植物生物學復習提綱-第一章.doc

第一章 植物細胞與組織第一節(jié) 植物細胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)一、植物細胞的形狀與大小細胞體積小的原因（1）細胞核在細胞生命活動中起重要作用，它所能控制的細胞質(zhì)的量是有限的，所以細胞的大小受細胞核所能控制的范圍的制約。（2）利于細胞與周圍環(huán)境（包括相鄰細胞）的物質(zhì)交換和細胞內(nèi)部的物質(zhì)運輸和信息傳遞。 二、植物細胞的基本結(jié)構(gòu)A原生質(zhì)體 是指細胞中有生命活動的物質(zhì)（原生質(zhì)）組成的結(jié)構(gòu)，是細胞各類代謝活動進行的主要場所，是細胞最重要的部分。包括細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核等結(jié)構(gòu)。 原生質(zhì)是組成細胞的有生命活動的物質(zhì)，是細胞生命活動的物質(zhì)基礎。 后含物是細胞代謝活動的產(chǎn)物，包括貯藏的需要時可動用的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物及次生物質(zhì)，是非生命的無機物和有機物。B細胞壁 是包圍在原生質(zhì)體外面的堅韌外殼，是一個有代謝活性的結(jié)構(gòu)，它參與細胞的生長、發(fā)育、分化、識別、物質(zhì)代謝等過程，在植物形態(tài)建成中起重要作用。顯微結(jié)構(gòu)：光學顯微鏡（分辨率0.2m）觀察到的細胞結(jié)構(gòu)。亞顯微結(jié)構(gòu)（超微結(jié)構(gòu)）：在電子顯微鏡（分辨率0.25nm）下看到的細胞結(jié)構(gòu)。三、原生質(zhì)體細胞器：一般認為是散布在細胞質(zhì)的基質(zhì)中具有一定結(jié)構(gòu)和功能的“微結(jié)構(gòu)”或“微器官”。（1）質(zhì)體一類與碳水化合物的合成及貯藏密切相關(guān)的細胞器。為植物細胞所特有的結(jié)構(gòu)。質(zhì)體是由原（前）質(zhì)體發(fā)育而來葉綠體：膜、類囊體和基質(zhì)有色體：形狀多樣，只含有葉黃素和胡蘿卜素，存在于花瓣和果實中，胡蘿卜根中也有。能積聚淀粉和脂類白色體：不含色素，呈無色顆粒狀，普遍存在于植物體各部分的儲藏細胞中。儲藏淀粉的稱為淀粉體，儲藏蛋白質(zhì)的稱為蛋白體，儲藏脂類的稱為造油體 質(zhì)體葉綠體：光合作用的細胞器。只存在于植物的綠色細胞中。含有葉綠素、葉黃素和胡蘿卜素。 植物葉片的顏色，與細胞葉綠體中這三種色素的比例有關(guān)，一般情況是葉綠素占絕對優(yōu)勢（占全部色素的2/3，葉綠素a占葉綠素含量的3/4）。 葉綠素是主要的光合色素。 有色體：只含胡蘿卜素與葉黃素。存在于果實、花瓣或植物體的其他部分。積聚淀粉和脂類，在花和果實中具有吸引昆蟲和其他動物傳粉及傳播種子的作用。白色體：不含色素。普遍存在于植物體各部分的貯藏細胞中，起淀粉和脂肪合成中心的作用。根據(jù)貯藏物質(zhì)的不同分為三類： a 造粉體 b 蛋白體c 油質(zhì)體（2）微體：具單層膜的球狀細胞器與溶酶體的區(qū)別在于含有不同的酶，微體含有過氧化物酶和乙醛酸循環(huán)體。分類： a 過氧化物酶體 含有過氧化氫酶等與葉綠體和線粒體共同參與光呼吸過程； 將細胞在代謝活動中產(chǎn)生的對細胞有毒的過氧化氫分解成水和氧氣 b 乙醛酸循環(huán)體 含有乙醛酸循環(huán)酶系將種子萌發(fā)時將子葉等貯藏的脂肪轉(zhuǎn)化為糖（3）液泡（植物細胞特有）具有大的中央液泡是成熟植物生活細胞的顯著特征，也是植物細胞與動物細胞在結(jié)構(gòu)上的明顯區(qū)別之一.結(jié)構(gòu)：由單層膜包被的細胞器，液泡膜能控制物質(zhì)的進出，具有選擇透性。液泡內(nèi)含細胞液。發(fā)生：幼期的細胞有多個分散的小液泡，細胞成長過程中，這些小液泡逐漸彼此合并發(fā)展成數(shù)個或一個很大的中央液泡，占據(jù)細胞中央很大空間（細胞體積的90以上），將細胞質(zhì)和細胞核擠到細胞的周邊。功能：調(diào)節(jié)細胞水勢，維持細胞的挺度；參與細胞膨大，中央液泡吸收水分體積膨大，導致植物細胞體積變大；植物細胞液泡含有動物細胞溶酶體內(nèi)所有的水解酶，通過吞噬作用，消化分解細胞質(zhì)中的外來物或衰老的細胞器，起到清潔和再利用作用；儲存功能；直接參與代謝；隔離有害物質(zhì)；積累防御物質(zhì)，可以阻止草食動物取食，殺滅病菌等。（4）胞質(zhì)運動在生活的細胞中，胞基質(zhì)處于不斷的運動狀態(tài)，它能帶動其中的細胞器，在細胞內(nèi)作有規(guī)則的持續(xù)流動，這種運動稱胞質(zhì)運動。 在有單個大液泡的細胞中，胞基質(zhì)常常圍繞著液泡朝一個方向作循環(huán)流動。 胞質(zhì)運動是一種消耗能量的生命現(xiàn)象，與微絲有關(guān)。 對于細胞內(nèi)物質(zhì)的運轉(zhuǎn)有重要的作用，促進了細胞器之間生理上的相互聯(lián)系。四、細胞壁（一）細胞壁的化學成分成分：果膠類物質(zhì)、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、多種酶類、結(jié)構(gòu)蛋白、礦物質(zhì)等。（二）細胞壁的層次： 根據(jù)時間和化學成分的不同分成三層： 1.胞 間 層 又稱中層，存在于細胞壁的最外面。主要成分是果膠質(zhì)。2.初 生 壁 細胞停止生長前原生質(zhì)體分泌形成的。存在于胞間層內(nèi)側(cè)。主要成分是纖維素、果膠。 初生壁由三個獨立而又相互作用的網(wǎng)絡構(gòu)成：微纖絲-半纖維素網(wǎng)絡；果膠網(wǎng)絡；蛋白質(zhì)網(wǎng)絡。 3.次 生 壁 細胞停止生長后，在初生壁內(nèi)側(cè)繼續(xù)。積累的細胞壁層。（3層） 主要成分是纖維素，常常有木質(zhì)細胞壁的生長與微纖絲的排列有關(guān)，纖維素的合成與微管有關(guān)。細胞壁的特化：木質(zhì)化、角質(zhì)化、木栓化、礦質(zhì)化、粘液化等。（三）細胞壁的功能機械支持；維持細胞形狀；維持細胞水分平衡；物質(zhì)運輸；參與細胞生長調(diào)控；細胞分化；細胞識別；是被動防御的屏障，主動防御的前哨。（四）初生紋孔場、紋孔與胞間連絲1. 初生紋孔場 細胞的初生壁上有一些較薄的區(qū)域。2. 胞間連絲 是植物細胞的特征結(jié)構(gòu)，穿過相鄰活細胞壁的原生質(zhì)絲狀連接結(jié)構(gòu)。質(zhì)膜形成外圍，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成連絲微管，兩者之間稱胞間連絲腔，充滿細胞質(zhì)。3. 紋孔：次生壁形成時，某些部位不形成次生壁，留下的小孔。當次生壁形成時，次生壁上具有一些中斷的部分，這些部分也就是初生壁完全不被次生壁覆蓋的區(qū)域，稱為紋孔。單紋孔具緣紋孔 五、后含物：是細胞代謝活動的產(chǎn)物，包括貯藏的需要時可動用的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物及次生物質(zhì)，是非生命的無機物和有機物。（一）貯藏的營養(yǎng)物質(zhì) 1、淀粉形式：以顆粒狀態(tài)存在，稱為淀粉粒鑒定：用碘碘化鉀溶液染色時，通常呈藍黑色形成淀粉粒時，先從一個點臍點開始，向外層層沉積，形成許多同心的層次輪紋（直鏈淀粉和支鏈淀粉交替沉積而成）單粒淀粉粒：只有一個臍點復粒淀粉粒：有2個以上臍點，每個臍點有各自的輪紋半復粒淀粉粒：2個以上臍點，各臍點除有本身的輪紋外，還有共同的輪紋包圍2、蛋白質(zhì) 形式：擬晶體，其晶體與無機鹽結(jié)晶不同，常呈方形，因此叫擬晶體糊粉粒： 由一層膜包裹成的圓球狀顆粒。 鑒定：貯藏蛋白質(zhì)遇碘呈黃色 糊粉粒集中分布于種子的胚乳和子葉中，往往禾谷類胚乳的最外一層細胞或幾層細胞中含有大量的糊粉粒，特稱為糊粉層。豆類子葉細胞中除普遍具有糊粉粒外，還含有一或幾個擬晶體。 豆類糊粉粒的形成過程是：一個大液泡分散成幾個小液泡，隨種子的成熟，小液泡內(nèi)的蛋白質(zhì)逐漸變?yōu)楹哿?；種子萌發(fā)時，糊粉粒中的蛋白質(zhì)被利用，小液泡重新轉(zhuǎn)變成一個大液泡。3、脂肪和油類 形式：以固體或油滴的形式存在于細胞質(zhì)中，是細胞中含能量最高而體積最小的 貯藏物質(zhì)，常存在于種子、胚和分生組織細胞中。鑒定：用蘇丹III或蘇丹染成橙紅色。（二）生理活性物質(zhì)含量很少，但對細胞生命活動起著非常重要作用的物質(zhì)，統(tǒng)稱為生理活性物質(zhì)酶、維生素、植物激素、殺菌素等。保證細胞內(nèi)一切生化反應的正常進行；調(diào)節(jié)和控制植物生長、發(fā)育、繁殖以至遺傳、變異等一系列生命活動過程。 （三）其它物質(zhì)糖類、有機酸、單寧、花青素、植物堿、精油、晶體等。植物細胞內(nèi)的晶體主要是草酸鈣晶體，稀碳酸鈣晶體，存在于液泡中。單晶：棱柱狀或角錐狀。針晶：針狀，常聚集成束。簇晶：球狀，由許多單晶聯(lián)合形成，每個單晶的尖端都突出于晶簇的表面。第三節(jié)、植物細胞的生長、發(fā)育、分化與信號轉(zhuǎn)導一、植物細胞的生長 細胞的生長表現(xiàn)為體積和重量的增加。 細胞生長有一定的限度，這主要是受細胞本身的遺傳因子控制，也受環(huán)境影響。 細胞生長的方向性：纖維素與微管 液泡變化 新物質(zhì)合成二、植物細胞的分化 細胞分化指在生物個體發(fā)育中，細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上特化的過程。細胞分化過程的實質(zhì)是基因按一定程序選擇性表達的結(jié)果。脫分化：已經(jīng)分化的組織在一定因素下恢復分裂能力，重新具有分生組織細胞特性（愈傷組織，callus）的過程。再分化：使脫分化形成的愈傷組織細胞分化為胚狀體，或直接形成完整植株的過程。三、程序性細胞死亡 (programmed cell death; PCD；又稱細胞凋亡（apoptosis)第四節(jié) 植物組織一、組織與器官的概念 組織：組織指植物個體發(fā)育中，具有相同來源、形態(tài)結(jié)構(gòu)相似并擔負同一生理功能的細胞群或組合。 由同一類型細胞構(gòu)成的組織，稱簡單組織 由多種類型細胞構(gòu)成的組織，稱復合組織器官：由不同的組織按一定的規(guī)律構(gòu)成了器官。種子植物的6大器官：根 莖 葉 花 果實 種子二、植物組織的類型分生組織 營養(yǎng)組織 保護組織 成熟組織 輸導組織 機械組織 分泌組織發(fā)育特點（一）分生組織定義：具分裂能力的植物細胞群。特點：細胞核大，壁薄，質(zhì)濃，無大液泡，無胞間隙；細胞具分裂能力。1. 頂端分生組織 存在于根尖，莖端不斷伸長原分生組織初生分生組織2. 側(cè)生分生組織 存在于植物體周圍，包括形成層和木栓形成層。不斷增粗3. 居間分生組織存在于莖的節(jié)間基部，葉基部，總花柄的頂部及子房柄等處。根據(jù)來源或性質(zhì)劃分：原分生組織、初生分生組織、次生分生組織（二）成熟組織 分生組織分裂而來的大部分細胞失去了分裂能力，發(fā)生分化，所形成的其他各種組織， 有時也稱為永久組織。1.保護組織定義：覆蓋于植物體表，起保護作用的組織 作用：1、減少失水 2、控制氣體交換 3、防止病原微生物的侵入（1）表皮 葉，幼莖，花、果的表面,一般只有一層細胞,表皮細胞是最基本的成分組成：氣孔器 角質(zhì)層 蠟質(zhì) 表皮細胞（2）周皮：是取代表皮的次生保護組織，由木栓形成層形成。（向外）木栓層 木栓形成層 栓內(nèi)層（向內(nèi)）合稱周皮。2. 薄壁組織 進行各種代謝活動的主要組織,又稱基本組織 類型：同化組織 貯藏組織 貯水組織 通氣組織 傳遞細胞3. 機械組織：細胞壁加厚 ，支持作用 （1）厚角組織：角隅處 初生壁性質(zhì) 不木質(zhì)化 活細胞 分布在莖、葉柄、葉片、花柄等部分（2）厚壁組織 植物體主要的支持組織均勻增厚的次生壁木質(zhì)化死細胞 4.輸導組織植物體長距離輸導水分和有機物的組織水分、無機鹽 導管和管胞 有機物 篩管和伴胞（1）管胞 死細胞加厚方式功能： 輸導 支持 （2）導管分子 死細胞加厚方式（5種）穿孔侵填體*導管和管胞的比較： A 相同點：都是厚壁的伸長細胞，成熟時都沒有生活的原生質(zhì)體，次生壁具有各種式樣的木質(zhì)化增厚，呈現(xiàn)環(huán)紋、螺紋、梯紋和孔紋等式樣B 不同點：導管在細胞的端壁在發(fā)育過程中溶解，形成一個或數(shù)個穿孔。（3）篩管（運輸有機物） 組成單位：篩管分子 活細胞（無核、有質(zhì)） 篩板（末端細胞壁） 篩孔 聯(lián)絡索篩域（側(cè)壁上的初生紋孔場） P蛋白胼胝體*（4）