1、第一章 植 物 的 细 胞 和 组 织,细胞的发现：,1665年，Robert Hooke 软木 蜂窝状的小格子命名为“cell”,细胞学说,1838年，施莱登（Schleiden） 1839年，施旺（Schwann） 1858年，Virchow 1880年，Weismann,细胞学说可以归纳为以下3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； 3、细胞是生命活动的基本单位。,细胞的定义：,细胞是生物体结构和生命活动的基本单位，也是生物个体发育和系统发育的基础，细胞具有遗传上的全能性。,显微镜的发明打开了研究细胞微观世界的大门:,第一节 植物细胞
2、的基本结构,一、植物细胞的形状与大小,细胞形态多样：球形、多面体、长方体、管状等 细胞的直径一般为20-50m,二、植物细胞的基本结构,细胞,细胞壁,原生质体,质膜,细胞质,细胞核,细胞器,胞基质,细胞的显微及超微结构,光学显微镜下可以看到的细胞结构称为显微结构 电子显微镜下细胞内的精细结构称为亚显微或超微结构,三、原生质体（protoplast）,原生质体：细胞内具有生命特征的部分（生活细胞中除细胞壁以外的所有部分）,原生质：构成原生质体的主要物质原生质是生命活动的物质基础，细胞内的一切代谢活动都在原生质体内进行。,（一）质膜（plasma membrane）：原生质体表面的一层薄膜，主要由
3、脂类和蛋白质组成，具有“选择透性”和“流动性”。,1、质膜的结构：磷脂类物质组成双分子层 ，蛋白质不同程度嵌入其中，膜糖与蛋白质和脂质相结合，分布于质膜表面，与细胞识别相关。,单位膜模型：质膜在电镜下表现为“暗-明-暗”三条平行带的结构，暗带为蛋白质分子组成，明带为脂类物质组成，这样的结构称为单位膜。,质膜的超微结构,2、细胞膜的流动性,1972年，Singer和Nicolson提出细胞膜结构的流动镶嵌模型，认为细胞膜具有流动性，膜是处于动态变化之中的,3、质膜的功能：,A、物质跨膜运输 B、能量转换 C、细胞识别 D、代谢调节 E、抗逆性 F、信号传导 G、纤维素的合成及微纤丝的组装,（二）
4、细胞质（cytoplasm）：细胞核以外、细胞膜以内的原生质，包括细胞器和胞基质。,1、胞基质（matrix）：电子显微镜下无特殊结构的细胞质部分。,（1）化学成分：水、无机盐、溶解的气体、糖类、氨基酸、核苷酸，蛋白质、RNA和酶类等,（2）特点：处于不断运动状态，能带动细胞器在细胞内做有规则的持续流动，这种运动称胞质运动。,（3）功能：细胞之间物质运输和信息传递的介质；细胞代谢的重要场所；为细胞器行使功能提供必需原料。,2、细胞器（organelle）：散布于细胞质内具有一定形态和功能的结构,（1）质体（plastid）：植物细胞特有的细胞器，与糖类合成和储藏相关，可分为以下3种：,A、叶绿
5、体（chloroplast）：光合作用细胞器，由两层膜包围而成，基质内分布有膜状的基粒和基质类囊体，含有叶绿素和类胡萝卜素等色素。,功能：进行光合作用，合成和积累同化产物,B、有色体（chromoplast）：形状多样，仅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,C、白色体（leucoplast）：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。储藏淀粉的称为淀粉体(amyloplast)，储藏蛋白质的称为蛋白体，储藏脂类的称为造油体(elaioplast),（2）线粒体（mitochondrion）：双层单位膜构成，细胞进行呼吸作用的重要场所，是
6、释放能量的中心，被称为细胞的“动力工厂”,（3）内质网（endoplasmic reticulum）：由一层单位膜围成的管状、泡状、片状结构，分枝形成网状复杂结构。,功能：a、合成、包装、运输某些代谢产物。 b、分泌内质网小泡进而发育成其它细胞器（如高尔基体、圆球体、液泡等）,糙面内质网（RER）：表面附有核糖体，与膜蛋白和分泌蛋白合成相关 滑面内质网（SER）：表面无核糖体附着，与脂类和多糖合成运输相关,（4）高尔基体（Golgi body）：一些聚集的扁的小囊和小泡，是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。,（5）液泡（va
7、cuole）：单层膜包围而成，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。为植物特有。,功能：,产生膨压，维持组织硬度 贮存代谢产物 参与物质循环 具溶酶体性质，更新细胞器,（6）溶酶体（lysosome）： 单层膜小泡，内含多种水解酶，具消化作用，可分解生物大分子。,（7）微体（microbody）：单位膜围成的球形结构，可分为： 过氧化物酶体：参与光呼吸过程 乙醛酸循环体：参与脂肪酸的转化,（8）核糖体（ribosome）：长圆形或球形，主要成份是RNA和蛋白质，大量分布在细胞质中或附着在内质网的外表面。是细胞中蛋白质合成的中心。,（9）细胞骨架（cytoske
8、leton）：使细胞形状稳定和细胞质组织化，并能进行细胞运动和物质运输。包含以下3种成分：,A、微管（microtubule）：由微管蛋白（和球状蛋白）组成的中空长管，直径约24nm。 功能：维持细胞形态，细胞内运输，鞭毛运动和纤毛运动，支持纺锤体和染色体运动，构成基粒与中心粒。,B、微丝（microfilament）：比微管更细的实心纤维，直径7nm，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,C、中间纤维（intermediate filament）：介于维管与微丝之间的中空管状纤维，直径约10nm,功能：维持细胞形状,（三）细胞核（nu
9、cleus）：真核细胞一般都具有细胞核，通常单核，偶有双核或多核，呈圆球形，由核膜、染色质、核仁和核基质等部分组成。,细胞核是遗传物质贮存和复制的主要场所，功能是控制蛋白质合成，控制细胞的生长、发育和遗传,1、核膜（nuclear envelope）：位于核最外层，双层膜，上有核孔，负责核内外物质和信息的交流，外连内质网，内与染色质相接。,2、核仁（nucleolus）：无膜包围，由蛋白质和RNA组成，功能是合成核糖体RNA，进行核糖体大小亚基的组装。,3、核基质（nuclear sap）：核骨架+核液。,4、染色质（chromatin）：DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的线形复合体。
10、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,四、细胞壁（cell wall）：包围在原生质体外面的一个坚韧的外壳，是植物特有结构。,功能： 1、保护和支持原生质体 2、吸收、分泌、蒸腾和物质运输 3、参与细胞识别 3、参与细胞生长调控,（一）细胞壁的化学组成,纤维素(cellulose): 由多个葡萄糖分子串联而成纤维素分子束（微团）聚合而成微纤丝，微纤丝相互交织成网状，构成细胞壁的基本框架，果胶、木质、栓质等填充于微纤丝“网”的空隙中，微纤丝再聚集成较粗的纤丝，称大纤丝。,木质素(lignin): 大分子聚合物，增加细胞壁硬度，分布于具有支持作用、机械
11、作用的细胞的细胞壁中。 角质(cutin)、栓质(suberin)和蜡质(wax)等脂肪类物质,（二）细胞壁的层次：,1、胞间层(middle lamella，中胶层、中层）细胞分裂产生新细胞时最早形成，是相邻细胞共有的一层结构，主要成分是果胶质，特性是柔软和胶粘，有可塑性，在细胞间起缓冲作用。,2、初生壁（primary wall)细胞分裂和正在生长时形成的细胞壁，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。,3、次生壁（secondary wall)细胞体积停止增大后加在初生壁内表面形成的壁层，主要成分为纤维素和半纤维素，并常有木质素、木质、栓质等物质填
12、充其中。常出现在机械支持或运输作用的细胞中。,（三）初生纹孔场（primary pit field）、胞间连丝（plasmodesma）与纹孔（pit）,1、初生纹孔场：在初生壁上具有一些明显的凹陷区域，称为初生纹孔场。其上有许多小孔，其中有胞间连丝穿过。,2、胞间连丝：穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝,通过胞间连丝结合在一起的原生质体，称共质体（symplast）；共质体以外的部分，称质外体（apoplast），包括细胞壁、细胞间隙和死细胞腔。,3、纹孔：指次生壁上不加厚的凹陷部分，相邻细胞的纹孔通常成对存在称为纹孔对。纹孔腔呈圆筒状的称为单纹孔纹孔腔呈圆锥状而边缘向中央隆起
13、的称为具缘纹孔,五、后含物（ergastic substance）：,细胞原生质体代谢作用的产物，可以在细胞生活的不同时期产生和消失，其中有的是贮藏物，有的是废物。,1、淀粉（starch）：淀粉呈颗粒状，有脐和轮纹。淀粉粒遇碘呈蓝到紫色反应。,2、蛋白质（protein）： 结晶或无定形固体，常以糊粉粒形式存在于细胞质中，遇碘呈黄色反应。,3、脂肪（fat）与油（oil）：以固体或油滴的形式存在于细胞质中，是细胞中含能量最高而体积最小的贮藏物质，常存在于种子、胚和分生组织细胞中。可被苏丹III或苏丹染成橙红色。,4、晶体（crystal）：存在于液泡中，有不同形态和成分,质体 线粒体 高尔基体 内质网 核糖体 液泡 溶酶体 微体 细胞骨架,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）,原生 质体,细胞壁,胞间层 初生壁 次生壁,植物 细胞,淀粉 蛋白质 脂肪与油 晶体,
