《植物学细胞壁结构与植物细胞繁殖与组织(系统)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《植物学细胞壁结构与植物细胞繁殖与组织(系统)（139页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,细胞的发现：1665年，英国人Hooke观察软木的结构，发现并命名了细胞(cell)，实质上只是木栓细胞的细胞壁。,第一章 植物细胞,调焦螺旋,聚焦,栓皮栎死树皮软木,悬铃木,植物细胞与动物细胞的主要区别,植物细胞有细胞壁、质体、中央大液泡,第一章 植物细胞,第二节 植物细胞的基本结构,显微结构-超微结构,第二节 植物细胞的基本结构,1.细胞壁的化学成分,纤维素：由几百上万个葡萄糖分子聚合而成的直链。 细胞壁就是由纤丝系统构成的网状结构。而纤丝系统是由分子链微团微纤丝大纤丝等一系列的级别构成的。,第二节 植物细胞的基本结构,微纤丝,半纤维素：木葡聚糖、阿拉伯木聚糖、半乳糖等。 果胶：亲水性物
2、质。 （2）蛋白质： 结构蛋白：伸展蛋白，具有抗病和抗逆特性。 酶蛋白：水解酶类：蛋白酶、果胶酶、酸性磷酸酶；氧化还原酶：过氧化氢酶等。,第二节 植物细胞的基本结构,2.细胞壁的层次结构 分层现象(lamellation)： 胞间层(intercellular layer) 初生壁(primary wall) 次生壁(secondary wall),第二节 植物细胞的基本结构,细胞壁,(1)胞间层：又称中层(middle lamella)，由果胶物质构成的。 在酶(如果胶酶)或酸、碱的作用下会分解。 (2)初生壁：是细胞生长增大体积时所形成的壁层。 主要物质：纤维素、半纤维素和果胶等。 薄，厚
3、度13m。 有的增厚。如柿胚乳细胞，厚角组织细胞。,第二节 植物细胞的基本结构,(3)次生壁：是细胞体积停止增大后加在初生壁内表面的壁层。 死细胞：如木纤维、导管和管胞等。 物质组成：以纤维素为主，果胶质极少，还有木质素等其它物质。 坚韧、硬度大，延展性差。 次生壁可分为内、中、外三层，各层中微纤丝的方向都不同。,第二节 植物细胞的基本结构,3.细胞壁的生长和特化,第二节 植物细胞的基本结构,生长方式,面积生长,厚度增长,生长方法,内填生长,附着生长,初生壁,次生壁,细胞壁的特化： （1）木质化(lignification)：木质素（lignin) （2）角质化(cutinication)：角
4、质(cutin) （3）栓质化(suberization)：栓质(suberin) （4）矿质化(mineralization)：钙或二氧化硅,第二节 植物细胞的基本结构,白蜡虫：腹部倒数第二节背面有两孔，内生两根管状腺，由此分泌出两根细长的白色蜡丝。,白蜡（也称虫白蜡）：即白蜡虫的分泌物，为中国特产。,4.纹孔与胞间连丝 (1)初生纹孔场(primary pit field)：初生壁上较薄的凹陷区域。有胞间连丝穿过。,第二节 植物细胞的基本结构,(2)纹孔(pit)：次生壁在形成时，往往在原有初生纹孔场的地方不形成次生壁。这种无次生壁的较薄区域我们就称为纹孔。常形成纹孔对。 单纹孔(simp
5、le pit)和具缘纹孔(bordered pit) 导管、管胞、纤维管胞有具缘纹孔。石细胞和一些纤维细胞有单纹孔。,第二节 植物细胞的基本结构,(3)胞间连丝(plasmodesma)：是穿过细胞壁的细胞质细丝。胞间连丝在细胞间起着物质运输与刺激传导的通道的作用，病毒也可经胞间连丝转移。,第二节 植物细胞的基本结构,后含物(ergastic substance)是植物细胞原生质体代谢过程中产生的物质，包括贮藏物质、代谢废弃物以及植物次生代谢产物等。 一、储藏的营养物质 包括淀粉、蛋白质和脂类。,第三节 植物细胞后含物,(一)淀粉 淀粉(starch)：淀粉粒(starch grain)，主要
6、分布在储藏组织中。 淀粉遇碘呈蓝-紫色。 光合作用中产生的葡萄糖，通常运输到贮藏细胞的造粉体内，再合成为贮藏淀粉。 脐(hilum) 轮纹：被认为是由于两种不同结构的淀粉(直链淀粉和支链淀粉)交替积累而成。 淀粉粒可分为单粒、复粒和半复粒。,第三节 植物细胞后含物,(二)蛋白质,贮藏蛋白质呈固体状态，生理活性稳定，与原生质体中呈胶体状态的有生命蛋白质在性质上不同。 遇碘呈黄色。 储存形式结晶状和糊粉粒。 糊粉粒在液泡中形成。,第三节 植物细胞后含物,(三)脂类 包括油和脂肪。 在造油体中合成储藏。 油和脂肪遇苏丹III或苏丹IV呈橙红色。 二、晶体 常见草酸钙晶体，少数有碳酸钙晶体。 晶体在液
7、泡中形成。 根据晶体形状，把晶体分为单晶、针晶和簇晶。,第三节 植物细胞后含物,针晶和簇晶,次生代谢产物是植物体内合成的，在植物细胞基础代谢活动中没有明显或直接作用的一类化合物。但这类物质对植物适应不良环境或抵御病原物侵害、吸引传粉以及植物代谢调控等方面具有重要意义。 从代谢产物性质来看，可以分为黄酮类化合物、单宁、萜类、挥发油和生物碱等。,三、次生代谢物质,第三节 植物细胞后含物,1.黄酮类化合物(flavonoid)： 一般呈黄色。常见的黄酮类化合物有花色素、黄酮醇和黄酮等。 花色素存在于细胞液泡中，其显出的颜色因细胞液的pH值而异，酸性溶液中呈橙红淡红色，碱性溶液中呈蓝色，中性时呈紫色。
8、 作用：防止病原微生物的侵害；保护植物免受紫外线的灼伤；吸引昆虫参与植物授粉活动等。,第三节 植物细胞后含物,2.鞣质类化合物：又叫单宁，有保护植物、抗水解、防腐烂和动物危害的作用。 3.生物碱：尼古丁、盐酸小檗碱（黄连素）、莨菪碱 4.挥发油类：精油,第三节 植物细胞后含物,红葡萄酒,有关医学研究表明，红葡萄酒的单宁物质对人体健康十分有益，美国时代周刊曾在2001年评出“现代人10大健康食品”，分别是：番茄、菠菜、坚果、花椰菜、燕麦、鲑鱼、大蒜、蓝莓、绿茶和红葡萄酒。时代周刊的评论是：“酿酒用的葡萄皮含有丰富的抗氧化物质，可有效降低血胆固醇，防治血管硬化。”,植 物 细 胞 的 增 殖,一、
9、细胞周期（cell cycle）,有分裂能力的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的一个完整过程称为一个细胞周期,典型的细胞周期包括间期和细胞分裂期两部分。间期包括一个DNA合成期（S期）及S期前后两个间隙期（G1期，G2期）。细胞分裂期则包括核分裂和胞质分裂两个主要过程。,1、分裂间期：从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂开始的一段时间,G1期：RNA含量增加，酶合成， 周期调控蛋白合成，细胞器数量增加 S期： DNA复制，组蛋白合成，核小体组装 G2期：微管蛋白及其他与分裂相关物质的合成，能量准备,2、分裂期（M期）：细胞分裂，出现染色体及纺锤丝，DNA以染色体的形式平均分配到两个子细
10、胞中,3、细胞周期的时间,不同物种、不同组织细胞周期所经历的时间不同；一般来说，DNA含量高，则细胞周期持续时间较长；周期中各个时期的长短一般以S期最长，M期最短，G1和G2期变动较大。,4、G0期细胞 、周期细胞与终端分化细胞：,有些细胞在形成之后不再进行DNA的复制，即细胞周期停止于G1期，脱离了细胞周期，不再进行分裂，称为G0期细胞。但在一定条件下，可恢复分裂能力，重新进入细胞周期。,有些细胞能连续分裂，从不进入G0期，称周期细胞。,还由一些细胞不可逆地脱离了细胞周期，失去分裂能力，为终端分化细胞。,二、有丝分裂（mitosis）：,真核细胞分裂最普遍的形式，在有丝分裂过程中，细胞形态，
11、尤其是细胞核形态发生明显变化，出现染色体和纺锤丝，故称有丝分裂。包括核分裂和胞质分裂两个步骤。,核分裂为连续过程，根据染色体形态的变化特征可分为前期、中期、后期和末期。,1、核分裂：,（1）前期：染色质凝缩成染色体，核仁解体，核膜破裂，纺锤体开始形成,（2）中期：染色体排列到赤道板上，纺锤体完全形成,（3）后期：各个染色体的两条染色单体分开，分别由赤道移向细胞两极,（4）末期：形成二个子核，胞质开始分裂。染色体分解，核仁、核膜出现。,2、胞质分裂：,两个新的子核之间形成新细胞壁，把一个母细胞分隔成二个子细胞的过程，称为胞质分裂。 核分裂后期，在子细胞核形成的同时，纺锤丝在赤道面中央密集并向四周
12、扩展，微管以平行方式排列成圆柱状结构，称为成膜体。 在成膜体围起来的中间部分，来自高尔基体或内质网的小泡(带有细胞壁前体物质)在赤道面上彼此融合形成细胞板，将细胞质从中间隔开，细胞板逐渐向四周扩展，直到与母细胞的细胞壁相连接，完全把母细胞分隔成二个子细胞。,胞质分裂图解,3、有丝分裂的特点及生物学意义：,（1）每次分裂前必须进行一次染色体的复制； （2）染色体分裂为两条子染色体，平均分配到两个子细胞中； （3）保证每一个子细胞具有与母细胞相同数量和类型的染色体； （4）保证每一代的子细胞与母细胞具有相同的遗传物质，保证了细胞遗传的稳定性。,三、无丝分裂（amitosis）：,1、分裂时核内不出
13、现染色体，也不形成纺锤丝 2、分裂形式：横缢、纵缢、碎裂、出芽等 3、分裂过程：核仁一分为二，细胞核延长，核仁向两端移动，核中间缢缩断裂成两个子核，随后在两子核之间形成新壁，成为2个子细胞 4、优点：消耗能量少，分裂速度快 5、缺点：不能保证母细胞的遗传物质平均地分配到两个子细胞中,四、减数分裂（meiosis）：,与有性生殖相关的性母细胞分裂方式,特点：连续两次的分裂（减数分裂 I & II) DNA只复制一次 产生四个子细胞（四分体）,1、第一次分裂（减数分裂I）：,（1）前期：时间长，变化复杂，依据染色体的形态变化，可分为5个阶段； A、细线期：细胞核内出现细长、丝状染色体，每条染色体含
14、有两条染色单体，核和核仁继续增大。 B、偶线期(合线期)：细胞内的同源染色体(形状,大小,长度相似的两条染色体)两两配对，称为联会，每对有4条染色单体构成一个单位，称为四联体。 C、粗线期：染色体缩短变粗，四联体的染色单体交叉纽合，并发生横断和染色体片段的互换，改变原有基因的组合。 D、双线期：交叉的染色单体开始分开，但在1或几点上仍然相连，使染色体呈现出X、V、8、0、+等形状。 E、终变期：染色体缩至最短，核膜核仁消失，出现纺锤丝。,（2）中期：成对同源染色体移到赤道面上，细胞质中形成纺锤体。 有丝分裂：染色体在赤道面上排列不成对，单独 减数分裂：染色体在赤道面上成对排列 （3）后期：成对
15、同源染色体彼此分开，向两极移动，移向两极的染色体数只有原来的一半。 （4）末期：染色体变为染色质，核膜核仁出现形成两个子核，细胞板也相继形成将母细胞分隔成两个子细胞。,2、第二次分裂（减数分裂II）：,分裂之前没有DNA的复制 前期：时间短，染色体出现，核膜核仁消失 中期：染色体排在赤道板上，纺锤体形成 后期：每条染色体的两条染色单体分开，移向两极 末期：子核出现，并各自形成一个子细胞,一个母细胞经过一次染色体的复制和两次连续的分裂，形成了4个单倍体的子细胞,3、减数分裂的生物学意义：,（1）减数分裂导致了性细胞（配子）的染色体数目减半； （2）在以后有性生殖过程中，两个配子结合形成合子，合子
16、染色体数目又恢复到亲本的水平； （3）有性生殖的后代始终保持亲本的固有染色体数目和类型； （4）同源染色体的联会、交叉和片段交换导致遗传重组类型的产生。,减数分裂与有丝分裂特征比较,第三节 植 物 组 织,一、组织与器官的概念,1、组织（tissue） ：指在个体发育中，具有相同来源的（即由一个或同一群分生细胞生长、分化而来的）同一类型的或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位。,简单组织：由一种类型细胞构成的组织 复合组织：由多种类型细胞构成的组织,2、器官（organ） ：指由不同组织按一定规律组成的结构。种子植物可以分为六大器官：根，茎，叶，花，果实和种子,二、植物组织的类型,（一）分生组织（meristem）：是一群具有分裂能力的细胞的集合，能不断进行细胞分裂，增加细胞的数目，使植物不断生长。 特点：细胞小，排列紧密，无细胞间隙，细胞壁薄，细胞核大，无明显的液泡,1、按在植物体上的位置分： （1）顶端分生组织（a
