛牛文庫文檔分享第51頁/共61頁7圓球體圓球體是一層膜包圍的球狀小體，圓球體含有脂肪酶，是積累脂肪的場所，因而是一種貯藏細胞器，貯藏油滴、脂肪等。圓球體也具有溶酶體的性質。近年來，認為圓球體與周圍細胞質構界面上存在半單位膜，能被鋨酸強烈還原，故圓球體又被稱為類脂球。

牛牛文庫文檔分享第52頁/共61頁8微體膜內(nèi)有一單位膜，含有酶，都含有過氧化氫酶、乙醇酸氧化酶與尿酸酶。分為兩種類型：一是過氧化物酶體，與光呼吸有密切關系；另一種為乙醛酸循環(huán)體，與脂肪代謝有關，能將脂肪分解成糖。

牛牛文庫文檔分享第53頁/共61頁9液泡液泡是植物細胞的顯著特征之一。液胞內(nèi)的液汁稱細胞液，其主要成分是水，并含有糖、有機酸、脂類、蛋白質、酶、氨基酸、樹膠、粘液、植物堿、花青素和無機鹽等物質。

牛牛文庫文檔分享第54頁/共61頁液泡的生理功能:

①貯藏作用（吸收和積累物質）;

②吞噬和消化作用;

③

調(diào)節(jié)細胞水勢、pH值與離子穩(wěn)態(tài)；[可以緩沖外界條件的突然變化，因而液泡與植物抗性（酚類、生物堿等）有關。]④使細胞呈色?；ㄇ嗨氐念伾S著細胞液的酸堿性不同而有變化，酸性時呈紅色，堿性時呈藍色。如牽?；ǎ河稍缟系乃{色→中午的紅色。

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