植物學(xué)復(fù)習(xí)材料教案

結(jié)論

植物學(xué)(Botany)：主要研究植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能、生長發(fā)育的基本特性、植物多樣性及植物與環(huán)境之間的關(guān)系。

一、植物的多樣性

1.植物總數(shù)：50余萬種。

2.分布范圍：極其廣大。熱帶、溫帶、寒帶至南北兩極；平原、丘陵至高山：海洋、湖泊、沼澤至陸地。

3.細(xì)胞組成：單細(xì)胞、群體、多細(xì)胞。

4.演化趨勢：水生到陸生，低等到高等，簡單到復(fù)雜。

5.植物的功能：

綠色植物體內(nèi)具有葉綠素，吸收太陽光能，呈現(xiàn)綠色一大類植物。光合作用。

非綠色植物：不具葉綠素的一大類植物。礦化作用。

二、植物界

生物的分界

地球上生活著的生物約有200萬種，但每年還有許多新種被發(fā)現(xiàn)，估計(jì)生物的總數(shù)可達(dá)2000萬種以上。

對這么寵大的生物類群，必須將它們分門別類進(jìn)行系統(tǒng)的整理，這就是分類學(xué)的任務(wù)。

1.二界分類

公元前300多年，古希臘的亞里士多德將生物分為二界，

植物界

動(dòng)物界

林奈(CarolusLinnaeus,1707—1778),1735年發(fā)表自然系統(tǒng)(SystemaNaturae)：植物界和動(dòng)物界。

2,三界分類

1866年德國生物學(xué)家?？藸?E.Haeckel)提出三界分類法：

原生生物界：單細(xì)胞動(dòng)物、細(xì)菌、真菌、多細(xì)胞藻類。

植物界

動(dòng)物界

3.四界分類

由美國人科帕蘭(Copeland)提出。

原核生物界：包括藍(lán)藻和細(xì)菌、放線菌、立克次氏體、螺旋體、支原體等多種微生物。

原生生物界：包括原生動(dòng)物和單細(xì)胞的藻類。

動(dòng)物界

植物界

1959年，魏泰克(R.H.Whittaker)提出。

植物界，動(dòng)物界，真菌界和原生生物界。

4.五界分類

1969年美國學(xué)者魏泰克提出五界分類法：植物界，動(dòng)物界，真菌界，原生生物界和原核生物界

原核生物界：細(xì)菌、立克次體、支原體、藍(lán)藻。

特點(diǎn)：環(huán)狀DNA位于細(xì)胞質(zhì)中，不具成形的細(xì)胞核，細(xì)胞器無膜，為原核生物。細(xì)胞進(jìn)行無絲分裂。

原生生物界：單細(xì)胞的原生動(dòng)物、藻類。

特點(diǎn)：細(xì)胞核具核膜的單細(xì)胞生物，細(xì)胞內(nèi)有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂。

真菌界：真菌，包括藻菌、子囊菌、擔(dān)子菌和半知菌等。

特點(diǎn)：細(xì)胞具細(xì)胞壁，無葉綠體，不能進(jìn)行光合作用。無根、莖、葉的分化。營腐生和寄生生活，營養(yǎng)方式為分解吸收型,

在食物鏈中為還原者。

植物界：包括進(jìn)行光合作用的多細(xì)胞植物。

特點(diǎn)：具有葉綠體，能進(jìn)行光合作用。營養(yǎng)方式：自養(yǎng)，為食物的生產(chǎn)者。

動(dòng)物界：包括所有的多細(xì)胞動(dòng)物。

特點(diǎn)：營養(yǎng)方式：異養(yǎng)。為食物的消費(fèi)者。

5.六界分類

1977年，我國生物學(xué)家陳世腺提出了六界分類系統(tǒng)：

I非細(xì)胞生物

病毒界

n原核生物

細(xì)菌界

藍(lán)藻界

in真核生物

植物界

動(dòng)物界

真菌界

三、植物的重要性

（-）推動(dòng)地球和生物的發(fā)展

地球約在46億年前形成。原始的地球缺乏氧氣，存在許多還原性氣體如Hz、NH3、CH4、zm（HzO）,也可能自CO2>H2S

等。缺乏臭氧層的保護(hù)，紫外線輻射很強(qiáng)。

地球形成到5.7億年前為前寒武紀(jì)。

在41億年前出現(xiàn)最早的結(jié)晶礦物。

在38億年前出現(xiàn)沉積巖。

20世紀(jì)50年代以前，古生物學(xué)家在前寒武紀(jì)地層找不到動(dòng)植物化石。以后，科學(xué)家通過顯微鏡，找到并確認(rèn)沉積巖中存

在微體古生物化石，是一些細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）等。

最早的生物化石存在于34億年前的南非燧石層中，是一種能進(jìn)行光合作用的藍(lán)細(xì)菌。

（-）合成有機(jī)物質(zhì)，貯存能量

光合作用，把簡單的無機(jī)物、水和二氧化碳合成復(fù)雜的有機(jī)物（化學(xué)能）一一糖類，再進(jìn)一步同化為脂類、蛋白質(zhì)等物質(zhì)。

（三）促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)，維持生態(tài)平衡

氧的循環(huán)、碳的循環(huán)、氮的循環(huán)和其它元素的循環(huán)。

氮?dú)庾兂珊衔铮恢参镂蘸铣傻鞍踪|(zhì)；動(dòng)物食用后變成動(dòng)物蛋白。

生物有機(jī)體死亡后，被分解為氨。一部分氨成為鐵鹽，一部分氨經(jīng)硝化細(xì)菌的硝化作用形成硝酸鹽，二者均可被植物吸收利

用。環(huán)境中的硝酸鹽由反硝化細(xì)菌的反硝化作用再度釋放出氮?dú)夂脱趸瘉喌?/p>

（四）人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)

1.衣食住行

2.農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)

植物多樣性是天然基因庫，是引種馴化和抗病育種等的寶貴資源。

3.工業(yè)

食品、制糖、油脂、紡織、造紙、橡膠、油漆、釀造、石油、冶金、煤炭等都需植物原料或參與。

4.醫(yī)藥

藥用植物，生物堿，抗生素。

此外，水土保持、土壤改良、園林綠化、環(huán)境保護(hù)、污染治理等方面，植物資源的影響十分重要和深遠(yuǎn)。

（五）植物與人類的三大難題

人口、資源、環(huán)境是人類面臨的三大難題。

能源耗費(fèi)、資源枯竭、人口膨脹、糧食短缺、環(huán)境退化、生態(tài)因素失調(diào)都與植物資源的合理利用和保護(hù)有著直接或間接的關(guān)

系，因?yàn)橹参镌谌魏苇h(huán)境中，幾乎都是唯一的、第一級(jí)生產(chǎn)者（有時(shí)是二級(jí)生產(chǎn)者）。

1.植物新能源研究：代替石油和煤。

2.作物品種選育：提高糧食和其它農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。

3.保護(hù)植物資源：植被就是空調(diào)。

現(xiàn)狀：世界高等植物瀕危種類2?2.5萬種，占10%；

我國森林覆蓋率16%。

措施：保護(hù)植被，永續(xù)利用；植樹造林、綠化祖國：再造山川秀美的大西北、華北、東北、西南、東南，再造山川秀美的中

華，重塑地球形象。

四、植物學(xué)發(fā)展簡史及今后的發(fā)展趨勢

(-＞植物學(xué)發(fā)展簡史

1.描述植物學(xué)時(shí)期

時(shí)間17世紀(jì)前

內(nèi)容以認(rèn)識(shí)和描述植物為主，積累植物學(xué)的基本資料和發(fā)展栽培植物。對農(nóng)業(yè)栽培植物的發(fā)展起了重要作用。

方法以描述和比較為主。

重要事件

A公園前371-286,希臘，特奧弗拉斯托，植物的歷史，植物本原，500多種植物

B16世紀(jì)末：意大利，西沙爾比諾，提出以植物生殖器官為分類基礎(chǔ)。

C1665年，英,虎克發(fā)現(xiàn)細(xì)胞

D1690年，英,雷給物種下定義，依據(jù)花和營養(yǎng)器官的性狀分類

2.實(shí)驗(yàn)植物學(xué)時(shí)期

時(shí)間18世紀(jì)到20世紀(jì)初

方法以實(shí)驗(yàn)方法為主，了解植物生命活動(dòng)過程。

內(nèi)容已形成植物形態(tài)學(xué)，植物分類學(xué)和植物生理學(xué)等分支學(xué)科。

重要事件

A18世紀(jì)，林奈，自然系統(tǒng)

B19世紀(jì)，德，施萊登和施旺，細(xì)胞學(xué)說

C達(dá)爾文，物種起源

D孟德爾，摩爾根

3.現(xiàn)代植物學(xué)時(shí)期

時(shí)間20世紀(jì)初至今

內(nèi)容分子生物學(xué)時(shí)期，應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)從分子水平研究植物生命現(xiàn)象。

重要事件

A1954年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

B1972年，分子克隆技術(shù)誕生

C植物發(fā)育基因的克隆與功能鑒定

D離體培養(yǎng)與發(fā)育

E雙子葉模式植物擬南芥全基因組測序

F單子葉模式植物水稻全基因組測序

4.當(dāng)代植物學(xué)發(fā)展趨勢

兩極分化及融合

植物學(xué)科中的各分支學(xué)科彼此交叉滲透，界限逐漸淡化，與其它學(xué)科的交叉滲透進(jìn)一步加強(qiáng)，基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)用于植

物學(xué)研究。

5.我國植物學(xué)研究

2000年前，詩經(jīng)：200多種植物

公園6世紀(jì)，北魏賈思勰：齊民要術(shù)

明代徐光啟：農(nóng)政全書(1639年)

明李時(shí)珍：本草綱目

清吳啟睿：植物名實(shí)圖考

清李善蘭：植物學(xué)

1999年：中國植物志

袁隆平：雜交水稻之父

水稻全基因組測序(和稻)

(二)植物學(xué)的分支學(xué)科

1.按內(nèi)容分

植物形態(tài)學(xué)(PlantMorphology)

植物分類學(xué)(PlantTaxonomy)

植物生理學(xué)(PlantPhysiology)

植物生態(tài)學(xué)(PlantEcology)

地植物學(xué)(Geobotany)

植物細(xì)胞學(xué)(PlantCytology)

植物分子生物學(xué)(PlantMolecularBiology)

植物基因組學(xué)(PlantGenomics)

2.按植物類群分

藻類學(xué)

真菌學(xué)

地衣學(xué)

苔薛學(xué)

蕨類學(xué)

種子植物學(xué)

3.按對象和方法分

經(jīng)濟(jì)植物學(xué)

藥用植物學(xué)

古植物學(xué)

植物病理學(xué)

植物地理學(xué)

放射植物學(xué)

(三)植物學(xué)發(fā)展趨勢

I、生物技術(shù)向植物學(xué)各領(lǐng)域滲透

2、應(yīng)用基礎(chǔ)方面的研究正在加強(qiáng)

3、在系統(tǒng)研究方面，應(yīng)用計(jì)算機(jī)為手段的模擬方面的研究

五、學(xué)習(xí)植物學(xué)的目的和方法

植物學(xué)是生物學(xué)的重要專業(yè)課，是農(nóng)林院校的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。

(-)目的

研究植物學(xué)的目的：了解植物的生活習(xí)性，掌握植物的生長發(fā)育、遺傳變異和分布的規(guī)律，從而控制、改良和利用植物，為

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和改善人類生活服務(wù)。

學(xué)習(xí)植物學(xué)的目的：掌握植物學(xué)的基本知識(shí)和基本技能，加深對植物的認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)農(nóng)學(xué)、果樹、園林花卉、植物保

護(hù)、草業(yè)科學(xué)等學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

(二)方法

1.樹立辯證的觀點(diǎn)：理解植物的組成與各器官之間、形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理功能之間、植物與環(huán)境之間的相互關(guān)系。

2.建立立體概念和動(dòng)態(tài)發(fā)育的觀點(diǎn)：理解植物有機(jī)體是一個(gè)整體，個(gè)體成長需要經(jīng)過一系列生長發(fā)育的過程。

3運(yùn)用系統(tǒng)進(jìn)化的觀點(diǎn)：物競天擇，由低級(jí)到高級(jí)，由簡單到復(fù)雜。植物種類繁多，類群復(fù)雜，是在自然界中經(jīng)過長期演化

的結(jié)果。

4.重視理論聯(lián)系實(shí)際：認(rèn)真細(xì)致地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，加強(qiáng)基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。

教科書給你的是抽象的文字描述和平面的圖像，授課教師僅僅是幫助你去理解教科書的內(nèi)容。每一位同學(xué)要運(yùn)用平面的

圖像、立體的思維、動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)、實(shí)踐的手段，加深對所學(xué)內(nèi)容的理解，為以后專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好堅(jiān)實(shí)的基

礎(chǔ)。

第一章植物細(xì)胞

細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的歷史軌跡

細(xì)胞發(fā)現(xiàn)的歷史：

1665,胡克(R.Hooke),死細(xì)胞

1667,列文?虎克(A.vanLeeuwenhoek)?活細(xì)胞

1831,布朗(R.Brown),細(xì)胞核

1838,施萊登(M.J.Schleiden),核仁

1839,浦金野(Purkinje),原生質(zhì)

1839,莫爾(H.von.Mohl),動(dòng)物細(xì)胞肉樣質(zhì)

顯微鏡下的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：20世紀(jì)初

電鏡下的細(xì)胞結(jié)構(gòu)：20世紀(jì)40年代

細(xì)胞學(xué)說：由德國植物學(xué)家Schleiden,MJ和動(dòng)物學(xué)家Schwann,T.于1838?1839年共同提出。

植物和動(dòng)物的組織都是由細(xì)胞構(gòu)成的；所有的細(xì)胞是由細(xì)胞分裂或融合而來的；卵和精子都是細(xì)胞；一個(gè)細(xì)胞可以分裂而形

成組織。

恩格斯高度評(píng)價(jià)了細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立，將其列為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一。

細(xì)胞學(xué)說的重要意義：

在細(xì)胞水平上提供了有機(jī)界統(tǒng)一的證據(jù)，證明了植物和動(dòng)物有著細(xì)胞這一共同的起源，為19世紀(jì)自然科學(xué)領(lǐng)域中辯證唯物

主義戰(zhàn)勝形而上學(xué)、唯心主義，提供了一個(gè)有力的證據(jù)：為近代生物科學(xué)的發(fā)展，接受生物界進(jìn)化的觀念準(zhǔn)備了條件，推動(dòng)了

近代生物學(xué)的研究。

細(xì)胞的研究技術(shù)：

光學(xué)顯微鏡：分辨率0.2微米(pm),有效放大倍數(shù)1200倍。用于研究細(xì)胞的主要顯微結(jié)構(gòu)。

超速離心機(jī)：分離活細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)部分，用于研究細(xì)胞各部分的生理功能。

顯微放射自顯影術(shù)(micn>radioautography)：對細(xì)胞代謝進(jìn)行動(dòng)態(tài)研究。

透射電子顯微鏡(transmissionelectronmicroscope,TEM)：分辨率1埃(A),有效放大倍數(shù)超過100萬倍。用于研究細(xì)

胞的超微結(jié)構(gòu)(ultrastrueturv)。

電鏡放射自顯影術(shù)(electronmicroscopicautoradiography)：用于研究細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。

掃描電子顯微鏡(scanningelectronmicroscope,SEM)：焦點(diǎn)深度大，用于觀察細(xì)胞、組織、器官、徇粉、器官發(fā)生、木材

結(jié)構(gòu)和斷面結(jié)構(gòu)等表面的三維立體圖像。

X射線衍射技術(shù)：研究生物大分子的空間結(jié)構(gòu)。

細(xì)胞顯微光譜分析技術(shù)：精確定量研究細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)。

顯微操作儀；

共聚焦顯微鏡；

細(xì)胞離體培養(yǎng)和細(xì)胞雜交技術(shù)等。

第一節(jié)細(xì)胞的基本特征

一、細(xì)胞的基本概念

細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位

細(xì)胞是代謝和功能的基本單位

細(xì)胞是生長發(fā)育的基礎(chǔ)

細(xì)胞是遺傳的基本單位，具有遺傳上的全能性，在一定條件下能發(fā)育新的個(gè)體。

亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)不是構(gòu)成植物體的單位

真核細(xì)胞(eukaryoticcell)與原核細(xì)胞(prokaryoticcell)

原核生物(prokaryote)和真核生物(eukaryote)?

病毒(virus)：是比細(xì)胞更簡單的生命有機(jī)體，也是目前已知的最小生命單位。它們只是由蛋白質(zhì)外殼包圍核酸芯子所

組成的，并不具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，可稱為非細(xì)胞的生命形態(tài)(non-celhilarformoflife)。

二、細(xì)胞的化學(xué)組成

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)。所有的原生質(zhì)有著相似的基本組成成分。

組成原生質(zhì)的化學(xué)元素及化合物

主要化學(xué)元素是：碳、氫、氧、氮占90%。

少量幾種元素是：硫、磷、鈉、鈣、鉀、鐵等。

極微量的其他化學(xué)元素：領(lǐng)、硅、磯、隹、鉆、銅、鋅、銅等。

上述元素構(gòu)成許多類化合物，可分為有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)兩類。

(一)水和無機(jī)鹽

水一般占細(xì)胞全重的60~90%o

液態(tài)的水：是溶劑，也是分散介質(zhì)。95%的水參入代謝，以游離水的形式存在，也有少量的結(jié)合水。

水含量的多少，影響原生質(zhì)的膠體狀態(tài)，水分多時(shí)，原生質(zhì)呈溶膠狀態(tài)，代謝活動(dòng)旺盛；水分少時(shí)，原生質(zhì)呈凝膠狀態(tài)，代

謝活動(dòng)緩慢。水的比熱大，能吸收大量的熱能，從而使原生質(zhì)的溫度不致過高，這對維持原生質(zhì)的生命活動(dòng)具有很大意義。

原生質(zhì)中還有溶于水中的氣體(如二氧化碳和氧等)、無機(jī)鹽以及許多呈離子狀態(tài)的元素，如鐵、銅、鋅、鐵、鎂、鉀、鈉、

氯等。

(二)有機(jī)化合物

蛋白質(zhì)、核酸、脂類和糖，以及極其微量的生理活躍物質(zhì)等。

1.蛋白質(zhì)(protein)：是極其重要的高分子有機(jī)化合物，含量僅次于水，占干重的60%。是原生質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，以酶等形式

起著重要的作用。除碳、氫、氧、氮等元素外，還含有硫、磷、碘、鐵、鋅等元素。

由很多較簡單的化合物一氨基酸(aminoacid)聚合形成的高分子長鏈化合物。氨基酸有20多種。由于氨基酸的數(shù)量、種類、

排列順序……等方面的差異，可形成各種各樣的蛋白質(zhì)。

脂蛋白、核蛋白和色素蛋白。

酶(enzyme)是生化反應(yīng)的催化劑，多數(shù)情況下，一種酶只能催化一種反應(yīng)。一個(gè)細(xì)胞約有3000種酶，原生質(zhì)的不同部分

或結(jié)構(gòu)的特定功能，就和所含的特定酶有關(guān)。

酶的非蛋白質(zhì)組分種類很多，如維生素、核甘酸或某些金屬等。

酶可以從細(xì)胞中分離出來，并仍保持其活性，這在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療等方面有廣泛的實(shí)用價(jià)值。

2.核酸(nucleicacid)：遺傳物質(zhì)，由許多單體一一核昔酸經(jīng)脫水聚合而成的高分子有機(jī)化合物。

單個(gè)核昔酸由一個(gè)含氯堿基、一個(gè)五碳糖和一個(gè)磷酸分子組成。

核酸中僅有五種含氮堿基，它們是兩種噂吟一腺噂吟（adenine,縮寫A）和鳥噂吟（guanine,縮寫G）；三種嗜嚏——

胞喀咤（cytosine,縮寫C）,胸腺嗜陡（thymine,縮寫T）和尿嗜咤（uracU,縮寫U）。

根據(jù)所含有的糖的不同，核酸可分為含有核糖的核糖核酸（libonucleicacid,縮寫RNA）和含有脫氧核糖的脫氧核糖核酸

（deoxyribonucleicacid,縮寫DNA）0

DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，是構(gòu)成染色體的遺傳物質(zhì)：RNA則主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，而在堿基種類上，DNA含A、G、C、

T等四種，在RNA中則以U代替T。在分子結(jié)構(gòu)上，RNA是以單鏈存在，而DNA則以雙鏈形式存在。

3.朦（Upid）：凡是經(jīng)水解后產(chǎn)生脂肪酸的物質(zhì)屬于脂類。它是一大類脂肪性質(zhì)的物質(zhì)，其共同特點(diǎn)是在水內(nèi)很難溶解。

（1）脂肪酸：飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸。

（2）中性脂肪和油：甘油三酯

（3）磷脂類：磷酸甘油酯

（4）其它脂類物質(zhì)：蠟、類固醇、拓。

口胡蘿卜素

脂類在原生質(zhì)中有的作為結(jié)構(gòu)物質(zhì)，有些脂類物質(zhì)形成角質(zhì)（cutin）>木栓質(zhì)（suberin）和蠟（wax）,有些脂類物質(zhì)，在

細(xì)胞生理上有活躍的作用，如類胡蘿卜素……等。

4.糖類（sacchaiidc）：糖類是光合作用的同化產(chǎn)物，參與構(gòu)成原生質(zhì)和細(xì)胞壁。是能源，也是原料。

糖類化合物含有碳、氫、氧三種元素?？煞譃閱翁?、雙糖和多糖三類。

單糖是不能用水解的方法再降解成更小糖單位的糖類。細(xì)胞內(nèi)最重要的單糖是五碳糖和六碳糖，前者如核糖和脫氧核糖，是

核酸的組成成分之一；后者如葡萄糖（a為2。6）,是細(xì)胞內(nèi)能量的主要來源。。

雙糖是由兩個(gè)單糖分子脫去一個(gè)水分子聚合而成，植物細(xì)胞中最重要的雙糖是蔗糖和麥芽糖。

多糖是由許多單糖分子，脫去相應(yīng)數(shù)目的水分子聚合而成的高分子糖類化合物，植物細(xì)胞中最重要的多糖有纖維素、淀

粉、果膠……等。

纖維素是細(xì)胞的最重要的構(gòu)架物質(zhì)，而淀粉是貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)，果膠物質(zhì)也是壁的組成成分之一。

多糖可分為兩類：

（1）營養(yǎng)儲(chǔ)備多糖：淀粉

直連淀粉：250—300葡萄糖

支連淀粉：1000以上葡萄糖

（2）結(jié)構(gòu)多糖：纖維素、果膠、半纖維素

5.生理活性的物質(zhì)：主要有酶、維生素、激素、抗菌素……等。

維生素（vitamin）：可分為脂溶性和水溶性兩大類。前者如維生素A、D、E、K等，后者如維生素B、C、P等。

激素（hormone）：生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、乙烯和脫落酸是植物體內(nèi)產(chǎn)生的五大類已知的激素。一般說來，低濃度

激素能促進(jìn)植物的生長，而高濃度抑制植物的生長。

抗菌素（antibiotic）：很多真菌和放線菌的細(xì)胞能產(chǎn)生抑制殺死某些微生物的物質(zhì)。如青霉素、鏈霉素、土霉素、金霉素等

以及農(nóng)業(yè)上防治稻瘟病、甘薯黑斑病等植物病害的各種抗菌素等。

溶膠一凝膠

生活的原生質(zhì)，必須從環(huán)境中吸收水分、空氣以及營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過一系列復(fù)雜的生理、生化作用，合成為構(gòu)成原生質(zhì)的物質(zhì)。

稱為同化作用（anabolism>assimilation）。

原生質(zhì)的某些物質(zhì)，不斷地分解,成為簡單的物質(zhì)，并且釋放出能量,供生命活動(dòng)的需要，這個(gè)過程稱為異化作用（catabolism,

dissimilation）。

同化和異化分別包含一系列合成和分解的生化反應(yīng)，共同構(gòu)成了原生質(zhì)的新陳代謝（metabolism）。

三、植物細(xì)胞的基本特征

（一）植物細(xì)胞的大小和形狀

細(xì)胞的形狀和大小取決于其遺傳性、生理功能、對環(huán)境的適應(yīng)以及分化狀態(tài)等。

1.細(xì)胞的大?。航^大多數(shù)細(xì)胞體積都很小。體積小，表面積大，有利于和外界進(jìn)行物質(zhì)交換，對細(xì)胞生活有特殊意義。

最小的細(xì)胞：枝原體(mycoplasma)?直徑0.1pm。

分生組織細(xì)胞：直徑5~25|im。

分化成長的細(xì)胞：15~65Rm。

大型的細(xì)胞：肉眼可見。西瓜瓢的細(xì)胞直徑1mm；棉籽的表皮毛長達(dá)75mm；芝麻莖纖維細(xì)胞長可達(dá)550mm。

2.細(xì)胞的形狀

單細(xì)胞藻類、細(xì)菌等游離生活的細(xì)胞常為球形或近于球形；

多細(xì)胞植物體由于細(xì)胞間的相互擠壓，往往形成不規(guī)則的多面體一一十四面體：

高等植物內(nèi)的許多細(xì)胞的特殊形狀，更體現(xiàn)形態(tài)與功能的統(tǒng)一。

(二)植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的主要區(qū)別

植物細(xì)胞：細(xì)胞壁、大液泡、質(zhì)體，具有明顯細(xì)胞體積增大的過程。

動(dòng)物細(xì)胞：中心粒

第二節(jié)植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和功能

植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核等四部分。

細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核三者均由原生質(zhì)特化而來，總稱原生質(zhì)體，即細(xì)胞壁內(nèi)各種結(jié)構(gòu)的總稱，是各種代謝活動(dòng)進(jìn)行的場

所。

后含物

顯微結(jié)構(gòu)

超微結(jié)構(gòu)

一、原生質(zhì)體

(一)質(zhì)膜：生活細(xì)胞的原生質(zhì)外表，都有一層薄膜包圍，將細(xì)胞與外界分開。這層薄膜稱為細(xì)胞膜或質(zhì)膜(plasmalemma)。

質(zhì)膜的橫斷面在電鏡下呈現(xiàn)“暗一明一暗''三條平行的帶，即內(nèi)外兩層暗的帶(由大的蛋白質(zhì)分子組成)之間，有一層明亮的

帶(由脂類分子組成)，這樣的膜稱單位膜(unitmembrane),

生物膜(biologicalmembrane)：包括質(zhì)膜、核膜以及各種細(xì)胞器的膜。

核膜、質(zhì)體膜和線粒體膜是雙層單位膜，其它細(xì)胞器的膜都是單層單位膜。

1.質(zhì)膜的分子結(jié)構(gòu)

質(zhì)膜主要由脂類物質(zhì)和蛋白質(zhì)組成，還含有少量的多糖、微量的核酸、金屬離子和水。

膜的流動(dòng)鑲嵌假說：JonSinger和GarthNicolson

脂類物質(zhì)分子的雙層形成了膜的基本結(jié)構(gòu)的襯質(zhì)(matrix),膜的蛋白質(zhì)分子則和脂類層內(nèi)外表面結(jié)合，或者嵌入脂類層，

或者貫穿脂類層而部分露在內(nèi)外表面。膜及其組成物質(zhì)是高度動(dòng)態(tài)的、易變的。其磷脂和蛋白質(zhì)都有一定的流動(dòng)性，使膜的結(jié)

構(gòu)處于不斷變動(dòng)狀態(tài)。

(1)脂雙層

(2)膜蛋白：外在蛋白或周邊蛋白、內(nèi)在蛋白

載體、酶、受體

(3)膜糖：葡萄糖、半乳糖等，糖蛋白、糖脂

細(xì)胞識(shí)別

(4)細(xì)胞膜的流動(dòng)性一分子運(yùn)動(dòng)性

2.質(zhì)膜的功能：維持穩(wěn)定的胞內(nèi)環(huán)境，調(diào)節(jié)和選擇物質(zhì)的通過，細(xì)胞識(shí)別、信號(hào)傳導(dǎo)、新陳代謝調(diào)控等。

(1)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸

簡單擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、主動(dòng)運(yùn)輸、內(nèi)吞作用、外排作用

(2)細(xì)胞識(shí)別：糖蛋白

(3)信號(hào)轉(zhuǎn)換：從細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)換為細(xì)胞內(nèi)信號(hào)并與相應(yīng)的生理生化反應(yīng)偶聯(lián)的過程稱為細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

(二)細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)：是細(xì)胞膜以內(nèi)，細(xì)胞核以外的原生質(zhì)?？煞譃榘|(zhì)和細(xì)胞器。

細(xì)胞器(oi^anelle)：是細(xì)胞內(nèi)具有特定結(jié)構(gòu)和功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

胞基質(zhì)(cytoplasmmatrix)：是包圍細(xì)胞器的、沒有特定結(jié)構(gòu)的細(xì)胞質(zhì)。

1.細(xì)胞器

(1)質(zhì)體(plastid)：植物細(xì)胞特有，是一類合成和積累同化產(chǎn)物的細(xì)胞器。

葉綠體(chloroplast)、有色體(chromoplast)和白色體(leucoplast)。

①前質(zhì)體：質(zhì)體未分化成熟時(shí)稱為前質(zhì)體(proplastid)o

存在于根端、莖端的分生組織細(xì)胞中，直徑1?1.5pm,無色或呈淡綠色，形狀不規(guī)則，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單。

②葉綠體：是綠色質(zhì)體，含有葉綠素、葉黃素和類胡蘿卜素，其主要功能是進(jìn)行光合作用(photosynthesis)?>

存在于葉肉細(xì)胞、保衛(wèi)細(xì)胞和其它綠色組織細(xì)胞中。

葉綠體常分布于靠近細(xì)胞質(zhì)膜處的胞基質(zhì)中，直徑3?10um,常呈圓球形或橢圓球形。

質(zhì)體的超微結(jié)構(gòu)

雙層單位膜

類囊體

基粒

基粒間膜或基質(zhì)片層

基粒片層

基質(zhì)中有擬核、核蛋白體、淀粉粒、質(zhì)體小球和酶

分裂增殖。

③有色體：含有類胡蘿卜素而呈現(xiàn)紅一黃色的質(zhì)體，能積累脂類和淀粉。

④白色體：不含可見色素，是無色的質(zhì)體，包括合成淀粉的造粉體(amyloplast)>合成脂肪的造油體(elaioplast)和合成

貯藏蛋白質(zhì)的造蛋白體(proteinoplast)。

⑤有色體、白色體以及質(zhì)體的相互轉(zhuǎn)變

(2)線粒體

細(xì)菌、藍(lán)藻和厭氧真菌

線粒體是進(jìn)行呼吸作用的主要細(xì)胞器，直徑為0.5-l.0um,長約

線粒體外有雙層單位膜。

靖(cristae)?

電子傳遞粒(縮寫ETP),ETP含有ATP酶，能催化ATP的合成。

基質(zhì)：酶，DNA、脂類、蛋白質(zhì)、核蛋白體和含鈣顆粒。

細(xì)胞內(nèi)的糖、脂肪和氨基酸的最終氧化是由線粒體進(jìn)行的，最后釋放能量，供細(xì)胞生活的需要。

線粒體經(jīng)分裂或出芽增殖。

(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,縮寫ER)：是由膜圍成的扁平的囊、槽、池或管，并形成相互溝通的網(wǎng)狀系統(tǒng)。

粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(nwghER,縮寫rER)

光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(smoothER,縮寫sER)。

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能：

①具有制造、包裝和運(yùn)輸代謝產(chǎn)物的作用。

②ER是許多細(xì)胞器的來源

③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)還有分室作用(compartmentation)

(4)高爾基體(Golgibody,dictyosome)：是一疊由平滑的單位膜圍成的囊組成，囊作扁平圓形，邊緣膨大且具穿孔。

高爾基小泡

形成面、成熟面

主要功能：?在細(xì)胞內(nèi)將ER合成的物質(zhì)運(yùn)輸?shù)侥承┎课弧?植物細(xì)胞中，高爾基體能合成纖維素、半纖維素等構(gòu)成細(xì)胞壁的

多糖類物質(zhì)，參入細(xì)胞壁的形成。?根冠細(xì)胞中的高爾基體，能分泌粘液。

(5)液泡(vacuole)：

液泡膜(tonoplast)

中央大液泡將其它原生質(zhì)體都擠成一薄層，緊貼著細(xì)胞壁，這樣，就使很少的細(xì)胞質(zhì)與環(huán)境之間有最大的接觸面，有利于新

陳代謝。

生理功能：貯藏和消化、滲透調(diào)節(jié)、物質(zhì)的生化循環(huán)、抗旱和抗寒、有害物質(zhì)隔離、防御。

(6)溶酶體(lysosome)和圓球體(spherosome)

溶酶體：是分解蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子的細(xì)胞器，具單層膜，含有多種水解酶。

功能：異體吞噬、自體吞噬、自溶作用)。

溶酶體是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分離出來的小泡形成的。凡含有溶酶體酶的小液泡，就是溶酶體。糊粉粒和圓球體也屬于溶酶體性質(zhì)。

圓球體除含水解酶外，還含有脂肪酶，能積累脂肪。圓球體的膜是半單位膜。

圓球體普遍存在于植物細(xì)胞，尤其是油料植物的種子。

(7)微體(microbody)：可能是來自內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，由單層膜包被，含有過氧化氫酶、乙醇酸氧化酶與尿酸酶。

過氧化物酶體與葉綠體和線粒體結(jié)合，執(zhí)行光呼吸的功能。

乙醛酸循環(huán)體：脂肪經(jīng)它所含的幾種酶逐步分解，轉(zhuǎn)變成糖類。

(8)核糖核蛋白體(核蛋白體，核糖體ribosome)：是合成蛋白質(zhì)的主要場所。含有大約60%的核糖核酸和40%的蛋白

質(zhì)。

由兩個(gè)亞單位結(jié)合而成。

多聚核糖核蛋白體(polyribosome)。

2.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)(cytoplasmicstreaming)

具單個(gè)液泡的細(xì)胞

具多個(gè)液泡的細(xì)胞

(三)細(xì)胞核(nucleus)：

1.細(xì)胞核的形態(tài)及其在細(xì)胞中的分布

(1)細(xì)胞核的大?。号呒胺稚M織細(xì)胞中，直徑約7~10pm；分化成熟的細(xì)胞內(nèi)，核的直徑為35?50|im：有少數(shù)植物細(xì)胞

的核很大，如蘇鐵(cycas)的卵細(xì)胞核，直徑達(dá)1mm；最小的細(xì)胞核，如某些真菌的細(xì)胞核，其直徑不超過05pm。

(2)細(xì)胞核的形狀：近于球形。禾本科植物的保衛(wèi)細(xì)胞，核呈啞鈴形；一些花粉的營養(yǎng)細(xì)胞，核形成不規(guī)則裂瓣；受黑穗

病侵染的玉米葉片上表皮細(xì)胞，細(xì)胞核變成更不規(guī)則的多瓣?duì)睢?/p>

(3)細(xì)胞核在細(xì)胞內(nèi)的位置：幼期細(xì)胞，核常位于中央；成熟細(xì)胞核位于細(xì)胞的一側(cè)；根尖表皮細(xì)胞的核，常常是移到

將要形成根毛突起的部位；另外細(xì)胞核有趨傷現(xiàn)象。

(4)細(xì)胞核的數(shù)目：一般植物細(xì)胞僅具一個(gè)細(xì)胞核。有些植物細(xì)胞卻含二個(gè)或更多的核，如一些花藥絨氈層的細(xì)胞、乳汁

管以及許多真菌和藻類植物的細(xì)胞；有的細(xì)胞不具核，如篩管分子，其細(xì)胞核解體。

2.細(xì)胞核的超微結(jié)構(gòu)

細(xì)胞周期(cellcycle)：分為分裂期(divisionphase)和間期(interphase)。細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)一般是指間期的核，可分為核膜

(nuclearmembrane)、核仁(nucleolus)和核質(zhì)(nucleoplasm)等三部分。

(1)核膜：核被膜(nuclearenvelope),

核孔(nuclearpore)。

核孔的精致的結(jié)構(gòu)：在核被膜的外膜和細(xì)胞質(zhì)接觸面上，有時(shí)結(jié)合有核蛋白體；在一些部位，外膜向外延伸到細(xì)胞質(zhì)中去，

可以和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連。因此，內(nèi)、外膜間的間隙和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的基質(zhì)是連續(xù)的，似可經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和相鄰的細(xì)胞相通。

(2)核質(zhì)：染色質(zhì)(chromatin)和核液(kaiyolymph)?

染色質(zhì)：是由核酸和蛋白質(zhì)的復(fù)合物一核蛋白(nucleoprotein)組成的復(fù)雜物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

間期核內(nèi)，染色質(zhì)常伸展成為寬度約10?15nm的細(xì)長的纖絲，這些染色質(zhì)的細(xì)絲，到有絲分裂時(shí)高度地螺旋纏繞一螺旋化，

成為染色體。

染色質(zhì)就是間期的染色體。

染色質(zhì)細(xì)絲：由核小體連接而成串珠狀。每個(gè)核小體的中心有8個(gè)組蛋白分子，DNA雙螺旋盤在它表面，核小體之間有一段

DNA雙螺旋，并與另一個(gè)組蛋白分子相連。

間期細(xì)胞核主要功能：是貯存和復(fù)制DNA,合成和向細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA。

(3)核仁：一個(gè)或幾個(gè)核仁。核仁是細(xì)胞核內(nèi)形成核蛋白體亞單位的部位，在細(xì)胞有絲分裂的前期末消散，到末期形成二

子核時(shí)又重新出現(xiàn)。

核仁的功能：形成細(xì)胞質(zhì)核蛋白體的亞單位。

(四)細(xì)胞骨架

微管、中等纖維、微絲(microfilaments)合稱微梁系統(tǒng)或細(xì)胞骨架。三者在胞內(nèi)形成錯(cuò)綜復(fù)雜的立體網(wǎng)絡(luò)。

1.微管(microtubule)：微管是由直徑約5nm的兩種結(jié)構(gòu)不同的(a和位球狀微管蛋白圍成的中空的長管狀結(jié)構(gòu)。

微管的功能：?支架作用，維持細(xì)胞一定形狀；?參與構(gòu)成有絲分裂和減數(shù)分裂時(shí)的紡錘絲；?對細(xì)胞壁的生長和分化起作

用；?影響胞內(nèi)物質(zhì)的運(yùn)輸和胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)；?參與構(gòu)成低等植物和動(dòng)物的纖毛、鞭毛，影響整個(gè)細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)。

2.微絲(microfilament)：肌動(dòng)蛋白組成，直徑6—7nm。

3.中間纖維(inlcrmediatelament)：直徑8—10nm的中空管狀蛋白質(zhì)絲。

二、細(xì)胞壁

植物細(xì)胞在其細(xì)胞膜(質(zhì)膜)的外方具有細(xì)胞壁(cellwall)(與動(dòng)物細(xì)胞最顯著的區(qū)別之一)。

細(xì)胞壁保護(hù)原生質(zhì)體，并在很大程度上決定了細(xì)胞的形態(tài)和功能，限制原生質(zhì)體因液泡活動(dòng)、膨脹產(chǎn)生的壓力，與植物組織

的吸收、蒸騰、運(yùn)輸和分泌等生理活動(dòng)有很大的關(guān)系。

(-)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與組成

1.細(xì)胞壁的化學(xué)成分：多糖和蛋白質(zhì)

(1)多糖：纖維素、半纖維素和果膠物質(zhì)等。

纖維素：一個(gè)纖維素分子是由2000?14000個(gè)葡萄糖分子聚合而成的直鏈。纖維素分子結(jié)合成為生物學(xué)上的結(jié)構(gòu)單位，稱微

纖絲(microfibriD,許多微纖絲進(jìn)一步結(jié)合，成為大纖絲。

纖絲系統(tǒng)是由分子鏈一微團(tuán)一微纖絲一大纖絲等一系列的級(jí)別構(gòu)成的。

半纖維素：木葡聚糖

臍股質(zhì)：花粉管、篩板、柱頭、胞間連絲。

果膠：

(2)蛋白質(zhì)：結(jié)構(gòu)蛋白和酶蛋白

結(jié)構(gòu)蛋白：伸展蛋白(網(wǎng))，垂直于細(xì)胞壁表面，具有抗病和抗逆特性。

酶蛋白：水解酶類，蛋白酶、果膠酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶等。

凝集素：糖蛋白，防御作用。

2.細(xì)胞壁的層次結(jié)構(gòu)

原生質(zhì)體生命活動(dòng)中形成的多種壁物質(zhì)加在質(zhì)膜外方所構(gòu)成。有成層現(xiàn)象(lamellation)：初生壁(primarywaU),次生壁

(secondarywall),相鄰細(xì)胞之間為胞間層(intercellularlayer)。

(1)胞間層：又稱中層(middlelamella),是由相鄰兩細(xì)胞向外分泌的果膠物質(zhì)構(gòu)成的。胞間層在一些酶(如果膠酶)或

酸、堿的作用下會(huì)分解。

(2)初生壁：是細(xì)胞生長增大體積時(shí)所形成的壁層，是由相鄰的細(xì)胞分別在胞間層兩面沉積的壁物質(zhì)構(gòu)成，是新細(xì)胞最初

產(chǎn)生的壁。

一般都很薄，厚度1?3pm,也有的增厚。如柿胚乳細(xì)胞，厚角組織細(xì)胞。

初生壁增厚是可逆的。

微纖絲的方向大體上垂直于細(xì)胞的長軸。

(3)次生壁：是細(xì)胞體積停止增大后加在初生壁內(nèi)表面的壁層。

分化成熟后原生質(zhì)體消失的細(xì)胞，才產(chǎn)生次生壁。如纖維細(xì)胞、導(dǎo)管、管胞等。

物質(zhì)組成：以纖維素為主，還有木質(zhì)等其它物質(zhì)。

次生壁可分為內(nèi)、中、外三層，各層中微纖絲的方向都不同。

3.細(xì)胞壁的生長和特化

細(xì)胞壁的生長：增大面積、增加厚度。

次生壁的增厚生長：敷著(apposition)生長、內(nèi)填(intussusception)生長。

構(gòu)架(framework)物質(zhì)主要是纖維素，襯質(zhì)則含有非纖維素的多糖、水和蛋白質(zhì)。

附加物質(zhì)：內(nèi)鑲(incrustation),復(fù)飾(adcrustation)。

細(xì)胞壁比作鋼筋混凝土的構(gòu)件，纖維素構(gòu)架相當(dāng)于鋼筋，襯質(zhì)相當(dāng)于混凝土。

內(nèi)鑲物質(zhì)主要有木質(zhì)和礦質(zhì)：

(1)木質(zhì)化(lignifacation)：木質(zhì)素，苯丙烷衍生物的聚合物。

(2)礦質(zhì)化：SiO2

復(fù)飾物質(zhì)主要有角質(zhì)、蠟質(zhì)、木栓質(zhì)和抱粉素等

(3)角質(zhì)化(cutinication)：角質(zhì)(cutin)

(4)栓質(zhì)化(suberization)：栓質(zhì)(suberin)

(5)徇粉素(sporopollenin)：花粉、抱子的外壁，是胡蘿卜素的氧化聚合物或類胡蘿卜素酯。

(-)細(xì)胞壁與植物抗病性

(三)紋孔與胞間連絲

I.初生紋孔場(primarypitfield)：初生壁上較薄的凹陷區(qū)域。

2.胞間連絲(plasmodesma)：是穿過細(xì)胞壁的細(xì)胞質(zhì)細(xì)絲，通過相鄰細(xì)胞間的壁上直徑約40?5()nm的小管道，二細(xì)胞的質(zhì)

膜也伸入此管內(nèi)相連，內(nèi)有胞基質(zhì)，而且中部有時(shí)還有更細(xì)的小管，稱為連接管(desmotubule)0

胞間連絲在細(xì)胞間起著物質(zhì)運(yùn)輸與刺激傳導(dǎo)的通道的作用，病毒也可經(jīng)胞間連絲轉(zhuǎn)移。

3.紋孔(pit)：紋孔對(pitpair)、紋孔膜(pitmembrane)、紋孔腔(pitcavity)。

單紋孔(simplepit)和具緣紋孔(borderedpit)

導(dǎo)管、管胞、纖維管胞有具緣紋孔。石細(xì)胞和一些纖維細(xì)胞有單紋孔。

松科植物的具緣紋孔的紋孔膜中央加厚成紋孔塞，周圍未增厚部分稱塞周緣，塞周緣較柔韌，受壓時(shí)可伸張。

三、后含物

貯藏物質(zhì)、代謝中間產(chǎn)物以及廢物等，這些物質(zhì)稱為后含物(ergasticsubstance)。

(-)淀粉

淀粉(starch)：貯藏淀粉呈顆粒狀，稱為淀粉粒(starchgrain)0

淀粉遇碘呈藍(lán)-紫色。

同化淀粉轉(zhuǎn)化成可溶性糖類，運(yùn)輸?shù)劫A藏細(xì)胞的造粉體內(nèi)，再合成為貯藏淀粉。

臍(hilum),位于中央或偏于一側(cè)，輪紋被認(rèn)為是由于兩種不同結(jié)構(gòu)的淀粉(直鏈淀粉和支鏈淀粉)交替積累而成。

淀粉?？煞譃閱瘟?、復(fù)粒和半復(fù)粒。

淀粉粒的大小、形狀和臍所在的位置，在商品檢驗(yàn)、生藥鑒定以及植物分類上可作為依據(jù)。

(二)蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)粒一糊粉粒(aleuronegrain)、擬晶體

貯藏蛋白質(zhì)遇碘呈黃色。

(三)油和脂肪

脂肪酸的甘油酯。液態(tài)的稱為油(oil),固態(tài)的稱為脂肪(fat),是貯藏形式較經(jīng)濟(jì)的營養(yǎng)物質(zhì)。

油和脂肪遇蘇丹01或蘇丹IV呈橙紅色。

(四)晶體和硅質(zhì)小體

草酸鈣，沉積在液泡內(nèi)。

禾本科、莎草科、棕桐科植物莖、葉的表皮細(xì)胞內(nèi)含有二氧化硅的晶體，稱為硅質(zhì)小體(silicabody)。

(五)次生代謝物質(zhì)

1.酚類化合物：丹寧(tannin)：有保護(hù)植物，抗水解、腐爛和動(dòng)物危害的作用。

工業(yè)上有廣泛的用途，如皮革鞋制。

2.生物堿(alkaloid)：

3.類黃酮(flavonoid)：色素(pigment)是存在于液泡中的一類水溶色素，稱為類黃酮色素(花色素音和黃酮或黃酮醇)。

花色素音顯出的顏色因細(xì)胞液的pH值而異，酸性溶液中呈橙紅一淡紅色，堿性溶液中呈藍(lán)色，中性時(shí)呈紫色。

4就(glucosides)

第三節(jié)細(xì)胞的增殖、生長與分化

繁殖是生物或細(xì)胞形成新個(gè)體或新細(xì)胞的過程。植物的生活和后代繁衍的基礎(chǔ)是細(xì)胞分裂。

細(xì)胞分裂有無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂等方式。

一、細(xì)胞周期與細(xì)胞增殖

從一次分裂結(jié)束開始，到下一次分裂完成的整個(gè)過程，稱為細(xì)胞周期(ceUcycle).

分裂期(M期或D期)和間期(interphase)。

(一)分裂間期

1.DNA合成前期(G1期)：DNA合成以前的準(zhǔn)備期，染色體由一條DNA分子的染色單體(chromatid)組成。G1期細(xì)

胞極其活躍地合成RNA、蛋白質(zhì)和磷脂等。

2.DNA合成期(S期)：是合成DNA的時(shí)期，染色體發(fā)生復(fù)制，DNA含量比G1期增加一倍。

3.DNA合成后期或有絲分裂準(zhǔn)備期(G2期)：G2期的每條染色體由兩條完全相同的染色單體組成，含一個(gè)完全相同的

DNA分子。

(二)分裂期：

核分裂(karyokinesis)、胞質(zhì)分裂(cytokinesis)

(三)細(xì)胞周期的時(shí)間

一個(gè)細(xì)胞周期的時(shí)間，在十幾小時(shí)至幾十小時(shí)之間，凡DNA含量高者，其細(xì)胞周期持續(xù)的時(shí)間愈長。G.xGz期長短變動(dòng)大,

S期最長，M期最短。

(四)周期細(xì)胞、Go期細(xì)胞和終端分化細(xì)胞

二、有絲分裂(mitosis)

又稱間接分裂(indirectdivision)。分為核分裂(karyokinesis)和胞質(zhì)分裂(cytokinensis)?

一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過一次有絲分裂，產(chǎn)生染色體數(shù)目和母細(xì)胞染色體數(shù)目相同的兩個(gè)子細(xì)胞。

(-)染色體和紡錘體

1.染色體的結(jié)構(gòu)

染色單體

著絲粒：異染色質(zhì)

動(dòng)粒：蛋白質(zhì)復(fù)合體

2.紡錘體(spindle)

連續(xù)紡錘絲、極間微管

染色體牽絲、動(dòng)粒微管

(二)有絲分裂的過程

1.細(xì)胞核分裂

(1)前期(prophase)：核內(nèi)的染色質(zhì)凝縮成染色體，核仁解體，核膜破裂以及紡錘體形成。

(2)中期(metapnase)：中期是染色體排到赤道面上，紡錘體完全形成的時(shí)期。

中期時(shí)便于計(jì)數(shù)染色體數(shù)目。

(3)后期(anaphase)：各個(gè)染色體染色單體分開，由赤道面移向細(xì)胞兩極的時(shí)期。

(4)末期(telophase)：子染色體，變?yōu)槿旧|(zhì)細(xì)絲，核膜、核仁出現(xiàn)，形成了兩個(gè)子核。

2.細(xì)胞質(zhì)分裂

染色體離開赤道面后變了形的紡錘體，稱為成膜體(phragmoplast)。

由高爾期體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分離出來的小泡匯集到赤道面上，和成膜體的微管融合成為細(xì)胞板(cellplate)。

細(xì)胞板逐漸離心擴(kuò)展，直到和母細(xì)胞的壁接觸，完成胞質(zhì)分裂。

經(jīng)過核分裂和胞質(zhì)分裂，一個(gè)母細(xì)胞成為兩個(gè)子細(xì)胞，子細(xì)胞染色體的數(shù)目和母細(xì)胞的相同。

三、減數(shù)分裂

減數(shù)分裂(meiosis)是植物有性生殖過程中產(chǎn)生性細(xì)胞時(shí)進(jìn)行的一種細(xì)胞分裂。

減數(shù)分裂：包括兩次連續(xù)的分裂，但其DNA只復(fù)制一次，一個(gè)母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂以后，形成4個(gè)子細(xì)胞，這樣，每個(gè)子

細(xì)胞染色體的數(shù)目(以N表示)比母細(xì)胞(2N)減少了一半。所以稱為減數(shù)分裂。

減數(shù)分裂也分為間期和分裂期。間期細(xì)胞進(jìn)行DNA的復(fù)制，分裂期細(xì)胞進(jìn)行兩次連續(xù)的分裂。

(-)減數(shù)分裂的過程

1.第一次分裂一減數(shù)分裂I：包括4個(gè)時(shí)期

(1)前期I(prophaseI)：可分為以下6個(gè)時(shí)期：

前細(xì)線期(preleptotene):核中染色體極細(xì)，已開始凝縮，出現(xiàn)螺旋絲。

細(xì)線期(leptotene)：染色質(zhì)經(jīng)螺旋化，形成細(xì)長線狀的染色體，每條染色體含有2條染色單體。細(xì)胞核和核仁增大，RNA

含量增加一倍。

偶線期(合線期，zygotene)：同源染色體(一條來自父本，一條來自母本，兩者的形狀，大小很相似，而且基因順序也

相同的染色體)逐漸兩兩成對靠攏，進(jìn)行準(zhǔn)確的配對，這種現(xiàn)象稱為聯(lián)會(huì)(synapsis)(配對的染色體稱為二價(jià)體)。

粗線期(pachytene)：染色體縮短變粗。二價(jià)體的數(shù)目為原來二倍體染色體數(shù)目的一半。每個(gè)二價(jià)體含有4條染色單體，

也稱為四聯(lián)體(tetrad).?

二價(jià)體中不同染色體的染色單體之間，可在若干相對應(yīng)的位置上發(fā)生橫斷，并發(fā)生染色單體片段的互換和再結(jié)合，而另兩條

染色單體則不變。這種現(xiàn)象稱為交換(crossing-over)。

雙線期(diplotene)：染色體繼續(xù)縮短變粗。配對的同源染色體彼此排斥并開始分離，但在染色單體之間發(fā)生交換的地

方一交叉點(diǎn)，仍然連接在一起。因此聯(lián)會(huì)的染色體呈現(xiàn)出X、V、8、0等形狀。

終變期(diakinesis)：染色體變得更為粗、短，染色體對常分散排列在核膜內(nèi)側(cè).此期末，核膜、核仁相繼消失，紡錘

絲開始出現(xiàn)。

(2)中期I(MetaphaseI)：成對的染色體(二價(jià)體)排列在細(xì)胞中部的赤道面上，紡錘體形成。

(3)后期I(anaphaseI)：在紡錘絲的牽引下，二價(jià)體中兩條同源染色體分開，分別移向兩極。

(4)末期I(telophaseI):染色體到達(dá)兩極。

此時(shí)有兩種情形，核仁都不出現(xiàn)：

①有的植物染色體螺旋解體，重新出現(xiàn)核膜，形成兩個(gè)子核，并在赤道面上形成細(xì)胞板，將母細(xì)胞分隔為兩個(gè)仍連在一起的

子細(xì)胞，稱做二分體；

②另一些植物只形成一個(gè)2核細(xì)胞，染色體不發(fā)生解螺旋，胞質(zhì)也不分裂，要等到第二次分裂末期才發(fā)生胞質(zhì)分裂。

2.減數(shù)第二次分裂一減數(shù)分裂II

減數(shù)第二次分裂與有絲分裂相似，也可分為4個(gè)時(shí)期。

前期H(prophaseII)：此期很短。已伸展的染色體又螺旋化縮短變粗，核膜再度消失，紡錘絲重新出現(xiàn)。

中期II(metaphaseII)：染色體以著絲點(diǎn)排列在子細(xì)胞的赤道面上，紡錘體形成。

后期II(anaphaseII)：著絲點(diǎn)分裂，染色單體彼此分離，在紡錘絲的牽引下分別移向兩極。

末期H(telophaseII)：移到兩極的染色體解螺旋，核仁，核膜出現(xiàn)，各形成一個(gè)子核。同時(shí)細(xì)胞板出現(xiàn)，這樣就形成

4個(gè)子細(xì)胞一四分體。

2.減數(shù)分裂的意義：

①減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞染色體數(shù)目減為母細(xì)胞的一半，細(xì)胞內(nèi)只有一組染色體，由此形成的精細(xì)胞及卵細(xì)胞也是單倍體。

精、卵結(jié)合形成受精卵又恢復(fù)了親代的染色體數(shù)目，這就使每一種植物的染色體數(shù)目保持了相對的穩(wěn)定性，也就是在遺傳上保

持了物種的相對穩(wěn)定性。

②減數(shù)分裂過程中，發(fā)生同源染色體間的交叉，即遺傳物質(zhì)的交換和重組，使后代出現(xiàn)了變異性。這對增強(qiáng)植物的適應(yīng)能力，

繁衍種族，都有重要意義。

四、無絲分裂

無絲分裂（amitosis）是指間期核不經(jīng)任何有絲分裂時(shí)期，直接分裂，形成差不多相等的兩個(gè)子細(xì)胞。

依據(jù)核的形態(tài)變化，可分為許多類型。如橫縊、出芽等。

五、生長和分化

單細(xì)胞合子到由億萬個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的成年植株

（-）植物細(xì)胞的生長

細(xì)胞生長時(shí)，合成代謝旺盛，合成大量的新原生質(zhì)，同時(shí)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(xì)胞可增大幾百倍、幾千倍。

細(xì)胞生長表現(xiàn)為體積和重量的增加。

細(xì)胞生長和體積的大小，主要是受細(xì)胞本身遺傳因子的控制。

（二）細(xì)胞的分化

一般將多細(xì)胞有機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上變成彼此互異的過程稱為細(xì)胞分化（cytodiffe氏ntiation）。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(xì)胞為什么會(huì)分化？是現(xiàn)代生物學(xué)研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要問題。從生化研究的角度，相同遺傳組成的細(xì)胞，合成特殊的、不

同的蛋白質(zhì)時(shí)，細(xì)胞就出現(xiàn)了分化。

細(xì)胞分化的原因：

①外界環(huán)境條件的誘導(dǎo)

②細(xì)胞在植物體的位置以及細(xì)胞間的相互作用

③細(xì)胞的極性化

④激素或化學(xué)物質(zhì)

（三）細(xì)胞的全能性

全能性即植物的大多數(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)象或能力。

（四）極性和細(xì)胞不等分裂

器官分化的極性現(xiàn)象。一個(gè)細(xì)胞，也可能有極性，如合子，其細(xì)胞質(zhì)及其細(xì)胞器的分布是不均勻的。

極性引起不等分裂（unequaldivision）：根毛母細(xì)胞和氣孔保衛(wèi)細(xì)胞的母細(xì)胞，都進(jìn)行不等分裂，產(chǎn)生大小不同的兩個(gè)子細(xì)

胞，其小細(xì)胞分化成為根毛或保衛(wèi)細(xì)胞。單核花粉粒核的不等分裂，形成一個(gè)大的營養(yǎng)細(xì)胞和一個(gè)小的生殖細(xì)胞。

第二章植物組織

第一節(jié)植物組織及其形成

一、組織的概念

形態(tài)、結(jié)構(gòu)相似，個(gè)體發(fā)育中來源相同，擔(dān)負(fù)著一定生理功能的細(xì)胞組合，稱為組織（tissue）o

二、組織的形成

組織是植物體內(nèi)細(xì)胞生長、分化的結(jié)果，也是植物體復(fù)雜化和完善化的產(chǎn)物。

功能決定形態(tài)，形態(tài)適應(yīng)于功能。

第二節(jié)植物組織的類型

一、分生組織

在成熟植物體中，特定部分極少分化，保持胚性特點(diǎn)，并能繼續(xù)進(jìn)行分裂活動(dòng)的組織稱為分生組織（meiistem）.

分生組織細(xì)胞排列緊密，細(xì)胞壁薄，細(xì)胞核較大，細(xì)胞質(zhì)豐富，含有線粒體、高爾基體、核蛋白體等細(xì)胞器。一般沒有液泡

和質(zhì)體的分化，或只有極小的液泡（維管形成層的細(xì)胞例外）和前質(zhì)體的存在。

第二節(jié)植物組織的類型

(一)根據(jù)分生組織的發(fā)生來源分類

1.原分生組織(promeristem)是由胚性細(xì)胞構(gòu)成的，位于根尖和莖尖的先端。

2.初生分生組織(primarymeristem)是由原分生組織衍生而來的，在根尖中稍后部位的原表皮、原形成層和基本分生組織

是初生分生組織。

3.次生分生組織(secondarymeristem)是由已經(jīng)成熟的薄壁組織恢復(fù)分裂功能轉(zhuǎn)化而來的。束間形成層和木栓形成層是典型

的次生分生組織。脫分化

(-)根據(jù)分生組織在植物體中分布位置分類

1.頂端分生組織(apicalmeristem)

存在于根尖和莖尖的分生區(qū)。

營養(yǎng)生長和生殖生長

頂端分生組織屬于原分生組織，還包括部分初生分生組織。

2.側(cè)生分生組織(lateralmeristem)

包括維管形成層和木栓形成層，分布于植物體內(nèi)的周圍，平行于所在器官的邊緣。

側(cè)生分生組織的分裂活動(dòng)，是使根、莖增粗。

3.居間分生組織(intercalarymeristem)

間生于莖、葉、子房柄、花梗、花序軸等器官中的成熟組織之間，只能保持一定時(shí)間的分生能力。居間分生組織是由頂端分

生組織遺留下來的，屬于初生分生組織。

禾本科植物莖的每個(gè)節(jié)間的基部具有居間分生組織，拔節(jié)、抽穗以及莖稈倒伏后能逐漸恢復(fù)向上生長，都與這種分生組織的

活動(dòng)有關(guān)；花生的“入土結(jié)實(shí)”是因?yàn)樽臃勘木娱g分生組織的分裂活動(dòng)，使子房柄伸長，子房被推入土中的結(jié)果；禾本科作物

的葉鞘和韭、蔥的葉子基部也有居間分生組織存在。

二、成熟組織及其功能

分生組織分裂所產(chǎn)生的細(xì)胞，經(jīng)過成長和分化，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒旖M織(maturetissue)。成熟組織在生理和形態(tài)結(jié)構(gòu)上具有

一定的穩(wěn)定性，一般情況下，不再分裂，稱為永久組織(permanenttissue)。

凡仍保持原生質(zhì)體的成熟組織細(xì)胞，在一定條件下，通過脫分化，均可恢復(fù)分裂活動(dòng)。

(一)薄壁組織(parenchymatissue)

由生活的薄壁細(xì)胞所組成,稱薄壁組織。在植物體各器官中均有薄壁組織,是植物體的基本組成部分,又稱為基本組織(ground

tissue)?

擔(dān)負(fù)吸收、同化、貯藏、通氣、傳遞等營養(yǎng)功能，又稱營養(yǎng)組織(vegetativetissue)。

細(xì)胞壁較薄，液泡較大，細(xì)胞質(zhì)較少，但含有質(zhì)體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器。一般都具有胞間隙，分化程度較

淺，有潛在的分生能力，可轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚M織，也可以分化為其它組織。

1.同化組織(assimilatingtissue)：莖的幼嫩部分和葉肉的細(xì)胞中含大量的葉綠體。

2.吸收組織(absorptivetissue)：主要生理功能是從外界吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)，并將吸入的物質(zhì)轉(zhuǎn)送到輸導(dǎo)組織中。

如根尖的根毛區(qū)。

3.貯藏組織(storagtissue)：根、莖、果實(shí)、種子有大量貯藏營養(yǎng)物質(zhì)的組織，稱為貯藏組織。

4.通氣組織(ventilatingtissue或aerenchyma)：水生植物和濕性植物常具有通氣組織。通氣組織的細(xì)胞間隙非常發(fā)達(dá)，形

成大的氣腔，或相互貫通成氣道。

5.傳遞細(xì)胞(transfercell)：是一些特化的薄壁細(xì)胞，具有胞壁向內(nèi)生長的特性，行使物質(zhì)短途運(yùn)輸?shù)纳砉δ堋?/p>

形態(tài)特點(diǎn)是非木質(zhì)化的次生壁的一部分生長突入細(xì)胞腔內(nèi)，形成許多不規(guī)則的多褶突起。細(xì)胞質(zhì)膜緊貼這種多褶的胞壁向內(nèi)

生長物，形成了壁一膜器結(jié)構(gòu)。

傳遞細(xì)胞的細(xì)胞核大、細(xì)胞質(zhì)稠密，富含線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

傳遞細(xì)胞存在位置：

各種腺細(xì)胞

細(xì)根

根瘤內(nèi)的中柱鞘

線蟲浸染后的病