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讲 稿 课程名称：植物生物学学 时：40学时适用专业：生命技术学院生物科学专业任课教师：张美萍黑龙江八一农垦大学 绪论 第一节植物与植物界一、植物的多样性1种类多样性。在自然界中，现在已知道的植物种类多达五十余万种。包括 ：藻类，菌类，地衣，苔藓，蕨类，和种子植物。它们的大小，形态结构和生活方式各不相同，共同组成复杂的植物界。也使人类社会生活更加多姿多彩。2植物在地球上分布的多样性。热带寒带，海洋陆地，平原高山。其分布极广，从平原，冰雪封闭的高山，严寒两极地带，炎热的赤道区域，江河湖海的水面合深处，千里的沙漠和荒原，都有植物生活。几乎可以说自然界处处都有着植物。3植物形态的多样性。个体大小千差万别，细菌0.2微米，病毒0.1微米。而最高的裸子植物红杉高达115米，直径达11米，寿命达3500岁。4植物体的内部结构简繁差别很大。最简单的由一个细胞组成，如小球藻、衣藻。随着植物的长期进化，由单细胞植物多细胞植物最后形成有根茎叶器官的高等植物。5植物的营养方式不同。多数植物为绿色植物，自养植物，有叶绿素，进行光合作用，制造有机物，共自身生活和生长。包括藻类、苔藓、蕨类、种子植物。有的为非绿色植物，为异养植物，不含叶绿素，不能制造有机物，从活的或死的绿色植物体上吸收现成的养料，以维持生活和生长。6植物体寿命长短不同。木本植物较长，如松、柏能活千年以上，有的寿命较短，象草本植物有一年生、二年生、多年生草本。有的细菌仅生活2030分钟，既可分裂产生新个体。二、植物界的基本特征和生物界的划分（一） 植物共有的基本特征1 植物细胞有细胞壁，由纤维素和半纤维素构成。2 绿色植物能进行光合作用，制造有机物，行自养生活。3 多数植物在后天生活中，能不断产生新的植物体部分或新器官。4 植物对环境的变化一般不能作出运动反应，而在形态出现长期适应的变化。如仙人掌科植物。（二） 生物界的划分 1二界系统：十八世纪，1753年，瑞典的博物学家林奈把生物界划分成植物和动物界，建立两界系统，其建立的依据如下：营养方式 ：植物是自养型，动物是异养型。运动方式 ：植物的位置不能自身移动，动物可以。细胞壁划分 ：植物具有而动物不具备，细菌除外。 2三界系统：1866年，德国海克尔提出： 植物界、 动物界、 原生生物界 原生生物界：具有色素体又能游动的单细胞低等植物。后来包括藻类、菌类。3 四界系统：1938年，美国的柯柏兰提出： 植物界、 动物界、 原生生物界、原核生物界。 原生生物界（细菌和蓝藻）、原核生物界（真核藻类、菌类、原生动物） 4五界系统：1969年，美国的惠特克提出： 植物界、 动物界、 真菌界、 原生生物界 、 原核生物界。 5六界系统： 七十年代，1979年， 我国学者陈世壤提出，在五界基础上单立类病毒和病毒为非胞生物界。第二节：植物在自然界中的作用一植物的合成作用和矿化作用光合作用：绿色植物细胞内的叶绿体，能够利用光能，把简单的无机物(CO2和H2O)合成碳水化合物的过程，称为光合作用。因此，光合作用就是把无机物合成有机物的过程。这一过程的产物：不仅解决绿色植物自身的营养，同时也维持非绿色植物和动物和人类的生命。所以，绿色植物对维持整个生物界的生命起着重要的作用。因而，在自然界的生态平衡中也就占着主要的地位。光合作用也是光能转变为化学能，而储积在有机物内的过程。除去作为自然界有机食物源泉外，也为人类多方的利用，石油，煤，天然气。光合作用进行过程中还可发出氧气，不断地补充大气中的氧，使大气中的氧含量保持相对的稳定。这是植物的三项伟大的宇宙作用。在自然界中只有有机物的合成和储积是不行的。这样无机物都被冻结在生物体内，自然界将会由于原料的缺乏而成为死的世界。自然界的物质，总是处在不断的运动中。一方面，是从无机物合成有机物的过程，另一方面，也是从有机物分解为无机物的过程。 矿化作用：非绿色植物（细菌和真菌）把死的有机物分解为简单无机物的过程。有机物分解，主要有两个途径：一是通过动，植物的呼吸作用来进行；一是通过非绿色植物对死的有机物的分解，即矿化作用进行。矿化作用的结果，使复杂的有机物分解为简单的无机物再被植物利用。（二）植物在自然界物质循环中的作用 1，碳循环空气中的二氧化碳容量仅为0.03%。据估计，碳按重量计，大气中总含量为600亿吨。如果大气中的二氧化碳不加补充，按地球上每年绿色植物要用19亿吨碳酸态的碳计称，只要30余年大气中的二氧化碳就将被消耗殆尽，但事实却不然，自有绿色植物以来，在漫长的岁月中，二氧化碳始终维持着相对的平衡，这就是说自然界中的二氧化碳一直在不断的得到补充。这些补充，除物质燃烧，火山爆发，动物呼吸，主要依靠非绿色植物的分解作用来实现。2，氮循环 吸大气中的N2固氮作用含氮化合物氨化作用铵（硝化作用）硝酸盐（反硝化作用）N2 总之，植物在自然界通过光合作用和矿化作用，也就是合成和分解作用，使自然界物质循环往复，保持相对平衡。这种合成分解永无止境。（三）植物对环境保护的作用1， 滞留粉尘，净化大气有毒气体 粉尘 （吸收吸附）2， 净化水域吸收分解 和富集3， 杀菌 减少噪音4， 调节大气中二氧化碳和氧气的平衡亚马逊河流域的热带雨林，有“地球之肺”的美称5， 保持水土减少地表径流据估计，黄河流水携带的泥沙每年十六亿吨，而长江的泥沙含量已占世界各大河流第四位。6， 调节气候减免干旱第三节：植物学的研究对象一研究对象：植物各类群的形态结构，分类和有关生命活动发育规律以及植物和外界环境建多种关系的科学。它的早期主要是一们描述性的科学。二十世纪以来，随着自然科学其他工程技术的更新和发展新的理论新技术和新设备的产生植物学才逐渐由观察描述的阶段进入试验阶段，着重对植物界的生命活动规律，从不同的角度以新的技术和理论进行微观和宏观的理论和应用的研究。二分支科学：1，植物形态学：研究植物体形态，内外形状和结构，器官的形成和发育，细胞组织，器官在不同的环境中以及个体发育和系统发育过程中的变化规律的科学。基础学科之一包括植物细胞学 植物解剖学 植物胚胎学 2，植物分类学：研究植物类群的分类，鉴定和亲缘关系，从而建立植物进化系统和鉴别植物的科学。3，植物生理：研究植物的生命活动规律及机理的科学。如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、生殖作用等变化、规律的科学。4 植物生态学：研究植物之间、植物与环境之间相互关系的科学。5 植物遗传学：研究遗传与变异、对立统一规律及人工选择的理论与实践。总之，植物学是这些分科的基础和出发点，因此首先要学好植物学。三植物学的研究内容： 包括植物的外部形态、内部结构、植物类群、植物分类等。介绍植物的个体发育和系统发育。个体发育：细胞、组织、根茎叶、花果实种子，的形态、结构及生理功能。系统发育：介绍植物界的基本类群和分类及生态、群落、植被介绍。第四节：植物学的发展简史 第五节：学习本门课程目的要求该课程分三部分子植物形态解剖植物界的类群分类植物生态。群 和植被（一）目的掌握植物学的基本知识，技能和技巧为后续课程，如植物生理学、生态学、遗传学、农作学原理打下基础（二）要求 第一章 植物细胞 1.1 细胞的概述一.细胞的概念：细胞是构成植物和动物体结构和功能的基本单位。 1.植物和动物种类很多，但都是由单个细胞构成的，除病毒外。 单细胞植物：仅由一个细胞构成，如细菌、小球藻，生长，发育，繁殖等生命活动都由1个细胞来完成。 多细胞植物：由亿万个形态，结构不同的细胞，分工协作共同完成植物体正常的生活，例一些低等植物和所有高等植物，要了解植物的生活，生长，发育规律必须从研究细胞开始，十六世纪中叶，发明了显微镜。二细胞的发现：人们对细胞的认识，追溯到十七世纪，与显微技术发明与改建是分不开的。 .1665年，英国物理学家虎克用显微镜观察软木藻片，第一次发现并了细胞。实际上 他并未看到完整的生活细胞，只看到的是失去生活死木栓细胞的细胞壁，随后，们对细胞言听计从越深入，逐渐形成了一切生物体是由细胞组成的概念。 .1838年1839年，由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出了“细胞学说”。内容：a.植物和动物组织都是由细胞构成的。b.所有细胞都是由细胞分裂成融合而来。c.卵和精子都是细胞。d.一个细胞可以分裂而形成组织。 意义在于证明了植物和动物有着细胞这一共同起源。细胞学说确定了细胞是生物有机体的基本单位，是生命活动的基本单位。 恩格斯把“细胞学说”作为十九世纪的三大发现之一。 （牛顿）“能量守恒与转化定律”，（达尔文）“生物进化论” .二十世纪初：通过用光学显微镜，细胞的主要显微结构都已查明。（细胞壁，叶绿体，细胞核，液泡，细胞质，线粒体，高尔基体） .二十世纪四十年代，电子显微镜发明后，逐渐揭示了细胞的超显微结构。 .随着电子显微镜技术的不断改进和发展及运用超心法，色谱法，放射自显影技术，细胞化学，同位素示踪法，分光光度法，X射线衍射技术。及其它新仪器新技术的应用，对细胞结构和功能的研究从显微水平，超微水平，进入大分子和分子水平。能研究细胞内遗传物质DNA，RNA分子结构。 .从虎克发现细胞以来，经过300多年的研究，明确细胞概念，细胞是构成植物和动物体的结构和功能的基本单位。因为动植物致病的病毒是由蛋白质包围的核酸组成 ，并不具细胞结构。是目前已知的最小生命单位。 自然界中还存在着比细胞形态更简单的生物。如病毒，外面有一个蛋白质组成的外壳，壳内含有核酸（RNA或DNA），现发现300多种病毒，使人、动物致病。还一类比病毒更简单的生命形式，叫类病毒，它比病毒小80倍，仅由小分子的核糖核酸构成，而没蛋白质，可使动植物致病，有人认为这些生物实际是由非生物发展到生物的过渡类型，因此细胞是生物结构的基本单位，不是唯一的结构单位。细胞只是生命在发展过程中所产生的形式之一（病毒，类病毒）。 1.2 植物细胞的大小和形状一.植物细胞的大小：差别悬殊1.最小的球菌 0.2m，一般种子植物中细胞 在10-100m。如此小必须借助显微镜观察，光学 显微镜分辨极限0.2m。有效放大倍数1200倍1500倍，电子显微镜分辨率高达1（放大倍数为10万倍），能观察细胞超微结构。2.少数大型细胞肉眼可见，如，蕃茄果肉，西瓜瓤，苹果细胞 1mm，棉籽的表皮毛长达75mm，宁麻芝的纤维细胞长可达550mm，油松管胞2mm。3.细胞大小与功能有关，一般生理活跃的细胞常常较小，根尖，茎尖分生组织细胞，而代谢活动弱，则往往较大，各种贮藏细胞较大。4.通常细胞体积都很小的原因 其一：一个细胞核控制着细胞质的量，细胞大小受细胞核所能控制的范围制约。 其二：细胞体积小，相对表面积就大，这对迅速交换和运输有利。二.细胞的形态：千差万别，有球状体，多面体，纺缍体，柱状，卵形，椭圆形，体现着形态和功能的统一。 .球形：单细胞藻类和细菌等游离生活的细胞，生长在疏松组织中细胞。 .多面体：多细胞植物体，细胞紧密排列或相互挤压成多面体，根尖，茎尖。 .长筒形：起输导作用的细胞，导管，筛管。 .长纺缍形（梭形）：起支持作用的细胞，纤维聚集成束，加强支持功能。 .管状突起：根毛细胞，扩大根吸收面积。 .等径的：薄壁组织细胞。 1.3 细胞生命活动的物质基础-原生质一.原生质的组成 原生质：细胞内具有生命活动的物质。细胞是由原生质构成的，它是细胞结构和生命活动的物质基础。它的基本组成成分。 1.所含主要化学元素：碳，氢，氧，氮四种，占全重90%，其次少量的S,P,Na,K,Ca,Mg,Cl,Fe,元素，这十二种元素占全重99%以上，此外微量元素：Ba,Mn,Mo,Cu,Zn,Si,B,Co等。 组成原生质物质有：有机物和无机物。 无机物：有水，溶于水中气体，无机盐。 2.水和其他无机物：原生质中含有大量的水，占细胞全重的6090%，水是细胞中矿物质离子和各种分子的溶剂，除水外，原生质中还有溶于水中的气体，如二氧化碳，氧气，无机盐及许多离子等。 3.有机化合物：组成原生质的有机物为蛋白质，核酸，脂类和糖类。 .蛋白质：构成蛋白质的基本单位是AA（氨基酸），已知的AA有20多种，种类，数目，排列顺序不同，进行排列组合形成多种蛋白质。增加蛋白质的多样性，蛋白质不是孤立合存在的，往往和其它分子结合起来，如脂蛋白，核蛋白，色素蛋白，另外，起催化作用的蛋白质，称为酶，是细胞代谢的主要调节者。生活细胞中有几千种酶。除水以外，蛋白质是组成原生质重要万分，约占细胞总干重的60%以上。 .核酸：A：生活原生质都有核酸，是重要的遗传物质，它与蛋白质结合成核蛋白，在分生组织细胞中，核酸含量很高，衰老叶含量低。 b：核酸是由许多核苷酸经脱水聚合而成的高分子有机化全物，一个核苷酸由一个含氨碱基，一个五碳糖，一个磷酸分子组成。有五种含氨碱基：二种嘌呤，三种嘧啶：腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C），胸腺嘧啶（T）或尿嘧啶（U）。 c：分两类：核糖核酸（RNA）：在细胞中有合成蛋白质的作用，有在于细胞质中。 脱氧核糖核酸（DNA）：文化部在于细胞核中，具有双螺旋结构，构成染色体的遗传物质。 d：功能：核酸是细胞中主要的遗传物质，它是遗传信息的携带者，通过复制可使遗传物质传递到子代中去。 .脂类：包括,油，脂肪，磷脂，蜡，固醇，性质，不溶于水解。. 常与蛋白质结合在一起，成为各种膜的重要结构物质。. 形成角质，蜡质，森栓质，参与细胞壁的构成，造成细胞壁的不透水性。 .糖类：是光合作用的同化产物.作用：参与构成原生质和细胞壁。功能：是原生质进行代谢作用的能源，贮存在细胞内，供机体需要。 糖类含C，H，O三种元素，所以称碳水化合物。 重要糖有单糖，双糖和多糖。 单糖：是最简单的糖，五碳糖和六碳糖，（即核糖和脱氧核糖是核酸的组成成分之一），葡萄糖是细胞内能量主要来源。 双糖：两单糖分子脱一个水分子而成，主要有蔗糖，麦芽糖，是细胞糖类的存形式。 多糖：许多糖分子脱水而成，主要纤维素，果胶物是细胞壁的组成成分，而淀粉是贮藏营养物质形式，多糖经酶类水解作用成葡萄糖。除此之外，原生质还有生理活性物质，酶，维生素，激素，抗菌素，含量极微，但是植物体正常生活必不可少的。 原生质的物理特性：它是一种无色，半透明，具有弹性，半流动状态的胶体溶液，比重略大于纯水。二.原生质的性质与新陈氏谢 1.物理特性与新陈代谢 .具有液体的某些性质，如有秀大的表面张力。 .具有一定的弹性和粘度，当粘性增加抗逆性增强，弹性大，对抗械压力的忍受也大，对环境的适应性也增强。2.胶体性质与新陈代谢。 .原生质具带电性和亲水性。蛋白质是亲水化合物，由水合膜的存在，使原生质胶体系统更加稳定。蛋白质是两性电解质，使原生质具缓冲能力。 .原生质具有吸附作用。能增强对离子吸收，使受体与信号分子结合。 .原生质具有凝胶作用。呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温，干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。当恢复正常条件时，变成溶胶状态时，粘性小，代谢活跃，生长旺盛，但抗逆性弱。 3.原生质的液晶性质与新陈代谢 液晶态是物质介于固态与液态之间的一种状态，不少分子如磷脂，蛋白质，核酸，叶绿素，类胡萝卜素等在一定湿度范围内都可以形成液晶态，液晶与生命活动密切相关，流动性大，膜透性加大，导致细胞内葡萄糖和无机离子等大量流动（输出）。 显微结构：把在光学显微镜下能看到的结构称显微结构。 亚显微结构：把在电子显微镜下能看到的结构。（超微结构） 1.4 细胞的基本结构 细胞壁：包在植物细胞外，特有结构（动物细胞不具细胞壁） 原生质体：是由原生质特化而来的，指单个细胞内的原生质。它包括细胞膜，细胞质，细胞核总称为原生质体。是一个细胞内的原生质，是细胞存在有生命部分，是细胞内各种代谢活动进行的场所。原生质：是细胞当中提供基础化合物，物质概念。原生质体：植物细胞中，细胞壁以内的原生质部分。一.细胞膜（质膜）：包围在细胞外面的一层薄膜，是单层单位膜。 1.质膜成分：脂类（类脂），蛋白质 单位膜： 在电镜下观察具有明显的三层结构，二个暗带，中间夹一个明带，叫单位膜，厚约70-100，核膜，质体膜，线粒体膜是层单位膜质，其它细胞器膜都是单层单位膜。 膜系统：生物膜：质膜，细胞内膜（如核膜和各类细胞器膜）统称。构成细胞的膜的种类很多，除质膜外，还包括细胞内腊，核膜和各种细胞器的膜。除核膜，质体膜，线粒全膜外，其它细胞器膜大多是单层单位膜。 2.质膜的功能：主要功能：是控制细胞与外界环境的物质交换。这是因膜具选择透性，使细胞从周围环境不断吸收水，盐类及胞内环境，进行正常的活动，吞噬作用，胞饮作用，胞吐作用。 接受和传递胞外信息，引起细胞内代谢和功能的改变，调节细胞内生命活动，抵御病菌感染。 参与细胞间的相互识别。 3.质膜的结构：目前较广泛地接受的是“流体镶嵌模型”，假说 .脂类双分子层，做为骨架，头在膜内外两侧，尾部朝向膜中间，尾尾相连。 .蛋白质分子与磷脂层的内外表面结合或嵌于脂类层或贯穿于脂类层而部分露在膜的内外表面。 .磷脂和蛋白质都有一定的流动性，使膜的结构促于不断变动状态，蛋白质上具有酶类，且有“识别，捕捉，释放”物质的能力。从而对透过起控制作用。膜的选择透性主要与膜上蛋白质有关。二.细胞质驻其细胞器 细胞质：充满于细胞核与细胞膜之间，进一步分为：胞基质，细胞器。 胞基质：是透明的复杂溶液，是包围细胞器的细胞质部分，是透明的物质。化学成分复杂，含水，无机盐，有机物。生活细胞的胞基质在细胞内能带动细胞器，在细胞内作有规则的持续流动，称胞质运动。有二种：循环运动（多个方向），旋转运动（1个方向）。 功能：不信是细胞器之间物质运输的介质，而表是生化反应的重要场所。 细胞器：是细胞内上具有特定结构和功能的亚细胞单位。 基质与细胞器的关系：细胞器悬浮在甩基质中，为胞基质提供支持骨架，而胞基质为细胞器提供必要的离子环境，为细胞器施行功能提供所必须的物质和场所。 胞质运动可促进细胞中信息传递和物质运输与交换，有利于细胞的新陈代谢和生长，对创伤修复有重要作用。 1.质体：是植物细胞所特有的细胞器，是一类合成和积累同化产物的细胞器，而动物，真菌，细菌一般没有。 前质体：在幼期细胞同人，如，根尖，茎尖分生组织细胞，胚，卵，质体尚未分化成熟，前质体有少量的片层和基质，随着细胞生长，分化，前质体分化成成熟质体。 分化成熟的质体根据其颜色和功能的不同分为：叶绿体，有色体，白色体。 A.叶绿体： .存在：于植物的绿色细胞中，即：叶肉细胞，嫩，幼果等绿色部分，细胞及类植物及表皮的保卫细胞中，一个细胞中可有十个，几十个，几百个叶绿体。在细胞内常分布在外圆，靠近质膜处的胞基质中。 .形态：高等植物呈球形，卵形，透镜形，藻类植物呈杯状，带状（水绵），波菜叶中一个叶肉细胞（栅栏组织）300400个叶绿体，一个海绵组织200300个 植物细胞中与能量转换的细胞器是体和线粒体，前者合成有机物，贮存能量，后都分解有机物，释放能量。 .结构：用电镜观察：超微结构。 被膜：最外面由双层单位膜包被，（内膜，外膜），膜表面有与光合作用有关的酶 基粒：内部由膜形成的圆盘状类囊体相互重叠形成柱状体单位，一个叶绿体内有4060个基粒，每个基粒有10100片层不等。 基粒间膜（基质片层）：在基粒与基粒之间由基质片层相连系，使整个叶绿体成贯通的膜系统。 基质：基粒以外的部分充满基质，基质中有DNA，核蛋白体rRNA，酶等。 .组成：叶绿素，叶黄素，胡萝卜素。其中叶绿素是主要的光全色素，它吸收和利用光能，直接参与光合作用。植物叶片的颜色与这三种色素的比例有关:当叶绿素占优势时2/3叶片呈绿色，当叶片衰老时，叶绿素降低，叶片呈蓝色。 .功能：进行光合作用吸收光能并使之转化为化学能，同时利用二氧化碳和水制造有机物释放氧的过程。总方程式： 葡萄糖是人类和其他异养生物的食物来源。 B：有色体：是含有类胡萝卜素而呈红蓝色的质体，能积累脂类和淀粉。（1） 存在于植物的花瓣，成熟的果实（桔类，山楂，椒），胡萝卜及衰老叶片中。（2） 形态：球状，颗粒状，针状，杆状，肉管状，及其它不规则形状。（3） 结构:很简单，基粒和基质片层多变形或解体。（4） 组成：由类胡萝卜素组成 ：胡萝卜素：呈红色，红辣椒果皮中，颗粒状。叶黄素：呈黄色。桔子，胡萝卜。（5） 功能：贮藏淀粉和脂类，在花和果实中具有吸引昆虫帮助传粉作用。C：白色体：不含可见色素的无色质体。呈无色颗烊状，球状，或纺锤状。 存在：种子幼胚，幼嫩茎叶或不着组织的细胞中，如：种子幼胚，花的子房及贮藏组织等无色部分。如：甘薯，马铃薯。 结构：简单，由双层膜包被，内部仅有少数不发达的片层。 功能：有的在细胞生长过程中合成淀粉叫造粉体，参与合成脂肪和油脂的叫造油体，合成贮藏蛋白质的叫造蛋白体。D：有色体，白色体及叶绿体和相互转变：随细胞发育及环境条件可相互转化。 土豆风光后变绿色 ，由白色体叶绿体 有色体是由白色体和叶绿体转化而来，前质体经分化，增殖成其它质体。如：蕃茄的子房，随果实发育转变成绿色幼果，进而变成红橙色果实，反映质体变化。 2.线粒体：除了细菌，蓝藻和厌氧真菌上，生活细胞都有线粒体。 形状：呈球状，分枝状，般比质体小，0.5-1m . 构造：在电镜下 双层膜： 外膜：包被线粒体 内膜：向中心腔内折叠，形成许多管状突起的内褶皱称嵴。 嵴：嵴的内表面上，均匀地排布着形似大头针的结构，称电子传递粒（ETP）， 电子传递粒（ETP）：ETP上含有ATP酶(能合成ATP，是细胞供能中心)，参与解吸作用。 基质： 内膜和基质中含有其它与呼吸作用有关的酶。100多种酶参与呼吸作用。 功能：是细胞进行呼吸作用的场所，线粒体中含有大量的酶，其中主要是氧化酶，细胞贮藏的糖，脂肪，氨基酸的最终氧化分解是由线粒体进行的，最后释放的能量，供细胞生活的需要。由于线粒体是细胞中产生能量的地方，称之为“细胞的动力加式厂”。呼吸作用总的方程式： 3.核糖体（核糖核蛋白体）（核蛋白质体），凡生长旺盛，代谢活跃的细胞内特别多。 形态：生活细胞都有核糖体，小而圆的颗粒，是无膜结构。 成分： 核糖核酸，60%（RNA）蛋白质， 40% 存在：游离胞基质中，但在细胞核，线粒体，叶绿体的基质中也存在，还大量附着在粗糙内质网膜上。 功能：是全成蛋白质的主要场所，在执行功能时，单个核糖体通常是几个或几十个串联在一起，成为念珠状的复合体，（多聚核糖体）。它合成蛋白质的效率比单个的高。4内质网（缩写ER）：存在于胞基质中，形态：由膜围成的扁平的束，槽，平的槽，管，形成 纵横交错的网状结构。它与核膜相连，同时与胞间连丝和相邻，内质网相连。膜质约50-60，两屋膜中间距离400-700。从切面看，膜常成对平行排列。内质网： 滑面内质网 SER：内质网表面光滑，不附有核糖体颗粒。 粗糙型内质网 rER，内质网表面结合核糖体。功能：目前还不太清楚，a. 一般认为是一个细胞内的蛋白质，类脂，多合成，贮藏及运输系统。b. 粗糙型rER，上含核糖体，主要功能蛋白质，并运送到其它部位。c. SER，功能合成运输类脂和多糖。d. ER是许多细胞器的来源，如液泡，高尔基体，圆球体及微体都是由ER特化或分离出的小泡而来。5高尔基体：是由一叠平滑单位膜围成的束，由扁平束，大束泡，小束泡组成。每个束中央似盘底，边缘多出现穿孔，象网状结构。凸出的面是形成面， 凹入的面是成熟面，它在来源上与ER有亲密切关系。成熟面不断破裂成小泡，运输ER合成的物质。一个高尔基体常具58个束（泡）功能：将ER合成的物质运输到某些部位中去，能运输糖，脂类，蛋白质。 生物大分子的装配。高尔基体能利用单糖和含硫单糖合成多糖和含硫多糖，是许多多糖的合成场所。 主要是合成纤维素，半纤维素，高尔基小泡向细胞壁内表面移动，与细胞壁的形成有关。 与细胞的分泌作用有关，如根尖细胞分泌的粘液，花蜜中的糖与多糖蛋白的分泌，是在高尔基体作用下形成的。 （5）参与溶酶体与液泡形成。 内质网EER过滤的小泡形成高尔基体的束，在成熟面最外方的束逐渐瓦解成许多高尔基小泡，小泡在细胞壁上沉积，与细胞壁形成有关。6液泡：存在于胞基质中，由单层单位膜包被的细胞器。 构成：最外层有一层单位膜叫液泡膜。细胞液：液泡内的汁液，是含有多种有机物和无机复合物的复杂水溶液。细胞液中含：a.有的是细胞代谢产生的储藏物，如糖，有机酸（草酸，苹果酸，柠檬酸蛋白质。果实中含有丰富的有机酸，造成酸味，茶叶，柿子含大量丹宁，而具涩味，如甘蔗茎，甜菜根中含大量糖，有浓原甜味。 b.有的是排泄物，如，草酸钙，花色素苷，碳酸钙（晶体） c.溶解花色素苷，从而使花瓣，果实或叶片显出红色，紫色，蓝色。花色素苷的显色与细胞液的PH有关，PH7时，呈红色；PH7时，呈蓝色；PH=7时，呈紫色。 常见牵牛花早晨是蓝色，以后渐转红色就是这个缘故。 d.含有许多无机盐，酶类等。细胞液中各类物质的富集，使细胞液保持相当的浓度，这对于细胞渗透压和膨压的的维持及水分吸收有很大关系，使细胞解保持一定形状和进行正常的活动。同时高浓度的细胞能提高植物的抗逆旱，抗寒，抗盐碱的能力。 细胞生长各时期液泡的变化，不同类型和不同发育时期的细胞，其液泡的数目，大小，形状都不同，a. 幼期细胞，如顶端分生组织细胞内液泡很小，数量很多，散布在胞基质中，在电镜下才能看到。b. 随着细胞的长大和分化，细胞的代谢产和和水分进入小液泡，使液泡增大，并逐渐合并为少数几个大液泡。c. 细胞成熟时，几个液泡最后合并形成一个大液泡。占据细胞中央的大部空间，占细胞整个体积的90%以上，称中央液泡。这时细胞体积不再增大，细胞质和细胞器和细胞核被挤到紧帖细胞壁，形成一薄层。中面液泡的形成有其生理意义，它把原生质体压成贴壁的薄层，这样，有利于原生质体与外界发生气体和养料的交换。由于看？，细胞的生长和液泡的形成是完全一致的。 . 液泡的功能：a. 渗透调节：控制细胞吸水，使细胞保持紧张状态，利于各种生理活动正常进行。维持细胞渗透压和膨压，使细胞保持一定的形状和正常活动。b. 贮藏功能：控制营养物质的出入，并参与细胞的代谢活动，是各种营养物质和代谢物质的贮藏场所。c. 消化作用：液泡中含有多种酶，在一定情况下，能把膜和细胞器等衰老部分进行分解和消化。同时可参加大分子物质的降解活动。 . 植物细胞能否吸水因素，取决于土壤溶液和细胞液浓度的大小。通常细胞液浓度土壤溶液，所以植物细胞都能从土壤中大量吸水。 细胞液浓度=土壤溶液，所以植物细胞不向内吸水，也不向外渗水。 细胞液浓度土壤溶液，所以植物细胞不向内吸水，还向外渗水。 细胞体积缩小，发生质壁分离，植物体因缺水而萎蔫，甚至会株死亡。在植物栽培中，若一次施肥过多，造成植物生理干旱。盐碱地植物长不好，原因也在于此。7.溶酶体：是由单位膜包围的多种形状的小泡状结构，它是由内质网分离出来的小泡形成的，常为圆球形小体。内部没有特殊结构，成分：含有大量的水酶，已知60多种，如酸性磷酸酶为主（核糖核酸酶等脂酶，蛋白质），能分解所有的生物大分子。功能：a.能分解蛋白质蛋白质，多糖，核酸等大分子植物。 b.病毒，细菌被细胞吸入后，和溶酶体融全而被消化（异体呑噬） c.自体呑噬：当细胞衰老时，溶酶体膜破裂，释放水解，消化整个细胞，而使细胞死亡。 例：（自溶作用：植物体中，导管的穿孔及筛板的筛孔，及纤维成熟时，原生质最后完全破坏消失，与溶酶体作用密切相关。借自溶作用可能消除一些衰老细胞和不必要的组分与结构，以利细胞分化和个体发育。8.圆球体：是膜包裹着的圆球状小体，膜是半单位膜（只有一个暗带）。 功能：含有合成脂肪的酶，能大量洜累脂肪，在一定条件下，也能将脂肪水解成甘油和脂肪酸，因此，它具有溶酶体性质。9.微体：是由内质网分离出小泡形成的，是单屋膜包围的细胞器，呈球状或哑铃形的颗粒。与溶酶体在大小，形状相似，但含酶种类不同，包含过氧化氢酶和氧化酶类。 功能：植物细胞中有二种微体：过氧化物酶体和乙醛酸循环体。 绿体，线粒体结合在一起，参与乙醛的循环，执行光呼吸功能，氧化光合作用中的某些中间产物，而乙醛循环体多存在于含油量市制种子中，当种子萌发时，可将脂肪和油分解，转变成糖类。10.微管：组成：它是由组成，球状蛋白围成的细小的中空的长管状结构。在细胞质中，靠近细胞壁。功能：起支架作用，使细胞维持一定形状，花中裸露精细胞，无细胞壁，靠维管维持纺锤形状。 对细胞壁的形成和增厚起作用。微管组成的成膜体，指导着高尔基体小泡。向新壁方向运动，在赤道面中，形成细胞板。 参与构成有丝分裂和减数分裂时的纺缍丝。 影响胞内物质的运输和胞质运动。 参与构成低等植物的纤毛，鞭毛，影响整个细胞的运动。微丝：是比微管更细的纤丝，在细胞中呈纵横交织的网状，与微管和中等纤维共同构成细胞的骨架。（或叫微梁系统，维管，中等纤维，微丝）功能：与微管配合，控制细胞器的运动，微丝的收缩功能与胞质流动密切相关。三细胞核： （除细菌，蓝藻外，生活细胞都有细胞核）是原生质体重要的组成部，是控制细胞生命活动的中心，折光率强，在光学显微镜下很容易看到。 1.形态:一般近于球形，但也有许多不同形状，如禾本科保卫细胞，细胞核量哑铃形，花粉的营养细胞，核呈不规则裂瓣。 大小：在胚及根端和茎端的分生组织细胞中，细胞核占的体积常较大，约为整个细胞的1/21/3，在成熟组织细胞中，核的体积相对较小。 数量：细菌，蓝藻无核，一般植物细胞有一个核，但也有双核多核，如菌藻植物及乳汁管多核，花药绒毡层细胞二核。 位置：在幼期细胞中，核常位于细胞中央，呈圆形，相对体积大，随细胞生长而变化。 而细胞生长时，由于液泡的增大和合并，形成中央液泡后，细胞质被挤至贴近细胞壁成为一薄层，因而质核 处于细胞的一侧，呈椭圆形，相对体积小。 2.结构：（在光学显微镜下，间期核可分为） 内膜系统彼此间相互联系：核外膜与rER相联，SER产生的束泡可转化为高尔基体的束泡，内质网和高尔基体可发育成液泡和各类小泡，小泡进步发育成溶酶体，圆球体和微体. 核膜：包在核的最外面（内膜，外膜）又叫核被膜，是选择透性膜，离子，小分子（AA，糖，蛋白质，RNA酶，DNA酶）可通过，而大分子需由核孔。 核孔：核膜上一定间隔愈合的小孔，有开闭结构，控制物质的进出，是物质进出核孔，并非自由通过。细胞核和细胞质进行物质交换的通道。（外膜向外延伸到细胞质中去，可与内质网相连。 核仁：是制造核糖体亚单位的部位（功能）。进一步合成蛋白质。无核仁，不能合成核糖体细胞不能正常生活。生活细胞内常有一个或几个核仁。它的折光性，粘着性较强，且易被碱性染料（番红，地衣红）着色。由RNA和蛋白质组成，在电镜下，核仁由颗粒，纤维，染色质和蛋白质的基质。 核质：核膜以内，核仁以外的物质，它以碱性染料染色后，可分为着色的是染色质：化学成分是DNA和蛋白质构成，间期核内成网状细丝。染色体：化学成分一样，要分裂期，染色质丝高度螺旋化，变粗变短，形成杆状染色体，着色浅的是核液（水，酶，蛋白质，RNA，进行各种功能的有利场所），二者是同一物质结构，在不同时期表现的不同形态。 基因是遗传物质的基本单位，存在于染色质（体）的DNA分子链上，而DNA主要集中在核内，因此细胞核的主要功能： 3.功能：储存和传递遗传信息，在细胞遗传上起重要作用。 间期细胞核的功能是贮存和复制DNA，合成和向细胞质转运RNA。因此细胞核是细胞的控制中心。 染色体含有许多基因，决定某些特殊蛋白质或酶的合成，从而控制植物各种性状的表现。四细胞壁：是包围在植物细胞原生质体外面的一个坚韧的外壳，本质上它不是一种生活物质，无生命的由原生质体向外分泌物质形成的。 细胞壁，质体一起构成了植物细胞与动物相区别三大结构特征。1. 功能：.减少蒸腾，防止微生物入侵和机械损伤。支持和保护原生质体的作用。使细胞保持一定的形状。.它的厚度和成分，影响植物的吸收，保护，支持，蒸腾和物质运输等重要生理活动。如机械组织壁具支持作用。2. 细胞壁的结构分层结构，据形成时间和化学成分的不同分为三层。 胞间层（中层）：概念：存在于细胞壁的最外层，它是两个相邻细胞共有的一层薄膜，也是在细胞分裂时最早形成的一层。它的主要化学成分是果胶，具有粘性和弹性，能将两个相邻细胞粘连在一起，并可缓冲细胞之间的挤压。果胶易被酸或酶溶解，而导致细胞相互分离。如成熟组织细胞的部分胞间层被溶解，形成细胞间隙。蕃茄，萍果，西瓜等成熟时变软面，或叶子在落叶时，在叶柄基部产生离层，都与胞间层发生溶解有关。 初生壁：在细胞生长，增大体积时形成的壁层（细胞生长过程中），是邻近细胞分别在胞间层两面次积壁物质而形成的，是最初产生的壁，植物细胞都具有初生壁，里有生活原生质体。具初生壁的细胞内有生活原生质体成份：纤维素，半纤维素，和果胶物质，因而初生壁薄而柔软并富有弹性，可随细胞增长而不断？，并不影响细胞生长。 次生壁：是细胞停止生长后，加在初生壁内表面的壁层，植物细胞并不都具有次生壁，大部分具次生壁的细胞，在成熟时原生质体死亡（死细胞，），例：纤维细胞，导管，管胞等。化学成分：纤维素和其它纤维物质如：木质素，木栓质，角质，矿物质，因此，次生壁较厚且坚硬，有增强细胞壁机械强度的作用。 3.细胞壁的化学组成 构成细胞壁的物质种类很多，按其在细胞壁中的作用有构架物质，衬质，内镶物质和复饰物质。 构架物质：主要是纤维素分子组成的纤丝系统。1.4葡聚糖。在细胞壁中，纤维素分子结合成微纤丝大纤丝（光学显微镜可见）构成了纤丝系统。在纤维素的构架之间，充滿了衬质。纤维丝在壁内的排列方向受微管的控制。纤维素是一种亲水的多糖聚合物。溶于水的任何物质都能随水透过细胞壁。 细胞壁的衬质：由非纤维素的多糖，蛋白质和水组成。 它是亲水的胶体，溶于水的任何物质都能随水透过细胞壁，膨胀能力强，可塑性大，易变形，例如：原角组织细胞壁的伸展能力极大，原因在于含较多的衬质。构成衬质的多糖主要是果胶物质和半纤维素，它们成层地存在于胞间层及厚我组织的细胞壁中。衬质还有粘液，如根毛的细胞壁能分泌粘液，利于粘着土粒，吸收养份。 内镶物质：主要有木质和矿质。渗入到细胞壁中。 木化：是木质素渗入到细胞壁的过程。木质化的细胞壁，增强了硬度和韧性及细胞的机械支撑作用。又能透水，如导管，管胞，纤维细胞都是木质化的细胞壁。 矿化：矿质如，K，Mg，Ca，Si，不溶化合物积累在细胞壁内过程，矿化的细胞壁硬度增强，更好起到支持和保护作用。如：禾本科，莎草科，桔梗科植物的茎叶坚硬，提高抗倒伏，抗病虫能力，表皮细胞外壁，都有硅化。 复饰物质：有角质，蜡质，木栓质和孢粉素等，前三种都是脂类化合物。 角分：是角质物质渗入到细胞外壁内的过程。所形成的角质层不透水，不透气，且增强了抵抗能力。但可透光，能防止水份过分蒸腾和微生物的侵袭。 栓化：由木栓质渗入到细胞外壁的过程。它嫌水性比角化壁更强，老根，老茎都具这类木栓细胞，栓化细胞的原生质体解体而成为死细胞。 记：茎，叶表面的细胞，细胞壁常角质化或栓质化。使植物在烈日下减少体内水分的丧失，加强了保护作用。 孢粉素：见于花粉，孢子的外壁，是胡萝卜素或类胡萝卜素酯，外壁能长期保存。 4.细胞壁上的纹孔，胞间连丝。细胞壁生长时，并不是均匀增厚的。 初生纹孔场：在初生壁上，具有一些明显的凹陷区区域。在初生纹孔场上有许多小孔，细胞的原生细丝，通过这些小孔与相邻细胞的原生质相连。 胞间连丝：是穿过细胞壁的细胞质细丝，它连接相邻细胞的原生质体。 胞间连丝普通存在于生活的植物中，但由于它非常细小，在光学显微镜下很难看见，需经特殊染色方法才能看到。 作用：在细胞间起着物质运输与刺激传导的通道作用，细胞间相互沟通，使植物体成为一个统一的整体。 细胞连丝经常呈束存在，较多出现在纹孔的位置上，有时可分布在整个细胞壁上。细胞形成次生壁时，在一些位置上不沉积壁物质，因此形成一些间隙。 纹孔：这种在次生壁层中未增厚的部分。 纹孔对：相邻细胞间的纹孔常成对存在，合称纹孔对，纹孔对中的胞间层和两边的初生壁，合称纹孔膜，中间的间隙腔称纹孔腔。 按结构纹孔分： 单纹孔：次生壁在纹孔腔边缘终止而不延伸，它纹孔口大，如纤维细胞。 具缘纹孔：次生壁在纹孔腔边缘向内延伸，拱起，纹孔口小。 导管，管胞上常有具缘纹孔。 作用：纹孔是细胞之间进行水分及其他物质交换的通道。 总之，细胞壁上初生纹孔场，纹孔和胞间连丝的存在，都有利于细胞与环境以及细胞之间的物质交流，尤其是胞间连丝，它把所有生活细胞的原生质连接成一个整体，从而使多细胞植物在结构和生理活动上成为一个统一的有机体。 细胞运输途径： 共质体运输：通过胞间连丝的物质运输。 质外体运输：通过细胞壁，细胞间隙和大多纤维细胞腔运输。5细胞壁的生长：增大面积形成初生壁的生长和增加厚度，形成次生壁的生长。6研究细胞壁的实践意义： 细胞壁的化学成分纤维素造纸，人造纤维，火药等重要材料，木质在石油，染料中有广泛的用途，对细胞壁的研究在工业生产上有重要意义。 1.5 植物细胞的后含物后含物：是细胞内所有非生命的物质，是细胞代谢作用的产物。它后可以在细胞一生不同时期中出现和消失，其中有的是贮藏物有的是废物。有的存在于细胞液中，有的存在于细胞质中。 几种重要的贮藏物质有：1淀粉：是一种最普遍的贮藏物质形成：绿色植物进行光合作用所形成的葡萄糖，运到贮藏器官后，在白色体内转化成淀粉，和白色体一起形成淀粉粒。结构：在淀粉粒中，常可围绕最初积累淀粉的一个起点叫脐。围绕脐形成许多同心的层次轮纹，脐可位于中央（小麦淀粉粒），也可偏于一侧（马铃薯淀粉粒），水和淀粉粒全是复粒。淀粉粒可分为单粒，复粒和半复粒。 单粒：兴有一个脐和许多轮纹围绕的淀粉粒。 复粒：是有二个以上的脐和各自的轮纹的淀粉粒。 半复粒：是外围有共同的轮纹懈围的“复粒”。特性：淀粉不溶于水，在热水中膨胀成为糊状。鉴定：淀粉是碘-碘化钾溶液呈蓝色，这是淀粉的特殊反应，可鉴定淀粉是否存在。存在：普遍存在于种子的胚孔，子叶中，植物的块根，块茎，球茎，根状茎中都有丰富的淀粉粒。 2蛋白质：细胞内贮藏蛋白质与构成细胞生活物质的蛋白质都不同，一个是有生命的胶体，贮藏蛋白质是无生命的固体状态，而另一个是有生命胶体状态。 形式：贮藏蛋白质可以是结晶的或是无定形胶层的。结晶蛋白质里有晶体和胶体二重性，无定形蛋白质被一层膜包裹成圆球状的颗粒。称糊粉粒。有的常集中在一层特殊的细胞中称为糊粉层，贮藏蛋白质常以无定形的或结晶（称为拟晶体）的状态存在于细胞中，形成糊粉粒。 存在：蛋白质主要在种子的胚孔和子叶中贮藏最多，而在各类块根，蔬菜中含量较少。 在各类，玉米，小麦种子胚乳最外一层含有大量糊粉粒，称为糊粉层。 鉴定：蛋白质遇碘-碘化钾溶液是黄色反应，遇硫酸铜碱性溶液呈紫色反应。可据此鉴定蛋白质是否存在。3脂肪和油类：是含能量最高的贮藏物质。在常温下为固体的称脂肪，液体珠称为油类。 普遍存在于植物的种子和果实中，呈油滴状分布在细胞质内。如，胡桃，油茶，油桐等树木的种子及油料作物，如：花生，大豆，芝麻等种子脂肪含量都较高。 . 鉴定：脂肪遇苏丹酒精溶液呈橙红色，可用此？种子是否有脂肪存在。4晶体和硅质小体：在植物细胞中，无机盐常形成各种晶体。 晶体类型：针晶体，晶簇，棱状结晶体。 最常见的有草酸钙晶体，还有碳酸钙晶体，二氧化硅晶体，它们被认为是新陈代谢的废物，形成晶体后，遍绝对细胞的毒害，一般在液泡内形成，且被包在一个鞘内。5丹宁和色素 丹宁：广泛分布在植物细胞中，存在于细胞质，液泡，细胞壁中。 广泛存在于叶，周皮，及未成熟果实的果肉细胞中都有，使未成熟的果实具有涩味，如柿子，黑枣等。及柳尾，栗尾树皮中都大量含有单宁。单宁是重要的工业原料，可用于制革，印染，医药等。 鉴定：单宁遇到铁呈蓝色至黑色反应，据此检查胡萝卜素等光合色素外还有存在液泡中的水溶色素，（叫类黄酮色素），叫花色素苷或花春素）。在部分植物的花瓣及果实中有。 细胞液 PH7.红色橙色 PH7.蓝色 PH=7 紫色 原核细胞和真核细胞 真核细胞：具有核被膜和各种细胞器的细胞，除细菌，蓝藻外，其它植物细胞。 原核细胞：无核被膜和细胞器的细胞，只有拟核，如细菌，蓝藻。 1.6 植物细胞的分裂（繁殖） 植物体的生长主要靠细胞的增加和细胞体积的增大来完成的，而细胞数量的啬和生殖细胞形成都是通过细胞的分裂来实现的。 繁殖的过程包括细胞的生长，DNA复制和细胞分裂，最后产生新细胞。一细胞分裂的方式常见的有三种：无丝分裂：多数低等植物的繁殖方式，及高等植物愈伤组织的产生，这定根的形成；块根，块茎的生长，叶柄的伸长和单子叶植物基部的分生组织都是用无丝分裂方式进行分裂的。 有丝分裂：产生体细胞，染色体复制一次，细胞分裂一次。是高等 植物细胞分裂增殖最为普遍的一种分裂方式。根茎顶端的分生组织细胞，及形成层细胞都是以有丝分裂方式进行的。 减数分裂：是植物在有性生殖过程中形成性细胞时的分裂方式。产生性细胞，染色复制一次，细胞分裂二次，分裂后染色体数减半。二细胞周期及其概念。细胞周期：持续分裂的细胞，从结束一次分裂开始，一次分裂完成为止的整个过程，它可进一步分为:间期:DNA合成前期（G1）：细胞活跃地合成RNA，蛋白质，磷脂。DNA合成期（S期）：是合成DNA的时期，染色体发生复制，DNA含量增加一倍。DNA合成后期（G2）：（叫有丝分裂准备期）：DNA含量稳定在4C，每条染色体都由两相同的染色单体组成。合成微管蛋白质及储存能量。RNA，蛋白质合成仍进行。分裂期（M或D）：核分裂：前，中，后，末期。 胞质分裂。 染色体的复制并不是在分裂期完成的，而是在间期就完成了。 间期是分裂前的准备，核内发生一系列变化，主要是DNA复制和能量的积累。三有丝分裂 全过程包括核分裂和胞质分裂二步聚核分裂：各时期 1.前期：染色质凝缩成短粗的染色体，核仁解体，核膜破裂，及纺锤丝开始出现（由微管组成的细丝）。 由于染色体在间期已完成复制，可看出每个染色体是由二条染色单体组成。 2.中期：两清一中：每条染色体的两条染色单体清晰可见。 纺锤体非常明显。
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