植物学植物细胞课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第二章 植物细胞(2),第二章 植物细胞(2),1,四、细胞壁,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：,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,（减少蒸腾、防止机械损伤、防治病原体侵入等）；,与,植物体的吸收,、,细胞识别,、,分泌,等有关。,保持植物体的正常形态,，影响植物的很多生理活动。,四、细胞壁 细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的显著特征,2,(,一,),、,细胞壁的化学组成,(,二,),、,细胞壁的发生和分层,(,三,),、,纹孔和胞间连丝,(,四,),、,细胞壁的生长和特化,(一)、细胞壁的化学组成,3,(,一,),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，从结构上可以分为几大类：,植物细胞壁的组成成分,构架物质,：,蛋白质,内镶物质,：,复饰物质,：,衬 质,纤维素,孢粉素,木栓质,矿物质,木质,蜡质,角质,心材色素,水,多糖,半纤维素,果胶,树胶,粘液,胼胝质,(一)细胞壁的化学组成 植物细胞壁的组成成分比较复杂，,4,1,、构架物质纤维素,微团,多个微团长链,微纤丝,(,microfibril,）,直径为,10,25 nm,。,纤维素分子,大纤丝,-D-,葡萄糖分子,1、构架物质纤维素 微团多个微团长链微纤丝(microfi,5,2.,衬质蛋白质、多糖、水,多糖,： 非纤维素的多糖主要是,半纤维素,和,果胶质（,胞间层和双 子叶植物初生壁的主要化学成分）。,蛋白质,：主要包括,结构蛋白类,和,酶,两类。,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 。说明了细胞壁亦能参与细胞的代谢 。,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着程度。进而影响细胞壁的性质。,以上,衬质,成分组成的一种,亲水凝胶,，有很强的膨胀能力和可塑性，填充在纤维素形成的框架中。,2.衬质蛋白质、多糖、水多糖： 非纤维素的多糖主要是半纤,6,3.,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，改变壁的性质以适应特定功能的需要。,内镶物质,主要有,木质素,和,矿质,木质素,是细胞中次生壁的重要组成成分。能,强化细胞壁，增加其硬度,。木质素渗入到细胞的次生壁的过程，称为,木化,。,矿质,(,如,K,、,Mg,、,Ca,、,Si,等,),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,，称为,矿化,。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。,复饰物质,主要有,角质,、,蜡质,、,木栓质,和,孢粉素,等。,3.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一,7,（二）细胞壁的形成与分层,次生壁,初生壁,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。,（二）细胞壁的形成与分层次生壁初生壁胞间层大多数植物细胞壁，,8,1,、胞间层中层（中胶层）,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性,多细胞植物依靠它,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，使细胞间出现空隙，称为,胞间隙,或,细胞间隙，,主要起,通气,和,贮藏气体,的作用。,1、胞间层中层（中胶层） 位于细胞壁的最外面,9,2,、初生壁,位于中胶层内侧，主要成分是,纤维素、半纤维素和果胶,是,细胞增长体积,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。,特点和功能：具有,延伸性,和,韧性,，会随着细胞体积的增大而扩大，既可,保护原生质体,，又不会限制细胞的生长。,2、初生壁位于中胶层内侧，主要成分是纤维素、半纤维素和果胶,10,3,、次生壁,在,细胞停止生长,后，在,初生壁的内侧,而形成的壁层，与质膜相邻。比初生壁厚。,特点和功能：,纤维素含量高,，,果胶质极少,，,基质主要是半纤维素,，,比初生壁坚韧,，,延展性差,。,有些植物细胞次生壁中还常添加了木质素等，大大增强了次生壁的,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，次生壁通常又分三层，即,内层,(S3)、,中层,(S2)和,外层,(S1)，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使细胞壁的强度大大增加。,3、次生壁在细胞停止生长后，在初生壁的内侧而形成的壁层，与质,11,(,三,),、纹孔和胞间连丝,1,初生纹孔场：,在细胞的,初生壁,上的一些明显,凹陷的较薄区域,称,初生纹孔场,。,(三)、纹孔和胞间连丝1初生纹孔场：在细胞的初生壁上的一些,12,2,纹孔,存在形式：,1,、纹孔对；,纹孔腔：,由次生壁围成的腔，,开口朝向细胞腔,纹孔膜：,腔底的初生壁和胞间层部分,纹孔,(pit),结构：,2,、盲纹孔：,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形成次生壁，这种,无次生壁的较薄区域,称为,纹孔,(pit),。,2纹孔存在形式：纹孔腔：由次生壁围成的腔，纹孔(pit)结,13,纹孔膜,具缘纹孔,单纹孔,纹孔膜具缘纹孔单纹孔,14,单纹孔,(simple pit),：纹孔口和底同大，纹孔腔为上下等径，圆筒形。,具缘纹孔,(bordered pit),：次生壁在纹孔腔周围向细胞内延伸,纹孔,种类,纹孔对,具缘纹孔对,单纹孔对,单纹孔(simple pit)：纹孔口和底同大，纹孔腔为上下,15,纹孔的构造和类型,1,纹孔膜,纹孔腔,纹孔缘,纹孔膜,纹孔口,纹孔塞,纹孔腔,单纹孔,具缘纹孔,纹孔的构造和类型1纹孔膜纹孔腔纹孔缘单纹孔具缘纹孔,16,纹孔的构造和类型,2,纹孔的构造和类型2,17,辣椒果皮中的单纹孔,单纹孔,辣椒果皮中的单纹孔单纹孔,18,松树管胞壁上的具缘纹孔,1,正面观,具缘纹孔,管胞,松树管胞壁上的具缘纹孔1正面观具缘纹孔管胞,19,松树管胞壁上的具缘纹孔,1,侧面观,具缘纹孔,管胞,松树管胞壁上的具缘纹孔1侧面观具缘纹孔管胞,20,3,胞间连丝,(plasmodesma),概念：,穿过细胞壁上的小孔连接相邻细胞的原生质细丝,功能：物质运输,和,信息传导,的作用，病毒也通过胞间连丝传递。,3胞间连丝(plasmodesma) 概念：穿过细,21,柿子胚乳的胞间连丝,柿子胚乳的胞间连丝,22,(,四,),细胞壁的生长和特化,面积增大,：初生壁形成,1.,细胞壁的生长,增加厚度,：次生壁的生长,内填生长,敷着生长,(四)细胞壁的生长和特化 面积增大：初生壁形成1.细胞壁的,23,2.,细胞壁的特化,有些细胞由于在植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。常见特化有：,木化,：,角化,：,栓化,：,矿化,：,2.细胞壁的特化 有些细胞由于在植物体中担负的功能,24,第三节,、 植物细胞的后含物,后含物,是植物细胞代谢活动中产生的，存在于细胞质中的非原生质物质，包括,贮藏物质,和,代谢产物,。,淀粉,蛋白质,脂类,晶体,次生代谢物质,第三节、 植物细胞的后含物 后含物是植物细胞代,25,一 、淀粉,植物细胞贮藏淀粉的颗粒，称为,淀粉粒,。 淀粉粒中间有,脐,，围绕脐形成许多同心的层次,轮纹,。,类型,单粒,复粒,半复粒,单粒,半复粒,复粒,一 、淀粉 植物细胞贮藏淀粉的颗粒，称为淀粉粒。,26,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1未染色碘液染色,27,马铃薯块茎的淀粉粒,2,马铃薯块茎的淀粉粒2,28,二 、 蛋白质,贮藏蛋白的颗粒称为,糊粉粒,。是由白色体,(,造蛋白体,),或小液泡积累蛋白质形成的。,贮藏蛋白有,无定形蛋白,(,如禾谷类糊粉层蛋白,),，,拟晶体蛋白,和与磷酸钙镁构成的,球状体蛋白,等存在形式。,复杂糊粉粒,：含三种形式的贮藏蛋，白如蓖麻胚乳细胞,中的糊粉粒,简单糊粉粒,：只有一种形式的贮藏蛋白,贮藏蛋白质是没有生命的，呈比较稳定的状态。,二 、 蛋白质 贮藏蛋白的颗粒称为糊粉粒。是由白色体,29,三、 脂类,脂肪和油类,(oil),是含能量最高而体积小的贮藏物质。,在常温下为固体的称为脂肪，液体的则称为油类。,脂类常,呈油滴分散于细胞质基质中,，,或贮存在白色体中,。,三、 脂类 脂肪和油类(oil)是含能量最高而,30,四、 晶体,植物细胞中，无机盐常形成各种形状的晶体。最常见的是,草酸钙晶体,，少数植物中也有碳酸钙晶体。,根据晶体的形状可以分为单晶、针晶和簇晶三种。,四、 晶体 植物细胞中，无机盐常形成各种形状的晶体,31,五、 次生代谢物质,植物次生代谢物质,(secondary product),是植物体内合成的，在植物细胞的基础代谢活动中似乎没有明显作用的一类化合物。但这类物质对于植物往往具有重要的生态学意义。如阻止其他生物侵害、吸引传粉媒介等作用。,1,酚类化合物,：如单宁，可防治细胞脱水、腐烂或免受动物伤害。,2,生物碱,3,类黄酮,：如液泡中的色素，主要分布在花和果实中,五、 次生代谢物质 植物次生代谢物质(secon,32,第四节 细胞的增殖、生长与分化,细胞有三种分裂方式：,无丝分裂：不很普遍，特殊,有丝分裂：体细胞数量增加,减数分裂：花粉粒、精子（花生殖中讲）,第四节 细胞的增殖、生长与分化细胞有三种分裂方式：无丝分裂,33,细胞周期,将连续分裂的细胞从第一次分裂结束开始生长，到第二次分裂结束所经历的过程 称为个细胞周期（cell cycle）：（即一个间期加一个分裂期）。,G,0,复制期,G,1,G,2,复制前,期,S,M 分裂期,不同细胞的细胞周期经历的时间不同。从几个小时到几十个小时不等,与细胞类型和外界因子有关。,分裂间期,：,主要进行物质的复制,细胞特点：胚性特点（核大，位于中央，细胞质浓，壁薄。染色质浓缩）,分裂期,：核分裂,质分裂,复制后期,细胞周期将连续分裂的细胞从第一次分裂结束开始生长，到第二次分,34,（1） 分裂间期,分裂间期,(interphase),：主要进行,物质的复制,细胞特点,：胚性特点（核大，位于中央，细胞质浓，壁薄）,根据在不同时期合成的物质不同，间期可以分为：,复制前期,(,G,1,期,),复制期,(,S,期,),复制后期,(,G,2,期,),（1） 分裂间期 分裂间期(interphase)：,35,（2） 分裂期,分裂期,(M,期,),核分裂,(karyokinesis),胞质分裂,(cytokinesis),（2） 分裂期分裂期(M期)核分裂(karyokinesis,36,（一）细胞增殖,是通过分裂产生新的细胞实现的。,细胞有三种分裂方式：,无丝分裂：不很普遍。,有丝分裂：体细胞数量增加,减数分裂：花粉粒、精子,（花生殖中讲）,有丝分裂,(mitosis),是最普通方式。因在分裂过程中，细胞核中出现染色体,(chromosome),与纺锤丝,(spindle fiber),，故称有丝分裂,。,（一）细胞增殖无丝分裂：不很普遍。有丝分裂(mitosis),37,1、无丝分裂,无丝分裂多见于低等植物中，在高等植物中也比较普遍，例如在,胚乳发育,过程中和,愈伤组织形成,时均有无丝分裂发生。,无丝分裂的过程比较简单。细胞分裂开始时，细胞核伸长，中部凹陷，最后中间分开，形成两个细胞核，在两核中间产生新壁形成两个细胞,。,无丝分裂有各种方式，如横缢、纵缢、出芽等，最常见的是,横缢,。,1、无丝分裂 无丝分裂多见于低等植物中，在高,38,1.,G,1,期,复制前期,(gap1),主要是要,合成,一定数量的,RNA,和一些专一性的,蛋白质,。,细胞器数量增加,，此时细胞体积也明显增大。,2.,S,期,复制期,(synthesisphase),细胞核,DNA,复制开始到,DNA,复制结束的时期。主要进行,DNA,的复制和组蛋白等染色体蛋白的合成,。,3.,G,2,期 复制后期,(gap2),主要,合成某些蛋白质,RNA,。对将要到来的分裂期进行物质与能量的准备,1.G1期 复制前期(gap1),39,1染色体,染色体含有两条并列的染色单体(chromatid)，每一染色单体含1条DNA双链分子。两条染色单体在着丝粒(centromere)部位结合。,2、有丝分裂,1染色体 2、有丝分裂,40,2,纺锤体,有丝分裂时，细胞中出现了由大量微管组成的、纺锤状的结构，称,纺锤体,(spindle),。这些微管呈细丝状，称纺锤丝。,2纺锤体有丝分裂时，细胞中出现了由大量微管组成的、纺锤状的,41,有丝分裂的过程,A,间期：复制,1,细胞核分裂,B,分裂期,2,胞质分裂,有丝分裂的过程A 间期：复制1 细胞核分裂B分裂期2,42,（1）、,间期 ： 复制，核大。,（1）、间期 ： 复制，核大。,43,（2）,核,分裂期,前期,染色体开始形成，细胞核解体，纺锤体开始形成,中期,：染色体完全形成，纺锤丝牵引染色体排列在细胞中央的赤道面上，纺锤体完全形成。,是计数染色体的最佳时期,。,后期,：,染色体,从着丝点分离,成两个染色单体，并在逐渐缩短的纺锤丝的牵引下移向细胞的两极。,末期,：染色体到达细胞两极，并逐渐解螺旋形成染色质，染色质周围形成新的核膜，核仁出现，新的子细胞核形成。同时进行细胞质分裂，形成2个新子细胞。,（2）核分裂期前期 中期：染色体完全形成，纺锤丝牵引染色体,44,前期,(prophase),：染色体开始形成，细胞核解体，纺锤体开始形成,1,细胞核分裂,前期(prophase) ：染色体开始形成，细胞核解体，纺锤,45,中期,(metaphase),：染色体完全形成，纺锤丝牵引染色体排列在细胞中央的赤道面上，纺锤体完全形成。,是计数染色体的最佳时期,。,中期(metaphase)：染色体完全形成，纺锤丝牵引染色体,46,后期,(anaphase),： 染色体,从着丝点分离,成两个染色单体，并在逐渐缩短的纺锤丝的牵引下移向细胞的两极。,后期(anaphase)： 染色体从着丝点分离成两个染色,47,末期,(telophase),：染色体到达细胞两极，并逐渐解螺旋形成染色质，染色质周围形成新的核膜，核仁出现，新的子细胞核形成。,末期(telophase)：染色体到达细胞两极，并逐渐解螺旋,48,Late-telophase(,晚末期,),Mid-telophase(,中末期,),Late-telophase(晚末期)Mid-telopha,49,Daughter-cell,Daughter-cell,50,洋葱根尖有丝分裂,1,间期,后期,洋葱根尖有丝分裂1间期后期,51,洋葱根尖有丝分裂,3,前期,中期,中期,末期,洋葱根尖有丝分裂3前期中期中期末期,52,洋葱根尖有丝分裂,4,末期,洋葱根尖有丝分裂4末期,53,洋葱根尖有丝分裂,5,末期,末期,洋葱根尖有丝分裂5末期末期,54,洋葱根尖有丝分裂,6,末期,中期,洋葱根尖有丝分裂6末期中期,55,油松根尖有丝分裂,后期,前期,中期,间期,油松根尖有丝分裂后期前期中期间期,56,前期,中期,后期,末期,同学们总结特点：,前期中期后期末期同学们总结特点：,57,2.,胞质分裂,细胞质的分裂是在细胞内部形成新的细胞壁，将两个子细胞分隔开来。,末期，纺锤丝首先在靠近两极处解体消失，但中间区的纺锤丝保留下来，形成桶状的,成膜体,。同时，来自内质网和高尔基器的一些小泡和颗粒成分被运输到赤道区，经过改组融合而参加,细胞板,的形成。细胞板,向四周逐渐扩展,到原来的细胞壁，把细胞质一分为二，母细胞完全分为两个子细胞，有丝分裂结束。,2.胞质分裂细胞质的分裂是在细胞内部形成新的细胞壁，将两个,58,四、细胞的生长和分化,1,、植物细胞的生长,细胞生长,(cell growth),：指,细胞体积,和,重量不可逆,的增加，其表现形式为在细胞鲜重和干重增长的同时，细胞发生纵向的延长或横向的扩展。,四、细胞的生长和分化1、植物细胞的生长,59,2.,植物细胞的分化和脱分化,在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能上的特化过程，称为,细胞分化,(cell differentiation),。,2.植物细胞的分化和脱分化 在个体发育过程中，细,60,已分化的细胞逆转为可进行分裂活动的细胞的过程称为,脱分化,。,某些细胞的分化是不可逆的，它通过丢失部分或全部细胞器以实现其最终功能，称为,终端分化,，如导管分子与筛管分子的分化。,已分化的细胞逆转为可进行分裂活动的细胞的过程称,61,3.,细胞的全能性,植物体内的活细胞都有相同的来源（合子细胞），因此，每个活细胞都具备发育成整个植株的潜在能力，叫,细胞的全能性,。,细胞的全能性是通过细胞分裂与生长分化实现的。,3.细胞的全能性 植物体内的活细胞都有相同的来源,62,植物学植物细胞课件,63,植物学植物细胞课件,64,作业题,一、名词：原生质；原生质体；细胞骨架；纹孔；纹孔膜； 胞间联丝；木化；角化；后含物；糊粉粒；细胞周期；,细胞分化；细胞全能性,二、简答题：,1、论述植物细胞的特有结构及其生物学意义？,2、简述植物以生长与分化的定义。,3、植物细胞后含物的种类和存在意义。,4、简述植物细胞有丝分裂中核分裂的特点。,作业题一、名词：原生质；原生质体；细胞骨架；纹孔；纹孔膜；,65,