大學(xué)生植物學(xué)必看PPT

1、第一章 植物細(xì)胞,基本要求,1.了解細(xì)胞學(xué)說的提出在自然科學(xué)發(fā)展史上的重大意義。 2.掌握細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞器和細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)及其主要功能。 3.掌握細(xì)胞分裂對(duì)于生物體維持一切生命活動(dòng)和延續(xù)物種的重要意義，細(xì)胞分裂的三種方式（無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂），特別是有絲分裂的過程和各個(gè)分裂時(shí)期的特點(diǎn),第一節(jié) 細(xì)胞是植物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,顯微鏡的發(fā)明與細(xì)胞的發(fā)現(xiàn): 1. 1590 荷蘭眼鏡制造商j.janssen和z.janssen父子制作了第一臺(tái)復(fù)式顯微鏡，盡管其放大倍數(shù)不超過10倍，但具有劃時(shí)代的意義。 2. 1665 英國人robert hooke用自己設(shè)計(jì)與制造的顯微鏡（放大倍數(shù)為4

2、0-140倍，觀察了軟木（櫟樹皮)的薄片，第一次描述了植物細(xì)胞的構(gòu)造，并首次用cells（小室)這個(gè)詞來稱呼他所看到的類似蜂巢的極小的封閉狀小室（實(shí)際上只是觀察到到纖維質(zhì)的細(xì)胞壁)。 3. 1672，1682英國人nehemiah grew出版了兩卷植物顯微圖譜，注意到了植物細(xì)胞中細(xì)胞壁與細(xì)胞質(zhì)的區(qū)別,robert hooke 和他的顯微鏡,4.荷蘭科學(xué)家列文虎克a. van leeuwenhoek 1674年發(fā)明了世界上第一個(gè)可用光學(xué)顯微鏡，1680 成為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，一生中制作了200多臺(tái)顯微鏡和500多個(gè)鏡頭。magnification ranges were in the neighb

3、orhood of 50-275x。他是第一個(gè)看到活細(xì)胞的人，觀察過原生動(dòng)物、人類精子、鮭魚的紅細(xì)胞、牙垢中的細(xì)菌等等。http:/,顯微鏡的發(fā)明打開了微觀世界的大門,光學(xué)顯微鏡,透射電子顯微鏡,掃描電子顯微鏡,細(xì)胞的基本概念,18381839德國 schleiden和schwann創(chuàng)立細(xì)胞學(xué)說 1） 一切動(dòng)植物有機(jī)體都是有細(xì)胞組成的； 2） 細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位，是多細(xì)胞有機(jī)體的結(jié)構(gòu)、功能和遺傳單位。 1855 德國人r. virchow 提出“一切細(xì)胞來源于細(xì)胞”（omnis cellulae cellula）的著名論斷，進(jìn)一步完善了細(xì)胞學(xué)說。恩格斯將細(xì)胞學(xué)說譽(yù)為19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)之一

4、,病毒、類病毒雖具有生命現(xiàn)象，但不具細(xì)胞結(jié)構(gòu),細(xì)胞是生命的基本結(jié)構(gòu)單位，所有生物都是由細(xì)胞組成的；細(xì)胞是生命活動(dòng)的功能單位，一切代謝活動(dòng)均以細(xì)胞為基礎(chǔ)。細(xì)胞是生物體生長發(fā)育的基礎(chǔ)。單細(xì)胞植物，一個(gè)細(xì)胞代表了一個(gè)個(gè)體，一切生命活動(dòng)，包括新陳代謝、生長發(fā)育、繁殖，均由一個(gè)細(xì)胞完成。復(fù)雜的高等植物，一個(gè)個(gè)體由無數(shù)細(xì)胞組成，細(xì)胞之間有了機(jī)能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的分工，相互依存、彼此協(xié)作，共同保證有機(jī)體的正常生命活動(dòng)。 細(xì)胞是生殖和遺傳的基礎(chǔ)與橋梁，具有相同的遺傳語言；（遺傳單位），細(xì)胞具有遺傳上的全能性,植物細(xì)胞的全能性： 植物的大多數(shù)生活細(xì)胞，在適當(dāng)條件下都能由單個(gè)細(xì)胞經(jīng)分裂、生長和分化，形成一個(gè)完整植株的現(xiàn)

5、象或能力,現(xiàn)代生命科學(xué)的三大基石,1838-1839年 schleiden和schwann的細(xì)胞學(xué)說 1859年 達(dá)爾文的進(jìn)化論 1866年 孟德爾確立的遺傳學(xué),細(xì)胞學(xué)的發(fā)展,16世紀(jì)末20世紀(jì)初：細(xì)胞發(fā)現(xiàn)、細(xì)胞學(xué)說創(chuàng)立、細(xì)胞主要結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)及描述； 20世紀(jì)初1950s：細(xì)胞形態(tài)描述； 1950s 1990s：細(xì)胞各部分的結(jié)構(gòu)和功能； 1990s至今：細(xì)胞的生命活動(dòng)及其調(diào)控。 視頻：美國科學(xué)家造出世界首個(gè)人造活細(xì)胞（2010年5月21日,一、植物細(xì)胞的形狀與大小 植物體由細(xì)胞構(gòu)成（單細(xì)胞或多細(xì)胞,第二節(jié) 植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),美國物理學(xué)家組織網(wǎng)1月16日?qǐng)?bào)道：美實(shí)驗(yàn)揭示單細(xì)胞變多細(xì)胞過程,細(xì)胞的

6、形態(tài)多樣，球形、多面體、立方體、長形等。細(xì)胞的形狀由它所處的位置，執(zhí)行的功能有關(guān)，是由遺傳因素也就是細(xì)胞核控制的,細(xì)胞的大小通常在2050 m之間 種子植物中一般直徑10100 m,較大的如番茄果肉、西瓜瓤細(xì)胞達(dá)1 mm，肉眼可見。 最小：球菌直徑0.5 m。支原體0.10.3 m 最大：苧麻纖維細(xì)胞長550 mm,埃,關(guān)于分辨率,人肉眼分辨率：0.2 mm 光學(xué)顯微鏡 ：0.2 m 電子顯微鏡 ：0.2 nm 掃描隧道顯微鏡：0.1-0.2nm，0.001nm,能清楚區(qū)分被檢物體細(xì)微結(jié)構(gòu)最小間隔的能力，即相鄰兩個(gè)物點(diǎn)間最小距離的能力,二、植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),植物細(xì)胞雖然大小不同，形狀多樣，但

7、是一般有相同的基本結(jié)構(gòu)。 顯微結(jié)構(gòu)(microscopic structure)：由細(xì)胞壁（cell wall）和原生質(zhì)體（protoplast）構(gòu)成，后者又由質(zhì)膜(plasmalemma、plasma membrane)、細(xì)胞質(zhì)（cytoplasm）和細(xì)胞核（nucleus）構(gòu)成。 亞顯微結(jié)構(gòu)(submicroscopic structure)或超微結(jié)構(gòu)（ultrastructure）：在電子顯微鏡下顯示的細(xì)胞結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)或超微結(jié)構(gòu),植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)全圖,植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)立體模式圖,植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu),細(xì)胞膜,細(xì)胞質(zhì),后含物,核膜,核仁,細(xì)胞核,核質(zhì),胞基質(zhì),細(xì)胞器,

8、原生質(zhì)體 (protoplast,細(xì)胞壁 (cell wall,植物細(xì)胞,植物細(xì)胞區(qū)別于動(dòng)物細(xì)胞的特征之一, 是植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)，它是由原生質(zhì)體分泌的物質(zhì)構(gòu)成的，以前認(rèn)為是無生命的，只起保護(hù)和支持的作用，使細(xì)胞保持一定的形狀和相對(duì)穩(wěn)定的外在環(huán)境。現(xiàn)在認(rèn)為胞壁具有一定的生理活性功能,一）細(xì)胞壁,主要成分：多糖和蛋白質(zhì)； 1）多糖主要是纖維素(cellulose)、半纖維素(hemicellulose)和果膠類化合物。 2）蛋白蛋主要包括結(jié)構(gòu)蛋白（如伸展蛋白）、酶和凝集素等。 3）其它：酚類化合物（木質(zhì)素）、脂類化合物（角質(zhì)、栓質(zhì)、蠟質(zhì)）、礦物質(zhì)（草酸鈣、碳酸鈣、硅的氧化物,1. 細(xì)胞壁的化學(xué)成

9、分,細(xì)胞壁的亞顯微結(jié)構(gòu) 大纖絲(macrofibril)： 微纖絲(microfibril)：基本單位 微團(tuán)(micelle)： 纖維素分子,微團(tuán),microfibrils,伸展蛋白,細(xì)胞壁是在細(xì)胞分裂、生長和分化過程中形成的。由于功能不同，壁在結(jié)構(gòu)和成分上變化很大。 細(xì)胞壁可以分為： 胞間層(intercellular layer)（中層）：果膠為主 ，可被果膠酶所溶解。 初生壁(primary wall)：纖維素和果膠，還有半纖維素和糖蛋白（與微纖絲交聯(lián)）。果膠使細(xì)胞壁具延展性。 次生壁(secondary wall)：纖維素為主，常常含有大量木質(zhì)素，少量半纖維素，果膠質(zhì)少，少延展性。 除

10、此以外，細(xì)胞壁上還有紋孔和胞間連絲,2. 細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)層次,初生壁 次生壁,胞間層,電鏡下，次生壁可分為外、中、內(nèi)三層 纖維和石細(xì)胞等典型具次生壁的細(xì)胞，細(xì)胞壁有5層結(jié)構(gòu)：胞間層、初生壁和三層次生壁,植物細(xì)胞初生壁的厚薄不均勻，有的地方厚些，有的地方薄些。 初生紋孔場(primary pit field) 在初生壁上具有一些明顯的凹陷區(qū)域。 胞間連絲(plasmodesma)是穿過細(xì)胞壁，溝通相鄰細(xì)胞的原生質(zhì)細(xì)絲。（電鏡下是復(fù)雜結(jié)構(gòu),3.初生壁與初生紋孔場和胞間連絲,胞間層,初生壁 次生壁,初生紋孔場（藍(lán)色,初生紋孔場、紋孔和胞間連絲,胞間連絲的作用：胞間運(yùn)輸，信息傳遞 （是植物細(xì)胞間物質(zhì)和信

11、息交流的直接通道，其通透性隨組織種類及其生理狀況和發(fā)育階段而異。,a）兩個(gè)相鄰細(xì)胞分離的胞壁電子顯微圖，顯示胞間連絲。 （b）具有兩種不同形狀的胞間連絲的細(xì)胞壁示意圖。決定了胞間連絲分子篩的特性,共質(zhì)體/質(zhì)外體 所有植物體可分成兩個(gè)部分：通過胞間連絲結(jié)合在一起的原生質(zhì)體，稱為共質(zhì)體（symplast）。共質(zhì)體以外的部分，稱為質(zhì)外體（apoplast），包括細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙和死細(xì)胞的細(xì)胞腔,洋蔥細(xì)胞不斷長大，初生壁也擴(kuò)大,初生壁的厚度一般較薄，約13 m，質(zhì)地柔軟，有較大可塑性，能隨著細(xì)胞生長而延展,植物細(xì)胞的次生壁不是完全連續(xù)的，有的地方有中斷，使得次生壁上有一些“小孔”： 紋孔(pit) 紋

12、孔腔(pit cavity)，紋孔膜(pit membrane，二層質(zhì)膜 + 二層初生壁 + 一層胞間層)，紋孔口 紋孔對(duì)(pit pair) 細(xì)胞壁上的紋孔通常與相鄰細(xì)胞壁上的一個(gè)紋孔相對(duì)，二個(gè)相對(duì)的紋孔合稱紋孔對(duì),4.次生壁與紋孔、紋孔對(duì),次生壁,初生壁,胞間層,紋孔,紋孔對(duì),單紋孔:細(xì)胞壁上來加厚的部分，呈圓孔形或扁圓形，紋孔對(duì)的中間由初生壁和中層所形成的紋孔膜隔開,具緣紋孔:紋孔邊緣的次生壁向細(xì)胞腔內(nèi)呈架拱狀隆起，形成一個(gè)扁圓的紋孔腔，紋孔腔有一圓形或扁圓形的紋孔口，同時(shí)在紋孔膜(即紋孔所在的初生壁）中央也加厚形成紋孔塞。因此，有些具緣紋孔在顯微鏡下從正面看起來是三個(gè)同心圓，外圈是紋孔

13、腔的邊緣，第二圈是紋孔塞的邊緣，內(nèi)圈是紋口的邊緣。紋孔塞在具緣紋上有活門的作用，當(dāng)水流得很快時(shí)，水流壓力會(huì)把隔膜推向一面，紋孔塞就把紋孔口堵塞起來,這樣就使得上升水流減緩。這種紋孔塞只有在松柏類植物的管胞上才有，其他裸子植物和被子植物的具緣紋孔沒有紋孔塞，因此，在正面只表現(xiàn)兩個(gè)同心圓,紋孔塞,塞緣,紋孔口,紋孔和胞間連絲,5. 細(xì)胞壁的特化（次生變化） 木化： 細(xì)胞在代謝過程中。產(chǎn)生一種木質(zhì)，它是由三種醇類化合物脫氫形成的高分子聚合物，填充于纖維素的框架內(nèi)而木化，以增強(qiáng)細(xì)胞壁的硬度，增強(qiáng)細(xì)胞的支持力量。 角化： 葉和幼莖的表皮細(xì)胞外壁常為膠質(zhì)（脂類化合物）所浸透，且常在細(xì)胞壁外堆積起來，形成角

14、質(zhì)層或膜。角化后細(xì)胞壁透水性降低,但透光。 栓化： 栓化是木栓質(zhì)類化合物滲入細(xì)胞壁引起的變化，使細(xì)胞壁既不透氣，也不透水，增加了保護(hù)作用。栓化的細(xì)胞常呈褐色，富于彈性。 礦化： 細(xì)胞壁滲入二氧化硅或碳酸鈣等就會(huì)發(fā)生礦化。稻、麥等禾谷類作物的葉片和莖稈的表皮細(xì)胞常含有大量的二氧化硅。細(xì)胞壁的礦化能增強(qiáng)作物莖、葉的機(jī)械強(qiáng)度，提高抗倒伏和抗病蟲害的能力。 粘液化（膠化）： 粘液化是細(xì)胞壁中果膠質(zhì)和纖維素變成粘液或樹膠的一種變化，多見于果實(shí)或種子的表面,6.細(xì)胞壁的局部加厚與降解,植物細(xì)胞分化過程中，常常發(fā)生細(xì)胞壁局部加厚與降解現(xiàn)象，以適應(yīng)特定生理功能。如導(dǎo)管、篩管、傳遞細(xì)胞的分化,圖 培養(yǎng)的百日草葉

15、肉細(xì)胞，再分化成管狀分子的過程涉及pcd （a）培養(yǎng)的葉肉細(xì)胞有全套的細(xì)胞器，改變培養(yǎng)基的激素成分，可以誘導(dǎo)細(xì)胞的去分化（b、c），然后逐步分化成管狀分子的前體細(xì)胞（d），它是具有次生壁加厚特征的未成熟管狀分子。在成熟的管狀分子中，液泡裂解，隨即細(xì)胞內(nèi)容物完全降解（e），最后形成死而空的管狀分子（f,7.細(xì)胞壁的功能,機(jī)械支持和保護(hù) 細(xì)胞壁和細(xì)胞的生長調(diào)控 參與物質(zhì)運(yùn)輸（質(zhì)外體運(yùn)輸） 參與細(xì)胞識(shí)別（糖蛋白、凝集素等） 防御（超敏反應(yīng)） 參與細(xì)胞分化（固定極化方向,生活在細(xì)胞原生質(zhì)外表，都有一層膜包圍，稱為細(xì)胞膜（cell membrane）或質(zhì)膜（plasma membrane）。 膜的化學(xué)組

16、成，幾乎全由磷脂和蛋白質(zhì)組成，此外，尚有少量的糖類,二）細(xì)胞（質(zhì)）膜,單位膜,質(zhì) 膜 的 超 微 結(jié) 構(gòu),單位膜(unit membrane) 電鏡下膜的剖面,表現(xiàn)為兩條暗帶夾一明帶的結(jié)構(gòu)，厚為70-100,流動(dòng)鑲嵌模型,1）類脂（lipid):質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的分子骨架，主要是磷脂,1.質(zhì)膜的分子結(jié)構(gòu),磷脂性質(zhì):在水環(huán)境中形成的雙分子層（bilayer）是水溶性分子難以通過的天然屏障,雙分子層,磷 脂,膜蛋白：與磷脂雙分子層結(jié)合，執(zhí)行各種功能。 運(yùn)輸載體：各種分子泵，離子泵； 酶：催化劑、膜反應(yīng)； 受體：接收和傳導(dǎo) 化學(xué)信號(hào)； 連接：連接細(xì)胞骨架與胞外基質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),2）膜 蛋 白,1. 內(nèi)在蛋白（

17、跨膜蛋白） 2. 外在蛋白（周邊蛋白,膜蛋白與磷脂雙層的結(jié)合方式,3）膜糖 膜糖是由葡萄糖、半乳糖等9種單糖連成的寡糖鏈。多與蛋白質(zhì)分子結(jié)合為糖蛋白，少與脂質(zhì)分子結(jié)合為糖脂。糖蛋白與細(xì)胞識(shí)別現(xiàn)象有關(guān),生物膜是細(xì)胞、細(xì)胞器和其環(huán)境接界的所有膜的總稱。生物中除某些病毒外，都具有生物膜。真核細(xì)胞除質(zhì)膜（細(xì)胞膜）（外周膜），還有細(xì)胞核、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體、高爾基體、葉綠體等細(xì)胞器膜（細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)）。 生物膜形態(tài)上都呈雙分子層的片層結(jié)構(gòu)，即磷脂雙分子層構(gòu)成基本骨架，蛋白質(zhì)分子位于其表面或鑲嵌其中，生物膜厚度約510納米,附：生物膜的概念,不同的生物膜有不同的功能。 質(zhì)膜和物質(zhì)的選擇性通透、細(xì)胞對(duì)外界

18、的信號(hào)的識(shí)別作用、免疫作用等密切相關(guān)；神經(jīng)細(xì)胞膜和肌肉細(xì)胞膜是高度分化的可興奮性膜，起著電興奮、化學(xué)興奮的產(chǎn)生和傳遞作用；葉綠體內(nèi)的類囊體膜和光合細(xì)菌膜可將光能分化為化學(xué)能；線粒體內(nèi)膜可將細(xì)胞呼吸中釋放的能量合成atp；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜是蛋白質(zhì)及脂類生物合成的場所； 生物膜在活細(xì)胞的物質(zhì)、能量及信息的形成、轉(zhuǎn)換和傳遞等生命活動(dòng)過程中，是必不可少的結(jié)構(gòu),生物膜的概念,1）流動(dòng)性,生物膜特性,生物膜特性,2 )不對(duì)稱性,生物膜特性,3）選擇透性 細(xì)胞膜只允許某些分子或離子進(jìn)入或者排出細(xì)胞的特性，是細(xì)胞膜最基本的功能。它能阻止細(xì)胞內(nèi)的許多有機(jī)物（如糖和可溶性蛋白）從細(xì)胞內(nèi)滲出，又能調(diào)節(jié)水和鹽類及其他營養(yǎng)物質(zhì)

19、進(jìn)入細(xì)胞，使細(xì)胞能在復(fù)雜的環(huán)境中保持相對(duì)的穩(wěn)定性，從而維持細(xì)胞正常的生命活動(dòng),跨膜運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑鹤杂蓴U(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸。還有內(nèi)吞作用和外排作用等方式,維持穩(wěn)定的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境； 控制細(xì)胞內(nèi)外的物質(zhì)交換，有選擇性地使物質(zhì)通過或排出廢物； 吞食外圍的液體或固體小顆粒； 參與胞內(nèi)物質(zhì)向胞外分泌； 信號(hào)轉(zhuǎn)換（細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為胞內(nèi)信號(hào)并與相應(yīng)的生理生化反應(yīng)耦聯(lián)的過程）； 細(xì)胞的相互識(shí)別。 纖維素合成和微纖絲的組裝,2.質(zhì)膜的生理功能,物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸，有多種方式,三) 細(xì)胞質(zhì),位于細(xì)胞膜和細(xì)胞核之間，可分為胞基質(zhì)和細(xì)胞器。胞基質(zhì)是包圍細(xì)胞器的細(xì)胞質(zhì)部分。 1.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 功能：多種代謝活動(dòng)

20、的場所； 細(xì)胞器之間物質(zhì)運(yùn)輸和信息傳遞的介質(zhì)； 為各類細(xì)胞器行使功能提供原料,2.細(xì)胞器,2.1 質(zhì)體 質(zhì)體是植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。 分化成熟的質(zhì)體可根據(jù)其顏色和功能不同，分為葉綠體（chloroplast）、有色體（chromoplast）和白色體（leucoplast）三種主要類型，均由前質(zhì)體（proplastid）分化而來,質(zhì)體類型 顏色 功能 葉綠體 綠色 光合作用 有色體 黃-紅色 積累脂類和淀粉；吸引昆蟲等動(dòng)物 白色體 無色 合成淀粉，脂肪，蛋白質(zhì),a 前質(zhì)體,前質(zhì)體存在于合子和分生組織細(xì)胞中，體積小，球形，d：0.41.0 m，雙層膜包被?；|(zhì)中含少量類囊體、小泡和質(zhì)體小球。另外

21、還含少量dna、rna、核糖體和可溶性蛋白,proplastid in cell of broad bean root tip. double membranous envelope is shown and rudimentary nature of internal membrane system is obvious,高等植物的葉綠體主要存在于葉肉細(xì)胞內(nèi)，含有葉綠素（a、b）、葉黃素和胡蘿卜素。 電鏡觀察表明： 葉綠體外有光滑的雙層單位膜，內(nèi)膜向內(nèi)疊成類囊體，若干類囊體垛疊成基粒。基粒內(nèi)的某些類囊體內(nèi)向外伸展，連接不同基粒。連接基粒的類囊體部分，稱為基質(zhì)片層；構(gòu)成基粒的類囊體部分，稱為基

22、粒片層。 葉綠體由前質(zhì)體發(fā)育而來,b. 葉綠體,葉綠體：膜(membrance) 類囊體 (thylakoid) 基質(zhì) (stroma,光合作用,葉綠體的顯微及超微結(jié)構(gòu),基質(zhì),基質(zhì)類囊體,基粒,葉綠體膜,細(xì)胞質(zhì)中的核糖體,葉綠體中核糖體,葉綠體的分裂,reminiscent of their cyanobacterial (a) ancestor, chloroplasts replicate by binary division (b, unicellular alga; c land plant cells). chloroplast division is performed by th

23、e division ring (d) which involves cyanobacterial ftsz and eukaryotic dynamin (e,有色體含有類胡蘿卜素。類胡蘿卜素包括:葉黃素（黃色） 、胡蘿卜素（紅色）。部分植物的花瓣、成熟的果實(shí)、胡蘿卜的貯藏根、衰老葉片都存在有色體。有色體的形狀有球形和不規(guī)則形狀,c. 有色體,白色體不含色素，存在于甘薯、馬鈴薯等植物的地下貯藏器官中。按照功能不同，可以分為：造粉體、造油體和造蛋白質(zhì)體,紫鴨跖草葉表皮臨時(shí)裝片,c. 白色體,前質(zhì)體,造油體,有色體,葉綠體,造粉體,白色體,蛋白質(zhì)體,黃化質(zhì)體,質(zhì)體的發(fā)育及轉(zhuǎn)化：不同類型的質(zhì)體是由

24、前質(zhì)體發(fā)育而來的；在植物發(fā)育過程中，質(zhì)體可以相互轉(zhuǎn)化,2.2 線粒體（mitochongdria） 大小及形狀：直徑0.5-1um，長1-2um，形態(tài)可變。電鏡觀察表明，線粒體由雙層單位膜構(gòu)成，內(nèi)膜形成片狀或管狀的內(nèi)褶，稱為嵴。在嵴表面和基質(zhì)上有100多種酶。內(nèi)膜及其所在的嵴的內(nèi)表面，均勻地分布圓球狀顆粒，稱為基粒，它由頭、柄、基部組成，實(shí)為atp合成酶，是氧化磷酸化的關(guān)鍵裝置。 功能： 線粒體是進(jìn)行呼吸作用的主要細(xì)胞器，被喻為“動(dòng)力工廠”。 含有環(huán)狀dna和rna，核糖體，能半自主復(fù)制,線粒體三維結(jié)構(gòu)圖解,線粒體透射電鏡照片,f0f1atp酶,線粒體分裂增殖,2.3內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由單層膜圍

25、成的扁平的囊、槽、池或管，形成互相溝通的網(wǎng)狀系統(tǒng)。內(nèi)與核的外膜相連，外與質(zhì)膜相連，還可通過胞間連絲與相鄰細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的外表面有的結(jié)合有核糖體，稱為粗面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rer）；未結(jié)合核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，稱為光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ser,功能： 光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：合成和運(yùn)輸類脂與多糖; 粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：與蛋白質(zhì)的合成與運(yùn)輸有關(guān),糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) （rough） 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) （smooth,2.4高爾基體 高爾基體是一疊由平滑的單位膜圍成的囊組成。高爾基體是動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，有形成面(順面）和成熟面（反面），與細(xì)胞的分泌功能、細(xì)胞壁的形成有關(guān),2.5 液 泡 系 2.5.1 液泡 也是植物特有的細(xì)胞器。 液泡是由單位膜構(gòu)

26、成的細(xì)胞器。液泡的膜稱為液泡膜，液汁稱為細(xì)胞液。細(xì)胞液成分十分復(fù)雜：代謝儲(chǔ)藏物、排泄物、多種水解酶。 分生組織細(xì)胞，液泡很小，但隨著細(xì)胞生長，液泡長大。小液泡逐漸合并為大液泡，位于細(xì)胞中央。 起源于高爾基體附近的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，先形成小型原液泡，具有溶酶體的性質(zhì),液泡的功能為： 滲透調(diào)節(jié)、貯藏和消化。具有特殊的選擇透性，能使許多物質(zhì)大量積聚在液泡中; 有利于原生質(zhì)體與外界發(fā)生氣體和養(yǎng)料的交換,2.5.2 溶 酶 體 （lysosome） 溶酶體為單層膜圍成的小泡，是分解蛋白質(zhì)、核酸、多糖的細(xì)胞器。內(nèi)含多種水解酶，可分解從外面進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，也可消化局部細(xì)胞器或整個(gè)細(xì)胞。被認(rèn)為是細(xì)胞“消化系統(tǒng)”。

27、在植物細(xì)胞中很多其它的細(xì)胞器也具有溶酶體的功能：液泡、糊粉粒、圓球體等,2.5.3圓球體 （spherosome） 由單層膜包圍形成的圓形顆粒，是一種貯藏細(xì)胞器，是脂肪積累的場所。具溶酶體功能。 2.5.4微 體 （microbody） 微體也是由單層單位膜包圍的，呈球形，直徑0.5-1.5m。在植物細(xì)胞中分為兩類：。 過氧化物酶體和乙醛酸循環(huán)體,過氧化物酶體（peroxisome） 含有過氧化氫酶等，存在于葉肉細(xì)胞中，常和葉綠體、線粒體結(jié)合在一起。 作用：1、參與光呼吸；2、解毒。解除過氧化物毒性。 乙醛酸循環(huán)體（glyoxysome） 僅植物細(xì)胞中存在，油料植物種子中多，含有乙醛酸循環(huán)酶系

28、，在種子萌發(fā)時(shí)，與線粒體和圓球體配合，將細(xì)胞中的脂肪轉(zhuǎn)化成糖類,微體,線粒體,葉綠體,2.6 核糖核蛋白體（核糖體） 生活的細(xì)胞中都存在核糖核蛋白體，由蛋白質(zhì)和rna構(gòu)成，它是合成蛋白質(zhì)的主要場所，游離于基質(zhì)中或附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，在細(xì)胞核、線粒體和葉綠體中也有分布。核糖體的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)近半球形而大小不等的亞單位結(jié)合而成，常幾十個(gè)到幾百個(gè)聚合在一起，成為多聚核糖體,單核糖體模型,多聚核糖體電鏡圖,小亞基識(shí)別mrna的起始密碼子，并與之結(jié)合；大亞基含轉(zhuǎn)肽酶，催化肽鏈的合成,2.7 細(xì)胞骨架 （cytoskeleton） 三類蛋白質(zhì)纖維： 微管（microtubule）：24nm中空管 微絲(micro

29、filament)：5-7nm實(shí)心纖維 中間纖維（intermediate filament）11nm中空管 三者共同構(gòu)成細(xì)胞的支架，維持細(xì)胞的形狀。 細(xì)胞骨架在細(xì)胞學(xué)上也稱為微梁系統(tǒng) 與生物膜系統(tǒng)、 遺傳物質(zhì)系統(tǒng)并列為細(xì)胞三大系統(tǒng),微梁系統(tǒng),2.7.1微管 普遍存在于細(xì)胞中，由球狀的微管蛋白組成，分、兩種亞基,微管的裝配和解聚受到鈣離子濃度、溫度和特異藥劑（秋水仙素/紫杉醇）的影響,在細(xì)胞內(nèi)，微管有多方位的功能: a.胞質(zhì)內(nèi)分布起支架作用, 維持細(xì)胞一定形狀 b.參與細(xì)胞分裂，參與細(xì)胞壁的形成和生長及細(xì)胞分裂方向（紡錘體、成膜體，染色體運(yùn)動(dòng)）; c.參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)及細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)； d.對(duì)細(xì)胞的

30、生長和分化起作用; e.參與構(gòu)成低等植物和動(dòng)物的纖毛，鞭毛。 秋水仙素破壞微管蛋白聚合，紫杉醇穩(wěn)定聚合,2.7.2微絲：主要由肌動(dòng)蛋白構(gòu)成的68nm的細(xì)絲。 最主要的結(jié)合蛋白為肌球蛋白，具atp酶作用，也稱為微絲的馬達(dá)蛋白。細(xì)胞松馳素是微絲特異抵制劑，鬼筆環(huán)肽可穩(wěn)定微絲。 作用：使細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；與支持和網(wǎng)絡(luò)各類細(xì)胞器以及細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)有關(guān)； 2.7.3中間纖維：直徑810nm,中空管，種類多，有角狀蛋白、結(jié)蛋白、波狀蛋白等。 作用：支撐網(wǎng)架作用，細(xì)胞內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞器和細(xì)胞核定位，但尚需進(jìn)一步驗(yàn)證,3. 細(xì) 胞 核 為生活細(xì)胞中最顯著的結(jié)構(gòu)，細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)dna幾乎都存在于核內(nèi)，為細(xì)胞的控制中心

31、,細(xì)胞核的形態(tài)結(jié)構(gòu) 多種多樣，基本為球形。細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)，隨細(xì)胞周期的改變而變化。 間期核可分為核被膜、染色質(zhì)、核仁和核骨架,3. 1 核被膜（nuclear envelope,核被膜包括核膜、核孔復(fù)合體、核纖層等。 核膜：為雙層膜，外膜（outer membrane）、內(nèi)膜（inner ）、核間腔（intermembrane lumen）。 核孔復(fù)合體：核孔（pore），物質(zhì)進(jìn)出核的通道，具選擇通透性。 核纖層：核內(nèi)膜內(nèi)側(cè)的蛋白網(wǎng)絡(luò)，由中間纖維（核纖層蛋白）網(wǎng)絡(luò)組成，維持核的形狀，使染色質(zhì)固著，介導(dǎo)核膜與染色質(zhì)之間的相互作用,3. 2 染色質(zhì)（chromatin,染色質(zhì)：為遺傳物質(zhì)，分常染色質(zhì)

32、、異染色質(zhì)。 染色體：染色體（chromosome）是真核細(xì)胞有絲分裂或減數(shù)分裂過程中，由染色質(zhì)聚縮而成的棒壯結(jié)構(gòu)，為核酸和蛋白質(zhì)的復(fù)合體。 染色體組（genome） 成分：dna、組蛋白、非組蛋白和少量rna組成的線性復(fù)合物,染 色 體,短臂,著絲粒,長臂,染色單體,核小體 染色體包裝的基本結(jié)構(gòu)單位,核小體組裝成染色體各級(jí)結(jié)構(gòu),3.2.3 核仁(nucleolus,核仁：無被膜，常有一個(gè)或幾個(gè)，在細(xì)胞周期中表現(xiàn)出周期性消失和重建。核仁大小、形狀和數(shù)量隨生物種類、細(xì)胞類型和生理狀態(tài)而異。 核仁可區(qū)分出三區(qū)：纖維中心、致密纖維組分（轉(zhuǎn)錄rrna的部位）和顆粒狀組分。 核仁是細(xì)胞內(nèi)rrna合成和裝

33、配核糖體亞單位的重要場所,3.2.4 核基質(zhì)（nuclear matrix；sap,核基質(zhì)（nuclear matrix ）或稱核骨架（nucleoskeleton）為真核細(xì)胞核內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是指除核被膜、染色質(zhì)、核纖層及核仁以外的核內(nèi)網(wǎng)架體系。由于核基質(zhì)與dna復(fù)制，rna轉(zhuǎn)錄和加工，染色體組裝及病毒復(fù)制等生命活動(dòng)密切相關(guān)，故日益受到重視。 現(xiàn)在在核骨架中只發(fā)現(xiàn)有角蛋白和肌蛋白質(zhì)成分，在某些原生動(dòng)物核骨架中還發(fā)現(xiàn)含有微管。 功能： dna的復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄加工和染色體構(gòu)建,四. 植物細(xì)胞的后含物,后含物(ergastic substance)： 植物細(xì)胞在代謝過程中，不僅為生長分化提供營養(yǎng)物質(zhì)

34、和能量，同時(shí)還能產(chǎn)生代謝中間產(chǎn)物、貯藏物質(zhì)和廢物等，這些統(tǒng)稱為后含物。常見的有：淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、晶體、其他有機(jī)物,1 儲(chǔ)藏的營養(yǎng)物質(zhì) （1） 淀 粉（starch） 貯藏的淀粉呈顆粒狀，稱為淀粉粒。光合作用產(chǎn)生的葡萄糖在葉綠體中聚合成短期貯存的淀粉，轉(zhuǎn)成可溶性糖類，運(yùn)輸?shù)皆旆垠w中，由造粉體將它們?cè)俸铣蔀橘A藏淀粉,鑒定：用碘碘化鉀溶液染色時(shí)，通常呈藍(lán)黑色 形成淀粉粒時(shí)，先從一個(gè)點(diǎn)（臍點(diǎn)）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(gè)臍點(diǎn) 復(fù)粒淀粉粒：有2個(gè)以上臍點(diǎn)，每個(gè)臍點(diǎn)有各自的輪紋 半復(fù)粒淀粉粒：2個(gè)以上臍點(diǎn)，各臍點(diǎn)除有本身的輪紋外，還

35、有共同的輪紋包圍,光鏡下的淀粉粒（未染色,光鏡下的淀粉粒（染蘭色,2）蛋 白 質(zhì)（protein,形式：擬晶體，其晶體與無機(jī)鹽結(jié)晶不同，常呈方形，因此叫擬晶體(crystalloid)；湖粉粒：由一層膜包裹成的圓球狀顆粒，來源于液泡。 鑒定：貯藏蛋白質(zhì)遇碘呈黃色 湖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(xì)胞或幾層細(xì)胞中含有大量的湖粉粒，特稱為湖粉層(aleurone layer)。（精米、精面無糊粉層）豆類、油類植物子葉細(xì)胞中除普遍具有湖粉粒外，還含有珠晶或幾個(gè)擬晶體。 豆類湖粉粒的形成過程：一個(gè)大液泡分散成幾個(gè)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＃环N子萌發(fā)

36、時(shí)，湖粉粒中的蛋白質(zhì)被利用，小液泡重新轉(zhuǎn)變成一個(gè)大液泡,禾本科糊粉層,油料植物糊粉粒,苔類植物油體,3）油（oil）和脂肪（fat,含有很高的能量，是植物細(xì)胞內(nèi)主要的儲(chǔ)存物質(zhì)，常呈小滴、小球散布于細(xì)胞基質(zhì)或造油體中，由造油體合成。 大量存在于油料植物的種子和果實(shí)中，如花生、大豆、油菜的子葉，蓖麻的胚乳，都含有大量脂肪，可用蘇丹染色,tomato plant cells showing nucleus and various cell organelles,close up of a tomato plant cell cytoplasm. several mitochondria, golgi

37、bodies, and rough endoplasmic reticulum are visible here. the dense black bodies are oil bodies,植物細(xì)胞液泡內(nèi)可見各種形狀的晶體，晶體被認(rèn)為是排泄的廢物。 草酸鈣結(jié)晶較常見，形狀多樣。 禾本科和莎草科的植物莖、葉表皮細(xì)胞內(nèi)常含有二氧化硅的晶體,2. 晶體,top picture: calcium oxalate druse in the mesophyll cells of an oleander leaf (nerium oleander夾竹桃). typical druse shape of d

38、icots. middle picture: calcium oxalate needles (raphids) of a vanilla root (orchidaceae). typical raphid bundle of monocots. lowest picture: silicate bodies of silicate cells in the epidermis of schizachyrium sanguineum紅裂稃草硅細(xì)胞硅體,1）酚類化合物 植物酚類化合物酚、單寧、黑素和木質(zhì)素等 單寧（tannin）存在于細(xì)胞質(zhì)、液泡和細(xì)胞壁中；在葉、周皮、維管組織以及未熟的果肉細(xì)

39、胞中，單寧具有保護(hù)作用。如柿子單寧 酚類化合物強(qiáng)烈吸收紫外線，可使植物免受紫外線傷害。如茶多酚,3 植物次生物質(zhì),2）類黃酮(flavonoid) 近4萬種，其中花色素、黃酮醇和查耳酮與植物顏色有關(guān)。 植物細(xì)胞中的花色素有多種,如花青素、花翠素、天葵素等，主要分布與花和果實(shí)內(nèi)，不同花色素在同一ph值表現(xiàn)不同顏色，同一色素在不同ph條件下顏色不同，如花青素是一種水溶性色素，可以隨著細(xì)胞液的酸堿改變顏色。細(xì)胞液呈酸性則偏紅，細(xì)胞液呈堿性則偏藍(lán)。,how bees see world in uv,類黃酮可形成植物的顏色；吸引動(dòng)物傳粉和受精；保護(hù)植物免受紫外線灼傷；防病原微生物侵襲,3）生物堿 是一類堿性的植物次生代謝物，主要分布于生長活躍的組織、表皮和表皮下組織、維管束鞘和有節(jié)乳管中。 重要生態(tài)學(xué)功能，免受其他生物的侵害。 煙堿、奎寧、嗎啡、咖啡因、茶堿、小檗堿、莨菪堿、