植物学植物细胞课件.pptx
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- 植物学 植物 细胞 课件
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1、第二章第二章 植物细胞植物细胞(2)四、细胞壁四、细胞壁 细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的显著特征细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的显著特征之一。其功能是:之一。其功能是:限制原生质体产生的膨压,使细胞维持一定的形态限制原生质体产生的膨压,使细胞维持一定的形态保护原生质体保护原生质体(减少蒸腾、防止机械损伤、防治病原体(减少蒸腾、防止机械损伤、防治病原体侵入等);侵入等);与与植物体的吸收植物体的吸收、细胞识别细胞识别、分泌分泌等有关。等有关。保持植物体的正常形态保持植物体的正常形态,影响植物的很多生理活动。,影响植物的很多生理活动。(一一)、细胞壁的化学组成细胞壁的化学组成(二二)、细胞壁的发
2、生和分层细胞壁的发生和分层(三三)、纹孔和胞间连丝纹孔和胞间连丝(四四)、细胞壁的生长和特化细胞壁的生长和特化(一一)细胞壁的化学组成细胞壁的化学组成 植物细胞壁的组成成分比较复杂,但它们的基本成分是相似的,植物细胞壁的组成成分比较复杂,但它们的基本成分是相似的,从结构上可以分为几大类:从结构上可以分为几大类:植植物物细细胞胞壁壁的的组组成成成成分分构架物质构架物质:蛋白质蛋白质内镶物质内镶物质:复饰物质复饰物质:衬衬 质质纤维素纤维素孢粉素孢粉素木栓质木栓质矿物质矿物质木质木质蜡质蜡质角质角质心材色素心材色素水水多糖多糖半纤维素半纤维素果胶果胶树胶树胶粘液粘液胼胝质胼胝质1、构架物质纤维素、
3、构架物质纤维素 微团微团多个微团长链多个微团长链微纤丝微纤丝 microfibril直径为直径为1025 nm。纤维素分子纤维素分子大纤丝大纤丝-D-葡萄糖分子2.衬质蛋白质、多糖、水衬质蛋白质、多糖、水多糖多糖: 非纤维素的多糖主要是非纤维素的多糖主要是半纤维素半纤维素和和果胶质(果胶质(胞间层和胞间层和双双 子叶植物初生壁的主要化学成分)。子叶植物初生壁的主要化学成分)。 蛋白质蛋白质:主要包括:主要包括结构蛋白类结构蛋白类和和酶酶两类。两类。结构蛋白如伸展蛋白与细胞壁的伸展密切相关结构蛋白如伸展蛋白与细胞壁的伸展密切相关酶如水解酶、氧化酶等酶如水解酶、氧化酶等 。说明了细胞壁亦能参与细胞
4、的代。说明了细胞壁亦能参与细胞的代谢谢 。水水 :其含量变化会引起衬质质地的变化以及衬质和微纤丝的粘其含量变化会引起衬质质地的变化以及衬质和微纤丝的粘着程度。进而影响细胞壁的性质。着程度。进而影响细胞壁的性质。以上以上衬质衬质成分组成的一种成分组成的一种亲水凝胶亲水凝胶,有很强的膨胀能力和可塑,有很强的膨胀能力和可塑性,填充在纤维素形成的框架中。性,填充在纤维素形成的框架中。3.3.内镶物质和复饰物质内镶物质和复饰物质内镶物质和复饰物质均为原生质体合成的一些特殊物质,常常与细胞的次生壁结合,内镶物质和复饰物质均为原生质体合成的一些特殊物质,常常与细胞的次生壁结合,改变壁的性质以适应特定功能的需
5、要。改变壁的性质以适应特定功能的需要。 内镶物质内镶物质主要有主要有木质素木质素和和矿质矿质木质素木质素是细胞中次生壁的重要组成成分。能是细胞中次生壁的重要组成成分。能强化细胞壁,增加强化细胞壁,增加其硬度其硬度。木质素渗入到细胞的次生壁的过程,称为。木质素渗入到细胞的次生壁的过程,称为木化木化。 矿质矿质(如如K、Mg、Ca、Si等等)的不溶性化合物积累在细胞壁内,的不溶性化合物积累在细胞壁内,增加壁结构的硬度与保护功能增加壁结构的硬度与保护功能,称为,称为矿化矿化。禾本科、莎草科、。禾本科、莎草科、桔梗科植物的表皮细胞的外壁,渗入二氧化硅而硅质化。桔梗科植物的表皮细胞的外壁,渗入二氧化硅而
6、硅质化。 复饰物质复饰物质主要有角质角质、蜡质蜡质、木栓质木栓质和孢粉素孢粉素等。(二)细胞壁的形成与分层次生壁次生壁初生壁初生壁胞间层胞间层大多数植物细胞壁,可区分出胞间层、初生壁,有的还有次生壁。大多数植物细胞壁,可区分出胞间层、初生壁,有的还有次生壁。1、胞间层中层(中胶层)、胞间层中层(中胶层) 位于细胞壁的最外面位于细胞壁的最外面主要由果胶类物质组成,有很强的亲水性和可塑主要由果胶类物质组成,有很强的亲水性和可塑性性多细胞植物依靠它多细胞植物依靠它使相邻细胞粘连在一起使相邻细胞粘连在一起。在酸、碱和酶作用下,胞间层会发生分解,使细在酸、碱和酶作用下,胞间层会发生分解,使细胞间出现空隙
7、,称为胞间出现空隙,称为胞间隙胞间隙或或细胞间隙,细胞间隙,主要起主要起通气通气和和贮藏气体贮藏气体的作用。的作用。2、初生壁、初生壁位于中胶层内侧,主要成分是位于中胶层内侧,主要成分是纤维素、半纤维素纤维素、半纤维素和果胶和果胶是是细胞增长体积细胞增长体积时由相邻细胞分别在胞间层两面时由相邻细胞分别在胞间层两面沉积壁物质而成,一般较薄。沉积壁物质而成,一般较薄。 特点和功能:具有特点和功能:具有延伸性延伸性和和韧性韧性,会随着细胞体,会随着细胞体积的增大而扩大,既可积的增大而扩大,既可保护原生质体保护原生质体,又不会限,又不会限制细胞的生长。制细胞的生长。 3、次生壁、次生壁在在细胞停止生长
8、细胞停止生长后,在后,在初生壁的内侧初生壁的内侧而形成的壁层,与而形成的壁层,与质膜相邻。比初生壁厚。质膜相邻。比初生壁厚。特点和功能:特点和功能:纤维素含量高纤维素含量高,果胶质极少果胶质极少,基质主要是基质主要是半纤维素半纤维素,比初生壁坚韧比初生壁坚韧,延展性差延展性差。有些植物细胞次生壁中还常添加了木质素等,大大增强有些植物细胞次生壁中还常添加了木质素等,大大增强了次生壁的了次生壁的硬度,以便更好完成特殊功能硬度,以便更好完成特殊功能。由于次生壁的微纤丝排列有一定的方向性,次生壁通常由于次生壁的微纤丝排列有一定的方向性,次生壁通常又分三层,即又分三层,即内层内层(S3)、中层中层(S2
9、)和和外层外层(S1),各层纤,各层纤维素微纤丝的排列方向各不相同,这种成层迭加的结构维素微纤丝的排列方向各不相同,这种成层迭加的结构使细胞壁的强度大大增加。使细胞壁的强度大大增加。(三三)、纹孔和胞间连丝、纹孔和胞间连丝1初生纹孔场:初生纹孔场:在细胞的在细胞的初生壁初生壁上的一些上的一些明显明显凹陷的较薄区域凹陷的较薄区域称称初生纹孔场初生纹孔场。2纹孔纹孔存在形式:存在形式: 1、纹孔对;、纹孔对; 纹孔腔:纹孔腔:由次生壁围成的腔,由次生壁围成的腔, 开口朝向细胞腔开口朝向细胞腔纹孔膜:纹孔膜:腔底的初生壁和胞间层部分腔底的初生壁和胞间层部分纹孔纹孔(pit)结构:2、盲纹孔:、盲纹孔
10、:只有一侧的壁纹孔具有纹孔次生壁形成时,往往在原有的初生纹孔场处不次生壁形成时,往往在原有的初生纹孔场处不形成次生壁,这种形成次生壁,这种无次生壁的较薄区域无次生壁的较薄区域称为称为纹纹孔孔(pit) 。纹孔膜具缘纹孔单纹孔单纹孔单纹孔(simple pit):纹孔口和底同大,:纹孔口和底同大,纹孔腔为上下等径,圆筒形。纹孔腔为上下等径,圆筒形。具缘纹孔具缘纹孔(bordered pit):次生壁在纹孔:次生壁在纹孔腔周围向细胞内延伸腔周围向细胞内延伸 纹孔纹孔种类种类纹孔对纹孔对具缘纹孔对具缘纹孔对单纹孔对单纹孔对纹纹孔孔的的构构造造和和类类型型1纹孔膜纹孔腔纹孔缘纹孔膜纹孔口纹孔塞纹孔腔单
11、纹孔单纹孔具缘纹孔具缘纹孔纹孔的构造和类型纹孔的构造和类型2 3胞间连丝胞间连丝(plasmodesma) 概念:概念:穿过细胞壁上的小孔连接相邻细胞穿过细胞壁上的小孔连接相邻细胞的原生质细丝的原生质细丝 功能:物质运输功能:物质运输和和信息传导信息传导的作用,病毒的作用,病毒也通过胞间连丝传递。也通过胞间连丝传递。 柿柿子子胚胚乳乳的的胞胞间间连连丝丝(四四)细胞壁的生长和特化细胞壁的生长和特化 面积增大面积增大:初生壁形成1.细胞壁的生长细胞壁的生长增加厚度增加厚度:次生壁的生长内填生长内填生长敷着生长敷着生长2.细胞壁的特化细胞壁的特化 有些细胞由于在植物体中担负的功能不有些细胞由于在植
12、物体中担负的功能不同,原生质常分泌一些性质不同的物质,增同,原生质常分泌一些性质不同的物质,增加到细胞壁中,或存在于细胞壁的外表面,加到细胞壁中,或存在于细胞壁的外表面,使细胞壁的组成物理性质和功能发生变化。使细胞壁的组成物理性质和功能发生变化。常见特化有:常见特化有: 木化木化: 角化角化: 栓化栓化: 矿化矿化: 第三节第三节、 植物细胞的后含物植物细胞的后含物 后含物后含物是植物是植物细胞代谢活动中产细胞代谢活动中产生的,存在于细胞生的,存在于细胞质中的非原生质物质中的非原生质物质,包括质,包括贮藏物质贮藏物质和和代谢产物代谢产物。淀粉淀粉蛋白质蛋白质脂类脂类晶体晶体次生代谢物质次生代谢
13、物质 一一 、淀粉、淀粉 植物细胞贮藏淀粉的颗粒,称为植物细胞贮藏淀粉的颗粒,称为淀粉粒淀粉粒。 淀粉粒中间有淀粉粒中间有脐脐,围绕脐形成许多同心,围绕脐形成许多同心的层次的层次轮纹轮纹。类型类型单粒复粒半复粒 单粒半复粒复粒马铃薯块茎的淀粉粒马铃薯块茎的淀粉粒1未染色碘液染色马铃薯块茎的淀粉粒马铃薯块茎的淀粉粒2 二二 、 蛋白质蛋白质 贮藏蛋白的颗粒称为贮藏蛋白的颗粒称为糊粉粒糊粉粒。是由白色体。是由白色体(造蛋白体造蛋白体)或小液泡或小液泡积累蛋白质形成的。积累蛋白质形成的。 贮藏蛋白有贮藏蛋白有无定形蛋白无定形蛋白(如禾谷类糊粉层蛋白如禾谷类糊粉层蛋白),拟晶体蛋白拟晶体蛋白和和与磷酸
14、钙镁构成的与磷酸钙镁构成的球状体蛋白球状体蛋白等存在形式。等存在形式。复杂糊粉粒复杂糊粉粒:含三种形式的贮藏蛋,白如蓖麻胚乳细胞:含三种形式的贮藏蛋,白如蓖麻胚乳细胞 中的糊粉粒中的糊粉粒简单糊粉粒简单糊粉粒:只有一种形式的贮藏蛋白:只有一种形式的贮藏蛋白 贮藏蛋白质是没有生命的,贮藏蛋白质是没有生命的,呈比较稳定的状态。呈比较稳定的状态。三、三、 脂类脂类 脂肪和油类脂肪和油类(oil)是含能量最是含能量最高而体积小的贮高而体积小的贮藏物质。藏物质。 在常温下为在常温下为固体的称为脂肪,固体的称为脂肪,液体的则称为油液体的则称为油类。类。 脂类常脂类常呈油滴呈油滴分散于细胞质基分散于细胞质基
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