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1、第一章 植物细胞,第一节 植物细胞的形态结构 第二节 植物细胞的繁殖 第三节 植物细胞的生长和分化,第一节 植物细胞的形态结构,一、细胞是构成植物体的基本单位 二、植物细胞的形状和大小 三、植物细胞的结构 四、植物细胞的后含物 五、原核细胞和真核细胞,一、细胞是构成植物体的基本单位,1665年,英国人虎克(Hooke 16351703)第一次用自制的显微镜观 察到细胞,取名“cell”。 1838年,德国植物学家施莱登“论植物的发生”中第一个指出“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”。 1839年,德国动物学家施旺在“显微研究”一文中指出
2、动物及植物结 构的基本单位都是细胞。 他们的观点就是恩格斯称之为19世纪自然科学的三大发现之一的“细 胞学说”,即:细胞是生物有机体的结构和功能的基本单位。 此后,细胞学说进一步发展,德国细胞学家Virchow(1858)指出“细胞来自于细胞”。 Weismann更进一步指出,现在所有细胞都可以追溯到远古时代的一个共同 祖先(1880)。,细胞是构成生物有机体的基本单位,但并不是唯一的构成单位。,二、植物细胞的形状和大小,1.大小:一般细胞直径为10100m。少数植物细胞 较大,如番茄果肉、西瓜瓤的细胞。 原因:细胞的大小受细胞核的控制作用相关。 细胞越小,相对表面积越大,有利于细胞与 周围环
3、境间物质和能量的交换和转运。 2.形状:单细胞植物,细胞常呈球形。 多细胞植物体,理想状态下,细胞呈正十四 面体(但是这种细胞很少见)。 细胞的形状与细胞所执行的功能有关。,植物细胞的形态,E,K,B,I,G,F,J,L,H,D,C,A,A 纤维 B 管胞 C 导管分子 D 筛管分子和伴胞 E 薄壁细胞 F 分泌毛 G 分生组织细胞 H 表皮细胞 I 厚角组织细胞 J 分枝状石细胞 K 薄壁组织细胞 L 表皮和保卫细胞,G,三、植物细胞的结构,细胞壁(包围在原生质体外 面的坚硬外壳),原生质体(细胞的生命活动部 分),质膜,细胞核,细胞质,1. 细胞核:(nucleus) 形态:通常为1个,球
4、形或半球形。 结构: 功能: 储存和传递遗传信息,控制细胞的遗传。 调节细胞的生理活动。,核膜:双层膜(外膜和内膜),上有小孔,称核孔。 控制核与细胞质之间物质交流的作用。,核质:,核仁:1多个,核内合成和储藏RNA的场所。,碱性染料染色,核液(浅色),染色质(深色),(一)原生质体,(核仁),(核膜),(核液),(染色体),(核孔),2.细胞质,质膜:(plasmalemma) 单位膜:电子显微镜下,质膜显示出暗-明-暗的三层结构,中央明 带的主要成分是类脂,厚度为3.5nm,两侧暗带的主要成分是 蛋白质,厚度为2nm,这三层结构组成一个单位的膜,称单位膜。 主要功能: 使细胞与环境隔离,保
5、持一个相对稳定的细胞内环境; 控制细胞与外界环境的物质交换,具有“选择透性”; 具有能量传递与信息传递的功能; 质膜上具有大量的酶,也是进行生化反应的重要场所。,质膜:(plasmalemma) 生物膜的结构: 磷脂双分子层:两排磷脂分子在膜上形成双分子层,亲水的含磷酸的“头部”,朝向膜的内、外两侧;疏水的脂肪酸的烃链“尾部”朝向膜的中间。 膜的流动镶嵌模型:蛋白质以各种方式镶嵌在磷脂双分子层中,构成膜的磷脂和蛋白质都具有一定的流动性。,暗带,厚2nm,主要成分蛋白质。,明带,厚3.5nm,主要成分类脂。,暗带,单位膜结构示意图,细胞器(organelle):细胞质内具特定结构和功 能的微结构
6、或微器官(亚细胞结构)。 质体(plastid):植物细胞特有的细胞器。 质体的类型:根据所含色素不同,分为叶绿体(含叶绿素a、b和胡 萝卜素、叶黄素)、有色体(只含胡萝卜素、叶黄素) 和白色体(不含色素)。 叶绿体(chloroplast)的结构: 光学显微镜下,高等植物的叶绿体为球形、卵形或凸透镜形。电子显微镜下,叶绿体具精细的结构。,(基质),(基粒),(膜间隙),(内膜),(外膜),(类囊体),叶绿体的超微结构, 叶绿体的功能:进行光合作用的质体。,CO2+H2O CH2O +O2,光能,叶绿体,光反应:在基粒上进行。 暗反应:在基质中进行。, 有色体(chromoplast)和白色体
7、(leucoplast): 有色体只含有胡萝卜素和叶黄素,它们常存在与果实、花瓣和植物体的其它部分,使植物体呈现黄色、橙色、和橙红色。其功能有二: 积聚淀粉和脂类; 在花和果实中具有吸引昆虫传粉及传播果实的作用。 白色体不含色素,呈颗粒状,常存在于植物体的储藏细胞中,其功能为:合成和储藏淀粉和脂类。,有色体,白色体,质体的形成和相互转变,质体的发育,前质体,黑暗,白色体,阳光,内膜形成片层系统,阳光,线粒体(mitochondria): 形态与结构: 光学显微镜下,需特殊染色,才可辨别。常为球状、 棒状或细丝状颗粒。 电子显微镜下,可分为:外膜、内膜、嵴、基质。 功能: 细胞内进行呼吸作用的场
8、所。线粒体呼吸释放的能量,透过膜转运到细胞的其它部分,提供细胞各种代谢的需要,被称为“动力工厂”。,(外膜),外膜,(内膜),(基质),(膜间隙),内质网;(endoplasmic reticulum) 形态与结构:由单层膜构成的网状管道 系统。 类型:粗糙型内质网和光滑型内质网。 功能:粗糙型内质网与蛋白质的合成有关;光滑型内质网主要合成和运输类脂和多糖。,核糖核蛋白体,膜,腔,内质网的超微结构,高尔基体:(dictyosome) 形态与结构:单层膜包围成的扁平囊(3-8个) 组成的结构,边缘逐渐出现穿孔。 功能:与细胞的分泌功能有关。分泌物主要为多 糖和多糖与蛋白质复合体。这些分泌物可 起
9、到参与细胞壁的形成、生长等作用。,高尔基体的超微结构,泡囊(cisterna),小泡(vesicle), 液泡:(vacuole)植物细胞特有的细胞器。 形态与发育:由一层单位膜(液泡膜)包被, 内含大量水溶液(细胞液)。 功能:a、液泡膜具有特殊的选择透性,能使许 多物质大量积聚在液泡中。 b、维持细胞的渗透压和膨压。 c、提高细胞的抗旱和抗寒能力。,液泡的发育,微管(microtubule)和微丝(microfilament): 形态与结构:微管是细胞内细小中空的长管状细胞器,直径为2327微米。微丝比微管更细,直径为56微米。二者与中间纤维组成了细胞内的骨骼状的支架,因此,被称为细胞骨架
10、(微梁系统)。 功能: a、维持细胞的形状 b、参与细胞壁的形成和生长。 c、影响细胞内的运输和胞质运动。 d、参与纺锤丝的形成。,核糖体,内质网,微丝和中间纤维,微管,线粒体,质膜,核糖体:(ribosome) 形态与结构:在电镜下为球形的小颗粒,其大小为2025微米,是无膜结构的细胞器。由两个大小不等的半球形亚单位组成。 功能:合成蛋白质的主要场所。, 胞基质:(cytoplasmic matrix) 细胞内无特殊结构的细胞质部分。 胞质运动:生活细胞中,胞基质处于不断的运动状态,它能带动其中的细胞器,在细胞内作有规则的持续的流动,这种运动称为胞质运动。,(二)细胞壁, 细胞壁的层次:,
11、纹孔(pit)和胞间连丝(plasmodesmata): 初生纹孔场和胞间连丝: 初生纹孔场:初生壁上凹陷的区域。 胞间连丝:通过初生纹孔场的原生质细丝。 纹孔:次生壁上未增厚的部分。包括纹孔膜和纹孔腔。 纹孔的类型:单纹孔(纹孔腔内均匀一致)和具缘纹孔 (纹孔腔直径不同)。 纹孔对:纹孔多为成对出现的,因此纹孔对有 下面几种类型:单纹孔对; 具缘纹孔对; 半具缘纹孔对;,胞间层,初生壁,初生纹孔场,胞间连丝,初生壁,纹孔膜,次生壁,初生壁,纹孔膜,次生壁,纹孔腔,纹孔腔,单纹孔对,具缘纹孔对, 细胞壁的化学组成及亚显微结构: 细胞壁主要化学成分为纤维素,还常有果胶、半纤维素和多糖等。 另外,
12、细胞壁还因为在植物体部位不同,常发生一些变化:角质化、矿质化、栓质化和木质化。 在电子显微镜下,可以看出,细胞壁的结构单位是微纤丝(由微团聚合而成),再由微纤丝聚合成大纤丝。,四、植物细胞的后含物,细胞内的代谢中间产物和废物。 淀粉:常以淀粉粒(呈颗粒状)的方式储存在细胞中。 在形态上淀粉粒有三种类型: 单粒淀粉粒 复粒淀粉粒 半复粒淀粉粒,D,E,D,C,B,A,B,A,C,F,A、单粒淀粉粒 B、半复粒淀粉粒 A、马铃薯; B、大戟; C、菜豆; C.D 复粒淀粉粒 D、小麦; E、水稻; F、玉米;,淀粉粒类型及常见植物的淀粉粒,脐点,轮纹,蛋白质:细胞中贮藏的蛋白质呈固体状态。 常有两
13、种方式:拟晶体(结晶状态)和糊粉粒(无 定形状态)。,细胞内贮藏的蛋白质,糊粉粒,脂肪和油滴:脂类是体积最小,含能量最高的贮 藏物质。在常温下呈固体的为脂肪,液体的为 油滴。常贮藏在种子、胚和分生组织细胞中。 晶体:常为细胞的代谢废物,为避免其对细胞的毒 害,被贮藏在细胞的特殊部分(常在液泡中)。 根据形状不同,可分为单晶、针晶和簇晶。,晶体的类型:1、单晶 2、簇晶 3、针晶,五、原核细胞和真核细胞,原核细胞结构比真核细胞简单: 细胞内无真正由核膜包被的细胞核;遗传物质(DNA)位于细胞中央的一个较大的区域,称核区或拟核。 无细胞器的分化。即没有由膜包被的质体、线粒体、高尔基体和内质网等细胞
14、器。 细菌和蓝藻的细胞核为原核细胞,因此,它们被称为原核生物。,第二节 植物细胞的繁殖,细胞的繁殖:植物体要生长和繁衍后代, 组成植物体的细胞就必须能进 行繁殖,细胞繁殖是通过细胞 的分裂来实现的。 繁殖的方式:有丝分裂、无丝分裂和 减数分裂。,第二节 植物细胞的繁殖,一、有丝分裂:(mitosis) 概念:有丝分裂又称间接分裂,其过程较复杂,尤其是分裂过程中细胞核出现明显的变化,出现染色体和纺锤丝,因此称有丝分裂。 分裂周期的概念:持续分裂的细胞,从结束一次分裂开始,到下一次分裂完成为止的整个过程,称为细胞周期,即分裂周期。 细胞周期包括分裂间期和分裂期。, 过程:包括核分裂和胞质分裂两步。
15、 间期:分裂前的准备时期。 前期: 染色体出现; 核膜、核仁消失; 纺锤丝出现。 中期: 染色体排列在细胞中央的赤道面上; 纺锤体形成。 后期: 染色体在着丝点处断开,形成两条子染色体; 子染色体在纺锤丝的牵引下,移向两极。 末期: 染色体到达两极,开始解螺旋; 核膜、核仁重新出现,形成两个子核。,核分裂,分裂间期: 细胞形态上无明显变化,是分裂前的准备阶段,核内发生一系列的生化变化,主要是DNA的复制和能量的积累。 根据各时期合成的物质不同:又可分为三个阶段: DNA合成前期(G1):RNA和蛋白质的合成。 DNA合成期(S):DNA和组蛋白的合成。 DNA合成后期(G2):少量RNA和蛋白质的合成。,分裂前期: 染色体出现; 核膜、核仁消失; 纺锤丝出现。,分裂中期: 染色体排列在细胞中央的赤道面上; 纺锤体形成。,连续丝,染色体牵丝,分裂后期: 染色体在着丝点处断开,形成两条子染色体; 子染色体在纺锤丝的牵引下,移向两极。,分裂末期: 染色体到达两极,开始解螺旋; 核膜、核仁重新出现,形成两个子核。,胞质分裂:在两个子核之间形成新壁的过程。 首先,纺锤丝密集,形成成膜体,由成膜体中的小泡,向赤道面移动,并相互融合,释放多糖类物质,形成细胞板。细胞板最初在中央位置形成,并不断向四周扩散,直至把母细胞完全分成两个子细胞。,细胞板,成膜体, 有丝分裂的意义: