大学植物学第一章植物细胞汇总课件.pptx

1、植物细胞 目录1.概述2.组分3.组分的功能及特点4.胞间的信息交流5.植物细胞的后含物6.细胞的生理周期及衰亡7.小结细胞学说的建立：结论：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。植物细胞原生质体细胞膜细胞质细胞核细胞基质细胞器核仁核膜核质细胞壁胞间层次生壁初生壁 后含物贮藏营养物质生理活性物质其他物质 根据植物细胞核的有无，细胞可以分成真核细胞和原核细胞。一、原生质和细胞外被(一).原生质1、概念植物细胞生命活动的物质基础是原生质，有原生质组成的各种结构，统称为原生质体。原生质体为结构名称，原生质为组成成分的名称。2、化学组成原生质主要由水、无机盐、蛋白质、核酸、糖类和脂质

2、组成。3、物理性质主要表现为无色、半透明半流动态的黏稠液体，密度比水高，具亲水性。4、生理特性就生命现象，即具有新陈代谢的能力。（二）.细胞壁1.胞间层两个相邻的细胞所共有的薄层，是细胞分裂时，在细胞中部分纺锤丝的赤道板产生细胞板，将细胞分隔成二，并在细胞板上形成果胶物质所组成的结构。2.初生壁是在细胞生长过程中，由原生质体分泌的物质，主要是纤维素、半纤维素和果胶物质增加在胞间层内方面形成的。3.次生壁是有些细胞停止生长以后，原生质体分泌物继续在初生壁的地方填积，使细胞壁加厚形成的。4.细胞壁的组成和功能特效组成：主要由纤维素组成，由其他物质如半纤维素，果胶质等继续填充于各级纤丝中而累积变厚。

3、功能：主要为保护支撑，同时含有参与植物体的生长、物质的吸收、运输、分泌和细胞间的相互识别、细胞分化时细胞壁分解的蛋白质。特性：木质化:细胞壁内填充和附加了木质素，可使细胞壁的硬度增加，细胞群的机械力增加。这样的填充木质素的过程就叫做木质化。木栓化:细胞壁中增加了脂肪性化合物木栓质，它是一种简化的细胞，不易透气，也不易逐水，所以造成最后细胞内的原生质体完全消失。这样的填充脂肪族化合物的过程就叫做木栓化。角化：指在表皮接触空气的一面壁上形成覆于壁外的一层角质（亦为一种脂肪酸）膜，可减少植物体水分损失，防止机械损伤，昆虫摄食和病菌侵染，也可调节暴晒下植物的体温。角质膜透明不影响透光。粘液化：是指细胞

4、壁所含的果胶质和纤维素变成粘液和树胶的一种变化。矿化：指矿物质如钙，硅等积累在细胞壁内，可增加组织结构的硬度与保护功能。禾本科，莎草科等植物茎，叶表皮外壁中常积累有二氧化硅而硅质化。（三）、细胞膜1、细胞膜又称细胞质膜，细胞表面的一层薄膜，有时称为细胞外膜或原生质膜。细胞膜位于细胞表面，主要由脂类、蛋白质和糖类组成。2、细胞膜把细胞包裹起来，使细胞能够保持相对的稳定性，维持正常的生命活动。此外，细胞所必需的养分的吸收和代谢产物的排出都要通过细胞膜。3、功能：分隔、形成细胞和细胞器，为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境；屏障作用：膜两侧的水溶性物质不能自由通过，表现出选择透过性；识别和传递信息

5、功能（主要依靠糖蛋白）；物质转运功能：细胞与周围环境之间的物质交换，是通过细胞膜的转运功能实现的，表现出半透性。二、胞间的信息交流1.纹孔：植物细胞的细胞壁上，未经次生加厚而留下的凹陷.初生细胞壁随细胞的生长而扩大，由原生质体产生的纤维素不断添加到初生壁上，但细胞壁的加厚并不是均匀的.很多地方留下没有增厚的空隙，这就是纹孔.纹孔通常呈小窝、缝隙或细管状.相邻的细胞壁其纹孔常成对地相互衔接，称纹孔对.纹孔可分为：胞壁未加厚部分呈圆孔形或扁圆型，纹孔对中间由初生壁和中胶层所形成的纹孔膜隔开.：纹孔边缘的次生壁，向细胞腔内隆起呈拱架状，形成一个半圆的纹孔腔，纹孔腔有一纹孔口，纹孔膜中央加厚成为纹孔塞

6、，因此从正面看呈三个同心圆状.纹孔塞仅在松柏类植物的管胞中才具有，其他裸子植物与被子植物则没有纹孔塞，故从正面仅看到两个同心圆.纹孔电镜图2.胞间连丝胞间连丝贯穿两个相邻的植物细胞的细胞壁，并连接两个原生质体的胞质丝。它们使相邻细胞的原生质连通，是植物物质运输、信息传导的特有结构胞间连丝的染色电镜图三.细胞器及其功能1.质体：从原质体发育而来叶绿体：是绿色植物和藻类等真核自养生物细胞中专业化亚单元的细胞器。其主要作用是进行光合作用，叶绿体内类囊体紧密堆积。主要含有叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）、类胡萝卜素。线粒体与叶绿体都是细胞内进行能量转换的场所，两者在结构上具有一定的相似性。均由两层膜包被而

7、成，且内外膜的性质、结构有显著的差异。均为半自主性细胞器，具有自身的DNA和蛋白质合成体系。因此绿色植物的细胞内存在3个遗传系统。有色体：是植物或藻类细胞内的细胞器，可以由白色体或叶绿体转化而来。这种胞器因为含有类胡萝卜素或是其他色素而带有颜色，是进行光合作用（叶绿体）或是生产与储存色素的场所。白色体：凡是不含色素的成熟质体都为白色体，分布于植物不见光的部位或者植物嫩叶。具有储藏淀粉、蛋白质和油脂的功能。2.线粒体线粒体是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所。也叫做细胞的“动力车间”。一个细胞内含有线粒体的数目可以从几百个到数千个不等，越活跃的细胞含有的线粒体数目越多。线粒体是一

8、种存在于大多数真核细胞中的由两层膜包被的细胞器，也是植物体中除细胞核含有遗传物质的两个场所之一。线粒体嵴简称“嵴”，是线粒体内膜向线粒体基质折褶形成的一种结构。线粒体嵴的形成增大了线粒体内膜的表面积。越是活跃的细胞，嵴也越多。3.内质网内质网是在真核生物细胞中由膜围成的隧道系统，为细胞中的重要细胞器。实际上内质网是膜被折叠成一个扁囊或细管状构造，可分为粗面内质网和光面内质两种。内质网与高尔基体及核膜相连续。功能：（1）它是细胞质的膜系统，外与细胞膜相连，内与核膜的外膜相通，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。（2）能有效地增加细胞内的膜面积，内质网能将细胞内的各种结构

9、有机地联结成一个整体。（3）滑面内质网上没有核糖体附着，这种内质网所占比例较少，但功能较复杂，与脂类、糖类代谢有关。（4）粗面内质网上附着有核糖体，其排列也较滑面内质网规则，功能主要与蛋白质的合成有关4.高尔基体亦称高尔基复合体、高尔基器，是真核细胞中的一种细胞器，属于细胞的一组膜，为内膜系统的组成之一，专门收集并包裹各种物质，例如酶和激素。高尔基体为意大利细胞学家高尔基Golgi于1898年首次用银染方法在神经细胞中发现，是由光面膜组成的囊泡系统。高尔基体由扁平膜囊、大囊泡、小囊泡三个基本成分组成。主要功能是将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、与包装，然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到

10、细胞外。5.核糖体是细胞中的一种细胞器，细胞中都有核糖体存在。核糖体由一大一小两个亚基结合形成，主要成分是相互缠绕的RNA(称为“核糖体RNA”，简称“rRNA”)和蛋白质(称为“核糖体蛋白质”，简称“RP”)。核糖体在细胞中负责完成“中心法则”里由RNA到蛋白质这一过程，即将氨基酸组成肽链，该过程在生物学中被称为“翻译”6.溶酶体又称溶体、溶小体，存在于细胞中，是单层膜的囊状胞器，内部含有数十种从高基氏体送来的水解酶，这些酶在弱酸性环境之下（通常为PH值5.0）能有效分解生命所需的有机物质。许多透过细胞吞噬的物质，会先形成内体，然后跟溶体融合并且进行消化。溶体对老旧、损坏的胞器和膜蛋白进行分

11、解，产生的小分子随后可再次被细胞利用，一旦溶体破裂释放出水解酶，细胞就会被分解（又称细胞自杀）。起分解大分子。消化和消除残余物的作用7.圆球体是在植物细胞中存在的一种细胞器与乙醛酸循环体连接。直径0.51微米，在电镜下圆球体为一半单位膜包围，内部可看到的细微结构。其化学组成主要是脂类和蛋白质。8.微体其形态、大小及功能常因生物种类和细胞类型不同而异。根据微体内含有的酶的不同可以将微体分为过氧化物酶体和乙醛酸循环体。9.液泡是细胞质中的泡状结构。是由单层膜与其内的细胞液组成的。主要存在于植物细胞中。动物细胞中也含有液泡。低等动物特别是单细胞动物的食物泡、收缩泡等均属于液泡。液泡也是一个具有溶酶体

12、性质的细胞器。成熟的植物细胞中的液泡很大，可占据整个细胞体积的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡内有细胞液，其中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等物质，可以达到很高的浓度。中央大的液泡对生活的植物细胞有着重要意义，它不仅储存有机代谢产物；参与细胞中物质的生化循环。而且由于它的细胞液是浓度较高的溶液，对于植物体对水分的吸收、运输以及维持细胞的紧张状态都有着直接关系。细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质被称为原生质层。水分进出细胞要经过原生质层。液泡的功能：调节细胞的内环境，充盈的液泡还可以使细胞保持一定的渗透压。10.细胞骨架系统是由蛋白质与蛋白质搭建起的骨架网络结构，包括细胞质骨架和细胞核骨架。细

13、胞骨架系统的主要作用是维持细胞的一定形态，使细胞得以安居乐业。细胞骨架对于细胞内物质运输和细胞器的移动来说又起交通动脉的作用;细胞骨架还将细胞内基质区域化；此外，细胞骨架还具有帮助细胞移动行走的功能。细胞骨架的主要成分是微管、微丝和中间纤维（1）微管细胞内含有很多微小的管状结构，成为微管。有些分布于细胞质靠近于膜的位置，与细胞形状形成关，有些分布于正在分裂的细胞核区域，与染色体向两极移动和形成细胞板的囊泡向赤道板面上运输有关（2）微丝比微管更细的纤维，有收缩功能，与细胞内物质运输和原生质的流动有关（3）中间纤维又名中间丝具有骨架功能和信息功能四.植物细胞核1.核被膜包括核膜及膜以内的核纤维层，

14、细胞核的最外层结构。由两层单位膜所组成，外膜附有核糖体。它将DNA与细胞质隔开，形成了核内特殊的微环境，保护DNA分子免受损伤；使DNA的复制和RNA的翻译表达在时空上分隔开来；此外染色体定位于核膜上，有利于解旋、复制、凝缩、平均分配到子核，核被膜还是核质物质交换的通道。核纤层与细胞有丝分裂中核膜崩裂和重组有关。2.核仁 是细胞核中椭圆形或圆形的颗粒状结构，无膜包被，可能是核糖体的前体。核仁富含RNA和蛋白质，核糖体中的RNA来自于核仁。蛋白质合成旺盛的细胞，常有较大的或较多的核仁。核仁是rRNA的所在之处。3.核质核仁以外、核膜以内的物质成为核质，可分为核基质和染色质。染色质是细胞中遗传存在

15、的主要形式，易被碱性染料着色，主要由DNA赫尔蛋白质构成，含少量的RNA和非蛋白质。4.功能（1）遗传物质储存和复制的场所（2）细胞遗传性和细胞代谢活动的控制中心五.植物细胞的后含物1.贮藏营养物质1）.淀粉以淀粉粒的形式储藏于细胞质的，淀粉粒可在白色体中形成也可在叶绿体中形成。在叶绿体中形成的淀粉粒称为初生淀粉粒，很快会变成糖转运至白色体内。又在白内体内转化为淀粉粒，叫做次生淀粉粒。这种贮藏淀粉粒的白色体叫做造粉粒。2）.脂肪和油它们是脂肪酸和甘油集合而成的。脂肪是储存营养物质中最为经济的形式，在氧化时放出的能力最多。脂肪遇苏丹III或,IV变为橙红色，遇四氧化锇变为黑色3）.蛋白质贮藏的蛋

16、白质不同于构成原生质的蛋白质，是无生命的物质，一般以糊粉粒的状态存在于细胞的任何部位，常为不定性的小颗粒或结晶体2.次生代谢物质单宁一类的酚类化合物的衍生物，可保护植物免于脱水、腐烂或遭受动物的伤害。植物体除存在于质体参与光合作用的叶绿素和胡萝卜素等，常分布于花瓣和果实内。起到改变花的颜色等作用六.细胞的生理周期及衰亡1.细胞周期细胞周期是指能持续分裂的真核细胞从一次有丝分裂结束后生长，再到下一次分裂结束的循环过程。进一步可分为4个时期，包括分裂期的G1期S期G2期和分裂的M期1）G1期从有丝分裂到DNA复制前的一段时期，又称合成前期，此期主要合成RNA和核糖体。该期特点是物质代谢活跃，迅速合

17、成RNA和蛋白质，细胞体积显著增大。这一期的主要意义在于为下阶段S期的DNA复制作好物质和能量的准备。2）S期DNA合成期，在此期，除了合成DNA外，同时还要合成组蛋白。DNA复制所需要的酶都在这一时期合成。3）G2期为DNA合成后期，是有丝分裂的准备期。在这一时期，DNA合成终止，大量合成RNA及蛋白质，包括微管蛋白和促成熟因子等。4）M期 即有丝分裂期，细胞的有丝分裂需经前、中、后，末期，是一个连续变化过程，由一个母细胞分裂成为两个子细胞。一般需12小时2.有丝分裂（口诀）1）前期染色质丝高度螺旋化，逐渐形成染色体。染色体短而粗，强嗜碱性。两个中心体向相反方向移动，在细胞中形成两极；而后以

18、中心粒随体为起始点开始合成微管，形成纺锤体。随着核仁相随染色质的螺旋化，核仁逐渐消失。核被膜开始瓦解为离散的囊泡状内质网。2）中期细胞变为球形，核仁与核被膜已完全消失。染色体均移到细胞的赤道平面，从纺锤体两极发出的微管附着于每一个染色体的着丝点上。从中期细胞可分离得到完整的染色体群。3）后期由于纺锤体微管的活动，着丝点纵裂，每一染色体的两个染色单体分开，并向相反方向移动，接近各自的中心体，染色单体遂分为两组。与此同时，细胞被拉长，并由于赤道部细胞膜下方环行微丝束的活动，该部缩窄，细胞遂呈哑 铃形。4）末期染色单体逐渐解螺旋，重新出现染色质丝与核仁；内质网囊泡组合为核被膜；组胞赤道部缩窄加深，最

19、后完全分裂为两个2倍体的子细胞。3.无丝分裂又叫直接分裂。无丝分裂的早期,球形的细胞核和核仁都伸长。然后细胞核进一步伸长呈哑铃形,中央部分狭细。最后,细胞核分裂,这时细胞质也随着分裂,并且在滑面型内质网的参与下形成细胞膜。在无丝分裂中,核膜和核仁都不消失,没有染色体和纺锤丝的出现,当然也就看不到染色体复制的规律性变化。但是,这并不说明染色质没有发生深刻的变化,实际上染色质也要进行复制,并且细胞要增大。当细胞核体积增大一倍时,细胞核就发生分裂,核中的遗传物质就分配到子细胞中去。4.减数分裂（1）减）减数第一次分裂数第一次分裂前前期期根据染色体的形态，可分为如下几个阶段：细线期细胞核内出现细长、线

20、状染色体，细胞核和核仁体积增大。每条染色体含有两条姐妹染色单体。偶线期又称配对期。细胞内的同源染色体两两侧面紧密相进行配对，这一现象称作联会。由于配对的一对同源染色体中有4条染色单体，称为四分体（或“二联体”）粗线期染色体连续缩短变粗，同时，四分体中的非姐妹染色单体之间发生了DNA的片断交换，从而导致了父母基因的互换，产生了基因重组，但每个染色单体上仍都具有完全相同的基因。双线期发生交叉的染色单体开始分开。由于交叉常常不止发生在一个位点，因此，染色体呈现V、X、8、O等各种形状。终变期(又叫浓缩期）染色体变成紧密凝集状态并向核的周围靠近。以后，核膜、核仁消失，最后形成纺锤体。中中期期各成对的同

21、源染色体双双移向细胞中央的赤道板，着丝点成对排列在赤道板两侧，细胞质中形成纺锤体。后后期期由纺锤丝的牵引，使成对的同源染色体各自发生分离，并分别移向两极。末末期期到达两极的同源染色体又聚集起来，重现核膜、核仁，然后细胞分裂为两个子细胞。这两个子细胞的染色体数目，只有原来的一半。重新生成的细胞紧接着发生第二次分裂。（2 2）减数第二次分）减数第二次分裂裂减数第二次分裂与减数第一次分裂紧接，也可能出现短暂停顿。染色体不再复制。每条染色体的着丝点分裂，姐妹染色单体分开，分别移向细胞的两极，有时还伴随细胞的变形。前期前期染色体首先散乱地分布于细胞之中。而后再次聚集，核膜、核仁再次消失，再次形成纺锤体。

22、中期中期染色体的着丝点排列到细胞中央赤道板上。注意此时已经不存在同源染色体了。后期后期每条染色体的着丝点分离，两条姊妹染色单体也随之分开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别移向细胞的两极。末期末期重现核膜、核仁，到达两极的染色体，分别进入两个子细胞。两个子细胞的染色体数目与初级精母细胞相比减少了一半。至此，第二次分裂结束。5.细细胞的生长和分化胞的生长和分化生长是指细胞体积和质量增加的过程，形成各种不同大小形状的细胞。而分化，是细胞形态结构和功能的特化，即从年幼的形态结构简单的细胞发育成形态结构复杂的细胞。主题的各种组织与器官的形成，都取决于细胞的分化。6.植植物细胞的全能性以

23、及细胞工程物细胞的全能性以及细胞工程植物细胞的全能性是指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。在适宜条件下，任何一个细胞都可以发育成一个新个体。植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础。细胞工程是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞内的某些生物学特性，从而创造新的生物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。7.植植物细胞的衰亡物细胞的衰亡细胞衰亡是细胞生命活动的基本特征之一。在生物体内总是有细胞不断的衰亡和死亡，同时又有新生的细胞来代替它们。1）细胞膜体系的变化：衰老细胞的膜通常处于凝胶相或固相，膜腔扩大甚至崩裂，表面核糖体变少。2）细胞

24、骨架体系的变化：微丝系统与细胞增殖和分户的调节直接相关，核骨架 中二硫键含量更加丰富3）线粒体的变化：数量随年龄变大而减少，体积随年龄变大而增大4）细胞核的变化：细胞核体积增大、核膜内折，最后可能导致核膜崩解。其次是染色质固缩化5）蛋白质合成的变化：衰老细胞中大多数蛋白质合成速度降低6）其他：衰老细胞常伴随含水量的降低，高尔基体数量明显增加等 有丝分裂口诀 前期：膜仁消失显两体（核膜核仁消失；染色体纺锤体出现）中期：形定数清点排板（染色体数目确定，着丝点整齐的排列在赤道板上）后期：点裂加倍移两极（着丝点分裂，染色体数目加倍，移向细胞两极）末期：两消两显重见壁（染色体纺锤体消失，重现核膜核仁，细胞壁生成）