細胞的結(jié)構(gòu)和功能-細胞的結(jié)構(gòu)與功能（遺傳學(xué)課件）

細胞壁的結(jié)構(gòu)與功能細胞壁是細胞的外層，在細胞膜的外面，細胞壁之厚薄常因組織、功能不同而異。植物、真菌、藻類和原核生物(除了支原體與L形細菌(缺壁細菌))都具有細胞壁，而動物細胞不具有細胞壁。細胞壁本身結(jié)構(gòu)疏松，外界可通過細胞壁進入細胞中，細胞壁具有全透性。植物細胞的細胞壁主要成分是纖維素和果膠。植物細胞壁是植物細胞區(qū)別于動物細胞的主要特征之一。一、細胞壁的結(jié)構(gòu)細胞壁分為3層，即胞間層（中層）、初生壁和次生壁。胞間層把相鄰細胞粘在一起形成組織。初生壁在胞間層兩側(cè)，所有植物細胞都有。次生壁在初生壁的里面，又分為外(S1)、中(S2)、內(nèi)(S3)3層，在內(nèi)層里面，有時還可出現(xiàn)一層。這樣的厚壁，水分和營養(yǎng)物就不能透過。有些植物的次生壁上具瘤層，還分化有特殊結(jié)構(gòu)，如紋孔和瘤狀物等。紋孔是細胞間物質(zhì)流通的區(qū)域，而瘤狀物則是次生壁里層上的突起。一、細胞壁的結(jié)構(gòu)一、細胞壁的結(jié)構(gòu)（一）胞間層胞間層又稱中膠層。位于兩個相鄰細胞之間，為兩相鄰細胞所共有的一層膜，主要成分為果膠質(zhì)。有助于將相鄰細胞粘連在一起，并可緩沖細胞間的擠壓。一、細胞壁的結(jié)構(gòu)（二）初生壁初生壁細胞分裂后，最初由原生質(zhì)體分泌形成的細胞壁。存在于所有活的植物細胞。位于胞間層內(nèi)側(cè)。通常較薄，約1～3微米厚。具有較大的可塑性，既可使細胞保持一定形狀，又能隨細胞生長而延展。主要成分為纖維素、半纖維素，并有結(jié)構(gòu)蛋白存在。細胞在形成初生壁后，如果不再有新的壁層積累，初生壁便是他們的永久的細胞壁。如薄壁組織細胞。一、細胞壁的結(jié)構(gòu)（三）次生壁部分植物細胞在停止生長后，其初生壁內(nèi)側(cè)繼續(xù)積累的細胞壁層。位于質(zhì)膜和初生壁之間。主要成分為纖維素，并常有木質(zhì)存在，通常堅硬，使細胞壁具有很大的機械強度。大部分具次生壁的細胞在成熟時，原生質(zhì)體死亡。纖維和石細胞是典型的具次生壁的細胞。在作植物原生質(zhì)體培養(yǎng)時，常用含有果膠酶和纖維素酶的酶混合液處理植物組織，以破壞胞間層和去掉細胞的纖維素外壁，得到游離的裸露原生質(zhì)體。一、細胞壁的結(jié)構(gòu)二、細胞壁的功能（一）維持細胞形狀控制細胞生長細胞壁增加了細胞的機械強度，并承受著內(nèi)部原生質(zhì)體由于液泡吸水而產(chǎn)生的膨壓，從而使細胞具有一定的形狀，這不僅有保護原生質(zhì)體的作用，而且維持了器官與植株的固有形態(tài)。另外，壁控制著細胞的生長，因為細胞要擴大和伸長的前提是要使細胞壁松弛和不可逆伸展。二、細胞壁的功能（二）物質(zhì)運輸與信息傳遞細胞壁允許離子、多糖等小分子和低分子量的蛋白質(zhì)通過，而將大分子或微生物等阻于其外。因此，細胞壁參與了物質(zhì)運輸、降低蒸騰作用、防止水分損失、植物水勢調(diào)節(jié)等一系列生理活動。細胞壁上紋孔或胞間連絲的大小受細胞生理年齡和代謝活動強弱的影響，故細胞壁對細胞間物質(zhì)的運輸具有調(diào)節(jié)作用。二、細胞壁的功能（三）防御功能抗性細胞壁中一些寡糖片段能誘導(dǎo)植保素的形成，它們還對其它生理過程有調(diào)節(jié)作用，這種具有調(diào)節(jié)活性的寡糖片斷稱為寡糖素。如有的作為蛋白酶抑制劑誘導(dǎo)因子，在植物抵抗病蟲害中起作用；有的寡糖素參與調(diào)控植物的形態(tài)建成。細胞壁中的伸展蛋白除了作為結(jié)構(gòu)成分外，還有防病抗逆的功能。如黃瓜抗性品種感染一種霉菌后，其細胞壁中羥脯氨酸的含量比敏感品種增加得快。二、細胞壁的功能（四）其他功能細胞壁中的酶類廣泛參與細胞壁高分子的合成、轉(zhuǎn)移、水解、細胞外物質(zhì)輸送到細胞內(nèi)以及防御作用等。細胞壁還參與了植物與根瘤菌共生固氮的相互識別作用，此外，細胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素還可能參與了砧木和接穗嫁接過程中的識別反應(yīng)。二、細胞壁的功能應(yīng)當(dāng)指出的是，并非所有細胞的細胞壁都具有上述功能，每一類細胞的細胞壁功能都是由其特定的組成和結(jié)構(gòu)決定的。

細胞的主要結(jié)構(gòu)與功能根據(jù)構(gòu)成生物體的基本單位，可以將生物分為：非細胞生物：包括病毒、噬菌體(細菌病毒)、朊病毒（有活性的蛋白質(zhì)），具有前細胞形態(tài)的構(gòu)成單位。細胞的主要結(jié)構(gòu)與功能細胞生物：以細胞為基本單位的生物；根據(jù)細胞核和遺傳物質(zhì)的存在方式不同又可以分為：真核生物(eukaryote)：(真核細胞)原生動物、單細胞藻類、真菌、高等植物、動物、人類原核生物(prokaryote)：(原核細胞)細菌、藍藻(藍細菌)細胞的主要結(jié)構(gòu)與功能一、原核細胞細胞的構(gòu)成？動植物的異同？各部分的功能？直接與遺傳有關(guān)的功能？壁？線粒體：氧+遺膜？葉綠體：光+遺質(zhì)？內(nèi)質(zhì)網(wǎng)：運+遺核？核糖體：Pro+遺中心體：紡錘絲二、真核細胞（一）細胞膜1、線粒體2、葉綠體3、核糖體染色質(zhì)(chromatin)：細胞分裂間期核內(nèi)，對堿性染料著色均勻的網(wǎng)狀、絲狀的物質(zhì)。染色體(chromosome)：細胞分裂期，核內(nèi)染色質(zhì)高度螺旋化，折疊盤曲而成的桿狀小體。其形態(tài)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。（二）細胞核染色質(zhì)和染色體染色質(zhì)：細胞分裂間期核內(nèi)，對堿性染料著色均勻的網(wǎng)狀、絲狀的物質(zhì)。染色體：細胞分裂期，核內(nèi)染色質(zhì)高度螺旋化，折疊盤曲而成的桿狀小體。其形態(tài)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)嗎？染色體有什么主要特點？①染色體是遺傳信息的主要載體；②具有穩(wěn)定的、特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目；③具有自我復(fù)制能力；④在細胞分裂過程中數(shù)目與形態(tài)結(jié)構(gòu)呈連續(xù)而有規(guī)律性的變化。原核生物染色體：一個或少數(shù)幾個核酸分子（DNA/RNA）病毒：DNA或RNA，單鏈或雙鏈。細菌：環(huán)狀或線狀雙鏈DNA分子。線粒體和葉綠體：DNA呈環(huán)狀。真核生物染色體：一般呈線狀，多條，由DNA、蛋白質(zhì)和少量RNA組成，在細胞分裂過程中數(shù)目與形態(tài)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)規(guī)律性變化，有絲分裂中期具特定形態(tài)。細胞核的結(jié)構(gòu)與功能細胞核是細胞的控制中心，在細胞的代謝、生長、分化中起著重要作用，是遺傳物質(zhì)的主要存在部位。盡管細胞核的形狀有多種多樣，但是它的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，即主要結(jié)構(gòu)是由核膜、染色質(zhì)、核仁和核骨架構(gòu)成。細胞核是由核膜、核骨架、核仁幾部分組成。細胞核是存在于真核細胞中的封閉式膜狀胞器，內(nèi)部含有細胞中大多數(shù)的遺傳物質(zhì)，也就是DNA。這些DNA與多種蛋白質(zhì)，如組織蛋白復(fù)合形成染色質(zhì)。一、細胞核的結(jié)構(gòu)一、細胞核的結(jié)構(gòu)細胞核結(jié)構(gòu)模式圖一、細胞核的結(jié)構(gòu)細胞核亞顯微結(jié)構(gòu)真核細胞的細胞核一般為球形或卵圓形。原核細胞的細胞無定形的細胞核，只有一團核物質(zhì)，稱為擬核或核質(zhì)體。二、細胞核的形態(tài)核仁經(jīng)常出現(xiàn)在間期細胞核中，它是勻質(zhì)的球體，其形狀、大小、數(shù)目依生物種類，細胞形成和生理狀態(tài)而異。核仁的主要功能是進行核糖體RNA的合成。二、細胞核的形態(tài)通常情況下，大多數(shù)生物體細胞中都是一個；有的沒有：如哺乳動物成熟的紅細胞；有的多個：如草履蟲等原生植物。人的骨骼肌細胞中細胞核可達數(shù)百個。三、細胞核的數(shù)量三、細胞核的數(shù)量（一）遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所。從細胞核的結(jié)構(gòu)可以看出，細胞核中最重要的結(jié)構(gòu)是染色質(zhì)，染色質(zhì)的組成成分是蛋白質(zhì)分子和DNA分子，而DNA分子又是主要遺傳物質(zhì)。當(dāng)遺傳物質(zhì)向后代傳遞時，必須在核中進行復(fù)制。所以，細胞核是遺傳物儲存和復(fù)制的場所。四、細胞核的功能四、細胞核的功能（二）細胞遺傳性和細胞代謝活動的控制中心。遺傳物質(zhì)能經(jīng)復(fù)制后傳給子代，同時遺傳物質(zhì)還必須將其控制的生物性狀特征表現(xiàn)出來，這些遺傳物質(zhì)絕大部分都存在于細胞核中。所以，細胞核又是細胞遺傳性和細胞代謝活動的控制中心。四、細胞核的功能對細胞核功能的較為全面的闡述應(yīng)該是：細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心細胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能細胞質(zhì)是由細胞質(zhì)基質(zhì)、內(nèi)膜系統(tǒng)、細胞骨架和包涵物組成，細胞質(zhì)是生命活動的主要場所。細胞質(zhì)包括基質(zhì)、細胞器和后含物，在生活狀態(tài)下為透明的膠狀物?；|(zhì)指細胞質(zhì)內(nèi)呈液態(tài)的部分，是細胞質(zhì)的基本成分，主要含有多種可溶性酶、糖、無機鹽和水等。細胞質(zhì)(cytoplasm)又稱胞漿，包括基質(zhì)、細胞器和包含物，在生活狀態(tài)下為透明的膠狀物?；|(zhì)指細胞質(zhì)內(nèi)呈液態(tài)的部分，是細胞質(zhì)的基本成分，主要含有多種可溶性酶、糖、無機鹽和水等。一、細胞質(zhì)的概念細胞器是分布于細胞質(zhì)內(nèi)、具有一定形態(tài)、在細胞生理活動中起重要作用的結(jié)構(gòu)。它包括:線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)器、高爾基體、溶酶體、微絲、微管、中心粒、核糖體等。一、細胞質(zhì)的概念（一）細胞質(zhì)基質(zhì)結(jié)構(gòu)細胞質(zhì)基質(zhì)又稱胞質(zhì)溶膠是細胞質(zhì)中均質(zhì)而半透明的膠體部分，充填于其它有形結(jié)構(gòu)之間。細胞質(zhì)基質(zhì)的化學(xué)組成可按其分子量大小分為三類，即小分子、中等分子和大分子。二、細胞質(zhì)基質(zhì)二、細胞質(zhì)基質(zhì)（二）細胞質(zhì)基質(zhì)的功能為各種細胞器維持其正常結(jié)構(gòu)提供所需要的離子環(huán)境，為各類細胞器完成其功能活動供給所需的一切底物，同時也是進行某些生化活動的場所。二、細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)是通過細胞膜的內(nèi)陷而演變成的復(fù)雜系統(tǒng)。它構(gòu)成各種細胞器，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、高爾基復(fù)合體、溶酶體等。這些細胞器均是互相分隔的封閉性區(qū)室，各具備一套獨特的酶系，執(zhí)行著專一的生理功能。三