植物与植物生理植物细胞

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1、第一章植物细胞一、植物细胞的发现二、植物细胞的结构和功能四、植物细胞的生长与分化、死亡三、植物细胞的繁殖第一章植物细胞一、植物细胞的发现1 1、细胞的发现、细胞的发现 2 2、细胞学说、细胞学说 3 3、细胞学的发展、细胞学的发展 细胞的发现是和欧洲15 世纪到16世纪工业生产的巨 大发展相联系的，特别是和 透镜制造与光学技术的发展 直接相关。没有显微镜就不 可能有细胞学诞生。（1）第一台复式显微镜的制作 （2）英国的胡克（Robert Hooke ） 在1665年首次描述了植物细 胞（木栓），命名为cella。 （3）荷兰的列文虎克（ Leeuwenhoek）和意大利的马尔比 基（Malpi

2、ghi）1838年德国植物学家施莱登指出细胞是 植物体的基本结构。 同年，德国动物学家施旺在动物中证实 细胞是动物体的基本结构。 1839年施旺指出： 细胞是有机体。动、 植物都是这些有机体的集合物，他们按 着一定的规则排列在动植物体内。并于 1839年首次提出了“细胞学说”（Ce11 theory），即 细胞是组成有机体的结构 、功能基本单位。细胞学说的要点： 所有动植物组织都是由细胞构成 所有细胞来自其它细胞 卵和精子都是细胞 单个细胞可分裂形成组织 细胞遗传的全能性 植物组织培养技 术在20世纪初期，细胞的各主要显微结构均已 查明。 二十世纪的30-40年代以前，细胞学与生物 化学的结合

3、，对细胞结构与功能的关系开始有所 了解，认识到细胞是生物体结构和功能的基本单 位。 在30-40年代，由于透射电子显微镜的研制 成功，以电磁透镜代替了玻璃透镜，突破了光学 显微镜的局限性。应用于生物学的研究中，提示 了细胞一个新的研究领域-超微结构。 60年代末，扫描电子显微镜问世并被广泛应 用，使人们能直接观察到生物，乃至细胞立体、 生物的结构。随着现代化观察仪器和设备的研制 和应用，人类对细胞的研究和探讨会更加深入和 完善。 60年代，组培技术细胞全能性:证明细胞 学说为了检查布的质量，亲自磨制透镜，装配了高倍显微镜（300 倍左右），并观察到了血细胞、池塘水滴中的原生动物、人类 和哺乳类

4、动物的精子，这是人类第一次观察到完整的活细胞。 世界上第一台显微镜是荷兰眼镜商詹森 （Hans Janssen在1604年发明的。用自己设计并制造的显微镜观察栎树软木塞切片时发现其中 有许多小室，状如蜂窝，称为“cella”，这是人类第一次发 现细胞，不过，胡克发现的只是死的细胞壁。 植物细胞植物细胞是植物体结构和功能的基本单位。是植物体结构和功能的基本单位。单细胞植物单细胞植物，一个细胞代表了一个个体，一切生命，一个细胞代表了一个个体，一切生命 活动，包括新陈代谢、生长发育、繁殖等均由一个活动，包括新陈代谢、生长发育、繁殖等均由一个 细胞完成。细胞完成。复杂的高等植物复杂的高等植物，一个个体

5、由无数细胞组成，细，一个个体由无数细胞组成，细 胞之间有了机能和形态结构的分工，相互依存，胞之间有了机能和形态结构的分工，相互依存， 彼此协作，共同保证了有机体的生命活动。彼此协作，共同保证了有机体的生命活动。第一章植物细胞二、植物细胞的结构和功能植物细胸的形状和大小植物细胸的形状和大小植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构原核细胞与真核细胸原核细胞与真核细胸植物细胞的形状：与它所处的位置 和执行的功能有关。 球状体：一些游离状态细胞球状体：一些游离状态细胞 柱状体：导管分子、筛管分子柱状体：导管分子、筛管分子 多面体：主要分布在根茎顶端分生多面体：主要分布在根茎顶端分生 组织细胞组织细胞 纺锤

6、形：茎形成层细胞纺锤形：茎形成层细胞 梭形：纤维梭形：纤维 波浪状：小麦叶肉细胞波浪状：小麦叶肉细胞植物细胞的大小一般为10100微米 最小（球菌） 0.5 微米西瓜果肉细 1 毫米棉花种毛长 75 毫米苘麻茎的纤维细 550毫米 1um=101um=10-6-6m m， 1A1Ao o=10=10-4-4um=10um=10-10-10m m， 1nm=101nm=10-9-9m m第一章植物细胞二、植物细胞的结构和功能植物细胸的形状和大小植物细胸的形状和大小植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构原核细胞与真核细胸原核细胞与真核细胸显微结构：显微结构：在光学显微镜下呈在光学显微镜下呈 现的细胞

7、结构。由细胞壁和原现的细胞结构。由细胞壁和原 生质体构成，后者又由细胞核生质体构成，后者又由细胞核 ，细胞质等构成，细胞质等构成 亚显微结构：亚显微结构：在电子显微镜下在电子显微镜下 显示的细胞结构称为亚显微结显示的细胞结构称为亚显微结 构或超微结构。构或超微结构。原生质体原生质体细胞壁细胞壁后含物后含物细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核植物细胞植物细胞细胞壁细胞壁细胞膜细胞膜细胞核细胞核细胞质细胞质细胞器细胞器后含物后含物洋洋 葱葱 表表 皮皮第一章植物细胞二、植物细胞的结构和功能植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构1 1、细胞壁、细胞壁 2 2、原生质体、原生质体 3 3、细胞内含物、细

8、胞内含物 (4) (4) 细胞壁特化细胞壁特化(3) (3) 细胞壁成分细胞壁成分(2)(2)纹孔和胞间连丝纹孔和胞间连丝(1)(1)细胞壁层次细胞壁层次 细胞壁层次细胞壁层次胞间层胞间层初生壁初生壁次生壁次生壁123胞间层是细胞分裂时在2个子细胞 之间形成的一层薄膜。 化学成分：果胶质或果胶酸钙和果 胶酸镁 功能：将相邻细胞粘连起来 变化：果胶被酶或酸分解后，可以 形成胞间隙或使细胞相互分离。例 如：番茄、西瓜等果实成熟，真菌 侵入植物体等。初生壁是细胞停止生长前，原生质体分泌 形成的细胞壁层。 主要成分：纤维素、半纤维素和果胶 许多细胞在形成初生壁后，不再形成新的 壁层。如薄壁细胞等。次生

9、壁是细胞停止生长后，在初生壁内侧继续积累 的细胞壁层。 主要成分：纤维素，少量的半纤维素和木质素 特性：一般在光学显微镜下，次生壁可以显出折光 不同的三层：外、中和内层。另外纤维素具有结晶 特性，在偏光显微镜下显示多层结构。毛竹茎秆纤维细胞壁的多层结构 其加厚具有类似树木年轮的生长规律(3) (3) 细胞壁成分细胞壁成分第一章植物细胞二、植物细胞的结构和功能植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构1 1、细胞壁、细胞壁 细胞壁层次细胞壁层次(2)(2)纹孔和胞间连丝纹孔和胞间连丝纹孔腔纹孔腔纹孔缘纹孔缘纹孔塞纹孔塞次生壁增厚不均匀,有的地方 不增厚,形成许多凹陷的区域 ,称为纹孔.相邻两个细胞上

10、的纹孔常相对存在称为纹孔 对.纹孔之间的胞间层和初生 壁合称纹孔膜.纹孔是细胞之 间水分和物质交换的通道.分 为单纹孔和具缘纹孔两种.单 纹孔是次生壁在沉积时,于纹 孔形成处终止而不延伸.具缘 纹孔是次生壁在沉积时,于纹 孔形成处向内延伸,形成弓形 拱物.胞间连丝胞间连丝是是 穿过细胞壁穿过细胞壁 ，沟通相邻，沟通相邻 细胞的原生细胞的原生 质细丝。质细丝。竹材薄壁细 胞柿子胚乳细胞柿子胚乳细胞-胞间连丝胞间连丝(3) (3) 细胞壁成分细胞壁成分第一章植物细胞二、植物细胞的结构和功能植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构1 1、细胞壁、细胞壁 细胞壁层次细胞壁层次(2)(2)纹孔和胞间连丝纹孔

11、和胞间连丝(4) (4) 细胞壁特化细胞壁特化纤维素、半 纤维素、果 胶质等葡萄糖纤维素微团微纤丝大纤丝 木化：树的木材部分，导管、管胞、纤维等机 械组织细胞，能产生木质素（丙酸苯酯类聚合物， 具有很高的强度），填充于细胞壁中，叫木化。 角化：填充角质（脂类化合物），不透水，可 透气，可透光。植物的表皮细胞常常发生角化，如 叶的表面形成角质层，具有保护作用，防止水分蒸 腾，病菌的侵入等。 栓化：填充栓质（脂类化合物）， 细胞不透水 、不透气，细胞一经栓化后即死亡，树木的外皮， 常常是栓化的细胞，具有良好的保护作用。 矿化：细胞壁内填充矿物质，增加硬度，如禾 本科植物表皮细胞常常发生显著的硅化第

12、一章植物细胞二、植物细胞的结构和功能植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构1 1、细胞壁、细胞壁 2 2、原生质体、原生质体 原生质概念原生质概念: : 泛指细胞内有生命的物质，是构成细胞结构和进行泛指细胞内有生命的物质，是构成细胞结构和进行 生命活动的物质基础。生命活动的物质基础。 原生质化学成分原生质化学成分: :原生质所包含的主要化学元素是碳原生质所包含的主要化学元素是碳 、氢、氧氮四种，占全重的、氢、氧氮四种，占全重的90%90%；其次有硫、磷、钙；其次有硫、磷、钙 、锌、氯、镁、铁等元素，微量元素有钡、硅、锰、锌、氯、镁、铁等元素，微量元素有钡、硅、锰 、钴、铜、钼、矾等。由这些元素组

13、成的、钴、铜、钼、矾等。由这些元素组成的原生质化原生质化 合物合物有水，无机盐和大分子的有机物（蛋白质、核有水，无机盐和大分子的有机物（蛋白质、核 酸、脂类、糖类）。蛋白质占原生质干重的酸、脂类、糖类）。蛋白质占原生质干重的60%60%左右左右 ，大分子的有机物约占原生质干重的，大分子的有机物约占原生质干重的90%90%，其它为无，其它为无 机盐机盐原生质的物理性质原生质的物理性质 带有粘性的半透明的不均一胶质，具有半流动性，形成带有粘性的半透明的不均一胶质，具有半流动性，形成0.1-0.1- 0.001um0.001um的微小颗粒，分散在胶态的液体中，胶粒表面吸附一的微小颗粒，分散在胶态的液

14、体中，胶粒表面吸附一 层水膜，带电荷，由于同种电荷的排斥，使胶质均匀分散，层水膜，带电荷，由于同种电荷的排斥，使胶质均匀分散， 不会凝聚。不会凝聚。 （1 1）由于胶粒高度分散，有很大的表面积，有利于物质交换）由于胶粒高度分散，有很大的表面积，有利于物质交换 和各种生化反应。和各种生化反应。 （2 2）由于包有水膜，在干旱、寒冷情况下有一定的水分维持）由于包有水膜，在干旱、寒冷情况下有一定的水分维持 生命活动。在种子干燥时，原生质由溶胶变成凝胶，在种子生命活动。在种子干燥时，原生质由溶胶变成凝胶，在种子 萌发时吸收水分，原生质由凝胶变成溶胶。萌发时吸收水分，原生质由凝胶变成溶胶。 (3(3）由

15、于溶胶的半流动性，所以产生原生质的流动现象，有）由于溶胶的半流动性，所以产生原生质的流动现象，有 利于细胞内物质的交换和运输利于细胞内物质的交换和运输 具有新陈代谢能力具有新陈代谢能力是原生质与其它物质的根本区别，也是原是原生质与其它物质的根本区别，也是原 生质最重要的生理特性。也是生命的基本特征。生质最重要的生理特性。也是生命的基本特征。 代谢活动强时，原生质呈溶胶状态；代谢活动强时，原生质呈溶胶状态； 代谢活动弱时，原生质代谢活动弱时，原生质 呈凝胶状态呈凝胶状态细胞核细胞质第一章植物细胞二、植物细胞的结构和功能植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构1 1、细胞壁、细胞壁 2 2、原生质体、

16、原生质体 原生质体原生质体是指除细胞壁以外构成生活是指除细胞壁以外构成生活细胞的各部分，或者说是细胞的各部分，或者说是指活细胞中指活细胞中细胞壁以内各种结构的总称。细胞壁以内各种结构的总称。原生质原生质体包括了由原生质组成在形态构造上体包括了由原生质组成在形态构造上进一步分化的细胞质、细胞核、内质进一步分化的细胞质、细胞核、内质网、线粒体、质体、核糖体、高尔基网、线粒体、质体、核糖体、高尔基体等各部分体等各部分第一章植物细胞二、植物细胞的结构和功能植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构1 1、细胞壁、细胞壁 2 2、原生质体、原生质体 细胞质质膜细胞器质膜：包在细胞原生质体外面 的一层薄膜，所以又称细胞膜 . 但广义的细胞膜包括质膜和细 胞内的膜系统（内质网、高尔 基体、液泡等的膜），质膜又 称为外周膜 、外膜 ，与内膜 系统合称为膜系统质膜的的结构模型质膜的的结构模型质膜结构： 在电子显微镜下观察，质膜呈 现明显的三层结构，两侧呈两 个暗带，中间夹有一个明带。 三层总