1、绪论,一、植物在生物分界中的地位： 现代生物分类学奠基人：瑞典博物学家林萘魏泰克的五界系统影响广泛优点：纵向显示三大进化阶段：单细胞原核（原核生物）单细胞真核（原生生物）多细胞真核（植物、真菌、动物）横向显示三大演化方向：光合自养（植物）吸收方式（真菌）摄食方式（动物）二、植物在自然界及人类生活中的作用三、植物科学的发展简史及二十一世纪植物生命科学的发展趋势,陆时万等 植物学 潘瑞帜等 植物生理学BIOLOGY BOTANY PLANT HYSIOLOGY植物学报植物生理学报植物生理通讯PlantaPlant Physiology Physiologia Plantarum Plant and
2、 Cell Physiologyhttp:/http:/,参考书目及文献,第一章 植物细胞与组织,第一节 细胞的化学组成,水和无机盐,水： 特点：极性分子 功能：1. 维持细胞形态2. 生命活动反应物质3. 溶剂和运输介质4. 保持植物体温稳定无机盐： 特点：离子态 功能：1. 渗透调节2. pH调节3. 酶的活化因子4. 参与有机物合成如叶绿素5. 解毒,糖类,*光合主要产物，有机物运输主要形式功能：1.细胞结构成分（细胞壁、核酸、糖蛋白）2.主要能源3.贮藏物质重要的糖：单糖：甘油醛、磷酸二羟丙酮、核糖、脱氧核糖、葡萄糖、果糖寡糖：麦芽糖、果糖多糖：淀粉、纤维素、半纤维素、果胶,脂类,功能
3、：1. 生物膜主要成分2. 重要的储能物质3. 构成生物表面的保护层,第二节 植物细胞的基本结构,一、植物细胞的形态及大小1、形态多样，与功能相适应2、体积较小，有利于：与外界进行物质交流内部信息传递细胞核有效控制,二、植物细胞的基本结构与功能： 植物细胞的基本结构包括: 细胞壁 细胞膜 细胞质 原生质体 细胞核,（一）细胞膜,细胞质与细胞壁毗邻的一层薄膜称为细胞膜或质膜基本成分1.磷脂双分子层2.膜蛋白 内在蛋白;外在蛋白3.膜糖细胞膜的特点：具有流动性和选择透性 细胞膜的功能：能控制细胞内外的物质运输，参与细胞信号转导，并有细胞识别等功能。,（二）细胞质及其细胞器,细胞质是细胞膜以内，细胞
4、核以外的原生质，包括胞基质和细胞器。 胞基质 为细胞器合成提供原料及所需的离子环境进行某些生化反应如无氧呼吸胞质运动:胞基质在细胞内经常流动，这种现象 细胞器 是细胞内具有特定形态结构和功能的亚细胞结构。光镜下可见：质体（包括叶绿体、有色体和白色体）、 线粒体、液泡电镜下可见：核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体、圆球体、微体、微管和微丝等在结构上分为：双层膜结构：质体和线粒体 单层膜结构：内质网、高尔基体、溶酶体、圆球体、微体、液泡无膜结构：核糖体、微管和微丝,双层膜细胞器,质体：绿色真核植物所特有的细胞器。包括叶绿体、有色体和白色体。 叶绿体:含叶绿素,胡萝卜素,叶黄素结构: 双层被膜-屏障类
5、囊体-含色素,光反应场所液态基质-含酶暗反应场所环状DNA,核糖体-自身蛋白合成淀粉粒-贮藏淀粉功能: 进行光合作用,合成和积累同化产物,有色体: 含胡萝卜素,叶黄素 功能: 积累脂类和类胡萝卜素,吸引昆虫传粉传种 白色体: 不含色素 功能: 积累淀粉、脂肪和蛋白质 质体的发育：原质体,叶绿体 有色体 白色体,线粒体 结构: 双层膜-屏障嵴-扩大内膜面积,电子传递基粒-ATP合成基质-三羧酸循环环状DNA,核糖体-自身蛋白合成功能: 内膜-嵴-基粒（氧化磷酸化场所）及基质（三羧酸循环场所）中均含有与呼吸作用有关的酶类,是进行有氧呼吸的场所,双层膜细胞器,内质网 类型：糙面内质网（表面附有核糖体
6、）与膜蛋白和分泌蛋白合成相关滑面内质网（表面无核糖体附着）与脂类物质合成相关功能：可合成、包装、运输某些代谢产物。 可分泌出内质网小泡进而发育成其它种类的细胞器（如高尔基体、圆球体、液泡等）,单层膜细胞器,高尔基体 特点：有极性功能：合成果胶、半纤维素等多糖物质，参与细胞壁的形成；糖蛋白加工、分类和包装具有分泌作用，可分泌粘液、树脂等。溶酶体 含有多种水解酶，具消化作用，可分解生物大分子 圆球体 球状小体，内含脂肪酶，可积累（或分解）脂肪 微体 功能：过氧化物酶体参与光呼吸；乙醛酸循环体（植物特有）能将脂肪分解成糖 液泡 功能：具有维持细胞形态、促进物质交换、调节渗透、消化（类似溶酶体）和贮藏
7、（色素和代谢废物）的作用。,单层膜细胞器,非膜细胞器,核糖体 组成：两个亚单位 化学成分：60%核糖核酸40%蛋白质 功能：合成蛋白质的场所,细胞骨架：包括微管、微丝和中间纤维微管：由微管蛋白（和球状蛋白）组成的中空长管，直径24nm。功能：与直径更小的微丝和中间纤维构成细胞骨架，起支持细胞的作用 影响细胞或细胞器的运动，细胞有丝分裂时，由微管构成纺锤体影响细胞壁的生长和分化，如成膜体微管 微丝：比微管更细的纤维，直径5-8nm，由肌动蛋白构成，有收缩功能，功能：维持细胞形状，与细胞内物质运输和原生质流动有关，参与顶端生长。中间纤维功能：维持细胞形状,非膜细胞器,（三）细胞核,细胞核： 核被膜
8、：屏障 核膜：双层膜，上有核孔，负责核内外物质运输，外连内质网，内与染色质相接。 核纤层：中间纤维构成的核膜支架 核仁：功能是合成核糖体RNA，进行核糖体大小亚基的组装 染色质： DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的线形复合体。可被碱性染料深染的物质，在细胞分裂间期时呈细丝状，有丝分裂时则螺旋化成为棒状染色体。 核基质：核骨架+核液细胞核是遗传物质贮存和复制的主要场所，其主要功能是控制蛋白质的合成，控制细胞的生长、发育和遗传。,（四）细胞壁,细胞壁：植物细胞特有的结构 功能：维持细胞形状保护原生质体 细胞壁的分层和化学组成 ：细胞壁大体可分为胞间层、初生壁和次生壁三个层次。 胞间层是细胞
9、分裂产生新细胞时形成的，是相邻细胞共有的一层薄膜，其主要成分是果胶质，其特性是柔软和胶粘，并有可塑性。因此胞间层在细胞间可起缓冲作用。 初生壁是在细胞生长过程中形成的细胞壁层次，主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质，通常较薄、柔软而有弹性，能随细胞生长而扩展。 次生壁是细胞体积停止增大后加在初生壁内表面形成的壁层，其主要成分为纤维素和半纤维素，并常有木质素、木栓质等物质填充其中。常出现在机械支持或运输作用的细胞中。,纹孔和胞间连丝 初生纹孔场初生壁上较薄的凹洼区域。 纹孔在次生壁上不加厚的凹陷部分称纹孔。纹孔腔呈圆筒状的称为单纹孔，纹孔腔呈圆锥状而边缘向细胞内隆起的称为具缘纹孔。相邻细胞的纹孔通
10、常成对存在。 胞间连丝是穿过胞间层和初生壁连接相邻细胞的原生质体的细胞质细丝，在细胞间起着物质运输、传递刺激的作。,细胞壁的特化 植物细胞由于生理上的分工，细胞壁会发生性质的变化，使细胞壁完成一定的功能。常见的有： 木化细胞壁渗入木质素，使细胞壁坚硬，起支持作用，如纤维、管胞等。 角化细胞壁渗入角质（脂类物质），并常在细胞壁外堆积形成角质层，可降低蒸腾从而起保护作用。 栓化细胞壁渗入木栓质（脂类物质），使细胞壁不透水、不透气，起保护作用。 矿化细胞壁渗入二氧化硅等物质，使细胞壁坚硬粗糙，增加抗性。 粘液化细胞壁中果胶质和纤维素变成粘液或树胶的一种变化。 4.细胞壁的发育 成膜体指导囊泡释放多糖
11、沉积而成,（五）植物细胞的后含物,后含物是细胞中不参与原生质组成的代谢中间产物、废物和贮藏物质等的总称。最重要的后含物是贮藏营养物质淀粉、脂肪和蛋白质。废物中常见的是各种晶体。 淀粉 淀粉呈颗粒状，有脐和轮纹。淀粉粒遇碘呈蓝到紫色反应。 蛋白质 贮藏蛋白质常以糊粉粒的形式存在于细胞质中，遇碘呈黄色反应。 脂肪和油 油和脂肪常大量存在于种子和果实的细胞中，常呈小油滴或固体状。在常温下呈液体的称为油，呈固体的称为脂肪。脂肪和油遇苏丹 -III呈橙红色反应。 晶体 存在于液泡中，如草酸钙结晶,第四节 植物细胞的增殖,一、细胞周期：在连续细胞分裂中，一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程间期： G1
12、期：DNA复制酶合成，周期调控蛋白合成，细胞器复制S期： DNA复制，组蛋白合成，核小体组装G2期：微管蛋白及其他分裂相关物质合成，能量准备分裂期：细胞分类：周期细胞：又名连续分裂细胞，在细胞周期中连续运转的细胞。如根尖、茎尖细胞休眠细胞：又名G0期细胞，暂时脱离细胞周期不增殖，在适当刺激下可重新进入细胞周期 的细胞，如皮层细胞终端分化细胞：永久丧失分裂能力，具有一定功能的细胞二、细胞分裂：分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂,有丝分裂,有丝分裂 是体细胞增多的主要分裂方式。经过一次有丝分裂，一个母细胞分裂为两个子细胞，每个细胞的染色体数目与母细胞的相同的 染色体结构 纺锤体：有丝分裂时，由
13、大量微管组成的，形态为纺锤状的结构，组 成其的微管呈细丝状，称纺锤丝。微管按起始位点分为极微管、动粒微管和中间微管。核分裂：前期：核膜消失，核膜解体，染色质细丝螺旋化成为染色体，纺 锤体形成中期：染色体排列在细胞赤道面后期：染色单体分离成为子染色体并向两极移动末期：子染色体到达两极并解旋，回复到间期状态，核膜、核仁出现，子细胞核形成 胞质分裂：残存的纺锤丝成膜体形成小泡联合成膜及内部多糖沉积成壁,减数分裂,减数分裂 是生殖细胞产生的主要分裂方式。细胞连续分裂两次，染色体只复制一次。经过一次减数分裂，一个性母细胞分裂为四个子细胞，每个子细胞的染色体数目减半。减数分裂1：前期：细线期：出现单线态染
14、色体丝偶线期：联会（同源染色体配对）粗线期：染色体粗大，交换重组双线期：四分体清晰可见，交叉可见终变期：核膜消失，核膜解体，纺锤体形成中期：染色体排列在细胞赤道面后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合末期：子染色体到达两极并部分解旋，核膜、核仁出现，子细胞核形成和胞质分裂,减数分裂2：前期：核膜消失，核膜解体，染色质细丝螺旋化成为染色体，纺锤体形成中期：染色体排列在细胞赤道面后期：姊妹染色单体分离末期：子染色体到达两极并解旋，回复到间期状态，核膜、核仁出现，子细胞核形成和胞质分裂与有丝分裂的区别： 有丝分裂： 减数分裂：*复制一次分裂一次 *复制一次分裂两次产生2个体细胞 产生4个性细胞*染色体数不变 *染色体数减半（保证受精 后遗传稳定性） *无联会 *有联会、交叉重组、自由组合（增加后代变异性）,
