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1、教学要求与重点教学要求与重点在了解植物细胞的结构与功在了解植物细胞的结构与功能的基础上，认识与动物细胞的能的基础上，认识与动物细胞的区别区别；进一步掌握；进一步掌握液泡液泡的功能、的功能、细胞壁细胞壁结构与功能；结构与功能；细胞骨架细胞骨架的的结构与功能；结构与功能；胞间连丝胞间连丝的概念与的概念与功能；功能；细胞信号转导细胞信号转导的成分与传的成分与传递模式。递模式。细胞壁和细胞壁和原生质体原生质体植物细胞植物细胞概念概念：细胞器、细胞基质以及细胞质膜：细胞器、细胞基质以及细胞质膜构成的体系。构成的体系。20氨基酸、5含氮杂环化合物、 2单糖(葡萄糖和核糖)、1脂肪酸(棕榈酸)、1多元醇(甘
2、油)、1胺类化合物(胆碱)蛋白质、核 糖、碳水化合物和脂类水水+组成组成:特性：特性：粘性和弹性粘性和弹性 原生质粘性大、弹性大的植物，对干旱、低温等不良环境的抗性也强。流动性流动性在同一个细胞内不同的细胞器沿着相反的方向同时流动。凝胶作用凝胶作用溶胶凝胶温度粘性小，代谢活跃粘性小，代谢活跃 ，生长旺盛生长旺盛 ，但抗逆性，但抗逆性 细胞的生理活性细胞的生理活性 ，对不良环境的抵抗力对不良环境的抵抗力 ，有利于植物度过逆境。有利于植物度过逆境。第一节第一节 细胞的膜系统细胞的膜系统第三节第三节 细胞骨架细胞骨架第二节第二节 细胞核细胞核第四节第四节 细胞壁细胞壁第五节第五节 胞间连丝和细胞间联
3、络胞间连丝和细胞间联络第六节第六节 植物细胞信号转导概述植物细胞信号转导概述高等植物细胞细胞壁细胞壁叶绿体叶绿体中央大液泡中央大液泡分裂能力分裂能力（分生组织分生组织）全能性全能性植物细胞植物细胞细胞壁细胞壁质膜质膜细胞基质细胞基质细胞器细胞器细胞壁细胞壁中胶层中胶层次生壁次生壁纹孔纹孔初生壁初生壁胞间连丝胞间连丝细细胞胞质质细胞质基质细胞质基质双层膜细胞器双层膜细胞器细胞器细胞器单层膜细胞器单层膜细胞器无膜细胞器无膜细胞器线粒体线粒体（细胞核）（细胞核）质体质体双层膜双层膜细胞器细胞器溶酶体溶酶体液泡液泡蛋白体蛋白体微体微体内质网内质网单层膜单层膜细胞器细胞器高尔基体与高尔基体与高尔基体小泡
4、高尔基体小泡核糖体核糖体微管微管中间纤维中间纤维微丝微丝无膜无膜细胞器细胞器Differences between animal cell and plant cell细胞膜细胞膜细胞质细胞质细胞核细胞核细胞壁细胞壁液泡液泡叶绿体叶绿体Animal cell Plant cell按位置分为：按位置分为：质膜质膜( (原生质膜原生质膜) ) (Plasmamembrane)内膜系统（内膜系统（ endomembranesystem）内质网内质网, ,高尔基体高尔基体, ,液泡液泡, , 核膜核膜指在结构、功能或发生上具有连指在结构、功能或发生上具有连续性的膜系统。续性的膜系统。第一节 细胞的膜系
5、统质 膜（一）（一）质膜的主要化学成分质膜的主要化学成分膜脂：膜脂：磷脂、糖脂、胆固醇磷脂、糖脂、胆固醇膜蛋白：膜蛋白：外在膜蛋白和内在膜蛋白外在膜蛋白和内在膜蛋白流动镶嵌模型 内质网 高尔基器 中央大液泡内膜系统内质网内质网由封闭膜系统以及互相沟通的由封闭膜系统以及互相沟通的膜腔而形成的网状结构，分为光面内质膜腔而形成的网状结构，分为光面内质网（脂类物质合成）和糙面内质网（膜网（脂类物质合成）和糙面内质网（膜蛋白和分泌蛋白的合成）蛋白和分泌蛋白的合成）高尔基器高尔基器将内质网合成的多种蛋将内质网合成的多种蛋白质特别是糖蛋白进行白质特别是糖蛋白进行加工、分类加工、分类与包装与包装，然后分门别类
6、地送到细胞，然后分门别类地送到细胞特定的部位特定的部位,分泌到细胞外分泌到细胞外。亚显微结构液泡的结构液泡的结构植物细胞的液泡及其发育植物细胞的液泡及其发育A-E. A-E. 幼期细胞到成熟的细幼期细胞到成熟的细胞，随细胞的生长，细胞中胞，随细胞的生长，细胞中的小液泡变大，合并，最终的小液泡变大，合并，最终形成一个大的中央液泡形成一个大的中央液泡单层膜单层膜中央大液泡中央大液泡液泡的功能液泡的功能吞噬、消化作用；吞噬、消化作用；增加植物细胞的面积；增加植物细胞的面积；提高细胞的膨压；提高细胞的膨压；细胞内重要的物质储藏库；细胞内重要的物质储藏库；含有重要的次生代谢物质；含有重要的次生代谢物质；
7、 过氧化物酶体和乙醛酸循环体 过氧化物酶体 微体 乙醛酸循环体 （植物特有，脂肪酸转变为糖）第二节 细胞核核膜染色体核仁 生产核糖体的机器外核膜，表面有大量核糖体颗粒内核膜，表面光滑，无核糖体颗粒核纤层，为核膜及染色质提供结构支架，并接到核膜与染色质之间的相互作用核周腔核孔（核孔复合体）DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA核膜、核孔和核孔复合体核膜、核孔和核孔复合体染色体染色体4核质（核质（nucleoplasm）含蛋白质、含蛋白质、RNA和酶。染色质和和酶。染色质和核仁悬浮其中，也是进行核内信号核仁悬浮其中，也是进行核内信号转导的场所。转导的场所。3核仁（核仁（nucleoli）由由RNA纤
8、丝、颗粒和核仁内染色质纤丝、颗粒和核仁内染色质组成。组成。核仁是合成核糖体核仁是合成核糖体RNA的场所。的场所。核 仁核仁是核糖体RNA的转录场所细胞核与细胞质间的物质运输DNA的复制RNA的转录蛋白质的合成对细胞基因表达的调控信息细胞质细胞核核孔复合体核孔复合体基因的表达蛋白质的合成第三节细胞骨架第三节细胞骨架 cytoskeleton cytoskeleton 一一 微丝微丝 (microfilament, MF) (microfilament, MF) 二二 微管微管(microtubule, MT) (microtubule, MT) 三三 中间纤维中间纤维 (intermediate
9、 (intermediate filament, IF filament, IF）微丝微丝 7 nm中间纤维中间纤维 10 nm微管微管 25 nmMicrofilament概念概念细胞骨架（细胞骨架（cytoskeletoncytoskeleton）是真核细是真核细胞中由蛋白聚合而成的三维的纤维状胞中由蛋白聚合而成的三维的纤维状网架体系。细胞骨架包括微丝、微管网架体系。细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、和中间纤维。细胞骨架在细胞分裂、细胞生长、细胞物质运输，细胞壁合细胞生长、细胞物质运输，细胞壁合成等许多生命活动中都具有非常重要成等许多生命活动中都具有非常重要的作用。的作
10、用。一一 微丝微丝 (Microfilament) (Microfilament)1 1 微丝的结构与特性微丝的结构与特性 微丝是由单体肌动蛋白（微丝是由单体肌动蛋白（actinactin，42kD, 375aa)42kD, 375aa)聚聚合成的直径合成的直径7-8nm7-8nm的螺旋丝状结构。又称的螺旋丝状结构。又称F-actin. F-actin. 相应相应地单体肌动蛋白又称地单体肌动蛋白又称G-actin.G-actin.微丝是一动态微丝是一动态的结构的结构Microfilament结构结构：由肌动蛋白聚合而成为直径7nm的丝状结构。丝状肌动蛋白（actin，42KD，375aa）单体
11、：球体肌动蛋白特性特性：极保守的蛋白质，不同真核细胞间高度同源，植物中编码该蛋白基因有数十个，有组织或时期特异性。(+) (-)A dynamic equilibrium exits and plays central roleCritical concentration2 2 微丝的功能微丝的功能微丝参与植物运动微丝参与植物运动 攀援植物缠绕运动，感震运动攀援植物缠绕运动，感震运动与植物细胞的极性建立与植物细胞的极性建立微丝参与一些细胞器的运动和锚定微丝参与一些细胞器的运动和锚定(anchoring)(anchoring) 高尔基体的运动和质体的运动。细胞核的锚定高尔基体的运动和质体的运动。
12、细胞核的锚定 涉及到微丝和微管。涉及到微丝和微管。微丝骨架对细胞的生长非常重要微丝骨架对细胞的生长非常重要扩散生长和顶端生长扩散生长和顶端生长微丝参与胞质环流微丝参与胞质环流微丝系统是形成胞质环流的基础微丝系统是形成胞质环流的基础。Circular cytoplasmic streaming at the periphery of plant cells 微丝微丝花粉萌发过程中微丝骨架的变化花粉萌发过程中微丝骨架的变化二二 微管微管 (Microtubule) (Microtubule)1 微管的形态结构微管的形态结构 - -和和 - -微管蛋白微管蛋白（tubulin tubulin ）组成
13、）组成异二聚体，二聚体异二聚体，二聚体聚合形成直径约聚合形成直径约25nm25nm的空心管状结的空心管状结构。构。 直列上连在直列上连在一起的二聚体称为一起的二聚体称为原丝体原丝体 (protofilament)(protofilament)，大多数微管由大多数微管由1313个个原丝体组成。原丝体组成。微管是一动态的结构微管是一动态的结构微管的装配微管的装配微微微微管管管管的的的的聚聚聚聚合合合合的的的的极极极极性性性性，正正正正端端端端和和和和负负负负端端端端微管蛋白在体外条件下的聚合微管蛋白在体外条件下的聚合微管的聚合需要微管蛋白二聚体达到一定微管的聚合需要微管蛋白二聚体达到一定的浓度方可
14、进行，这个浓度称为微管聚合的浓度方可进行，这个浓度称为微管聚合的的临界浓度临界浓度。微管在体外的聚合还需要镁离子、微管在体外的聚合还需要镁离子、GTPGTP和和适当的缓冲体系。微管的聚合对温度十分适当的缓冲体系。微管的聚合对温度十分敏感，通常在低温（敏感，通常在低温（44）下微管发生解）下微管发生解聚，而在高温（聚，而在高温（3737）下微管聚合。这一）下微管聚合。这一特性也被用于微管蛋白的分离和纯化。特性也被用于微管蛋白的分离和纯化。 微管的聚合过程微管的聚合过程2 2 微管的功能微管的功能1. 1. 控制细胞分裂和细胞壁的形成控制细胞分裂和细胞壁的形成2. 2. 保持细胞形状保持细胞形状3
15、. 3. 参与细胞运动和物质运输参与细胞运动和物质运输ABCDA:间期周质微管B:早前期微管带C:纺垂体微管D:成膜体微管3微管阵列微管阵列 植物细胞周期中微管列阵间间期期周周质质微微管管纺纺锤锤体体微微管管早早前前期期微微管管带带成成膜膜体体微微管管Two Microtubule-Associated Proteins of the Arabidopsis MAP65 Family Function Differently on Microtubules中间纤维的结构中间纤维的结构中间纤维的功能中间纤维的功能 支架作用，维持细胞形态支架作用，维持细胞形态参与细胞发育与分化参与细胞发育与分化三
16、三微管的马达蛋白微管的马达蛋白概念：依赖于细胞骨架蛋白、通过水解ATP将化学能转变成机械能的一类蛋白质。特性：依赖ATP结合细胞骨架蛋白；具ATP酶的性质，可水解ATP；可将水解ATP产生的化学能转变为机械能。分类：依赖微丝的马达蛋白：肌球蛋白超家族。依赖微管的马达蛋白：动蛋白和力蛋白。A，B是拟南芥悬浮培养的细胞是拟南芥悬浮培养的细胞. 植物微管结合蛋白（植物微管结合蛋白（GFP-绿色荧光蛋白绿色荧光蛋白）；）；植物微管蛋白（植物微管蛋白（罗丹明罗丹明-红色红色）；）；D（微管结合蛋白），（微管结合蛋白），E（早前期微管），（早前期微管），F拟南芥悬浮培养的细胞的细胞核（拟南芥悬浮培养的细胞的细胞核（DAPI蓝色）蓝色）
