植物學課件：第一章 植物細胞和組織

1、第一章 植物細胞和組織,植物細胞 植物組織,細胞是植物體功能的基本單位 1665年，英國人，虎克，首先觀察到細胞。 1838-1839年，施萊登（植物學家）、施旺（動物學家）提出細胞學說。 十九世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)：能量守恒與轉(zhuǎn)化定律 （恩格斯） 生物進化論 細胞學說 分辨率：肉眼0.1mm 光學顯微鏡0.2m 電子顯微鏡2,第一節(jié)植物細胞,細胞是構(gòu)成植物體的基本單位 研究細胞不同部分的生理功能-超速離心 研究細胞動態(tài)代謝-放射自顯影 分析細胞化學成分-電鏡技術(shù) 研究生物大分子的空間結(jié)構(gòu)-X射線衍射技術(shù) 植物細胞遺傳-細胞培養(yǎng)和雜交技術(shù) 比細胞更簡單而不完全的生命體 病毒,一、細 胞 的 形

2、狀和大小,1、形狀-多樣,2、細胞的大小：不一樣 幾個m數(shù)十個m（高等植物） 棉花纖維：650mm; 支原體；0.1-0.15 m 原核細胞與真核細胞： 非細胞結(jié)構(gòu)的生命：病毒,植物學上常用的長度單位和符號,長度單位換算表,二、細胞生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)-原生質(zhì),一）、組成原生質(zhì)的化學元素及化合物 1、水和其他無機物 2、有機物：蛋白質(zhì)、核酸、脂類、糖類 3、生理活躍物質(zhì)：酶、維生素、激素、抗菌素 (二)、原生質(zhì)膠體性質(zhì)和新陳代謝 1、是一個動態(tài)體系-新陳代謝 2、進行同化和異化作用,三、植物細胞的基本結(jié)構(gòu),原生質(zhì)：生活細胞中所有的生活物質(zhì)，包括細胞膜、 細胞質(zhì)和細胞核，組成成分名稱。 原生質(zhì)體：

3、原生質(zhì)的一個單位，一個細胞中的所有原 生質(zhì)，即為一個原生質(zhì)體，結(jié)構(gòu)名稱,原生質(zhì)和原生質(zhì)體,一）細胞膜,1、細胞膜的結(jié)構(gòu)：單位膜模型流動鑲嵌模型脂筏模型 2、細胞膜的功能：維持穩(wěn)定的細胞內(nèi)環(huán)境，調(diào)節(jié)和選擇 物質(zhì)的通過，接受胞外信息和細胞識別,二）細胞質(zhì)及其細胞器 1、質(zhì)體,前質(zhì)體,葉綠體：光合作用,有色體：含類胡蘿卜素，呈紅黃色,白色體：包括造粉體、造油體、造蛋白體,有色體及白色體,2、線粒體,細胞呼吸場所,3、核糖核蛋白體,成分： 主要是 r RNA和 r 蛋白質(zhì) 功能：蛋白質(zhì)的合成中心,4、內(nèi)質(zhì)網(wǎng),組成： 單層膜構(gòu)成的網(wǎng)狀管道 功能：粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)，滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與類脂和多糖的合成

4、和運輸有關(guān),5、高爾基體,組成：由扁平囊構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，可形成小泡 功能：與細胞的分泌功能有關(guān),6、液泡,成分： 外有液泡膜，內(nèi)含細胞液 功能：代謝儲藏庫，物質(zhì)轉(zhuǎn)運庫,7、溶酶體和圓球體 單層膜包圍的小泡，圓球形，內(nèi)含多種酸性水解酶 圓球體：單膜（半單位膜）,內(nèi)含水解酶和脂肪酶，能積累脂肪，種子植物細胞常見,8、微體：單層膜，內(nèi)含氧化酶，圓形、橢圓形或亞鈴形 乙醛酸循環(huán)體：參與乙醛酸循環(huán) 過氧化物酶體：參與乙醇酸循環(huán),乙醛酸循環(huán)體外形圖,9、微管和微絲 微管功能：支架作用、細胞內(nèi)運輸、形成紡錘體、纖毛與鞭毛的運動。微絲功能：參與形成肌原纖維、形成應(yīng)力纖維、形成微絨毛、細胞的變形運動、胞質(zhì)分裂、頂體

5、反應(yīng). 其他功能：如細胞器運動、質(zhì)膜的流動性、胞質(zhì)環(huán)流均與微絲的活動有關(guān)，抑制微絲的藥物（細胞松弛素）可增強膜的流動、破壞胞質(zhì)環(huán)流,細胞骨架,中間纖維,微管,微絲,三）細 胞 核,1、細胞核的形態(tài)：近于球形，細胞體積1/2-1/3,2、細胞核的結(jié)構(gòu)及功能,結(jié)構(gòu)： 外核膜（outer nuclear membrane），附有核糖體顆粒 內(nèi)核膜（inner nuclear membrane），有特有的蛋白 成份（如核纖層蛋白B受體） 核纖層（nuclear lamina） 核周間隙（perinuclear space） 核孔（nuclear pore） 功能：儲存和傳遞遺傳信息，從而調(diào)控細胞的代謝

6、,形成：由原生質(zhì)體分泌的物質(zhì)形成，在細胞分裂過程 中已形成。成分：主要是纖維素、果膠質(zhì)，還 有非纖維素的多糖、水和 蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)。 功能：維持細胞形狀，保護原生質(zhì)體，影響植物的吸 收、保 護、支持、蒸騰、物質(zhì)運輸、分泌等 重要的生理活動,四）、細胞壁,1、細胞壁的結(jié)構(gòu) . 胞間層（中層） 形成：細胞分裂時產(chǎn)生。 特點：主要化學成分為果膠質(zhì)或果膠酸鈣、果膠 酸鎂。 功能：連接相鄰細胞、緩沖細胞擠壓,初生壁 形成：細胞體積生長階段時產(chǎn)生。 特點：由纖維素，少量半纖維素及果膠質(zhì)組成， 薄、柔軟。 功能：具彈性和可塑性，并可透水分和溶質(zhì),次生壁 形成：細胞停止伸長生長以后時產(chǎn)生。 特點：由纖維素和

7、其他非半纖維素物質(zhì)如木質(zhì)組成。 功能：機械支持,2、細胞壁的化學組成和結(jié)構(gòu),化學成分：纖維素、果膠質(zhì)、半纖維素、非纖維素多糖。 不同細胞壁的變化物質(zhì)：木質(zhì)、角質(zhì)、栓質(zhì)、礦質(zhì) 細胞壁的亞顯微結(jié)構(gòu)：葡萄糖亞基連接成線線立體排列 微團微纖絲大纖絲細胞壁各層,3、紋孔和胞間連絲 概念：細胞壁增厚時留有不增厚的薄壁組織區(qū)域， 常成對著生。 功能：細胞間水分和物質(zhì)交換的通道。 類型：單紋孔 具緣紋孔 半具緣紋孔,紋孔：當次生壁形成時，次生壁中斷的部分稱紋孔 常成對著生。 初生紋孔場：初生壁上具有的一些明顯凹陷區(qū)域。 功能：細胞間水分和物質(zhì)交換的通道。 類型：單紋孔 具緣紋孔 半具緣紋孔,紋孔腔：次生壁圍成

8、的腔 紋孔膜：腔底的初生壁和胞間層部分 紋孔類型：單紋孔 具緣紋孔,胞間連絲：穿過細胞壁，溝通相鄰細胞的細胞質(zhì)絲,4、細胞壁的生長 增大面積-形成初生壁 增加厚度-形成次生壁,四）植物的細胞后含物,1、后含物植物細胞新陳代謝產(chǎn)生的儲藏營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的統(tǒng)稱。 淀粉淀粉粒 （結(jié)構(gòu)：臍點、層紋） 類型：單粒淀粉粒、復粒淀粉粒、半復粒淀粉粒 蛋白質(zhì)糊粉粒 脂肪和脂肪油小滴狀（油滴） 晶體中藥材鑒定的指標之一 類型 草酸鈣結(jié)晶：單晶、針晶、砂晶、柱晶、簇晶 碳酸鈣結(jié)晶：又名鐘乳體 單寧和色素 2、生理活性物質(zhì)：調(diào)節(jié)新陳代謝的物質(zhì)的總稱。 酶、維生素、植物激素、抗生素、植物殺菌素,光鏡下的淀粉粒（未染

9、色,光鏡下的淀粉粒（染蘭色,返回,植物含油和脂肪模式圖， 人工蓖麻種子，含有脂肪的染色層,返回,后含物：油,返回,針晶 方晶,簇晶,返回,碳酸鈣結(jié)晶,植物細胞的構(gòu)造,1、細胞周期及其概念 從細胞分裂結(jié)束開始到下一次細胞分裂結(jié)束之前的 時期。分為 G1期：DNA合成前期，2C細胞合成RNA、蛋白質(zhì)和 磷脂。 S期：DNA合成期，DNA含量由2C-4C增加， RNA、 蛋白質(zhì)合成繼續(xù)。時間最長。 G2期：DNA合成后期， 4C，繼續(xù)合成RNA、蛋白 質(zhì)。 M期：有絲分裂期，最短,五、植物細胞的分裂,2、有絲分裂,特點： 1. 發(fā)生在植物根尖、 莖尖及幼嫩細胞中。 2. 兩個過程：一是核 分裂，二是

10、胞質(zhì)分 裂。 3. 分裂結(jié)果形成兩個 子細胞,3、減數(shù)分裂,減數(shù)分裂特點： 1. 發(fā)生在植物的生殖過程中。 2. 形成的子細胞其染色體數(shù)目為母細胞的半數(shù)。 3. 由兩次連續(xù)的分裂完成，形成四個子細胞稱 為四分體。 4. 染色體有配對、交換分離等現(xiàn)象,4、無絲分裂 特點：發(fā)生在植物產(chǎn)生愈傷組織部位以及一些 胚乳形成過程中,無絲分裂,六 植物細胞的生長與分化,1、植物細胞的生長 細胞生長時，合成代謝旺盛，合成大量的新原生質(zhì)，同時也出現(xiàn)許多中間產(chǎn)物和一些廢物，從而，體積不斷增大，重量也相應(yīng)在增加。體積可增加幾倍、幾十倍，甚至更大。纖維細胞可增大幾百倍、幾千倍。 細胞生長表現(xiàn)為體積和重量的增加。 細胞

11、生長和體積的大小，主要是受細胞本身遺傳因子的控制,二)細胞的分化 一般將多細胞有機體內(nèi)的細胞在結(jié)構(gòu)和功能上變成彼此互異的過程稱為細胞分化(cytodifferentiation)。包括形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上的分化。生理生化上的分化早于形態(tài)結(jié)構(gòu)分化。 細胞為什么會分化？是現(xiàn)代生物學研究領(lǐng)域中的一個重要問題。從生化研究的角度，相同遺傳組成的細胞，合成特殊的、不同的蛋白質(zhì)時，細胞就出現(xiàn)了分化,細胞分化的原因： 外界環(huán)境條件的誘導 細胞在植物體的位置以及細胞間的相互作用 細胞的極性化 激素或化學物質(zhì),三)細胞的全能性 全能性即植物的大多數(shù)生活細胞，在適當條件下都能由單個細胞經(jīng)分裂、生長和分化形成一個完整

12、植株的現(xiàn)象或能力,四)極性和細胞不等分裂 器官分化的極性現(xiàn)象。一個細胞，也可能有極性，如合子，其細胞質(zhì)及其細胞器的分布是不均勻的。 極性引起不等分裂(unequal division)：根毛母細胞和氣孔保衛(wèi)細胞的母細胞，都進行不等分裂，產(chǎn)生大小不同的兩個子細胞，其小細胞分化成為根毛或保衛(wèi)細胞。單核花粉粒核的不等分裂，形成一個大的營養(yǎng)細胞和一個小的生殖細胞,五、核質(zhì)關(guān)系,核在細胞分化中起決定性作用 細胞質(zhì)也影響細胞核,第二節(jié) 植物組織,植物組織的概念 植物組織的分類,一、植物組織的概念 植物組織：在個體發(fā)育中來源相同、功能相同、形態(tài) 構(gòu)造相似的細胞群稱為組織。 器官：由各種不同的組織組合在一起形

13、成植物的器官,二 植物組織的分類,一） 分生組織 （二） 成熟組織,1）按在植物體上的位置可分為： 頂端分生組織：使根莖伸長 側(cè)生分生組織：包括微管形成層和木栓形成層，微管形成層增粗。木栓形成層形成木栓層和栓內(nèi)層 居間分生組織：拔節(jié),一） 分生組織：具有持續(xù)分裂能力的細胞,2）按發(fā)生來源分為： 原分生組織胚性細胞 初生分生組織原分生組織，是邊分裂、邊 分化的組織 次生分生組織薄壁組織在一定條件反分化形成 的,二）成熟 組 織：從分生組織衍生的細胞，在發(fā)育過程中逐漸喪失分生能力，形成其它的各種組織,表皮：表面層細胞，表皮上有氣孔和毛狀附屬物 周皮：是取代表皮的次生保護組織，由木栓形成層形成 平周

14、分裂：分裂面與切面平行 皮孔：突破周皮的小突起,1）保護組織保護,2）基本組織（薄壁組織）：代謝 吸收組織（根毛細胞）：吸收 同化組織（葉綠體）：光合 貯藏組織（淀粉）：儲藏營養(yǎng) 通氣組織（水生物）：具有大量細 胞間隙 傳遞細胞：與物質(zhì)傳遞密切相關(guān)， 表面積大大增加,傳遞細胞,分布：正在生長或經(jīng)常擺動的器官中。如幼莖、葉柄、 花梗和大的葉脈。草本莖中（南瓜）出現(xiàn)棱角。 特點：長形生活細胞，具葉綠體，細胞壁僅在一定部位 加厚，由纖維素和果膠質(zhì)構(gòu)成。 增厚方式：在角隅處初生壁增厚。 功能：以生活細胞兼起支持作用；具有可塑性和延伸性,A、厚角組織,3）機械組織,厚角組織,厚壁組織,特點：細胞次生壁均

15、勻增厚且呈不同程度木質(zhì)化。 分類：根據(jù)細胞形態(tài)不同，分為纖維、石細胞,纖維 特點：細胞細長，兩端尖細，略呈紡錘形，細胞壁極 厚，細胞腔小，紋孔小，縫隙狀，死細胞。 分類：根據(jù)存在部位和細胞壁特化程度不同分為 韌皮纖維和木纖維,B 厚壁組織,分布：植物韌皮部、皮層、中柱鞘 特點：比其他纖維細胞長，橫切面呈圓形、長圓 形或多角形，細胞腔??；細胞壁上具單紋孔； 次生壁主要由纖維素組成，木質(zhì)化程度低， 細胞壁常存在同心紋層。 功能：韌性強，重要的紡織工業(yè)原料,韌皮纖維,分布：雙子葉植物木質(zhì)部中，木質(zhì)部中主要成分。 特點：比韌皮纖維短；細胞壁上具變形具緣紋孔； 次生壁木質(zhì)化。 功能：硬度大，抗壓，增強支

16、持力和堅固性；韌性 小，造紙原料。 分隔纖維：細胞腔中有橫膈膜。 晶鞘纖維：一束纖維外測包含許多草酸鈣方晶的薄 壁細胞所組成的復合體的總稱，如甘 草、黃柏,木纖維,分布：莖、葉、果實、種子。果皮、種皮中多。 特點：單個散生或群聚而生；形狀多近于球形或多 面體形；石細胞壁極厚，木質(zhì)化，漸次死亡。 細胞腔小；形成分枝紋孔道。 功能：增加組織堅硬度和支持力,石細胞,厚角組織與厚壁組織的區(qū)別與相同點 厚角組織 厚壁組織 活細胞 死細胞 初生壁局部纖維 次生壁木質(zhì)化素增厚 全面增厚,區(qū)別,相同點：共同擔負支持功能，合稱機械組織,4） 輸導組織 分布：貫穿植物體各器官。 功能：運輸體內(nèi)水分和營養(yǎng)物質(zhì)。 分

17、類：根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)不同分為導管、管胞和篩管、 篩胞,1.導管 分布：被子植物木質(zhì)部。 特點：許多管狀死細胞上下連接，端壁形成穿孔側(cè) 壁木質(zhì)化增厚。形成過程屬于細胞程序性死 亡。單穿孔；復穿孔，穿孔板 功能：運輸水分、無機鹽,木質(zhì)部,螺紋導管,網(wǎng)紋導管,梯紋導管,孔紋導管,直徑小，復穿孔，器官形成初期出現(xiàn)，效率低,類型： 環(huán)紋導管,直徑大，單穿孔，伸長生長停止后出現(xiàn), 效率高,壽命：數(shù)年 十余年,侵填體：防止菌類侵害，增加木材堅實度和耐 水性,2.管胞 分布：蕨類和裸子植物木質(zhì)部。 特點：一個細胞，狹長，兩端尖斜，不具穿孔。 功能：運輸水分、無機鹽；支持功能。 類型：同導管。 薄壁組織：木薄壁細

18、胞，貯藏淀粉等物質(zhì),3.篩管 分布：被子植物韌皮部。 特點：多個細胞連接成管狀 結(jié)構(gòu)，具原生質(zhì)體的生 活細胞。 功能：自上而下輸送有機養(yǎng)料 伴胞；篩板； 篩孔 聯(lián)絡(luò)索 胼胝體,4.篩胞 分布：蕨類和裸子植物韌皮部 特點：單個細胞聚集成群，細長，直徑小，末端尖 功能：通過側(cè)壁上篩板行使輸導機能。比較原始。 .薄壁細胞：韌皮薄壁細胞，貯藏：蛋白質(zhì)、晶 體、淀粉等,5 分泌結(jié)構(gòu) 概念：在某些植物體內(nèi)或表面，具有分泌精油、樹脂、 乳汁、蜜汁、粘液等分泌物的細胞或細胞群。 外分泌組織：分泌的物質(zhì)排到體外，如腺毛、蜜腺、 鹽腺。 內(nèi)分泌組織：分泌物質(zhì)貯在植物體內(nèi)，或貯存在細胞 中（樟科植物的含油細胞）；或貯在 胞間隙中（松樹的樹脂道,腺毛：煙草葉(黏液) 蟄毛(蟻酸) 腺鱗:唇形科,菊科 蜜腺：茶花分泌花蜜 鹽腺:排鹽 排水器：吐水,外分泌組織,樹脂道,分泌細胞：樟科的油細胞 分泌腔:植物體內(nèi)儲藏分泌物 的腔,柑桔果皮黃色透明 分泌道:松科的樹脂道,漆科的漆 汁道 乳汁管:無節(jié)乳汁管(夾竹桃)、 有節(jié)乳汁管(罌粟)、兩 者同時存在（橡膠樹,內(nèi)分泌組織,三）維管束、維管組織和維管系統(tǒng),維管組織：在蕨類和種子植物器官中，有一種以輸 導組織為主體，