植物与植物生理课件-植物细胞和组织.ppt
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- 植物 生理 课件 细胞 组织
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1、植物与植物生理 第一章 植物细胞与组织 显微镜的发明300多年前 世界上最早的显微镜Robert Hooke 软木蜂窝状的小格子“细胞”1838年Schleiden 1839年Schwann细胞是组成植物体的基本单位光学显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜显微镜的发展细胞的基本概念 1855年,Virchow 细胞学说可以归纳为以下两点:1 所有生物都由细胞和细胞的产物组成;2 新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。细胞是生物体结构和功能的基本单位P4l 细 胞 是 生 命 活 动 的 功 能 单 位,一 切 代 谢 活 动 均以细胞为基础;l 特化的细胞分工合作,共同完成复杂的生命活动l 细
2、胞是生殖和遗传的基础与桥梁;具有相同的遗传语言;l 细胞是生物体生长发育的基础;l细 胞 是 生 命 的 基 本 结 构 单 位,所 有 生 物 都 是 由细胞组成的;植物细胞的形状与大小P4 植物体由细胞构成(单细胞或多细胞)细胞的大小通常在20-50m之间 细胞的形态多样,球形、多面体、立方体、长形等第一节 植物细胞的形态与结构植物细胞的基本结构细胞壁细胞壁 (cell wall)(cell wall)细胞细胞原生质体原生质体细胞质细胞质细胞核细胞核质膜质膜原生质体原生质体(protoplast)(protoplast)细胞质细胞质细胞核细胞核细胞器细胞器细胞膜或质膜细胞膜或质膜 质膜:原
3、生质体表面的一层薄膜,脂类和蛋白质 质质 膜膜 的的 功功 能能 1.屏障作用 2.物质运输:“选择透性”2.细胞识别 3.信号转导 4.内吞外排 载体蛋白 主动运输钠钾泵(动物细胞)主动运输质子泵(植物细胞)直接消耗ATP主动运输协同运输 间接消耗ATP细胞核(nuclear)通常一个细胞只有一个细胞核,偶有双核或多核 细胞核一般圆球形,直径约10-20m细细胞胞核核核膜核膜:染色质染色质:是细胞核中遗传物质是细胞核中遗传物质存在的主要形式,其主要成分存在的主要形式,其主要成分是是DNADNA和蛋白质和蛋白质核仁核仁:含大量含大量RNARNA和蛋白质,是和蛋白质,是合成核糖体合成核糖体RNA
4、RNA的场所的场所外膜核孔内膜核基质核基质:染色质和核仁都被液态染色质和核仁都被液态的核基质所包围的核基质所包围。细胞质细胞质 细胞质基质细胞质基质胞基质胞基质 细胞器细胞器 后含物后含物 细胞器细胞器:细胞质中具有一定:细胞质中具有一定 形态构造和功能的结构形态构造和功能的结构细细胞胞器器质体线粒体高尔基器内质网微体圆球体核糖体、溶酶体、液泡、微管、微丝等质体:质体:与糖类合成和储藏有关与糖类合成和储藏有关质体质体有色有色体体叶绿体叶绿体白色体白色体叶绿体:叶绿体:膜、类囊体膜、类囊体 和基质和基质光合作用光合作用叶绿体的显微及超微结构叶绿体的显微及超微结构基质基质基质类囊体基质类囊体基粒基
5、粒叶绿体膜叶绿体膜细胞质中的核糖体细胞质中的核糖体叶绿体中核糖体叶绿体中核糖体 有色体有色体:形状多样,只含有叶黄素和胡萝卜素,存在于花瓣和果实中,胡萝卜根中也有。能积聚淀粉和脂类l白色体:白色体:不含色素,呈无色颗粒状,普遍存在于植物体各部分的储藏细胞中。储藏淀粉的称为造淀粉体造淀粉体,储藏蛋白质的称为造蛋白体造蛋白体,储藏脂类的称为造油体造油体线粒体线粒体脊脊 基质基质呼吸作用呼吸作用线粒体三维结构图解线粒体三维结构图解 线粒体线粒体 内质网内质网:细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管腔细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管腔,彼此彼此相通形成一个隔离于细胞基质的管道系统相通形成一个隔离
6、于细胞基质的管道系统糙面内质网糙面内质网光面内质网光面内质网 细胞内的通讯系统、细胞内的通讯系统、运输、合成运输、合成植物内质网功能区模型图高尔基体 是一些聚集的扁平的小囊和小泡。分泌糖和蛋白质,最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。液泡液泡:细胞代谢产物的储藏场所细胞代谢产物的储藏场所 细胞液细胞液l被一层液泡膜所包被,膜内充满细胞液,主要有水分、糖、单宁、有机酸、植物碱、花色素、无机盐等。l液泡中含有花色素(主要是花青素),致使花瓣具有鲜艳的颜色。花青素随pH不同其色泽可变,碱性时呈兰色,中性时呈紫色,酸性时呈红色l渗透调节;贮藏;消化溶酶体
7、是单层膜小泡,内含多种水解酶,可催化物质分解。微体:单层膜微体:单层膜过氧化物酶体过氧化物酶体与叶绿体和线粒与叶绿体和线粒体配合体配合,与植物的光呼吸有关与植物的光呼吸有关乙醛酸体乙醛酸体脂肪酸的转化脂肪酸的转化圆球体:圆球体:脂肪的储藏和水解脂肪的储藏和水解细胞基质(胞基质)细胞质中除细胞器以外的胶状物质称为细胞基质,各种细胞器分布其中,含丰富蛋白质,可运动,与细胞代谢密切相关细胞质的运动和液泡的形成细胞质的运动和液泡的形成细胞壁(cell wall)l包围在原生质体外的坚韧外壳l保护、支持作用l吸收、蒸腾、运输、分泌l细胞识别l参与细胞生长调控细胞壁组成组成:胞间层 初生壁 次生壁 成分:
8、成分:果胶类物质 纤维素、半纤维素、木质素 多种酶类 和糖蛋白胞间层初生壁初生壁 次生壁次生壁初生纹孔场初生纹孔场细胞分化过程中细胞壁的变化初生壁初生壁次生壁次生壁胞间层胞间层胞间连丝 细胞壁生长时并非均匀增厚,在初生壁上有一些较薄的区域叫初生纹孔场初生纹孔场,其上有许多小孔,细胞的原生质细丝通过这些小孔,与相邻细胞相连 穿过细胞壁,沟通相邻细胞的原生质细丝,称为胞间连丝胞间连丝细胞间的联系 胞间连丝:贯穿和沟通细胞之间的原生质丝 胞间连丝是细胞原生质体间进行物质运输和信号传导的桥梁纹孔场及纹孔 纹孔场:初生壁上的一些非常薄的区域 纹孔:次生壁形成时在纹孔场不被次生壁物质覆盖,形成的凹陷区域
9、单纹孔:纹孔呈圆筒形 具缘纹孔:纹孔口小,纹孔腔大,纹孔呈圆锥形 纹孔膜:两个纹孔间的胞间层和两层初生壁形成纹孔膜 相邻两细胞之间的纹孔多成对存在,称纹孔纹孔对对后含物(一)贮藏的营养物质 1、淀粉形式:以颗粒状态存在,称为淀粉粒淀粉粒鉴定:用碘碘化钾溶液染色时,通常呈蓝黑色形成淀粉粒时,先从一个点(脐点脐点)开始,向外层层沉积,形成许多同心的层次轮纹轮纹(直链淀粉和支链淀粉交替沉积而成)2、蛋白质 形式:拟晶体,其晶体与无机盐结晶不同,常呈方形,因此叫拟晶体拟晶体 糊粉粒:由一层膜包裹成的圆球状颗粒 鉴定:贮藏蛋白质遇碘呈黄色 湖粉粒集中分布于种子的胚乳和子叶中3、脂肪(fat)和油类(oi
10、l)形式:以固体或油滴的形式存在于细胞质中,常存在于种子、胚和分生组织细胞中 鉴定:用苏丹III或苏丹染成橙红色(二)生理活性物质 含量很少,但对细胞生命活动起着非常重要作用的物质,统称为生理活生理活性物质性物质 酶、维生素、植物激素、杀菌素等 保证细胞内一切生化反应的正常进行;调节和控制植物生长、发育、繁殖以至遗传、变异等一系列生命活动过程(三)其它物质 糖类、有机酸、单宁、花青素、植物碱、精油、晶体等 植物细胞内的晶体主要是草酸钙晶体,稀碳酸钙晶体,存在于液泡中 单晶:棱柱状或角锥状 针晶:针状,常聚集成束 簇晶:球状,由许多单晶联合形成,每个单晶的尖端都突出于晶簇的表面质体线粒体高尔基体
11、内质网核糖核蛋白体液泡溶酶体圆球体微体微管微丝叶绿体有色体白色体粗糙型内质网光滑型内质网过氧化物酶体已醛酸体细胞质基质细胞器质膜细胞质细胞核核膜核质核仁染色质核基质原生质(生活物质)后含物(代谢产物)贮藏的营养物质生理活性物质其它物质淀粉脂肪蛋白质维生素、生长素、酶无机盐、生物碱、单宁、有机酸、晶体等原生质体细胞 壁胞间层初生壁次生壁植物细胞 细胞的类别 原核细胞、真核细胞l 原核细胞 遗传的信息量小,遗传信息载体仅由一个环状DNA构成 细胞内没有核膜和具有专门结构与功能的细胞器的分化 原核细胞和真核细胞原核细胞真核细胞细胞大小较小,约 110um较大,约 10100um细胞核无成形核,无核膜
12、,无核仁核具一定形态,有核膜核仁染色体有一条 DNA,不与蛋白质结合2 条以上 DNA,与蛋白质、RNA 结合成染色体细胞器无细胞器,只有少量膜片层和核糖体有各种具膜或不具膜的细胞器细胞壁主要是肽聚糖,不含纤维素主要由纤维素、半纤维素和果胶组成 l植物细胞和动物细胞叶绿体线粒体细胞壁细胞膜液泡细胞质光面内质网细胞核粗面内质网高尔基体高尔基体线粒体细胞质细胞膜细胞核粗面内质网光面内质网中心体纤毛l植物细胞和动物细胞 特特 征征 动物细胞动物细胞 植物细胞植物细胞质体(叶绿体)质体(叶绿体)细胞壁细胞壁大的中央液胞大的中央液胞其它其它无,异养营养无,异养营养 有,自养营养有,自养营养 无无 有(纤
13、维素和果胶质)有(纤维素和果胶质)无无 有(代谢调节作用)有(代谢调节作用)溶酶体、中心体溶酶体、中心体 乙醛酸循环体、胞间连丝乙醛酸循环体、胞间连丝分裂时的收缩环分裂时的收缩环 分裂时的细胞板分裂时的细胞板第二节 植物生命活动的物质基础 一、原生质的概念一、原生质的概念 细胞内具有生命活动的物质,称原生质。细胞内具有生命活动的物质,称原生质。原生质是构成原生质是构成原生质体原生质体的物质。的物质。原生质的基本组成成分是:原生质的基本组成成分是:水、蛋白质、核酸、脂类、糖类和无机盐。水、蛋白质、核酸、脂类、糖类和无机盐。1 1、蛋白质、蛋白质蛋白质蛋白质是由许多是由许多氨基酸氨基酸通过通过肽键
14、肽键相连,相连,形成的高分子形成的高分子含氮化合物含氮化合物组成蛋白质的元素:组成蛋白质的元素:主要有主要有C C、H H、O O、N N和和S S。有些蛋白质还含有少量有些蛋白质还含有少量磷或金属元磷或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼,素铁、铜、锌、锰、钴、钼,有些蛋白有些蛋白质还含有质还含有碘碘 。氨基酸氨基酸 组成蛋白质的基本单位组成蛋白质的基本单位 存在存在自然界自然界的氨基酸有的氨基酸有300300余种,余种,但组成但组成植物体植物体蛋白质的氨基酸仅有蛋白质的氨基酸仅有 2020种种蛋白质在植物细胞中的功能 构成细胞的结构物质 生物催化剂酶的作用N 端端 C端端胰凝乳蛋白酶的一级结构和
15、空间结构胰凝乳蛋白酶的一级结构和空间结构植物细胞的增殖n 细胞分裂的作用 一些单细胞生物,如衣藻,一次细胞分裂可形成两个新生物体。多细胞生物,也是由一个细胞受精卵或合子经过多次分裂和分化发育形成l 细胞分裂是细胞繁殖的一种形式。n 细胞分裂的作用l 生物的生长也依赖于细胞分裂,细胞分裂还导致了多细胞生物的组织分化和生长发育l 一个多细胞生物完全长大以后,仍然需要细胞分裂的过程。这种分裂生成的新细胞可用于替代不断衰老或死亡的细胞,维持细胞的新陈代谢,或者用于生物组织损伤的修复。n 细胞分裂的作用 有分裂能力的细胞,从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的一个完整过程称为一个细胞周期n 细胞周期 典
16、型的细胞周期可包括间期和细胞分裂期两部分。间期包括一个DNA合成期(S期)及S期前后两个间隙期(G1期,G2期)。细胞分裂期则包括有丝分裂和胞质分裂两个主要过程。细胞周期的持续时间u不同物种、不同组织细胞周期所经历的时间不同u温度条件的影响非常显著,如向日葵根尖分生组 织细胞,25时7.8h,2012.5h,1523.2h,1046hu细菌在适宜条件下,每20min分裂一次细胞分裂(cell division)的方式 无丝分裂 有丝分裂 减数分裂 复制前期(复制前期(G1期)期)间期间期 复制期(复制期(S期)期)(interphase)复制后期(复制后期(G2期)期)前期前期(prophas
17、e)中期中期(metaphase)核分裂核分裂 后期后期(anaphase)末期末期(telophase)胞质分裂胞质分裂(cytokinesis)有丝分裂(mitosis)体细胞和某些性细胞分裂的方式特点:在间期每个染色体复制成两条相同的染色单体,在分裂时有规律地分配到 两个子细胞核中。有丝分裂的过程(mitosis)分裂的前期、中期、后期和末期分裂的前期、中期、后期和末期前期前期 a-e有丝分裂有丝分裂末期末期 j中期中期 f后期后期g-i纺锤体组成无丝分裂 在两个新的子核之间形成新细胞壁,把一个母细胞分隔成二个子细胞的过程,称为胞质分裂 核分裂后期,在子细胞核形成的同时,纺锤丝在赤道面中
18、央密集并向四周扩展,微管以平行方式排列成圆柱状结构,称为成膜体成膜体 在成膜体围起来的中间部分,来自高尔基体或内质网的小泡(带由细胞壁前体物质)在赤道面上彼此融合形成细胞板细胞板,将细胞质从中间隔开 细胞板逐渐向四周扩展,直到与母细胞的细胞壁相连接,完全把母细胞分隔成二个子细胞。有丝分裂的生物学意义:每次分裂前染色体复制一次 染色体平均分配到两个子细胞中 子细胞染色体数与母细胞相同 保证了细胞遗传的稳定性无丝分裂无丝分裂无丝分裂方式有:横缢、纵缢、出芽等无丝分裂 分裂时核内不出现染色体,也不形成纺锤丝 分裂形式:横缢、纵缢、碎裂、出芽等 分裂过程:核仁一分为二,细胞核延长,核仁向两端移动,核中
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