细胞生理专业知识讲座.pptx

,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,#,细胞生理专业知识讲座,细胞生理专业知识讲座,第1页,1.1,细胞壁,1.2,细胞膜系统,1.3,细胞核,1.4,细胞骨架,1.5,胞间连丝,1.6,植物细胞全能性及其基因表示,细胞生理专业知识讲座,第2页,动物细胞示意图,植物细胞示意图,1.1,细胞壁,细胞生理专业知识讲座,第3页,果胶；矿质元素（如：钙）呈胶态，柔软，具连接、缓冲作用，预防病原微生物入侵。,次生壁：,胞间层：,初生壁：,微团,纤维素+半纤维素+果胶+蛋白质*（有识别能力）,微纤丝,大纤丝（排列涣散、杂乱无章）,纤维素+半纤维素+木质素*,（微纤丝排列紧密、纵横交织有规律），具较强机械支持力,1.1.1,细胞壁超微结构,重点,植物凝集素（,lectins,）：能与多糖结合或使细胞凝集蛋 白，已发觉,100,各种，多数为糖蛋白。防御病原菌。,钙调素：一个能与钙离子结合蛋白质。经过改变钙离子浓度调整细胞功效。,细胞生理专业知识讲座,第4页,细胞生理专业知识讲座,第5页,纤维素分子,微胶团,大纤丝,初生壁形成,次生壁形成,Pr,微纤丝,细胞壁形成过程,细,胞,细胞生理专业知识讲座,第6页,植物细胞次生壁电镜照片,细胞生理专业知识讲座,第7页,1.1.2,细胞壁功效,稳定细胞形态和保护作用,控制细胞生长扩充,参加胞内外信息传递（寡糖素）,防御功效（产生抗毒素）,识别作用（糖蛋白）,参加物质运输（质外体运输）,细胞生理专业知识讲座,第8页,1.2,植物细胞膜系统,*细胞膜(,cell membrane),又称生物膜(,bio-membrane),：,指由脂质和蛋白质组成含有一定结构和生理功效胞内全部被膜总称。,质膜：包围原生质外膜；,内膜：包围各种细胞器膜。,细胞膜分两类,细胞生理专业知识讲座,第9页,1.2.1,细胞膜组成成份,膜 脂：,磷脂,、糖脂、硫脂、固醇,(,甾醇,),膜蛋白：外在蛋白 内在蛋白 膜锚蛋白*,膜 糖：糖脂 糖蛋白,生物膜化学组成,细胞生理专业知识讲座,第10页,磷脂结构,胆碱,磷酸,甘油,极性头部,非极性尾部,脂肪酸,细胞生理专业知识讲座,第11页,无蛋白胶态脂,结构域,有聚集膜蛋白流动脂结构域,胞外,脂双层,胞内,（胞质）,外在,蛋白,内在,蛋白,外在,蛋白,膜锚,蛋白,脂双层,中间板,糖蛋白寡聚,侧链,细胞生理专业知识讲座,第12页,1.2.2,细胞膜亚显微结构,1.,流动镶嵌模型(,fluid mosaic model)：,S.J.Singer,等，197,2,年提出。,2.,板块镶嵌模型(,plate mosaic model)：,M.K.Gain,等，,1977,年提出。,细胞生理专业知识讲座,第13页,特点,:,(1),不对称性,膜脂和膜蛋白分布不对称性。,1.,流动镶嵌模型(,fluid mosaic model)：,Singer（,辛格）（1971年）,细胞生理专业知识讲座,第14页,细胞生理专业知识讲座,第15页,特点,:,(2),流 动 性,膜脂流动性、膜蛋白流动性及膜甾,醇运动相互作用下进行。,与物质跨膜运输和抗逆性亲密相关。,1.,流动镶嵌模型(,fluid mosaic model)：,Singer（,辛格）（1971年）,细胞生理专业知识讲座,第16页,侧向,运动,旋转运动,左右摆动,伸缩震荡,上下翻滚,磷脂层运动,细胞生理专业知识讲座,第17页,2.,板块镶嵌模型(,plate mosaic model),膜脂局部经常处于“相变状态”：,一个别脂区处于液晶态,晶态,另一个别脂区处于晶态,液晶态,细胞生理专业知识讲座,第18页,1.2.3,细胞膜功效,分室作用（各种细胞器相对独立）,物质运输（跨膜运输、膜泡运输）,能量转换（氧化磷酸化、光合磷酸化等）,信息传递和识别功效（凝集素、受体蛋白、糖蛋白）,抗逆能力（膜脂组成：高抗寒不饱和脂肪酸含量高,抗热性强饱和脂肪酸含量高,),物质合成（内质网,蛋白质和脂质；高尔基体,多糖；质膜上,纤维素）,细胞生理专业知识讲座,第19页,1.2.4,内膜系统,内膜系统：除了质膜外，位于胞基质中,内质网,、,高尔基体,、核膜、,液泡,膜等结构上连续、,功效上相关膜网络体系。,细胞生理专业知识讲座,第20页,1.,内质网(,endoplasmic reticulum,ER)（,单层膜）,粗糙型内质网,平滑型内质网,细胞生理专业知识讲座,第21页,细胞生理专业知识讲座,第22页,内质网功效,：1.合成功效（蛋白质、亲脂性物质）；,2.是胞内和胞间物质与信息交换和运输通道；,3.机械支持原生质体与可溶性酶附着骨架。,细胞生理专业知识讲座,第23页,2.,高尔基体,(,Golgi body)（,单层膜）,运输囊泡,扁平囊泡,分泌囊泡,细胞生理专业知识讲座,第24页,高尔基体功效：,1.将输入蛋白质加工、浓缩、储存或输出；,2.合成多糖类和糖蛋白；,3.与质膜、细胞壁形成相关；,4.与溶酶体和液泡膜产生相关。,细胞生理专业知识讲座,第25页,3.,液泡,(vacuole),（单层膜）,液泡发生路径：,液泡发生与,内质网和高尔基体,相关。茎尖和根尖分生组织细胞有许多小型原液泡,(provacuole),。它起源于内质网，这种内质网位于高尔基体附近，又因为它产生原液泡含有溶酶体性质，所以称为高尔基体,-,内质网,-,溶酶体系统。伴随细胞生长和分化，原液泡经过相互融合、自体吞噬和水合作用，不停扩充形成液泡乃至中央大液泡。,细胞生理专业知识讲座,第26页,液泡功效：,1.,调整功效（贮藏溶质，调整渗透势）,2.,类似溶酶体作用（含水解酶）,3.,代谢库功效（贮藏代谢产物）,细胞生理专业知识讲座,第27页,4.,溶酶体,(lysosome),（单层膜）,初级溶酶体：,次级溶酶体：,刚才分泌、含有溶酶体酶及无作用底物分泌小泡；,含水解酶及对应底物，以及水解消化产物，即正在进行或已经进行消化作用囊泡。,细胞生理专业知识讲座,第28页,溶酶体功效,:,本身消化,（衰老、饥饿、受损伤时释放水解酶）,细胞生理专业知识讲座,第29页,5.,微体,(microbody),（单层膜）,过氧化体：光呼吸场所之一,乙醛酸体：乙醛酸循环场所,6.,圆球体,(spherosome),（单层膜）,油 体,蜡 体,细胞生理专业知识讲座,第30页,7.,线粒体,(mitochondria),（双层膜）,结构：,呼吸作用场所,功效：,外膜平滑,内膜向内褶皱成嵴,A,线粒体模式图,B,线粒体亚显微结构,细胞生理专业知识讲座,第31页,功 能：,光合作用场所,（,1,）叶绿体（双层膜）,光学显微镜下细胞中叶绿体形态与分布,叶绿体含有叶绿素,(chlorophyll),、叶黄素,(xanthophylls),和胡萝卜素,(carotene),三种色素，普遍存在于植物绿色细胞中，叶绿素是主要光合色素。,叶绿体亚显微结构,8.,质体,(plastid),分为叶绿体、有色体和白色体三种。,细胞生理专业知识讲座,第32页,（,2,）白色体（造粉体）,不含任何色素，普遍存在于植物贮藏细胞中，依据其贮藏物质不一样分为三类：贮藏淀粉称为造粉体或称淀粉体，贮藏蛋白质称为蛋白体，而贮藏脂类称为造油体。,植物细胞中白色体结构与分布示意图,细胞生理专业知识讲座,第33页,（,3,）杂色体（有色体）,有色体是仅含有类胡萝卜素与叶黄素等色素质体。成熟红、黄色水果如番茄、辣椒以及秋天叶色变黄主要因细胞中含有这类质体。有色体中还能积累脂类。,细胞生理专业知识讲座,第34页,1.3,细胞核,核膜,染色质,核仁,核基质,细胞核,细胞核,(nucleus),：,生物遗传物质,DNA,存在与复制场所。,核基质,细胞生理专业知识讲座,第35页,1.3.1,核膜,核膜,(nuclear membrane),：,双层膜。,膜间隙,外核膜,内核膜,核纤层,膜间隙,核 孔,细胞生理专业知识讲座,第36页,核笼,内层核膜,中心,转运体,循环组装体,胞质,纤维,核体,外层核膜,核篮,核,核孔结构,电镜图,细胞生理专业知识讲座,第37页,1.3.2,染色质,染色质,(chromatin),：,间期细胞核中遗传物质存在主要形式；,染色体,(chromosome),：,染色质在有丝分裂时高度螺旋化成为短而,粗染色体。,细胞生理专业知识讲座,第38页,核小体,(nucleosome),核小体,染色体（分裂期）,屡次缠绕,+,DNA,组蛋白,核小体纤丝 （念珠状）,染色质（间期）,细胞生理专业知识讲座,第39页,细胞生理专业知识讲座,第40页,核仁,(nucleolus),：,球状体，无被膜（,DNA+RNA+Pr）；,合成,r,RNA,主要场所。,细 胞 核,1.3.3,核仁,细胞生理专业知识讲座,第41页,1.3.4,核基质,核基质,(nuclear matrix),：,又称核骨架，由非组蛋白和蛋白纤维构建网状结构。,染色质附着于核基质网上。,细胞生理专业知识讲座,第42页,1.4,细胞骨架,细胞质基质,(cytoplasmic matrix),：,简称胞基质，又称细胞溶胶,(cutosol),，是指细胞质中半透明无定形,有机胶体溶液,个别。,细胞骨架,(cytoskeleton),细胞基质中，由,3,种蛋白质纤维,(,微管、微丝和中间纤维,),相互连接组成支架网络,，也称细胞内微梁系统,细胞生理专业知识讲座,第43页,1.4.1,胞基质,/,细胞溶胶,在真核细胞中除去可分辨细胞器以外胶状物质称为胞基质，也叫细胞浆。,胞基质现有亲水胶体性质，也是细胞代谢主要场所。,1.4.1.1,胞基质化学组成,水,85%,、蛋白质,10%,、核酸,1.1%,、脂质,2%,、,糖及其它,0.4%,、无机物,1.5%,。,细胞生理专业知识讲座,第44页,重点、难点,1.4.1.2,胞基质性质,（,1,）胶体性质,水、蛋白质、糖、脂类等溶质颗粒，大小在,1100nm,之间，于溶剂中形成胶体，所以胞基质有胶体性质。,细胞生理专业知识讲座,第45页,亲水性；,双电层：吸附层+扩散层；,溶胶化与凝胶化:,溶胶 凝胶,溶胶化作用,凝胶化作用,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,水膜,O,H,H,.,Pr,OH,COOH,NH,4,+,使胶粒稳定存在,抗逆性相关,扩散层,吸附层,溶胶：,含水较多细胞，原生质胶粒完全分散在介质中，,胶粒之间联络减弱，呈溶液状态,凝胶：,含水较少细胞，胶体之间相互结成网状，液体分散于,网眼之内，胶体失去流动性而凝结成近似固体状态,细胞生理专业知识讲座,第46页,（,2,）,液晶性质,液晶态是物,质介于固态和液态之间一个存在状态。,正常细胞质在一定温度范围内处于液晶态，低于某一温度时会变成相当于晶态凝胶态，这一温度称为相变温度。,不一样物种甚至不一样品种细胞质，因为化学组成差异，造成相变温度也不一样，其抗逆性强弱也不一样。,细胞生理专业知识讲座,第47页,1.4.1.3,胞基质功效,细胞内许多代谢过程，如糖酵解路径、戊糖磷酸路径、脂肪酸合成、蔗糖合成、,C,4,植物叶肉细胞固定,CO,2,过程等等，都是在细胞基质中进行；对物质吸收和运转有主动作用（可调整,pH,）。,细胞基质也是细胞代谢活动十分主要场所。,细胞生理专业知识讲座,第48页,1.4.2,细胞骨架,微管(,microtubule),微丝(,microfilament),中 间 纤 维(,intermediate filament),细胞生理专业知识讲座,第49页,（,1,）微管,(microtubule),结构：,长形具分支管状结构，球形管蛋白连成丝状中空管状物。,功效：,与细胞分裂相关；,与细胞壁形成相关；,是细胞骨架结构；,参加相关运动,（鞭毛、纤毛等结组成份）,。,释放出结合,GTP,微管蛋白,结合,GTP,微管蛋白二聚体,细胞生理专业知识讲座,第50页,（,2,）微丝,(microfilament),结构：,实心类肌动蛋白丝。,功效：,细胞骨架结构；,与细胞质环流相关（肌动蛋,白丝收缩舒张运动，利于物,质运输）。,细胞生理专业知识讲座,第51页,（,3,）中间纤维,(intermediate filament),结构：,中空、长而不分支胞内纤维（结构相同、成份不一）。,功效：,细胞骨架结构；,与细胞发育、分化、,mRNA,运输相关。,细胞生理专业知识讲座,第52页,1.5,植物细胞间通道,细胞间主要通道：,胞间连丝,自由空间,共质体(,symplast),（,内部空间）：,细胞内有生命个别，经过胞间连丝将原生质体连成一个整体。,质外体(,apoplast),（,外部空间、自由空间）：,质膜以外胞间层、细胞壁及细胞间隙等形成连续整体。,重点,细胞生理专业知识讲座,第53页,胞间连丝,(plasmodesma),贯通细胞壁、胞间层，连接相邻细胞原生质体管状通道，是生活植物细胞特有结构。,1.5.1,胞间连丝亚显微结构,细胞生理专业知识讲座,第54页,孔环,两条分隔通道：,1.,质膜特化结构：相邻两个细胞质膜形成管腔；,2.,管腔内中央套管：内质网膜压缩成狭窄小管,连丝微管。,细胞生理专业知识讲座,第55页,质膜和连丝微管之间是孔环,(annulus),，含,89,个微通道,(microchannel),，物质经由这些微通道进行胞间转移，也进行信息传递。,细胞生理专业知识讲座,第56页,（,1,）物质运输,共质体运输通道；,可运输水分、无机离子、生物大分子、病毒、细胞器等,（,2,）信息传递,传递形成细胞壁信息、电波信号、发育信号等。,1.5.2,胞间连丝功效,细胞生理专业知识讲座,第57页,1.6,植物细胞全能性及其基因表示,1902,年，德国植物学家,haberlandt,提出“植物细胞全能性”。,植物细胞全能性（,totipotency,）,每一个活细胞都含有产生一个完整个体全套基因，在适宜条件下，细胞含有发育成完整植株潜在能力。,应用：组培和快繁技术,1.6.1,植物细胞全能性,细胞生理专业知识讲座,第58页,1.6.2,植物细胞基因结构及其表示调控,植物细胞基因组结构特点：,（,1,）,5,上游区,（,2,）,5,非翻译区,（,3,）编码区,（,4,）,3,非翻译区,植物细胞基因细微结构与其它真核生物细胞基因结构很相同。,真核生物基因是一个嵌合体，,DNA,与组蛋白及大量非组蛋白相结合，包含着编码和不编码两个别，基因在染色体上呈不连续分布，含大量重复序列。基因为单顺反子，无操纵子结构。,细胞生理专业知识讲座,第59页,