植物学-细胞学习.pptx

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1、第一节植物细胞的形态结构一、细胞是构成植物体的基本单位 细胞的发现：1665年英国人虎克（RobertHooke，1635-1703）第一次发现了“细胞”，标志着人们对微观世界认识的开始（用Leeuwenhoek发明制作的显微镜)（-现代光学显微镜-电镜）。第1页/共89页植物细胞植物细胞第2页/共89页Leeuwenhoek和显微镜是英国人，制出了世界上最早的显微镜。RobertHooke用发明制作的显微镜第一次发现了“细胞”。第3页/共89页电子显微镜透射电子显微镜扫描电子显微镜第4页/共89页细胞学说的建立细胞学说的建立1838-1839年，德国植物学家施莱登（M.Schleisden，

2、1804-1881）和动物学家施旺（T.Schwann，1810-1882）指出：除非胞生物以外，一切动物和植物都是由细胞组成的，细胞是生物体结构的基本单位。细胞学说被认为是19世纪科学上的三大发现之一。植物（动物）细胞具有全能性植物离体细胞是独立的个体，是有机体的结构和功能的基本单位，在一定的条件下能够分裂、生长和分化，产生亲本有机体的“复制品”。第5页/共89页组培试管苗（植物细胞的全能性）第6页/共89页第7页/共89页二、植物细胞的形状（一）植物细胞的形状多种多样，一般与它们所处的环境、担负的生理功能有关，如单细胞、纤维、导管、筛管等，反映了形态与功能相适应的规律。第8页/共89页细胞

3、的形状和大小细胞的形状和大小第9页/共89页（二）植物细胞的大小一般很小，非肉眼能看到（分辨），必须借助显微镜。直径大多为10-100um（1um=10mm），最小的为0.5um（球菌）。有人估计，一张叶片可含4000万个以上的细胞，一个6cm直径的苹果含4亿个细胞。少数肉眼可见，如番茄果肉细胞、西瓜瓤细胞，达1mm，苎麻纤维长1-5cm，动物中神经细胞达1m。细胞小的主要原因是：一个细胞核所能控制的细胞质的量是有一定限度的；细胞体积小，其相对面积就大，有利于物质的迅速交换和转运。第10页/共89页细胞大小、数目与表面积细胞小而数目多具有细胞小而数目多具有相对大的表面积相对大的表面积第11页/

4、共89页三、植物细胞的结构显微结构亚显微结构第12页/共89页植物细胞和动物细胞结构模式图（三大区别）植物细胞模式图第13页/共89页第14页/共89页第二节第二节 原生质原生质（细胞生命活动的物质基础）（细胞生命活动的物质基础）本质原生质是细胞内具有生命的物质，是细胞结构和生命活动的物质基础第15页/共89页成分：无机物：水(water)无机盐(Mineral material)有机物：四种生物大分子，如蛋白质（protion）核 酸(nucleic acid)类 脂(lipid)糖 类(saccharide)等第16页/共89页特性：是亲水胶体系统，由于化合物间发生复杂化学反应而产生生命现

5、象，能分化出各种结构。处于凝胶和溶胶（水多，代谢快）的动态变化中。原生质同化和异化的矛盾就是新陈代谢第17页/共89页（一）原生质体1、细胞核除原核细胞（细菌、蓝藻等）及个别（筛管）例外，均有细胞核，常1细胞1核，极个别的2核（绒毡层细胞）、多核（乳汁管）。细胞核的位置、形状、相对大小随细胞的生长（幼嫩）而变化。细胞核的结构（间期核、在生长、未处于分裂）第18页/共89页细胞核细胞核细胞核细胞核(nucleus)(nucleus)第19页/共89页细胞核的结构uu 核膜包括外膜、内膜、核孔、核周腔（图）uu 核仁是合成核糖体RNA（即rRNA，是蛋白质合成场所）的场所uu 染色质由DNA、蛋白

6、质（组蛋白和非组蛋白）、少量RNA组成，是遗传物质存在的主要形式，细胞分裂是变粗短成染色体。uu 核液是无定形物的基质细胞核的功能细胞核的功能：遗传的功能和控制功能遗传的功能和控制功能第20页/共89页2、细胞质（cytoliasm）细胞膜（质膜）(plasmalemma)胞基质(cell matrix)细胞器(organelle)（1）质膜关于质膜结构有二种模型（电镜下）：A、单位膜结构模型认为质膜的结构是固定、静止的，模式图是：第21页/共89页单位膜结构模型单位膜结构模型单位膜结构模型第22页/共89页B、流动镶嵌模型突出了质膜结构的流动性和蛋白质分布的不均匀性。质膜的功能：具有选择透过

7、性只透过某些分子（水和小分子，大分子不能透过）和离子的特性。主要是控制细胞与外环境间的物质交换，维持细胞内环境的相对稳定。还有其他功能。第23页/共89页生物膜分子结构的流体镶嵌模型Singer和Nicolson1972年提出第24页/共89页流动镶嵌膜结构模型流动镶嵌膜流动镶嵌膜第25页/共89页（2）细胞器细胞器习惯名词，介绍10种。质体：植物细胞特有，与碳水化合物（糖）的合成、贮存有关的细胞器，分三类。A、叶绿体分布：植物绿色部分的薄壁细胞中，如叶肉细胞等。蓖麻叶中有403000个/mm2。第26页/共89页叶绿体叶绿体白色体白色体有色体第27页/共89页叶片与叶绿体叶绿体结构模式图第2

8、8页/共89页叶绿体的超微结构第29页/共89页所含色素和形状所含色素：叶绿素a（蓝色）、叶绿素b（绿色）、叶黄素（黄色）、胡萝卜素（橙色）。叶绿素能吸收和利用光能（化学能），直接参与光合作用；其它的二类合称类胡萝卜素，只能将吸收的光能传递给叶绿素，起辅助作用。叶片的颜色与三种色素的比例有关。形状：高等植物的相似（球形、卵形、凸透镜形），低等植物的多种多样（厚底杯状、螺旋带状等）。第30页/共89页电镜结构：外膜内膜均为单位膜基质无色液相，主为蛋白质，暗反应场所。基粒由10-100个基粒类囊体叠成柱状。基粒间膜由基质类囊体连于基粒间。类囊体系统：分布色素，是光合作用光反应场所。叶绿体和线粒体是

9、细胞的“能量转换器”（光能化学能生命活动需要的能）第31页/共89页类囊体由单层膜围成扁平封闭小囊，是叶绿体的结构单位，有二种，相互连成一个完整系统，其上分布色素，是光合作用光反应场所。功能：进行光合作用，制造有机物。第32页/共89页B、有色体n n 存在于果实、花瓣或其他部分，如胡萝卜根中。n n 外被双层膜，不形成内囊体，含类胡萝卜素。n n 吸引昆虫传粉、动物采集，利授粉、种子传播；也有积累淀粉、脂的能力。第33页/共89页C、白色体n 存在于植物体无色部分的贮藏细胞中，如萝卜根。n n 外被双层膜，不形成类囊体，不含色素。n n 是淀粉、脂肪的合成中心，分别叫淀粉体、造油体。三种色素

10、在一定的条件下可以相互转化，如西红柿由白绿红；萝卜见光为绿色；胡萝卜见光为绿色；韭菜黄化为韭黄；树叶由绿色黄色、红色。第34页/共89页线粒体外膜内膜嵴内膜内褶基粒含ATP酶膜间腔中心腔充满基质如蛋白质，特别是呼吸酶。功能：是呼吸作用的场所，被喻为“动力工厂”（“发动机”、“能量转换器”）。因为内有100多种呼吸酶，与细胞内物质分解、形成ATP、释放能量有关。营养物呼吸酶ATP（含高能）分解ADP能生命活动第35页/共89页线粒体线粒体线粒体第36页/共89页生命活动需要能量C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量（ATP+热能）第37页/共89页内质网（ER）首次在细胞内质发现且成网状

11、而得名。结构：单层膜核外膜向内ER向外质膜胞间连丝相邻细胞 类型：据表面是否附核糖体分为rER和sER第38页/共89页内质网内质网内质网第39页/共89页功能：ER构成了一个从细胞核到质膜，以及与相邻细胞直接相通的管道系统，与细胞内和细胞间蛋白质、类脂、多糖（参与细胞壁的形成）的合成运输有关；还是其他细胞器的来源，如液泡、溶酶体、高尔基体小泡等。第40页/共89页高尔基体1898年，动物学家高尔基氏在动物N.C中首次发现而得名。第41页/共89页高尔基体高尔基体高尔基体第42页/共89页结构：扁平囊：5-8层，平行叠成盘形。分凸面（形成面）：常面向细胞核和ER凹面（分泌面）：面向质膜小管：扁

12、平囊周围末端因穿孔而形成的小管小泡：凸面小泡由ER脱落而成，内含ER合成物凹面小泡小管末端脱落而成，内含高尔基体加工、浓缩物第43页/共89页功能：与细胞的分泌（分泌物主要是多糖和多糖-蛋白质复合体）作用有关。参与细胞内一些分泌物的储存、合成、加工、浓缩，以小泡运输到细胞各处，行使功能。第44页/共89页核糖核蛋白体（核糖体）成分：60%rRNA（核糖体核糖核酸）、40%蛋白质结构：非膜性，近球形，由二个亚单位构成功能：合成蛋白质的场所多聚核糖体第45页/共89页液泡结构液泡膜：单层，选择透过性高于质膜细胞液：约70%的水、贮藏物（糖、有机酸等）、排泄物（咖啡碱、烟碱、单宁、花青素、草酸钙等）

13、。浓度高，易形成结晶，色深。第46页/共89页液泡中的花青素液泡中花青素液泡中花青素第47页/共89页是植物细胞区别于动物细胞的结构之一（占90%体积）。野生植物资源的开发利用，如甘蔗、甜菜蔗糖，罂粟鸦片，刺梨、酸枣制饮料，花、果实天然色素。第48页/共89页功能细胞液保持相当浓度，使细胞保持一定的形状和进行正常生命活动；高浓度细胞液，提高了细胞的抗寒、抗旱能力；参与物质的生化循环，有利于细胞的分化和衰老；中央大液泡有利于细胞内外物质和气体交换；丰富而多样的代谢产物是人们开发利用植物资源的重要来源之一贮藏代谢产物；是其它细胞器的来源，如溶酶体来源。第49页/共89页溶酶体结构：单层膜围成多形小

14、泡酸性水解酶浓度高，能溶解所有生物大分子。来源：内质网、高尔基体和液泡功能：通过胞饮式（膜内陷）和自溶式（膜破裂“自杀”）完成大分子的消化作用，有利于细胞分化（导管）、衰老死亡；有利于贮藏物的利用。第50页/共89页溶酶体第51页/共89页圆球体由膜（只具一层电子不透明暗带，半“单位膜”）包被，是脂肪积累的场所，也含脂肪酶，具有溶酶体的性质。微体单层膜围成，含氧化酶和过氧化氢酶类，与糖类的形成有关微管和微丝非膜性细胞器，管状或纤维状构成细胞骨架（微梁系统），与支持、运动等有关。“结构、特性和功能”第52页/共89页细胞骨架细胞骨架百合花粉微丝骨架分布百合花粉微丝骨架分布百合花粉微丝骨架分布百合

15、花粉微丝骨架分布洋葱根尖分生细胞洋葱根尖分生细胞洋葱根尖分生细胞洋葱根尖分生细胞（中期）（中期）（中期）（中期）微管微管微管微管第53页/共89页回顾：细胞器回顾：细胞器(organelle)双膜结构的细胞器双膜结构的细胞器单膜结构的细胞器单膜结构的细胞器非膜结构的细胞器非膜结构的细胞器线粒体，质体线粒体，质体内质网内质网 高尔基体高尔基体 液泡液泡 溶酶体溶酶体 微体等微体等核糖体，微丝，微管核糖体，微丝，微管第54页/共89页各类细胞器发育联系第55页/共89页（二）细胞壁(cell wall)(cell wall)(cell wall)(cell wall)细胞壁、中央大液泡、质体是植物

16、细胞区别于动物细胞的三大结构特征。细胞壁由原生质分泌的非活性物质构成，硬、有弹性，主要起保护作用。1、细胞壁的层次（显微结构）为什么会分层？分三层（位置、主要成分、特性、作用）胞间层：初生壁：次生壁：第56页/共89页刚分裂的细胞只有胞间层，较成熟活细胞有胞间层和初生壁，成熟死细胞具有胞间层、初生壁、次生壁（可达三层）。第57页/共89页2、纹孔和胞间连丝初生纹孔场指初生壁不均匀加厚造成的一些明显的凹陷区域。胞间连丝指相邻细胞间，通过纹孔穿过细胞壁的胞间连丝，是细胞间物质和信息直接联系的桥梁。纹孔由次生壁形成时所产生的中断部分形成的孔（这些中断部分的初生壁完全不被次生壁覆盖）。纹孔对纹孔分为：

17、单纹孔和具缘纹孔第58页/共89页单纹孔的结构：纹孔口、纹孔腔（次生壁围成的腔）、纹孔膜（腔底的胞间层和初生壁）。具缘纹孔的结构：纹孔口、纹孔缘、纹孔腔（次生壁围成的腔）、纹孔膜（纹孔塞、塞周缘），如导管的具缘纹孔。初生纹孔场、胞间连丝、纹孔的存在，有利于细胞与环境以及细胞之间的物质和信息交流。第59页/共89页细胞壁层次初生纹孔场初生纹孔场初生纹孔场初生纹孔场初生壁初生壁 次生壁次生壁第60页/共89页纹孔和胞间连丝第61页/共89页胞间连丝第62页/共89页具缘纹孔具缘纹孔单纹孔单纹孔第63页/共89页3、细胞壁的化学组成主要是纤维素（100以上的葡萄糖基连成）、果胶质、半纤维素等，都是亲

18、水性的，因此，细胞壁一般含有较多的水分，溶于水分的任何物质都能随水透过细胞壁。但细胞壁成分的变化可增加保护作用：uu 木质化硬、透水；uu 矿质化是碳酸钙和硅化物，增加支持作用（如禾本科植物）；uu 角质化、蜡质化和栓质化是脂肪性物质，不透水，减少蒸腾和雨水浸渍，增抗性；uu 木栓化不透水、不透气。第64页/共89页4、细胞壁的亚显微结构细胞壁的主要成分是纤维素，结构单位是微纤丝。葡萄糖基合成纤维素分子成束微团聚合微纤丝（电镜可见）大纤丝（光镜可见）细胞壁第65页/共89页细胞壁的详细结构第66页/共89页四、植物细胞的后含物（自学）后含物是代谢产物，是不具活性的非原生质物。有的是贮藏物，有的

19、是废物。如淀粉、蛋白质、脂肪和油类、晶体等。第67页/共89页淀粉粒后含物（淀粉）后含物（淀粉）第68页/共89页糊粉粒后含物（蛋白质）第69页/共89页第二节植物细胞的繁殖植物要生长和繁殖后代，就必须经过细胞分裂来进行细胞繁殖，以增加细胞的数量（也包括体积的增大）。细胞分裂有三种方式：有丝分裂、无丝分裂、减数分裂一、有丝分裂包括核分裂和胞质分裂第70页/共89页细胞分裂周期第71页/共89页（一）核分裂核分裂是一个连续动态的过程，人为的分为间期、前期、中期、后期和末期。1、间期（生长期）间期的形态特征（既前面已讲的细胞的结构）细胞似乎处于静止状态，细胞各部分结构俱在细胞壁、细胞膜、核大、球形

20、于中央，具核膜和核仁，染色质不规则分散，细胞质浓。第72页/共89页第73页/共89页间期细胞的内部变化：是细胞的生长阶段，进行旺盛的生化活动，为分裂期做准备，主要是DNA、蛋白质、有关酶和RNA（染色质成分）的合成，积累能量。间期分为G1期、S期、G2期。G1期（DNA合成前期）：DNA的相对含量是2C（C表示细胞内一套染色体的DNA含量），主要进行RNA、蛋白质合成和能量的储存，1条染色质含1分子的DNA。S期（DNA合成期）：DNA含量增加1倍为4C，1条染色体含2分子DNA（但为成单体）。G2期（DNA合成后期）：DNAS合成终止，其他成分继续合成，4C。有丝分裂间期一个细胞核内DNA

21、含量的变化第74页/共89页有丝分裂DNA含量变化4C2C第75页/共89页分裂期2、前期3、中期4、后期5、末期细胞周期（T）包括GI期、S期、G2期、M期。第76页/共89页洋葱根尖细胞有丝分裂图解第77页/共89页有丝分类模式图第78页/共89页（二）胞质分裂在二个子核之间形成新的细胞膜和细胞壁。成膜体有丝分裂中，由纺锤丝和来自ER和高尔基体的多糖小泡构成的桶状结构（赤道面处是细胞板），将形成新细胞膜（小泡膜）和细胞壁（多糖）。（三）有丝分裂的特点和意义第79页/共89页二、无丝分裂（过程及意义）过程：核仁裂为二核伸长中凹分为二二核间形成新的细胞膜和细胞壁2个细胞意义：第80页/共89页

22、三、减数分裂间期：染色体已复制（2n、4C），一条染色体含2分子的DNA，但未形成染色单体。（一）第一次分裂（实为分离）分为前期1、中期1、后期1、末期1。第81页/共89页1、前期1历时长，又分为“细、偶、粗、双、终”五个时期。细线期：染色质成染色体，但仍为线状。偶线期：联会粗线期：染色单体真正形成，遗传物质发生互换（变异原因之一）。双线期：同源染色体开始分离（单体未分离），但交叉处仍有相连，呈X等形。终变期：观察计数染色体的最好时期。第82页/共89页2、中期1同源染色体（非姊妹染色单体已生物换）移向细胞中央（对比有丝分裂的中期）。3、后期1二极的染色体成染色质，子核重建。细胞质分裂后成2

23、个子细胞（n）第83页/共89页减数分裂模式图第84页/共89页（二）第二次分裂核不再进行DNA的复制和染色体加倍，过程与有丝分裂相同，分前期、中期、后期和末期。减数分裂是植物在产生有性生殖细胞时进行的特殊有丝分裂，细胞连续分裂二次，但染色体只复制一次，形成的四个子细胞的染色体数只有母细胞的一半（发生在分裂）。意义：是保证物种稳定性的基础；由于同源染色体发生联会、交叉和片段互换，从而使同源染色体上父母本的基因发生重组，产生新型的单倍体细胞，这就是有性生殖能使子代产生变异的原因。第85页/共89页第三节 细胞的生长和分化一 生长:细胞体积和质量的增加 二 分化:结构和功能上的特化 极性:顶端和基部有差异.三 细胞工程:四 细胞的衰亡:特征与意义第86页/共89页复习第87页/共89页思考题2 三种分裂方式各有什么样的生物学意义?3 举例说明你知道的细胞工程应用的事例.第88页/共89页感谢您的观看！第89页/共89页