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1、生物界的划分 1 两界系统 植物界和动物界 2 三界系统 加原生生物界 3 四界系统 加原核生物界 4 五界系统 加真菌界 5 六界系统 非细胞生物界如病毒 两界系统植物的分类 植物界 孢子植物 种子植物 藻类 蓝藻与细菌 真菌 地衣植物 苔藓植物 蕨类植物 裸子植物 被子植物 低等植物 高等植物 有无胚 种子植物是地球上最多的植物 种子植物根据它的茎干质地分为 1 木本植物 乔木 有明显主干 泡桐 杨 榆 松 柏 水杉 桉 灌木 无明显主干 大叶黄杨 迎春 紫金 木槿 茶 半灌木 金丝桃 黄芪 某些蒿属植物 2 草本植物 一年生植物 二年生植物 多年生植物 薄荷 菊花 鸢尾 百合等 不论木本
2、还是草本 凡茎干细长不能直立 匍匐地 面或攀附生长的 统称为藤本植物 如草质藤本 牵牛 茑萝 木质藤本如葡萄 紫藤 进化规律 水生 陆生 简单 复杂 单细胞 多细胞 生活史 配子体世代占优势 孢子体世代占优势 生殖方式 同配生殖 异配生殖 卵式生殖 第一章 植物的细胞 Plant cell 概述 u1590年 荷兰人詹森制成第 一台显微镜 u1665年 英国的Robert Hooke 虎克 利用自制的显微镜 放大200倍 观察软木薄片 木栓 发现很多象蜂房样的小 室 他把这种小室命名为cell 细胞 发现细胞壁 1 细胞的发现 一 细胞的发现和细胞学说 2 细胞学说 u1838年 德国植物学家
3、施莱登 M J Schleiden 第一个指 出 一切植物 如果它们不是单细胞的话 都完全是由细胞 集合而成的 细胞是植物结构的基本单位 u就在同时 德国动物学家施旺 M J Schwann 于1839年首 次提出了细胞学说 cell theory 这一名词 他指出 细胞 是有机体 动 植物都是这些有机体的集合物 它们按照一 定的规则排列在动 植物体内 这一学说第一次明确指出了细胞是一切动 植物体结构单位 的思想 从理论上确立了细胞在整个生物界的地位 从而把 自然界中形形色色的有机体统一了起来 现在一般认为细胞是从非细胞生活物质发展起来 的 是生活物质的一种存在形式 细胞的基本物 质是具有新陈
4、代谢的原生质 protoplasm 构成 的 当原生质分化成细胞质和细胞核时 就形成 了原生质体 protoplast 细胞的概念 除病毒外 所有的生物体都是由细胞构成的 细胞不 仅是生物体的结构单位 而且是生命活动的基本单位 概念 细胞是生物体结构和功能的基本单位 细胞学说使千变万化的生物界通过具有细胞结构这个 共同特征而统一起来 证明了生物彼此之间存在着亲 缘关系 从而为达尔文进化论奠定了唯物主义的基 础 恩格斯评价 细胞学说列为十九世纪自然科学的三大 发明之一 二 植物细胞的形态 一 植物细胞的形态 细胞的形状 游离的或排列疏松的细胞 如单细胞 植物 薄壁细胞 常呈类圆形 椭圆 形或球形
5、 排列紧密的细胞 如表皮细胞 多呈 多面体形或其他形状 理论上正十四 面体 多种多样 1 长筒形 2 长柱形 3 圆形 4 星形 5 多角形 6 长方 形 7 长梭形 执行支持作用的细胞 如纤维细胞 细胞壁常增厚 呈纺锤形 执行输导作用的细胞 如导管分子 筛管分子 则多呈长管状 二 植物细胞的大小 植物细胞的大小差异很大 细胞直径一般在10 100um 微米 之间 单细胞植物的细胞较小 常只有几个微米 种子植物的薄壁细胞的直径在20 100um之间 贮藏组织细胞 如番茄果肉 西瓜瓤的细胞由于贮藏了大量的 水分和养料 直径可达1mm 用肉眼就能观察到 棉花种子上的表皮毛 可以延伸长达75mm 苎
6、麻茎中的纤维细胞一般长达200mm 有的甚至可达 550mm 最长的细胞是无节乳管 多核细胞 长可达数米至数十米 影响细胞大小的原因 1 核质比 2 相对表面积 3 许多外界条件 如水肥 温度等 三 植物细胞的结构 显微结构 在显微镜下观察到的结构 计量单位 m 用光学显微镜观察到的内部构造 称为植物的显微构 造 光学显微镜的分辨率不超过0 2um 有效放大倍数一般 不超过1200倍 一个普通人类细胞 的横截面 模式细胞 将各种植物细胞的主要形态特征都集中在一个细胞里加以说明 这个细胞称模 式细胞或典型的植物细胞 超微结构 亚显微结构 超微结构 亚显微结构 在电子显微镜下观察到的结构 计量单位
7、 在电子显微镜下观察到的结构 计量单位 nmnm 纳米 纳米 生物学研究的电镜放大倍数在生物学研究的电镜放大倍数在2020万倍万倍以上 以上 分辨率可达分辨率可达 20 30 20 30 纳米纳米 一 基本概念 一 基本概念 模式植物细胞构造 细胞壁 胞间层 初生壁 次生壁 后含物 原生质体 贮藏物质 晶 体 质膜 细胞基质 细胞器 模 式 植 物 细 胞 模式植物细胞是由细胞壁 原生质体 后含物三大部分组成 细胞核 质体 线粒体 内质网 高尔基体 液泡 核糖体 溶酶体 微体 圆球体 模式植物细胞构造图 超微结构 1 细胞壁 2 细胞膜 3 细胞质 4 细胞核 5 液胞 6 溶酶体 7 高尔基
8、体 8 叶绿体 9 线粒体 10 光滑内质网 11 粗糙内质网 12 核糖体 动植物细胞区别 细胞壁 质体 液泡三部分是植物细胞特有的结构 动物细胞没有 二 原生质体 1 概念 原生质体是细胞内有生命物质的总称 细胞的一切 代谢活动都在这里进行 包括部分 细胞质 细胞核 质体 线粒体 高尔 基体 内质网 液泡 核糖体 溶酶体 微体 圆 球体几部分 原生质是组成原生质体的物质基础 成分 水85 90 蛋白质7 10 脂类物质1 2 其他有机物1 1 5 无机物1 1 5 性质 无色半透明 具有弹性 有折光性的半流 动的亲水胶体 2 细胞质 细胞质 是充满在细胞壁之内和细胞核之外的原生 质 是原生
9、质体的基本组成部分 有时就称它为原 生质 它的外面有质膜与细胞壁相连 内有液泡膜 包围着液泡 特性 细胞质有自主流动性 这是一种生命现象 作用 是细胞进行新陈代谢的主要场所 细胞器 质膜内为半透明的基质 基质里分散着具 有一定形态结构和功能的 并有膜包围的细微结 构 如 细胞核 质体 线粒体 高尔基体等 2 1 细胞质膜 概念 u细胞质膜 质膜 细胞质与细胞壁相接触的膜 为质膜 与液泡相接触的膜称液泡膜 各种细胞 器外均有膜包围 u结构 单位膜结构 u特性 具有选择通透性 u功能 保护作用 与周围环境进行物质交换 物质交换的两种方式 自由扩散 主动运输等 信息交流 质壁分离的各个阶段 观察细胞
10、质膜 在高渗溶液中细胞发生质壁分离 可 看到一层透明的薄膜 即为细胞质膜 电镜下 质膜具有明显的三 层 两侧成两个暗带 中间夹 有一个明带 三层总厚度约 7 5nm 其中两侧暗带各约2nm 中间明带约3 5nm 明带主 要为类脂 暗带主要为蛋白质 蛋白质分子可覆盖 镶嵌或 者贯穿于类脂双分子层之间 使类脂呈断层排列 这种在电 镜下显示出具有三层结构成为 一个单位的膜 称为单位膜 unit membrane 所以 质 膜是一层单位膜 物质运输方式图 特点 自由扩散 顺浓度梯 度转运 内外平衡 主动运输 逆浓度梯 度转运 细胞内部 积累了高浓 度某种物质 需要消耗 能量 需要 载体蛋白 3 细胞器
11、 organelle 细胞器是由细胞质分化出来的 具有一定形 态结构 成分和执行特定功能的微结构或微 器官 也称拟器官 如质体 线粒体 液泡 系 内质网 高尔基体 核糖核蛋白体和溶 酶体等 其中前三者可以在光学显微镜下观 察到 而其他则只能在电子显微镜下才能看 到 3 1 细胞核 nucleus 光学显微镜下观察生活细 胞时 可看到细胞核具有 较高的折光率 似呈均匀 状态 实际上细胞核仍有 其复杂的内部构造 它可 分为核膜 核液 核仁和 染色质四个部分 功能 遗传物质储存和复制的场 所 细胞遗传性和细胞代谢活 动的控制中心 乳汁管细胞多核 绒毡层细胞 具2核 筛管细胞无核 核膜 nuclear
12、 membrane 是双层结构的膜 核膜上具有核孔 nuclear pore 核液 是细胞核中呈液体状态的物质 主要成分是蛋白质 RNA和 多种酶 这些物质保证了DNA的复制和RNA的转录 核仁 染色质 均匀分布在核液中 核仁 它是细胞核中折光率更强的球状体 通常有一个或几个 在电子显微镜下 核仁还呈现出颗粒区 纤维区以及无定形的基 质等部分 核仁是核内RNA和蛋白质合成的主要场所 与核糖体的形成有关 并且还能传递遗传信息 染色质是细胞核内易被碱性染料 如龙胆紫 醋酸洋红 染色的物 质 在分裂间期的核中 染色质是不明显的 或者可以成为染色深的网 状物 称为染色质网 在细胞分裂时 染色质成为一些
13、螺旋状扭曲的染色质丝 在中期形 成棒状的染色体 染色质和染色体的关系 细胞核 nucleus 植物中除了最低等的类群 细菌和蓝藻外 大多数的生活细胞 都具有细胞核 细胞核一般呈圆球形 但有些植物的细胞核呈其他形状 细胞核的大小差异也较大 一般直径在10 20 um 之间 最大的 细胞核是苏铁受精卵的核 直径可达1mm 而最小的细胞核 是 某些真菌的细胞核 直径只有1um 3 2 质体 u是植物细胞特有的结 构 u类型 具色素 叶绿体 有色体 无色素 白色体 有色体 叶绿体 名称 形态分布作 用 叶绿 体 类圆形或 卵圆球形 绿色细胞光合作用的场所 有色 体 杆状 圆 形或不规 则形 花和果实细
14、 胞 聚集淀粉和脂类 吸引 昆虫传粉和传播种子 白色 体 颗粒状球 形 各种储藏细 胞 积累贮藏有机物 包括 造粉体 造油体 蛋白 质体三种 叶绿体 有色体 白色体叶绿体 有色体 白色体三种质体可以转变 有色体 叶绿体 白 色 体 前质体 光照 黑暗 有色体一般认为不是由前质体直接发育而来的 它 是由白色体或叶绿体白色体或叶绿体转化而成 3 3 线粒体 mitochondria 是一些大小不一的颗粒 状 棒状 丝状或有分 枝的细胞器 比质体小 一般直径为 0 5 1 0um 长约1 2um 功能 是细胞的能量工 厂 是物质氧化 呼吸 作用 的中心 3 4 液泡 vacuole 液泡是植物细胞特
15、有的结构 也是植物细胞与动物细胞在结构 上明显区别之一 电子显微镜观察的资料表明 在大多数情况下 液泡中悬浮这 不完整的线粒体 质体或内质网片段 可看出液泡与细胞分化 衰老死亡过程有关 液泡的主要功能是调节细胞的渗透压 在维持细胞质内环境的 稳定上起着重要的作用 功能概括 1是细胞的水盐库和代谢库 2高浓度的细胞液具有抗寒和抗旱的作用 3大液泡使细胞质挤压成贴壁的薄层 有利于原生质体与外 界发生气体和养料的交换 4液泡中丰富的代谢产物是人们开发利用植物资源之一 如 天然色素 甜菜中的蔗糖 细胞生长及液泡形成过程 年幼的细胞里 细胞质充满整 个细胞 随着细 胞的生长发育到 成熟时 由于中 央大液
16、泡的形成 将细胞质挤压 到细胞的周围 紧贴着细胞壁 3 5 内质网 是分布于细胞质中 由膜 构成的网状管道系统 管 道以各种形态延伸或扩展 成为管状 泡状 囊状或 片状结构 形成细胞中的膜系统 membrane system 内质网膜也可随同胞间连 丝穿过细胞壁 与相邻细 胞的膜系统相连 有二种类型 粗糙内质网和光滑内质 网 内质网作用 粗面内质网 表面有核糖体 可 能与蛋白质 酶 的合成有 关 滑面内质网 主要合成和运输脂 类和多糖 3 6高尔基体 它是由两层膜所构成的平 行排列的扁平囊泡或管状 结构 这些结构常常由 2 20个囊泡堆积在一起 其直径1 3um 每个囊泡厚 0 014 0 02um 它的化学 成分是磷脂类物质 一个 细胞内的全部高尔基体 总称为高尔基器 高尔基体的作用 1 与细胞的分泌功能相联系 2 分泌物主要是多糖和多糖 蛋 白质复合体 这些物质主要 用来提供细胞壁的生长 或 分泌到细胞外面去了 如根 冠分泌粘液 松树的树脂道 上皮细胞分泌树脂 3 7 核糖体 单个核糖体经常5 6或更多 个串联在一起 形成一个 聚合体 成为多核糖体或 多核蛋白体 作用 蛋白质合成的
