大学植物学1细胞.ppt

<p>单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,学习要求：,1.,掌握植物细胞的基本结构（显微结构和亚显微结构）,2.,掌握细胞分裂的类型和过程,3.,掌握组织的起源和类型,4.,掌握营养器官和繁殖器官的发育和结构,植物形态解剖部分,第一章 植物细胞,细胞,是生物体结构和功能的基本单位,是生命活动的基本单位,第一节 概述,一、细胞的发现及细胞学说,二、植物细胞的形状和大小,三、植物细胞的结构组成,四、原核细胞和真核细胞,五、细胞生命活动的物质基础,原生质,一、细胞的发现及细胞学说,1665,年，,虎,克,（,Robert Hooke,）,软木薄片（木栓细胞），发现细胞。,列文,.,虎克（,Antonie van Leeuwenhoe),发现细胞里粘稠物质,原生质,1833,，布朗（,R,Brown,，）,发现细胞核,1838,一,1839,年 施莱登（,Schleiden,）和施旺,(Schwann,）,1.,一切动植物有机体都由细胞组成。,2.,每个细胞是相对独立的单位。,3.,新细胞来源于老细胞的分裂。,细胞学说,二、植物细胞的形状和大小,（一）形状,典型的,未经分化,的薄壁细胞是,十四面体,；,由于,适应不同的功能，,出现了多种多样的形状,（二）大小,细胞小的原因：,（,1,）受,细胞核,所能控制的范围的制约,（,2,）,相对表面积,大，有利物质的交换和转运。,最小：球菌直径,0.5um,。,最大：苎麻纤维细胞长,550mm,。,种子植物中一般直径,10,100um,。,三、植物细胞的结构组成,植物,细胞,细胞壁,原生,质体,细胞核,胞基质,细胞器,细胞质,质膜,其他细胞器,质体,线粒体,核膜,核质,核仁,植物细胞模式图,液泡,细胞核,内质网,微管,质膜,细胞壁,线粒体,叶绿体,微丝,高尔基体,目镜,物镜,聚光器,光源,显微结构和亚显微结构,显微结构,普通光学显微镜观察到的细胞结构。,分辨率：,0.2um,染色体、叶绿体、线粒体、中心体、核仁,亚显微结构,电子显微镜观察到的细胞结构。,分辨率：,0.2nm,细胞膜、内质网膜、核膜、核糖体、微体、微管和微丝,四、原核细胞和真核细胞,特 征,原 核 细 胞,真 核 细 胞,细胞大小,较小,(1-10,m),较大（,10-100,m,）,细胞器,有核糖体、无细胞骨架、无膜结构细胞器,质体、线粒体、高尔基体、内质网等,内膜系统,简 单,复 杂,细胞核,无核膜、核仁,有核膜、核仁,染色体,一个环状,DNA,分子，,DNA,不与蛋白质连在一起,一个细胞有多条染色体，其,DNA,和,RNA,、蛋白质连接,细胞分裂,出芽或横裂,有丝分裂,代表生物,支原体、细菌、蓝藻,高等动植物等,原核细胞和真核细胞比较,五、细胞生命活动的物质基础,原生质,原生质,：,是,细胞内有生命活性的,物质,。,化学组成,水和无机盐、蛋白质、核酸、脂质、糖类、活性物质,物理性质,无色、半透明半流动状态、亲水胶体,注意与原生质体和原生质层区别：,原生质体,：,去掉细胞壁的由质膜包裹、具有生活力的裸露细胞。由质膜、细胞质和细胞核组成。,原生质层：,成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质合称为原生质层,植物细胞特有的细胞结构,细胞壁,质体,大液泡,第二节 细胞壁,植物细胞外被包括细胞壁和质膜（细胞膜）,来源,原生质体的分泌物质在质膜外形成的，具有一定的硬度和弹性,作用,保护作用,支持和巩固细胞的形状,参与生命活动,一、细胞壁,胞间层,初生壁,次生壁,（一）细胞壁的结构,胞间层,初生壁,次生壁,位置,细胞最外层,胞间层内侧,初生壁内表面,化学成分,果胶质,纤维素、半纤维素、果胶质,纤维素、半纤维素、木质素等,形成时期,细胞分裂时,细胞生长过程中形成,细胞体积停止增大后形成,特点,具有亲水性和可塑性,薄、有弹性、可塑性大,较厚，质地较坚硬；不是所有细胞都具有。,作用,将相邻两个细胞粘连在一起（两个细胞共有）,支持、保护,支持、保护,胞间层、初生壁、次生壁比较,*,洋葱细胞不断长大，初生壁也扩大,（二）细胞壁的化学组成,构成细胞壁的物质,衬 质,构架物质,附加物质,纤维素（亲水性）,半纤维素、果胶质,角质、栓质、木质、矿质,葡萄糖分子,纤维素分子,基本纤丝,微纤丝,大纤丝,细胞壁,交织成网（骨架）,填充衬质,40,个成束,（三）细胞壁的特化,*,类型,填充物质,作用,木质化,木质素,增强硬度,角质化,角质、角质层,降低透水性,栓质化,木栓质,不透气、不透水,矿质化,硅质或钙质,增强机械强度,细胞形成初生壁时，初生壁上较薄的凹洼区域，称为,*初生纹孔场,。,形成次生壁时，初生壁上不沉积次生壁物质的区域成为,*纹孔。,二、植物细胞间的联络结构,1,、纹孔,纹孔结构：,纹孔膜、纹孔腔、纹孔口,纹孔类型：,单纹孔、具缘纹孔,单纹孔：,纹孔口和底同大，纹孔腔为上下等径，圆筒形。,具缘纹孔：,次生壁,向细胞内延伸,拱起形成纹孔缘，口小腔大呈圆锥形。,纹孔缘,2,、胞间连丝,作用,细胞间物质运输和传递刺激的重要渠道；使植物体的细胞连接成一个整体。,*胞间连丝：,穿过细胞壁的微细孔眼或纹孔，沟通相邻细胞的原生质细丝。,由相邻细胞的质膜连接而成的,40-50nm,的管道，内有细胞质。,柿胚乳细胞，示胚乳细胞,一、质膜（细胞膜）,脂类,蛋白质,糖,是一层单位膜，在电子显微镜下显示出,三层结构,特性：,流动性、不对称性、选择透性,流动镶嵌模型,第三节 原生质体,功能：,是细胞间或细胞与外界环境间的分界,控制细胞与外界环境的物质交换,接受和传递外界信号,化学组成,:,磷脂和蛋白质，少量的糖类。,细胞质分为胞基质和细胞器,（一）胞基质,是无色半透明的胶体物质,代谢场所,胞质环流,二、植物细胞质,*细胞器：,细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构,(,微结构）。,包括：,质体、线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、液泡、圆球体、微体、微管和微丝,（二）细胞器,双层膜细胞器,质体类型,参与碳水化合物的合成和贮藏,1.,质体,叶绿体,有色体,白色体,光合作用,高等植物中为,圆形或椭圆形，,直径约,5,10,um,，厚度约,2,3um,。,1,）叶绿体,形态,作 用,色素,叶绿素、叶黄素、胡萝卜素,类囊体,单位膜构成的扁平封闭小囊,类囊体,衬质,被膜,衬质,双层被膜,类囊体,外膜,内膜,垛叠成柱状,基粒片层,单一片层连在基粒间,基质片层,暗反应的酶,DNA,、核糖体等，半自主性,光合作用,片层系统,叶绿体,叶黄素、胡萝卜素等,2,）有色体,作 用,色素,赋予花、果实颜色，有利于传粉和果实种子的传播。,3,）白色体,造粉体 造油体 造蛋白体,积累贮藏营养物质,，无色素,作 用,类型,质体的分化,叶绿体,白色体,三种质体的关系,前质体,有色体,2.,线粒体,形态,粒状、棒状、丝状或分枝状。,直径一般为,0.5-1.0um,。,呼吸作用主要场所，,供能中心。,功能,线粒体结构,双层膜,基质,含有,DNA,、,RNA,、核糖体、蛋白质等，半自主性,外膜,包被整个线粒体,内膜,向内延伸到基质中形成,嵴,，嵴上分布电子传递体,线粒体与叶绿体的形成（内共生说）,支持线粒体和叶绿体内共生起源的主要证据有：具有双层膜和环状,DNA,，就像原核细胞；,叶绿体,DNA,序列与蓝藻相似，而线粒体,DNA,序列与,-,变形菌相似；,核糖体为,70S,型，对细菌蛋白质合成抑制剂氯霉素敏感，蛋白质合成于,N-,甲酰甲硫氨酸；,RNA,聚合酶可被利福平、链霉素等抑制；,3.,内质网,由单层单位膜围成的各类管、泡、腔交织的网状管道系统。,是胞基质中的膜系统,细胞核,内质网,质膜,相邻细胞,粗面,内质网,外表面附有核糖体颗粒,光面内质网,外表面没有核糖体颗粒,内质网的类型,1.,参与蛋白质的合成、加工、运输,2.,合成脂类、激素,内质网的功能,4.,分室作用,3.,是许多细胞器的来源,单位膜构成的扁囊叠在一起，边缘膨大且具有穿孔。,4.,高尔基体,功能：,1.,有分泌作用,2.,参与细胞壁形成,成熟面：,微凹，向着质膜，形成分泌小泡。,形成面：,微凸，向着细胞核，接受内质网的运输泡。,5.,核糖体,结构：,无膜结构，,2,个亚基组成。,化学组成：,蛋白与,RNA,功能：,将氨基酸组装成肽链，是合成蛋白质的中心。,分布：,胞基质、细胞核、质体和线粒体的基质、内质网外表面。游离核糖体或多聚核糖体。,6.,溶酶体,单层膜，含消化酶，特征酶是酸性水解酶,分解大分子，消化清除残余物。,半层被膜，积聚和贮存脂肪,内含脂肪酶，可以水解脂肪，,具有溶酶体性质,7.,圆球体,过氧化物酶体,与光呼吸有关,乙醛酸循环体,合成与乙醛酸循环有关的酶；参与脂肪代谢,8.,微体,类型,单层膜,过氧化物酶体,单层膜包被，充满细胞液。,成熟细胞为一中央大液泡。,植物细胞显著特征之一,9.,液泡,作 用,a.,维持细胞渗透压和膨压,b.,使原生质贴壁有利于与外界进行气体和物质的交换。,c.,贮藏和消化作用,10.,细胞骨架（微梁系统）,核糖体,内质网,微丝和中间纤维,微管,线粒体,质膜,a.,微管,由,微管蛋白二聚体组成，长管状。,功能：,维持细胞的形状,形成纺锤丝，与染色体向两极移动和细胞壁形成有关,b.,微丝,由肌动蛋白和肌球蛋白组成。,支架作用、细胞器的运动,、,胞质环流,细胞的内膜系统,由膜构成的细胞器或结构，彼此相关、相连组成的复杂而精密的系统。,功能：,分隔和区域化,酶定位于不同空间,通过胞间连丝沟通相邻细胞,第四节 植物细胞核,一、细胞核的形态,二、细胞核的结构,1.,核被膜,双层膜,核模上具有核孔，沟通细胞核和细胞质间的物质运输。,核膜内有核纤层。,2.,核仁,一般有,1,个,成分有蛋白质、,RNA,和,DNA,。,贮存,rDNA,，合成,rRNA,，核糖体大小亚基的装配。,3.,核基质,纤维状的网，主要成分是蛋白质、少量,RNA,。,核骨架,4.,染色质,易被碱性染料着色的物质，主要成分是,DNA,和组蛋白，含少量,RNA,和非组蛋白。,间期,染色质；分裂期,染色体。,贮存和传递遗传信息，细胞遗传中起重要作用。,控制蛋白质的合成，调节细胞的生理活动。,三、细胞核的功能,DNA,半保留复制,DNA,为模板,核仁,rRNA,子细胞,mRNA,和,tRNA,核糖体,大小亚基,细胞质,合成蛋白质,核糖体,植物细胞在新陈代谢过程中产生一些,贮藏物质,、,代谢中间产物,以及,废物,等,。,*后含物,第五节 植物细胞的后含物,来源,叶绿体、造粉体,贮藏形式,淀粉粒,（,单粒淀粉粒、复粒淀粉粒、半复粒淀粉粒）,染色反应,I,2,-KI,蓝色、紫色,一、贮藏的营养物质,储藏部位,贮藏器官,1.,淀粉,马铃薯淀粉粒图 示单粒、复粒、半复粒,单粒,半复粒,复粒淀粉粒外含有共同的轮纹。,只有一个脐点，无数轮纹围绕这个脐点。,复粒,几个单粒淀粉粒聚合而成。有数个脐点，无共同轮纹。,2.,蛋白质,储藏部位,胚乳、子叶,存在形式,糊粉粒,性质,非活性稳定状态,化学鉴定方法,I,2,-KI,黄色,3.,油和脂肪,分类,油,-,液体；脂肪,-,固体,存在部位,油料植物种子或果实,化学鉴定方法,苏丹,橘红色,二、次生代谢物质,1.,单宁和色素,1,）单宁,酚类化合物，保护作用,2,）色素,光合色素,质体中的叶绿素和类胡萝卜素,类黄酮,液泡中的水溶性花色素苷、黄酮、,黄酮醇,2.,晶体,多数是草酸钙，少数是碳酸钙。,减少过多的酸对植物的伤害,单晶体、簇晶体、针晶体、钟乳体,无丝分裂,有丝分裂,减数分裂,植物的生长是细胞的,繁殖,、,生长,和,分化,的结果,增加数目,增加体积,功能分化,三种分裂方式,第六节 植物细胞的分裂、生长和分化,过程：,核延长,缢缩,断裂成二子核,形成新壁,一、无丝分裂（直接分裂）,细胞核的无丝分裂过程,特点：,不出现染色体、纺锤丝,存在遗传的稳定性问题,部位：,胚乳、愈伤组织、,花药的绒毡层细胞等,二、有丝分裂（间接分裂）,细胞周期,持续分裂的细胞，从结束一次分裂开始到下一次分裂完成为止的整个过程。包括间期（,G1,、,S,、,G2,）和分裂期（,M),。,G1,期,为,DNA,合成前期，有,RNA,和蛋白质合成；,S,期,为,DNA,合成期，核内染色质复制加倍,G2,期,为,DNA,合成后期，也有,RNA,和蛋白质合成；,（一）间期,分裂期,细胞质分裂,核分裂,(,前、中、后、末,),（二）分裂期（,M,期）,1.,核分裂,中期：,纺锤体完全形成，,染色体以着丝点排列在赤道板上。,前期：,染色质浓缩成染色体，核膜核仁消失，出现纺锤丝。,后期：,每个染色体的两条染色单体在纺锤丝的牵引下由赤道板移向两极。,末期：,形成二子核，进行细胞质,分裂，形成两个新细胞。,赤道面区域形成桶状的,成膜体，,排列着来自,高尔基体的囊泡,。,囊泡融合，其内的果胶质形成,细胞板,，膜成为两个子细胞的,质膜,。,囊泡之间的内质网与微管形成,胞间连丝,细胞板扩展形成新的,细胞壁,，分隔成两个细胞。,2.,细胞质分裂,特点,包括核分裂和胞质分裂两个显著的步骤,有纺锤丝的出现,有染色体的复制和染色单体的分离,意义,使子细胞具有与母细胞相同数量和性状的染色体，保持了细胞遗传的稳定性。,（三）有丝分裂的特点和意义,三、减数分裂,时间,有性生殖,部位,大、小孢子母细胞,（一,),减数分裂的过程,1、减数分裂,I,前期,I,细线期,核内出现,细线状染色体,DNA,的复制主要在减数分裂前的间期进行。,前期,I,偶线期,联会,同源染色体两两配对,前期,I,粗线期,染色体缩短变粗，非姐妹染色单体之间发生,交叉交换,遗传物质,前期,I,双线期,染色体继续螺旋缩短，,同源染色体开始相互分离,，但在发生交换的地方，仍连在一起，呈现,X、V、O、8,等形状。,前期,I,终变期,染色体更为缩短，此时易于计数，,核仁、核膜消失，纺锤丝出现,中期,I-,同源染色体,排列在赤道面上，出现纺锤体,后期,I-,同源染色体,分离，移向两级,末期,I-,形成两个子核，两个子细胞,与有丝分裂相同，分为前、中、后、末四个时期。,染色单体分开平均分配到两个子细胞。,2,、减数分裂,（二,),减数分裂的意义,意义,是有性生殖的前提，有性生殖过程中，保持遗传稳定性。,发生基因重组，子代产生变异,特点,一个母细胞连续分裂两次，而,DNA,只复制 一次，形成的每个子细胞的染色体数目为母细胞的一半。,母细胞,2n,子细胞,n,合子,2n,减数分裂,受精作用,四、植物细胞的生长和分化,1.,植物细胞的生长,体积的增长,2.,植物细胞分化,结构和功能上的特化，遗传信息选择性表达的结果,3.,植物细胞的全能性和细胞工程,发育成完整植物体的潜力,细胞的衰老,细胞的死亡,第七节 植物细胞的衰亡,</p>