植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件

第一章植物細(xì)胞與組織第一章植物細(xì)胞與組織第一節(jié)細(xì)胞簡(jiǎn)介第二節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)—原生質(zhì)第三節(jié)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與功能*第四節(jié)紋孔與胞間連絲*第五節(jié)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能第六節(jié)細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞器第七節(jié)植物細(xì)胞增殖與分化第八節(jié)植物組織*第一節(jié)細(xì)胞簡(jiǎn)介細(xì)胞發(fā)現(xiàn)1665年英國(guó)學(xué)者胡克(Hooke)首次描述植物細(xì)胞。第一節(jié)細(xì)胞簡(jiǎn)介細(xì)胞發(fā)現(xiàn)1665年英國(guó)學(xué)者胡克(Hooke)首次描述植物細(xì)細(xì)胞學(xué)說(shuō)

1838年和1839年德國(guó)植物學(xué)家施萊登(Schleiden)

動(dòng)物學(xué)家施旺(Schwann）創(chuàng)立細(xì)胞學(xué)說(shuō)(celltheory)

1.植物和動(dòng)物的組織由細(xì)胞構(gòu)成

2.所有的細(xì)胞由細(xì)胞分裂或融合而成

3.卵和精子都是細(xì)胞

4.一個(gè)細(xì)胞可分裂形成各種組織細(xì)胞學(xué)說(shuō)1838年和1839年德國(guó)1.植物和動(dòng)細(xì)胞概念在自然界，存在各種各樣的美麗植物，有大樹、小草，千姿百態(tài)，這成千上萬(wàn)種植物在顯微鏡下都可以看到是細(xì)胞構(gòu)成的。細(xì)胞不僅是植物結(jié)構(gòu)單位，也是功能單位。除病毒、類病毒外，已知的生物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的。無(wú)論是單細(xì)胞生物還是多細(xì)胞生物，細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。

細(xì)胞概念在自然界，存在各種各樣的美麗植物，有大樹、小草，千姿細(xì)胞形狀細(xì)胞種類細(xì)胞形狀細(xì)胞種類構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本生物大分子是：核酸，蛋白質(zhì)，脂類和糖類。這些分子一般以復(fù)合分子的形式存在，例如核蛋白，脂蛋白，糖蛋白，糖脂等。由脂蛋白構(gòu)成的生物膜系統(tǒng)，如細(xì)胞膜，核膜以及一些重要細(xì)胞器：如線粒體，高爾基體，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，溶酶體與液泡等的封閉膜。由核酸蛋白成分構(gòu)成的顆粒與纖維結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，如染色質(zhì)與核仁基質(zhì)，以及核蛋白體。由蛋白質(zhì)構(gòu)成的細(xì)胞骨架（主要是微絲與微管），中心體，紡錘體與纖毛，鞭毛等專門的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本生物大分子是：核酸，蛋白質(zhì)，脂類和糖類。這原核細(xì)胞和真核細(xì)胞原核細(xì)胞(prokaryoticcell)一般體積很小，直徑為0.2～10μm不等，沒(méi)有典型的細(xì)胞核，即沒(méi)有核膜將它的遺傳物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開，只有一個(gè)由裸露的環(huán)狀DNA分子構(gòu)成的擬核(nucleoid)。除核糖體、類囊體外，一般不存在其它細(xì)胞器，原核細(xì)胞以無(wú)絲分裂(amitosis)方式進(jìn)行繁殖。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞原核細(xì)胞(prokaryoticcell藍(lán)藻藍(lán)藻支原體支細(xì)菌細(xì)菌真核細(xì)胞(eukaryoticcell)體積較大，直徑約10～100μm，其主要特征是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的區(qū)域化，即核質(zhì)被膜包裹，有細(xì)胞核和結(jié)構(gòu)與功能不同的細(xì)胞器。多種細(xì)胞器之間通過(guò)膜的聯(lián)絡(luò)形成了一個(gè)復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)。真核細(xì)胞的染色體由線狀DNA與蛋白質(zhì)組成，細(xì)胞分裂以有絲分裂(reductionmitosis)為主。高等動(dòng)植物均由真核細(xì)胞組成。

真核細(xì)胞(eukaryoticcell)植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件第二節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)-原生質(zhì)原生質(zhì)(protoplasm)構(gòu)成細(xì)胞的生活物質(zhì)，是細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。原生質(zhì)中水含量很高，往往占細(xì)胞全重的絕大部分，而蛋白質(zhì)、核糖、碳水化合物和脂類則是有機(jī)物質(zhì)的主體。原生質(zhì)體(protoplast)

原生質(zhì)組成的各種結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。第二節(jié)細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)-原生質(zhì)原生質(zhì)(protop原生質(zhì)的物理、化學(xué)和生理特性物理張力:

原生質(zhì)含大量水分，有很大的表面張力，因而裸露的原生質(zhì)體呈球形。粘性和彈性:

當(dāng)粘性增加，代謝活動(dòng)降低時(shí)，植物與外界間物質(zhì)交換減少，抗逆性增強(qiáng)；彈性越大，則植物對(duì)機(jī)械壓力的忍受力也越大，對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)性也增強(qiáng)。流動(dòng)性:

原生質(zhì)的流動(dòng)是一種復(fù)雜的生命現(xiàn)象。原生質(zhì)的流動(dòng)在一定溫度范圍內(nèi)隨溫度的升高而加速，且受呼吸作用的影響。原生質(zhì)的物理、化學(xué)和生理特性物理化學(xué)無(wú)機(jī)化合物（水和無(wú)機(jī)鹽）和有機(jī)化合物（蛋白質(zhì)，核酸，脂類和糖類）組成的親水膠體，原生質(zhì)膠體顆粒外面形成一個(gè)雙電層，雙電層的存在對(duì)于維持膠體的穩(wěn)定性起了重要作用。生理原生質(zhì)的新陳代謝（異化和同化）化學(xué)第三節(jié)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與功能一、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)

細(xì)胞壁是植物細(xì)胞外圍的一層壁，具一定彈性和硬度，界定細(xì)胞形狀和大小。構(gòu)成細(xì)胞壁的物質(zhì)分為構(gòu)架物質(zhì)和襯質(zhì)兩類。

構(gòu)架物質(zhì)：纖維素；襯質(zhì)：果膠質(zhì)、半纖維素、水、蛋白質(zhì)。典型的細(xì)胞壁是由胞間層(intercellularlayer)、初生壁(primarywall)以及次生壁(secondarywall)組成。初生壁和次生壁均以纖維素為骨架，但初生壁纖維素成分少，微纖絲常作網(wǎng)狀排列，厚度較薄，襯質(zhì)比例高，壁較柔軟，伸展性大。次生壁纖維素成分高，微纖絲常作定向排列，厚度大，襯質(zhì)少，壁硬，伸展性低。第三節(jié)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與功能一、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)

細(xì)胞在初生壁內(nèi)產(chǎn)生次生壁，細(xì)胞內(nèi)腔有時(shí)由數(shù)層次生細(xì)胞壁（S1—S3）包圍，原始初生壁（CW1）和中層（ML）在最外層。細(xì)胞在初生壁內(nèi)產(chǎn)生次生壁，細(xì)胞內(nèi)腔有植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件二、細(xì)胞壁的形成細(xì)胞在分裂時(shí)，最初形成的一層是由果膠質(zhì)組成的細(xì)胞板，它把兩個(gè)子細(xì)胞分開，這層就是胞間層，又稱中層。隨著子細(xì)胞的生長(zhǎng)，原生質(zhì)向外分泌纖維素，纖維素定向地交織成網(wǎng)狀，而后分泌的半纖維素、果膠質(zhì)以及結(jié)構(gòu)蛋白填充在網(wǎng)眼之間（襯質(zhì)），形成質(zhì)地柔軟的初生壁。某些特化的細(xì)胞，例如纖維細(xì)胞、管胞、導(dǎo)管等在生長(zhǎng)接近定型時(shí)，在初生壁內(nèi)側(cè)沉積纖維素、木質(zhì)素等次生壁物質(zhì)，且層與層之間經(jīng)緯交錯(cuò)。由于次生壁質(zhì)地的厚薄與形狀的差別，分化出不同的細(xì)胞，如薄壁細(xì)胞、厚壁細(xì)胞、石細(xì)胞等。二、細(xì)胞壁的形成細(xì)胞在分裂時(shí)，最初形成的一層是由果膠質(zhì)組成的細(xì)胞壁的形成是多種細(xì)胞器配合作用的結(jié)果。新細(xì)胞壁的形成開始于細(xì)胞分裂的晚后期或早期。細(xì)胞分裂時(shí)，在兩組染色體之間，也就是在母細(xì)胞的赤道板面上，有許多大小不一的分泌囊泡不規(guī)則地匯聚在一塊，這些小囊泡是由高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分泌而形成的。細(xì)胞壁的形成是多種細(xì)胞器配合作用的結(jié)果。新細(xì)胞壁植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件三、細(xì)胞壁的化學(xué)組成構(gòu)成細(xì)胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白質(zhì)、酶類以及脂肪酸等。細(xì)胞壁中的多糖主要是纖維素、半纖維素和果膠類，它們是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。次生細(xì)胞壁中還有大量木質(zhì)素。三、細(xì)胞壁的化學(xué)組成構(gòu)成細(xì)胞壁的1、纖維素

纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，它是由1000～10000個(gè)β-D-葡萄糖殘基以β-1,4-糖苷鍵相連的無(wú)分支的長(zhǎng)鏈。分子量在50000～400000之間。纖維素內(nèi)葡萄糖殘基間形成大量氫鍵，而相鄰分子間氫鍵使帶狀分子彼此平行地連在一起，這些纖維素分子鏈都具有相同的極性，排列成立體晶格狀，可稱為分子團(tuán)，又叫微團(tuán)。微團(tuán)組合成微纖絲(microfibril)，微纖絲又組成大纖絲(macrofibril)，因而纖維素的這種結(jié)構(gòu)非常牢固，使細(xì)胞壁具有高強(qiáng)度和抗化學(xué)降解的能力。1、纖維素存在于細(xì)胞壁中的纖維素是自然界中最豐富的多糖。據(jù)推算，每年地球上由綠色植物光合作用生產(chǎn)的纖維素可達(dá)10×1011t之多，而1990年全球糧食產(chǎn)量只有2.2×109t。如何把纖維素轉(zhuǎn)化成為人類可利用的食物或者有效能源，是人們長(zhǎng)期渴望解決的重大課題。存在于細(xì)胞壁中的纖維素是自然界中最豐富的多糖。2、半纖維素

半纖維素(hemicellulose)往往是指除纖維素和果膠物質(zhì)以外的，溶于堿的細(xì)胞壁多糖類的總稱。半纖維素的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與纖維素沒(méi)有關(guān)系。不同來(lái)源的半纖維素，它們的成分也各不相同。有的由一種單糖縮合而成，如聚甘露糖和聚半乳糖。有的由幾種單糖縮合而成，如木聚糖、阿拉伯糖、半乳聚糖等。半纖維素在纖維素微纖絲的表面，它們之間雖彼此緊密連接，但并非以共價(jià)鍵的形式連接在一起。因此，它們覆蓋在微纖絲之外并通過(guò)氫鍵將微纖絲交聯(lián)成復(fù)雜的網(wǎng)格，形成細(xì)胞壁內(nèi)高層次上的結(jié)構(gòu)。2、半纖維素

3、果膠類

胞間層基本上是由果膠物質(zhì)組成的，果膠使相鄰的細(xì)胞粘合在一起。果膠物質(zhì)是由半乳糖醛酸組成的多聚體。根據(jù)其結(jié)合情況及理化性質(zhì)，可分為三類：即果膠酸、果膠和原果膠。

4、木質(zhì)素

木質(zhì)素(lignin)不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的單體所構(gòu)成的聚合物，主要分布于纖維、導(dǎo)管和管胞中。木質(zhì)素可以增加細(xì)胞壁的抗壓強(qiáng)度，正是細(xì)胞壁木質(zhì)化的導(dǎo)管和管胞構(gòu)成了木本植物堅(jiān)硬的莖干，并作為水和無(wú)機(jī)鹽運(yùn)輸?shù)妮攲?dǎo)組織。3、果膠類5、蛋白質(zhì)與酶

細(xì)胞壁中最早被發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)是伸展蛋白，它是一類富含羥脯氨酸的糖蛋白(HRGP)，大約由300個(gè)氨基酸殘基組成，這類蛋白質(zhì)中羥脯氨酸(Hyp)含量特別高。6、礦質(zhì)

細(xì)胞壁的礦質(zhì)元素中最重要的是鈣。細(xì)胞壁為植物細(xì)胞最大的鈣庫(kù)。鈣調(diào)素(calmodulin,CaM)在細(xì)胞壁中也被發(fā)現(xiàn)，如在小麥細(xì)胞壁中已檢測(cè)出水溶性及鹽溶性兩種鈣調(diào)素。5、蛋白質(zhì)與酶果膠分子間的鈣橋酸性果膠分子糖蛋白中性果膠分子微纖絲半纖維素分子果膠分子間的鈣橋酸性果膠分子糖蛋白中性果膠分子微纖絲半纖維素四、細(xì)胞壁的功能

1、維持細(xì)胞形狀，控制細(xì)胞生長(zhǎng)

細(xì)胞壁增加了細(xì)胞的機(jī)械強(qiáng)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(xì)胞具有一定的形狀，這不僅有保護(hù)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，細(xì)胞壁控制著細(xì)胞的生長(zhǎng)，因?yàn)榧?xì)胞擴(kuò)大和伸長(zhǎng)的前提是要使細(xì)胞壁松馳和不可逆伸展。四、細(xì)胞壁的功能1、維持細(xì)胞形狀，控制細(xì)胞生長(zhǎng)2、物質(zhì)運(yùn)輸與信息傳遞細(xì)胞壁允許離子、多糖等小分子和低分子量的蛋白質(zhì)通過(guò)，而將大分子或微生物等阻于其外。

細(xì)胞壁參與了物質(zhì)運(yùn)輸、降低蒸騰作用、防止水分損失（次生壁、表面的蠟質(zhì)等）、植物水勢(shì)調(diào)節(jié)等一系列生理活動(dòng)。細(xì)胞壁上紋孔或胞間連絲的大小受細(xì)胞生理年齡和代謝活動(dòng)強(qiáng)弱的影響，故細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞間物質(zhì)的運(yùn)輸具有調(diào)節(jié)作用。細(xì)胞壁也是化學(xué)信號(hào)（激素、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等）、物理信號(hào)（電波、壓力等）傳遞的介質(zhì)與通路。2、物質(zhì)運(yùn)輸與信息傳遞細(xì)胞壁允許離子、多糖等小分子和低分子量3、防御與抗性細(xì)胞壁中一些寡糖片段能誘導(dǎo)植保素（phytoalexin）的形成，它們還對(duì)其它生理過(guò)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（oligosaccharin）。寡糖素會(huì)使負(fù)責(zé)合成抑制霉菌生長(zhǎng)的抗菌素的基因活化而產(chǎn)生抗菌素。多種寡糖素的功能復(fù)雜多樣，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；有的寡糖素可使植物產(chǎn)生過(guò)敏性死亡，使得病原物不能進(jìn)一步擴(kuò)散；還有的寡糖素參與調(diào)控植物的形態(tài)建成。細(xì)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。3、防御與抗性細(xì)胞壁中一些寡糖片段能誘導(dǎo)植保素（phytoa4、其他功能細(xì)胞壁中的酶類廣泛參與細(xì)胞壁高分子的合成、轉(zhuǎn)移、水解、細(xì)胞外物質(zhì)輸送到細(xì)胞內(nèi)以及防御作用等。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞壁還參與了植物與根瘤菌共生固氮的相互識(shí)別作用，此外，細(xì)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(guò)程中的識(shí)別反應(yīng)。并非所有細(xì)胞的細(xì)胞壁都具有上述功能，每一類細(xì)胞的細(xì)胞壁功能都是由其特定的組成和結(jié)構(gòu)決定的。4、其他功能細(xì)胞壁中的酶類廣泛參與細(xì)胞壁高分子的合成、轉(zhuǎn)移、五、細(xì)胞壁的生長(zhǎng)和特化初生壁以充填生長(zhǎng)的方式，次生壁以附加生長(zhǎng)的方式。細(xì)胞壁的特化：細(xì)胞生長(zhǎng)分化過(guò)程中，有些細(xì)胞原生質(zhì)常分泌一些性質(zhì)特殊的物質(zhì)，增加到細(xì)胞壁中（內(nèi)鑲-木質(zhì)、礦質(zhì)），或存在于細(xì)胞壁的外表面（復(fù)飾-角、蠟、木栓和孢粉素等），使細(xì)胞壁的組成、物理性質(zhì)和功能發(fā)生變化。常見特化有：木化、角化、栓化、礦化.五、細(xì)胞壁的生長(zhǎng)和特化初生壁以充填生長(zhǎng)的方式，木化指木質(zhì)素滲透到細(xì)胞壁中，加大細(xì)胞壁的硬度，增強(qiáng)細(xì)胞的支持力量。如：導(dǎo)管，管胞，纖維細(xì)胞，石細(xì)胞。木化角化指在表皮接觸空氣的一面壁上形成覆于壁外的角質(zhì)（一種脂肪酸）膜。不透水，但可透光?？蓽p少植物體水分損失；防止機(jī)械損傷、昆蟲攝食和病菌侵染；也能調(diào)節(jié)植物體溫。右圖：夾竹桃葉的橫切面，示厚的角質(zhì)層。角化栓化為木栓質(zhì)（脂肪酸）滲入細(xì)胞壁引起的變化。栓化后，細(xì)胞失去透水，通氣能力。原生質(zhì)體最終解體成為死細(xì)胞。增強(qiáng)保護(hù)作用。右圖：桃莖橫切，示木栓層的栓化細(xì)胞。栓化礦化是細(xì)胞壁滲入礦物質(zhì)而引起的變化，最常見的礦物質(zhì)有碳酸鈣和二氧化硅等。礦化能增強(qiáng)細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度，提高抗倒伏和抗病蟲能力。礦化第四節(jié)細(xì)胞間聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)—紋孔與胞間連絲細(xì)胞壁形成次生壁時(shí)并非全面地增厚。在一些位置上不沉積次生壁物質(zhì)，這種未增厚的區(qū)域成為紋孔。相鄰兩個(gè)細(xì)胞壁上的紋孔往往成對(duì)地發(fā)生，形成紋孔時(shí)，紋孔對(duì)中間的胞間層和兩側(cè)的初生壁，合稱紋孔膜。由次生壁圍成的紋孔腔穴，叫做紋孔腔。一、紋孔第四節(jié)細(xì)胞間聯(lián)絡(luò)結(jié)構(gòu)—紋孔與胞間連絲細(xì)胞壁形成次生壁時(shí)并具緣紋孔：紋孔腔呈圓錐形。單紋孔：紋孔腔呈圓筒形。具緣紋孔：紋孔腔呈圓錐形。單紋孔：紋孔腔呈圓筒形。二、胞間連絲（plasmodesma）胞間連絲是穿過(guò)細(xì)胞壁的細(xì)胞質(zhì)細(xì)絲。相鄰細(xì)胞一般有胞間連絲相連，使整個(gè)植物體連成統(tǒng)一整體，傳遞物質(zhì)和信息，也傳遞病毒。二、胞間連絲（plasmodesma）胞間連絲是穿過(guò)細(xì)胞壁的1、胞間連絲的結(jié)構(gòu)當(dāng)細(xì)胞板尚未完全形成時(shí)，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的片段或分支，以及部分原生質(zhì)絲（約400nm）留在未完全合并的成膜體中的小囊泡之間，以后便成為兩個(gè)子細(xì)胞的管狀聯(lián)絡(luò)孔道，這種穿越細(xì)胞壁、連接相鄰細(xì)胞原生質(zhì)（體）的管狀通道被稱為胞間連絲。胞間連絲的超顯微結(jié)構(gòu)1、胞間連絲的結(jié)構(gòu)當(dāng)細(xì)胞板尚未完全形成時(shí)，

細(xì)胞中的胞間連絲

（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。

二、胞間連絲的功能(物質(zhì)交換相鄰細(xì)胞的原生質(zhì)可通過(guò)胞間連絲進(jìn)行交換，使可溶性物質(zhì)（如電解質(zhì)和小分子有機(jī)物）、生物大分子物質(zhì)（如蛋白質(zhì)、核酸、蛋白核酸復(fù)合物）甚至細(xì)胞核發(fā)生胞間運(yùn)輸。信號(hào)傳遞通過(guò)胞間連絲可進(jìn)行體內(nèi)信息傳遞，物理信號(hào)、化學(xué)信號(hào)則可通過(guò)共質(zhì)體傳遞。在19世紀(jì)湯森(Townsend)將南瓜毛細(xì)胞置于高濃度的蔗糖溶液中使之發(fā)生質(zhì)壁分離(plasmolysis)，原生質(zhì)體由于急劇脫水收縮而被分離成兩團(tuán)原生質(zhì)。在2～3d后，具有細(xì)胞核一團(tuán)的原生質(zhì)外圍形成了新細(xì)胞壁，無(wú)細(xì)胞核的另一團(tuán)則無(wú)壁產(chǎn)生。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，如果無(wú)核的原生質(zhì)團(tuán)通過(guò)胞間連絲與鄰近細(xì)胞中具有核的原生質(zhì)團(tuán)相連，也能形成壁，這說(shuō)明胞間連絲有傳遞由核發(fā)出的成壁信號(hào)的作用，它對(duì)細(xì)胞的分化有很大作用。二、胞間連絲的功能(物質(zhì)交換相鄰細(xì)胞的原生質(zhì)可通過(guò)胞第五節(jié)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能生物膜（細(xì)胞膜）是指構(gòu)成細(xì)胞的所有膜的總稱。處于細(xì)胞質(zhì)外面的一層膜叫質(zhì)膜，也可叫原生質(zhì)膜；處于細(xì)胞質(zhì)中構(gòu)成各種細(xì)胞器的膜，叫內(nèi)膜。質(zhì)膜可由內(nèi)膜轉(zhuǎn)化而來(lái)（如子細(xì)胞的質(zhì)膜由高爾基體小泡融合而成）。生物膜是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的基本形式，它對(duì)酶催化反應(yīng)的有序進(jìn)行和整個(gè)細(xì)胞的區(qū)域化都提供了一個(gè)必要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。生物膜的功能是多種多樣的，如細(xì)胞的物質(zhì)代謝、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞等都與生物膜有關(guān)。第五節(jié)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能生物膜（細(xì)胞膜）是指構(gòu)成細(xì)胞的植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件一、生物膜的化學(xué)組成在真核細(xì)胞中，膜結(jié)構(gòu)占整個(gè)細(xì)胞干重的70%～80%。生物膜由蛋白質(zhì)、脂類、糖和無(wú)機(jī)離子等組成。蛋白質(zhì)約占60%～65%，脂類占25%～40%，糖占5%。脂類與蛋白質(zhì)的比例，因不同細(xì)胞、細(xì)胞器或膜層而相差很大。功能復(fù)雜的膜，其蛋白質(zhì)含量可達(dá)80%，而有的只占20%左右。由于脂類分子的體積比蛋白質(zhì)分子的小得多，因此生物膜中的脂類分子的數(shù)目總是遠(yuǎn)多于蛋白質(zhì)分子的數(shù)目。一、生物膜的化學(xué)組成在真核細(xì)胞中，膜結(jié)構(gòu)占整個(gè)細(xì)胞干重的70二、生物膜的功能

在生命起源的最初階段，正是有了脂性的膜，才使生命物質(zhì)——蛋白質(zhì)與核酸獲得與周圍介質(zhì)隔離的屏障而保持聚集和相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，繼之才有細(xì)胞的發(fā)展。1、分室作用

細(xì)胞的膜系統(tǒng)把細(xì)胞內(nèi)的空間分隔，使細(xì)胞內(nèi)部區(qū)域化，即形成各種細(xì)胞器，從而使細(xì)胞的代謝活動(dòng)“按室進(jìn)行”。各區(qū)域內(nèi)均具特定的pH、電位、離子強(qiáng)度和酶系等。同時(shí)，由于內(nèi)膜系統(tǒng)的存在，又將各個(gè)細(xì)胞器聯(lián)系起來(lái)共同完成各種連續(xù)的生理生化反應(yīng)。二、生物膜的功能在生命起源的2、代謝反應(yīng)的場(chǎng)所

細(xì)胞內(nèi)的許多生理生化過(guò)程在膜上有序進(jìn)行。如光合作用的光能吸收、電子傳遞和光合磷酸化、呼吸作用的電子傳遞及氧化磷酸化過(guò)程分別是在葉綠體的光合膜和線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行的。3、物質(zhì)交換

質(zhì)膜對(duì)物質(zhì)的透過(guò)具有選擇性，控制膜內(nèi)外進(jìn)行物質(zhì)交換。如質(zhì)膜可通過(guò)擴(kuò)散、離子通道、主動(dòng)運(yùn)輸及內(nèi)吞外排等方式來(lái)控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞。各種細(xì)胞器上的膜也通過(guò)類似方式控制其小區(qū)域與胞質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)交換。2、代謝反應(yīng)的場(chǎng)所4、識(shí)別功能

質(zhì)膜上的多糖鏈分布于其外表面，似“觸角”一樣能夠識(shí)別外界物質(zhì)，并可接受外界的某種刺激或信號(hào)，使細(xì)胞作出相應(yīng)的反應(yīng)。例如，花粉粒外壁的糖蛋白與柱頭細(xì)胞質(zhì)膜的蛋白質(zhì)可進(jìn)行識(shí)別反應(yīng)。膜上還存在著各種各樣的受體，能感應(yīng)刺激，傳導(dǎo)信息，調(diào)控代謝。4、識(shí)別功能第六節(jié)細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞器第六節(jié)細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞器一、細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)是指質(zhì)膜以內(nèi)細(xì)胞核以外的部分。細(xì)胞質(zhì)中除了細(xì)胞器之外，還包含細(xì)胞質(zhì)骨架和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（胞基質(zhì)）。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)為無(wú)色透明均一的膠體物質(zhì)，其中含有與糖類、脂類代謝以及蛋白質(zhì)合成等重要生命活動(dòng)有關(guān)的反應(yīng)物和產(chǎn)物。細(xì)胞器(Cytoplasm)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體、溶酶體、線粒體、葉綠體、微體、液泡、細(xì)胞骨架、鞭毛。一、細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)是指質(zhì)膜以內(nèi)細(xì)胞核以外的部二內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum）單層膜。一般真核細(xì)胞中都有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，只有少數(shù)高度分化真核細(xì)胞，如人的紅細(xì)胞以及原核細(xì)胞中沒(méi)有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種復(fù)雜的內(nèi)膜結(jié)構(gòu)，它是由單層膜圍成的扁平囊狀的腔或管，這些管腔彼此之間以及與核被膜之間是相連通的。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)按功能分為糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（roughER）和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smoothER）兩類。二、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum）糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)二內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmicreticulum）單層植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有核糖體，蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所。主要功能：合成分泌性蛋白質(zhì)、膜蛋白以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和溶酶體中的蛋白質(zhì)；合成蛋白質(zhì)的糖基化修飾及其折疊與裝配；

參與制造更多的膜。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上沒(méi)有核糖體，但是在膜上卻鑲嵌著許多具有活性的酶。主要功能：合成脂類，包括脂肪、磷脂和甾醇等。

糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有核糖體，蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所。主要功能：合成分泌性蛋白三、高爾基體（Golgiapparatus）高爾基體是由單層膜圍成的扁平囊和小泡，成堆的囊并不像內(nèi)質(zhì)網(wǎng)那樣相互連接。在一個(gè)細(xì)胞中高爾基體只有少數(shù)幾堆。功能：

1.是細(xì)胞分泌物的最后加工和包裝場(chǎng)所，分泌泡通過(guò)外排作用排出細(xì)胞外。

2.能合成多糖，如粘液，植物細(xì)胞的各種細(xì)胞外多糖。

形成面成熟面空腔分泌小泡三、高爾基體（Golgiapparatus）高爾基體是由植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件四、溶酶體（lysosomes）溶酶體是由高爾基體斷裂產(chǎn)生，單層膜包裹的小泡，數(shù)目可多可少，大小也不等。含有60多種能夠水解多糖，磷脂，核酸和蛋白質(zhì)的酸性酶，這些酶有的是水溶性的，有的則結(jié)合在膜上。根據(jù)溶酶體完成其生理功能的不同階段，大致可分為：初級(jí)溶酶體，次級(jí)溶酶體和殘余小體。四、溶酶體（lysosomes）溶酶體是由高爾基體斷裂產(chǎn)生溶酶體的功能：一是與食物泡融合，將細(xì)胞吞噬進(jìn)的食物或致病菌等大顆粒物質(zhì)消化成生物大分子，殘?jiān)ㄟ^(guò)外排作用排出細(xì)胞；二是在細(xì)胞分化過(guò)程中，某些衰老細(xì)胞器和生物大分子等陷入溶酶體內(nèi)并被消化掉，這是機(jī)體自身重新組織的需要，自溶作用。溶酶體的功能：植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件五、線粒體（mitochondria）線粒體具有雙層膜結(jié)構(gòu)，外膜是平滑而連續(xù)的界膜；內(nèi)膜反復(fù)延伸折入內(nèi)部空間，形成嵴。內(nèi)外膜不相通，形成膜腔。光鏡下，線粒體成顆粒狀或短桿狀，橫徑0.2um～8um，細(xì)菌大小。線粒體是細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的重要部位，是細(xì)胞內(nèi)動(dòng)力工廠或能量轉(zhuǎn)換器。線粒體具有半自主性，腔內(nèi)有成環(huán)狀的DNA分子和70S核糖體，它們都能自行分化，但是部分蛋白質(zhì)還要在胞質(zhì)內(nèi)合成。外膜嵴基質(zhì)膜間隙內(nèi)膜五、線粒體（mitochondria）線粒體具有雙層膜結(jié)構(gòu)植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件六、質(zhì)體基粒類囊體內(nèi)膜外膜1、葉綠體

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。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?；?nèi)的某些類囊體向外伸展，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，稱為基粒片層。六、質(zhì)體基粒類囊體內(nèi)膜外膜1、葉綠體

高等植物的葉綠體在個(gè)體發(fā)育上，葉綠體由前質(zhì)體發(fā)育而成。類囊體膜上有光合作用的色素和電子傳遞系統(tǒng)。在綠色植物和藻類中普遍存在的葉綠體是光合作用場(chǎng)所。葉綠體有自己特有的雙鏈環(huán)狀DNA、核糖體和進(jìn)行蛋白質(zhì)生物合成的酶，能合成出一部分自己所必需的蛋白質(zhì)，因此葉綠體內(nèi)共生起源假說(shuō)為許多人所認(rèn)可。在個(gè)體發(fā)育上，葉綠體由前質(zhì)體發(fā)育而成。2、有色體

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。2、有色體3、白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。在植物發(fā)育過(guò)程中，質(zhì)體可以相互轉(zhuǎn)化。3、白色體七、微體（microbodies）單層膜囊泡狀小體，與溶酶體功能相似，但所含的酶不同于溶酶體。幫助多種物質(zhì)轉(zhuǎn)換成別的物質(zhì)。過(guò)氧化物酶體

酶可將脂肪酸氧化分解，產(chǎn)生過(guò)氧化氫，與光呼吸有關(guān)。乙醛酸循環(huán)體

存在于富含脂類的植物細(xì)胞中，其中一些酶能將脂肪酸和油轉(zhuǎn)換成糖，以供植物早期生長(zhǎng)需求。七、微體（microbodies）單層膜囊泡狀小體，與溶酶八、液泡

是在細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中由小的液泡融合而成的，是單層膜包圍的充滿水液的泡。含有無(wú)機(jī)鹽、氨基酸、糖類以及各種色素等代謝物，甚至還含有有毒化合物，并處于高滲狀態(tài)，使細(xì)胞處于吸漲飽滿的狀態(tài)。液泡的形成八、液泡是在細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中由小的液泡融合而成的，是九、核糖體（ribosome）核糖體是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器，主要成分是蛋白質(zhì)（60%）和RNA（40%）。核糖體主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，在細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、葉綠體和線粒體中也有存在。由大小兩個(gè)亞單位（亞基）組成。附在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體所合成的蛋白質(zhì)被分泌在細(xì)胞外；游離在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體合成細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)。九、核糖體（ribosome）核糖體是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的細(xì)植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件十、細(xì)胞骨架（cytoskeleton）真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中普遍存在。由蛋白質(zhì)纖維組成的三維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，包括有微管、微絲和中間纖維。細(xì)胞質(zhì)中各種細(xì)胞器、酶和很多蛋白質(zhì)都是固定在細(xì)胞質(zhì)骨架上，使之有條不紊地執(zhí)行各自的功能。細(xì)胞質(zhì)骨架網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)于細(xì)胞形態(tài)構(gòu)建，細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，物質(zhì)運(yùn)輸，能量轉(zhuǎn)換，信息傳遞，細(xì)胞分化和細(xì)胞轉(zhuǎn)化等起著重要的作用。

十、細(xì)胞骨架（cytoskeleton）真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中普植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件1、微絲(microfilaments)微絲（肌動(dòng)蛋白纖維）是指真核細(xì)胞中由肌動(dòng)蛋白組成的骨架纖維，纏繞成雙螺旋狀。功能：維持細(xì)胞形狀，胞質(zhì)環(huán)流和阿米巴運(yùn)動(dòng)（染色體移動(dòng)和葉綠體運(yùn)動(dòng)等），胞質(zhì)分裂，物質(zhì)運(yùn)輸?shù)取?、微絲(microfilaments)微絲（肌動(dòng)蛋白纖維）2、微管(microtuble)由α，β兩種類型的微管蛋白亞基組成，形成微管蛋白二聚體，是微管裝配的基本單位。微管是由微管蛋白二聚體組成的長(zhǎng)管狀細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，微管壁由13個(gè)原纖維排列組成，微管可裝配成單管，二聯(lián)管（纖毛和鞭毛中），三聯(lián)管（中心粒和基體中）。微管的功能：維持細(xì)胞形態(tài)，參與細(xì)胞壁形成和生長(zhǎng)，細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸，鞭毛運(yùn)動(dòng)和纖毛運(yùn)動(dòng)，紡錘體和染色體運(yùn)動(dòng)。

2、微管(microtuble)由α，β兩種類型的微管蛋白亞植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件3、中間纖維(Intermediatefilaments)中間纖維是柔韌性很強(qiáng)的蛋白質(zhì)絲，中空管狀。中間纖維與微管關(guān)系密切，可能對(duì)微管裝配和穩(wěn)定有作用；對(duì)細(xì)胞剛性有支持作用；與細(xì)胞分化，細(xì)胞內(nèi)信息傳遞，核內(nèi)基因傳遞，核內(nèi)基因表達(dá)等重要生命活動(dòng)過(guò)程有關(guān)。

3、中間纖維(Intermediatefilaments)十鞭毛、纖毛和中心粒（flagellum,cilium,centrioles）

鞭毛和纖毛是細(xì)胞表面的附屬物，功能是運(yùn)動(dòng)。鞭毛和纖毛的基本結(jié)構(gòu)相同，主要區(qū)別在于長(zhǎng)度和數(shù)量。鞭毛長(zhǎng)但少，纖毛短，常覆蓋細(xì)胞全部表面，兩者的基本結(jié)構(gòu)都是微管。基部與埋藏在細(xì)胞質(zhì)中的基粒（9+2）相連。中心粒，結(jié)構(gòu)與基粒相似，埋藏在中心體中，許多微管都發(fā)自這里。十一、鞭毛、纖毛和中心粒（flagellum,cilium,centrioles）十鞭毛、纖毛和中心粒（flagellum,cilium植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件十二、胞質(zhì)溶膠（cytosol）細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞器以外的液體部分。富含蛋白質(zhì)，占細(xì)胞內(nèi)的25～50%；含有多種酶，是細(xì)胞代謝活動(dòng)的場(chǎng)所；還有各種細(xì)胞內(nèi)含物，如脂肪細(xì)胞的脂肪滴、色素粒等。十二、胞質(zhì)溶膠（cytosol）細(xì)胞質(zhì)中除細(xì)胞器以外的液體部十三、細(xì)胞核細(xì)胞核是由核膜、核仁和核質(zhì)構(gòu)成的。

核膜包圍在細(xì)胞核的外面（內(nèi)外兩層，外膜有核糖體附著），它把細(xì)胞質(zhì)和核內(nèi)的物質(zhì)分開。在核膜上有許多小孔，叫做核孔。核孔是某些大分子的運(yùn)輸孔道。十三、細(xì)胞核細(xì)胞核是由核膜、核仁和核質(zhì)構(gòu)成的。核仁折光性很強(qiáng)的勻質(zhì)球體，1-3個(gè)；是合成加工和裝配核糖體亞單位的重要場(chǎng)所。核質(zhì)由染色質(zhì)和核液組成。堿性染料染色深的部分-異染色質(zhì)；淺的部分-常染色質(zhì)。染色質(zhì)由核小體（8個(gè)組蛋白分子）連接組成（8-1-8）。核仁折光性很強(qiáng)的勻質(zhì)球體，1-3個(gè)；是合成加工和裝細(xì)胞分裂間期，細(xì)長(zhǎng)的絲交織成網(wǎng)狀，這些絲狀物質(zhì)就是染色質(zhì)。細(xì)胞分裂期，長(zhǎng)絲狀的染色質(zhì)高度螺旋化，縮短變粗，形成染色體。有絲分裂結(jié)束時(shí)，染色體逐漸解開螺旋，又恢復(fù)到細(xì)絲狀染色質(zhì)的形態(tài)。因此，染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在不同時(shí)期細(xì)胞中的兩種形態(tài)。細(xì)胞分裂間期，細(xì)長(zhǎng)的絲交織成網(wǎng)狀，這些絲狀物質(zhì)就是染色質(zhì)。核的功能是細(xì)胞遺傳與代謝的控制中心；遺傳物質(zhì)DNA貯存和復(fù)制的場(chǎng)所；在核仁中形成細(xì)胞質(zhì)的核糖體亞單位；控制植物體的遺傳性狀。核的功能是細(xì)胞遺傳與代謝的控制中心；十四、細(xì)胞后含物植物細(xì)胞在代謝過(guò)程中，不僅為生長(zhǎng)分化提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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。這些稱為后含物。常見的貯藏物質(zhì)有：淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)。后含物與人類生活關(guān)系密切。

十四、細(xì)胞后含物植物細(xì)胞在代謝過(guò)程中，不僅為生長(zhǎng)分化提供營(yíng)養(yǎng)淀粉

植物細(xì)胞中最普遍的貯藏物質(zhì)。淀粉常呈顆粒狀，稱為淀粉粒。光合作用產(chǎn)生的葡萄糖在葉綠體中聚合成同化淀粉轉(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。淀粉粒中間有臍，圍繞臍形成許多同心的層次--輪紋。分單粒、復(fù)粒和半復(fù)粒。單粒為有一個(gè)臍和許多輪紋圍繞。復(fù)粒有2個(gè)以上臍和各自輪紋。半復(fù)粒是在復(fù)?；A(chǔ)上外圍有共同的輪紋。淀粉粒主要存在于種子的胚乳，甘薯、蘿卜等地下肉質(zhì)根。不同植物淀粉粒的大小、形狀和臍點(diǎn)位置可作為商品檢驗(yàn)、生藥鑒定的依據(jù)。淀粉植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件蛋白質(zhì)

貯藏蛋白質(zhì)以多種形式存在于植物細(xì)胞中，集中在一層細(xì)胞內(nèi)（糊粉層）。簡(jiǎn)單糊粉粒內(nèi)含無(wú)定形蛋白質(zhì)，禾本科植物籽粒糊粉層中；復(fù)雜糊粉粒蓖麻、油桐的胚乳糊粉粒內(nèi)，除無(wú)定形蛋白質(zhì)外，還含有蛋白質(zhì)擬晶體和非蛋白質(zhì)的球狀體（蛋白質(zhì)與磷酸鈣鎂構(gòu)成）。蛋白質(zhì)

植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件油和脂肪植物細(xì)胞中，油和脂肪或多或少都存在，但通常是存在油料植物種子或果實(shí)中，由造油體合成。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Ⅲ染色

。油和脂肪晶體和硅質(zhì)小體

在植物細(xì)胞內(nèi)，?？梢姷礁鞣N形狀的晶體，晶體常為草酸鈣，形狀多樣，常沉積在液泡內(nèi)。晶體常認(rèn)為是排泄的廢物。禾本科、莎草科植物莖，葉表皮細(xì)胞內(nèi)常含有二氧化硅的晶體。晶體和硅質(zhì)小體植物學(xué)第第一章植物細(xì)胞與組織-1課件丹寧和色素丹寧是一類酚類化合物，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)胞中。丹寧被認(rèn)為有保護(hù)作用。用刀切開蘋果后變黑，證明有單寧。色素除存在于質(zhì)體中的葉綠素、類胡蘿卜素，還