植物学：第1章植物细胞.ppt

第一章 植物细胞第一章 植物细胞 第一节 细胞与细胞学说 第二节 植物细胞的基本结构 第三节 植物细胞的繁殖 第四节 植物细胞的生长和分化第一节 细胞与细胞学说 细胞的发现：英国学者虎克(R.Hooke， 1665)发现细胞（cell）；德国植物学家施莱登（Schleiden,1838）和动物学家施 旺（Schwann, 1839）建立了细胞学说(cell theory) 一切植物有机体都由细胞组成，生命活动的基本单位；是有机体生长发育的基础；是遗传的基本单位 第二节 植物细胞的基本结构一、植物细胞的类型l 植物细胞的类型并不多，植物体之间的差异主要是由植物体内细胞群的联合引起的l 当植物发育时，处于植物不同部分的细胞分化和特化为能执行独特任务的细胞群，这种组织上的分工使得整个植物体高度统一 二、植物细胞的大小、数目和形状 大小不一：10-100m，肉眼较难分辨，卵细 胞直径最大（170mm*135mm）， 纤维长（550mm，果肉1mm）， 神经纤维（1m） 细胞大小受代谢活动及细胞功能、外界条件（光、温、肥、水等）的影响 数目不定：1多，单细胞，多细胞（一张叶片 4000万个细胞，新生婴儿2 x1012个） 形状：球状体，多面体，纺缍形，柱状体等P13三、细胞的结构 嫩叶细胞解剖模型 由原生质体和细胞壁组成。

原生质体（protoplast）由生命物质 原生质（protoplasm）构成1、细胞核（nucleus）2、细胞质（cytoplasm） （1）质体（plastid） （2）液泡 vacuole （3）胞基质 （cytoplasmic matrix）3、细胞壁（cell wall）4、植物细胞的后含物(ergastic substance)三、细胞的结构 1、细胞核（nucleus） 原核细胞：有核物质，无核的结构，仅由一个环 状DNA构成，细菌、蓝藻等 真核细胞：有核物质及核的结构，细胞器的形 成，高等植物和绝大多数低等植物 功能：遗传物质合成和贮藏的场所 储存和传递遗传信息，控制细胞的生长、 发育和遗传三、细胞的结构 2、细胞质（cytoplasm） 除细胞壁、细胞核以外的细胞结构 结构：包括质膜，细胞器和胞基质(胞质溶胶) 质膜：包围在细胞质外面，薄，有选择透性， 一层单位膜（由脂双层和膜蛋白、膜糖 和糖衣（远离细胞质的一层）构成） 功能：控制细胞与外界环境的物质交换 细胞器：细胞质内具有一定结构和功能的微结构 或微器官包括质体、线粒体、内质 网、高尔基体、液泡、微管、微丝等（1）质体（plastid） 为植物细胞特有细胞器之一，与碳水化合物的合成与贮藏密切相关。

三种类型：叶绿体、白色体、有色体 叶绿体（chloroplast）： 存在于植物的绿色细胞 结 构：外形呈球形、卵形或凸透镜形 (高等植物), 多样(低等植物) 功 能：光合作用黑藻中的叶绿体 蕃茄中的有色体有色体：含胡萝卜素和叶黄素鸭跖草中的白色体白色体（ Leucoplast ）：不含色素，为淀粉(造粉体)和脂肪(造油体)的合成中心（2）液泡 vacuole 与动物细胞的明显区别之一 结构：单层膜,膜内充满细胞液(含多种有 机物和无机物的复杂的水溶液) 大 的中央液泡是成熟细胞的显著特征 功能：储存代谢产物,参与物质的生化循环， 细胞分化和细胞衰老洋葱鳞叶表皮中的液泡（3）胞基质 （cytoplasmic matrix）除质膜、细胞器以外的细胞质部分 结构（组成）：水、无机盐、溶解的气体、 糖类、蛋白质（25-50%）等 功能：细胞器之间物质运输和信息传递的介质； 细胞代谢的场所；提供活动的原料胞质运动： 在生活细胞中，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流动，这种运动称胞质运动（cytoplasmic movement）内膜系统： 细胞内细胞器是一个统一的、相互联系的膜系统在局部区域特化的结果，这个膜系统即为内膜系统。

3、细胞壁（cell wall） 是植物细胞与动物细胞相区别的三大特征之一 位 置：包围在植物细胞原生质体外面的一个 坚硬的外壳 化学组成：纤维素、半纤维素、非纤维素多糖、 果胶、木质素、硅质、角质、栓质、 矿质等 功 能：支持、保护，有些参与细胞活动 结 构：胞间层、初生壁和次生壁胞间层 （intercellular layer）： 细胞壁最外一层（两细胞之间），多为果胶，把细胞粘连在一起，具缓冲作用初生壁 （primary wall）： 生长停止前原生质体分泌形成，多为纤维素，半纤维素、果胶和活性蛋白具弹性，支持、维持整个细胞的形状次生壁（ secondary wall）： 细胞停止生长后在初生壁内侧积累的壁层，成熟时在光学显微镜下分为三层支持、保护植物体，增强细胞壁机械强度纹孔（pit）和胞间连丝（plasmodesmata） 初生纹孔场：在初生壁上具有的一些明显的凹陷 区域 纹孔：在次生壁形成时，初生壁完全不被次生壁 覆盖的区域 分为：单纹孔（simple pit） 具缘纹孔（bordered pit）具缘，孔小纹孔裸子植物的具缘纹孔不同导管与管胞的类型胞间连丝原生质丝特化而成，穿过细胞壁，沟通相邻细胞的物质和信息，是多细胞植物体结构和功能上统一为有机体的重要保证。

4、植物细胞的后含物 (ergastic substance) 后含物大致可分成淀粉、蛋白质、脂类和结晶等几大类 在细胞质中尚含微量的如维生素(vitamin)、生长素(auxin)等物质，单宁(tannin)、色素等物质淀粉（starch)淀粉(starch)：单粒淀粉粒、复粒淀粉粒、半复粒淀粉粒贮藏的蛋白质呈固体状态，是无生命的；贮藏蛋白质可以是结晶或无定形的；无定形蛋白质常被一层膜包裹成圆球状的颗粒，称为糊粉粒 (aleurone grain)蛋白质(Protein ) 脂类(Lipid )： 脂类物质常存在于胚、胚乳、子叶、花粉及一些贮藏器官中，它们呈小滴分散在细胞质里结晶(Crystal )： 由无机盐常形成各种结晶，多数是草酸钙结晶，少数为碳酸钙结晶有单晶、针晶和簇晶 3种第三节 植物细胞的繁殖 植物个体的生长和繁衍都是由于细胞数目增加、每个细胞体积增大以及功能分化的结果细胞分裂是生命的特征之一，它有三种方式： 有丝分裂 (mitosis) 无丝分裂 (amitosis) 减数分裂 (meiosis)1、有丝分裂 细胞周期：从一次细胞分裂开始到下一次分裂前 的过程，称为细胞周期(cell cycle)， 包括一个间期(interphase)和一个有 丝分裂期。

1）细胞分裂间期(interphase)： A、复制前期(G1期) B、复制期(synthese phase，简称S期) C、复制后期(Gap2，简称G2期)2）细胞分裂期(M)： 分裂期包括：核分裂 (karyokinesis) 胞质分裂(cytokinesis) A、核分裂 划分为：前期、中期、后期、末期 B、胞质分裂 形成细胞板、成膜体，两者由中央位置逐 渐向四周扩展形成细胞壁，将细胞质分隔 成为两个子细胞细胞周期图解及蚕豆根尖细胞核内DNA含量的变化有丝分裂图解有丝分裂末期细胞壁形成过程图解2、无丝分裂 无丝分裂又称直接分裂(direct division)，分裂过程比较简单，分裂时，核内不出现染色体等一系列复杂的变化无丝分裂常见的有：横缢；纵缢、出芽、碎裂等多种形式 高等植物中也普遍存在着无丝分裂 无丝分裂与有丝分裂相比，因其过程简单，所以耗能较少，且速度较快，但细胞核中物质未能平均分配到子核中，从而涉及遗传的稳定性问题鸭跖草细胞的无丝分裂3、减数分裂 减数分裂过程包括减数第一次分裂和减数第二次分裂 （1）分裂可划分为前、中、后、末四个时期 A、前期，可分为五个阶段： 细线期 (leptotene)： 偶线期 (zygotene)：同源染色体配对，又称联会 (synapsis)。

粗线期 (pachytene)：同源染色体进行基因互换 双线期 (diplotene)：每对同源染色体的4个染色单 体开始分离 终变期 (diakinesis)：染色体凝缩，核仁、核膜逐 渐消失，纺缍丝出现A、前期B、中期：成对同源染色体的着丝点进入细 胞的赤道面C、后期：成对的同源染色体各自分开，分 别向两极移动D、末期：到达两极的染色体聚集，重新出 现核仁、核膜，组成两个子核2）分裂 ： 第二次分裂基本上与有丝分裂一样，只是染色体不再复制 分裂也分四个时期，即前期、中期、后期、末期 最后形成四个结合在一起的子细胞，每个子细胞的染色体数只有母细胞的一半 减数分裂只发生在植物的生殖过程中，它包含两次分裂，其中只有一个时期进行DNA复制减数分裂图解有丝分裂与减数分裂比较第四节 植物细胞的生长和分化一、植物细胞的生长 细胞体积和重量的增加，包括原生质体的生长和细胞壁生长，有一定限度 细胞的生长有两种方式： 一种是细胞伸长 (elongation)， 另一种是细胞实质性生长 二、植物细胞的分化 细胞分化 (differentiation)，就是一团相当一致的分生组织细胞，在其成熟过程中，与其同一来源的相邻细胞发生了明显的差异。

细胞分化是一个复杂的问题影响细胞分化的因素可能是： 外界环境 细胞分化受在植物体内的位置制约 细胞极性化是细胞分化的首要条件 生长素和细胞分裂素是启动细胞分化的关键物质 第一章 植物细胞 第一节 细胞是植物结构和功能的基本单位 第二节 植物细胞的基本结构 第三节 植物细胞的繁殖 第四节 植物细胞的生长和分化本章完。