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1、第一章 植物细胞和组织,植物细胞植物组织,细胞是植物体功能的基本单位1665年，英国人，虎克，首先观察到细胞。1838-1839年，施莱登（植物学家）、施旺（动物学家）提出细胞学说。十九世纪自然科学三大发现：能量守恒与转化定律（恩格斯）生物进化论 细胞学说分辨率：肉眼0.1mm 光学显微镜0.2m 电子显微镜2,第一节植物细胞,细胞是构成植物体的基本单位研究细胞不同部分的生理功能-超速离心研究细胞动态代谢-放射自显影分析细胞化学成分-电镜技术研究生物大分子的空间结构-X射线衍射技术植物细胞遗传-细胞培养和杂交技术比细胞更简单而不完全的生命体病毒,一、细 胞 的 形 状和大小,1、形状-多样,2
2、、细胞的大小：不一样 几个m数十个m（高等植物）棉花纤维：650mm;支原体；0.1-0.15 m原核细胞与真核细胞：非细胞结构的生命：病毒,植物学上常用的长度单位和符号,长度单位换算表,二、细胞生命活动的物质基础-原生质,（一）、组成原生质的化学元素及化合物1、水和其他无机物2、有机物：蛋白质、核酸、脂类、糖类3、生理活跃物质：酶、维生素、激素、抗菌素(二)、原生质胶体性质和新陈代谢1、是一个动态体系-新陈代谢2、进行同化和异化作用,三、植物细胞的基本结构,原生质：生活细胞中所有的生活物质，包括细胞膜、细胞质和细胞核，组成成分名称。原生质体：原生质的一个单位，一个细胞中的所有原 生质，即为一
3、个原生质体，结构名称。,原生质和原生质体,（一）细胞膜,1、细胞膜的结构：单位膜模型流动镶嵌模型脂筏模型2、细胞膜的功能：维持稳定的细胞内环境，调节和选择 物质的通过，接受胞外信息和细胞识别,（二）细胞质及其细胞器1、质体,前质体,叶绿体：光合作用,有色体：含类胡萝卜素，呈红黄色,白色体：包括造粉体、造油体、造蛋白体,有色体及白色体,2、线粒体,细胞呼吸场所,3、核糖核蛋白体,成分：主要是 r RNA和 r 蛋白质功能：蛋白质的合成中心,4、内质网,组成：单层膜构成的网状管道功能：粗面内质网与蛋白质的合成有关，滑面内质网与类脂和多糖的合成和运输有关,5、高尔基体,组成：由扁平囊构成的结构，可形
4、成小泡功能：与细胞的分泌功能有关,6、液泡,成分：外有液泡膜，内含细胞液功能：代谢储藏库，物质转运库,7、溶酶体和圆球体单层膜包围的小泡，圆球形，内含多种酸性水解酶 圆球体：单膜（半单位膜）,内含水解酶和脂肪酶，能积累脂肪，种子植物细胞常见。,8、微体：单层膜，内含氧化酶，圆形、椭圆形或亚铃形乙醛酸循环体：参与乙醛酸循环过氧化物酶体：参与乙醇酸循环,乙醛酸循环体外形图,9、微管和微丝微管功能：支架作用、细胞内运输、形成纺锤体、纤毛与鞭毛的运动。微丝功能：参与形成肌原纤维、形成应力纤维、形成微绒毛、细胞的变形运动、胞质分裂、顶体反应.其他功能：如细胞器运动、质膜的流动性、胞质环流均与微丝的活动有
5、关，抑制微丝的药物（细胞松弛素）可增强膜的流动、破坏胞质环流。,细胞骨架：,中间纤维,微管,微丝,（三）细 胞 核,1、细胞核的形态：近于球形，细胞体积1/2-1/3,2、细胞核的结构及功能,结构：外核膜（outer nuclear membrane），附有核糖体颗粒 内核膜（inner nuclear membrane），有特有的蛋白 成份（如核纤层蛋白B受体）核纤层（nuclear lamina）核周间隙（perinuclear space）核孔（nuclear pore）功能：储存和传递遗传信息，从而调控细胞的代谢,形成：由原生质体分泌的物质形成，在细胞分裂过程 中已形成。成分：主要是纤
6、维素、果胶质，还 有非纤维素的多糖、水和 蛋白质等其他物质。功能：维持细胞形状，保护原生质体，影响植物的吸 收、保 护、支持、蒸腾、物质运输、分泌等 重要的生理活动。,（四）、细胞壁,1、细胞壁的结构.胞间层（中层）形成：细胞分裂时产生。特点：主要化学成分为果胶质或果胶酸钙、果胶 酸镁。功能：连接相邻细胞、缓冲细胞挤压。,.初生壁形成：细胞体积生长阶段时产生。特点：由纤维素，少量半纤维素及果胶质组成，薄、柔软。功能：具弹性和可塑性，并可透水分和溶质。,.次生壁形成：细胞停止伸长生长以后时产生。特点：由纤维素和其他非半纤维素物质如木质组成。功能：机械支持。,2、细胞壁的化学组成和结构,化学成分：
7、纤维素、果胶质、半纤维素、非纤维素多糖。不同细胞壁的变化物质：木质、角质、栓质、矿质细胞壁的亚显微结构：葡萄糖亚基连接成线线立体排列 微团微纤丝大纤丝细胞壁各层,3、纹孔和胞间连丝概念：细胞壁增厚时留有不增厚的薄壁组织区域，常成对着生。功能：细胞间水分和物质交换的通道。类型：单纹孔 具缘纹孔 半具缘纹孔,纹孔：当次生壁形成时，次生壁中断的部分称纹孔 常成对着生。初生纹孔场：初生壁上具有的一些明显凹陷区域。功能：细胞间水分和物质交换的通道。类型：单纹孔 具缘纹孔 半具缘纹孔,纹孔腔：次生壁围成的腔纹孔膜：腔底的初生壁和胞间层部分纹孔类型：单纹孔 具缘纹孔,胞间连丝：穿过细胞壁，沟通相邻细胞的细胞
8、质丝。,4、细胞壁的生长 增大面积-形成初生壁 增加厚度-形成次生壁,（四）植物的细胞后含物,1、后含物植物细胞新陈代谢产生的储藏营养物质和代谢废物的统称。淀粉淀粉粒（结构：脐点、层纹）类型：单粒淀粉粒、复粒淀粉粒、半复粒淀粉粒 蛋白质糊粉粒 脂肪和脂肪油小滴状（油滴）晶体中药材鉴定的指标之一 类型 草酸钙结晶：单晶、针晶、砂晶、柱晶、簇晶 碳酸钙结晶：又名钟乳体 单宁和色素 2、生理活性物质：调节新陈代谢的物质的总称。酶、维生素、植物激素、抗生素、植物杀菌素,光镜下的淀粉粒（未染色）,光镜下的淀粉粒（染兰色）,返回,植物含油和脂肪模式图，人工蓖麻种子，含有脂肪的染色层,返回,后含物：油,返回
9、,针晶 方晶,簇晶,返回,碳酸钙结晶,植物细胞的构造,1、细胞周期及其概念 从细胞分裂结束开始到下一次细胞分裂结束之前的 时期。分为G1期：DNA合成前期，2C细胞合成RNA、蛋白质和 磷脂。S期：DNA合成期，DNA含量由2C-4C增加，RNA、蛋白质合成继续。时间最长。G2期：DNA合成后期，4C，继续合成RNA、蛋白 质。M期：有丝分裂期，最短。,五、植物细胞的分裂,2、有丝分裂,特点：1.发生在植物根尖、茎尖及幼嫩细胞中。2.两个过程：一是核 分裂，二是胞质分 裂。3.分裂结果形成两个 子细胞。,3、减数分裂,减数分裂特点：1.发生在植物的生殖过程中。2.形成的子细胞其染色体数目为母细
10、胞的半数。3.由两次连续的分裂完成，形成四个子细胞称 为四分体。4.染色体有配对、交换分离等现象。,4、无丝分裂 特点：发生在植物产生愈伤组织部位以及一些 胚乳形成过程中。,无丝分裂,六 植物细胞的生长与分化,1、植物细胞的生长细胞生长时，合成代谢旺盛，合成大量的新原生质，同时也出现许多中间产物和一些废物，从而，体积不断增大，重量也相应在增加。体积可增加几倍、几十倍，甚至更大。纤维细胞可增大几百倍、几千倍。细胞生长表现为体积和重量的增加。细胞生长和体积的大小，主要是受细胞本身遗传因子的控制。,(二)细胞的分化一般将多细胞有机体内的细胞在结构和功能上变成彼此互异的过程称为细胞分化(cytodif
11、ferentiation)。包括形态结构和生理生化上的分化。生理生化上的分化早于形态结构分化。细胞为什么会分化？是现代生物学研究领域中的一个重要问题。从生化研究的角度，相同遗传组成的细胞，合成特殊的、不同的蛋白质时，细胞就出现了分化。,细胞分化的原因：外界环境条件的诱导细胞在植物体的位置以及细胞间的相互作用细胞的极性化激素或化学物质,(三)细胞的全能性全能性即植物的大多数生活细胞，在适当条件下都能由单个细胞经分裂、生长和分化形成一个完整植株的现象或能力。,(四)极性和细胞不等分裂器官分化的极性现象。一个细胞，也可能有极性，如合子，其细胞质及其细胞器的分布是不均匀的。极性引起不等分裂(unequ
12、al division)：根毛母细胞和气孔保卫细胞的母细胞，都进行不等分裂，产生大小不同的两个子细胞，其小细胞分化成为根毛或保卫细胞。单核花粉粒核的不等分裂，形成一个大的营养细胞和一个小的生殖细胞。,五、核质关系,核在细胞分化中起决定性作用细胞质也影响细胞核,第二节 植物组织,植物组织的概念植物组织的分类,一、植物组织的概念植物组织：在个体发育中来源相同、功能相同、形态 构造相似的细胞群称为组织。器官：由各种不同的组织组合在一起形成植物的器官。,二 植物组织的分类,（一）分生组织（二）成熟组织,（1）按在植物体上的位置可分为：顶端分生组织：使根茎伸长 侧生分生组织：包括微管形成层和木栓形成层，
13、微管形成层增粗。木栓形成层形成木栓层和栓内层 居间分生组织：拔节,（一）分生组织：具有持续分裂能力的细胞,（2）按发生来源分为：原分生组织胚性细胞初生分生组织原分生组织，是边分裂、边 分化的组织 次生分生组织薄壁组织在一定条件反分化形成 的。,（二）成熟 组 织：从分生组织衍生的细胞，在发育过程中逐渐丧失分生能力，形成其它的各种组织,表皮：表面层细胞，表皮上有气孔和毛状附属物周皮：是取代表皮的次生保护组织，由木栓形成层形成平周分裂：分裂面与切面平行皮孔：突破周皮的小突起,（1）保护组织保护,（2）基本组织（薄壁组织）：代谢吸收组织（根毛细胞）：吸收同化组织（叶绿体）：光合 贮藏组织（淀粉）：储
14、藏营养通气组织（水生物）：具有大量细 胞间隙传递细胞：与物质传递密切相关，表面积大大增加,传递细胞,分布：正在生长或经常摆动的器官中。如幼茎、叶柄、花梗和大的叶脉。草本茎中（南瓜）出现棱角。特点：长形生活细胞，具叶绿体，细胞壁仅在一定部位 加厚，由纤维素和果胶质构成。增厚方式：在角隅处初生壁增厚。功能：以生活细胞兼起支持作用；具有可塑性和延伸性。,A、厚角组织,（3）机械组织,厚角组织,厚壁组织,特点：细胞次生壁均匀增厚且呈不同程度木质化。分类：根据细胞形态不同，分为纤维、石细胞。,纤维特点：细胞细长，两端尖细，略呈纺锤形，细胞壁极 厚，细胞腔小，纹孔小，缝隙状，死细胞。分类：根据存在部位和细
15、胞壁特化程度不同分为 韧皮纤维和木纤维。,B 厚壁组织,分布：植物韧皮部、皮层、中柱鞘特点：比其他纤维细胞长，横切面呈圆形、长圆 形或多角形，细胞腔小；细胞壁上具单纹孔；次生壁主要由纤维素组成，木质化程度低，细胞壁常存在同心纹层。功能：韧性强，重要的纺织工业原料。,韧皮纤维,分布：双子叶植物木质部中，木质部中主要成分。特点：比韧皮纤维短；细胞壁上具变形具缘纹孔；次生壁木质化。功能：硬度大，抗压，增强支持力和坚固性；韧性 小，造纸原料。分隔纤维：细胞腔中有横膈膜。晶鞘纤维：一束纤维外测包含许多草酸钙方晶的薄 壁细胞所组成的复合体的总称，如甘 草、黄柏。,木纤维,分布：茎、叶、果实、种子。果皮、种
16、皮中多。特点：单个散生或群聚而生；形状多近于球形或多 面体形；石细胞壁极厚，木质化，渐次死亡。细胞腔小；形成分枝纹孔道。功能：增加组织坚硬度和支持力。,石细胞,厚角组织与厚壁组织的区别与相同点厚角组织 厚壁组织活细胞 死细胞初生壁局部纤维 次生壁木质化素增厚 全面增厚,区别,相同点：共同担负支持功能，合称机械组织,（4）输导组织分布：贯穿植物体各器官。功能：运输体内水分和营养物质。分类：根据功能和结构不同分为导管、管胞和筛管、筛胞。,1.导管 分布：被子植物木质部。特点：许多管状死细胞上下连接，端壁形成穿孔侧 壁木质化增厚。形成过程属于细胞程序性死 亡。单穿孔；复穿孔，穿孔板 功能：运输水分、
17、无机盐。,木质部,螺纹导管,网纹导管,梯纹导管,孔纹导管,直径小，复穿孔，器官形成初期出现，效率低。,类型：环纹导管,直径大，单穿孔，伸长生长停止后出现,效率高。,寿命：数年 十余年。,侵填体：防止菌类侵害，增加木材坚实度和耐 水性。,2.管胞分布：蕨类和裸子植物木质部。特点：一个细胞，狭长，两端尖斜，不具穿孔。功能：运输水分、无机盐；支持功能。类型：同导管。薄壁组织：木薄壁细胞，贮藏淀粉等物质。,3.筛管 分布：被子植物韧皮部。特点：多个细胞连接成管状 结构，具原生质体的生 活细胞。功能：自上而下输送有机养料 伴胞；筛板；筛孔 联络索 胼胝体,4.筛胞分布：蕨类和裸子植物韧皮部特点：单个细胞
18、聚集成群，细长，直径小，末端尖功能：通过侧壁上筛板行使输导机能。比较原始。.薄壁细胞：韧皮薄壁细胞，贮藏：蛋白质、晶 体、淀粉等。,5 分泌结构概念：在某些植物体内或表面，具有分泌精油、树脂、乳汁、蜜汁、粘液等分泌物的细胞或细胞群。外分泌组织：分泌的物质排到体外，如腺毛、蜜腺、盐腺。内分泌组织：分泌物质贮在植物体内，或贮存在细胞 中（樟科植物的含油细胞）；或贮在 胞间隙中（松树的树脂道）。,腺毛：烟草叶(黏液)蛰毛(蚁酸)腺鳞:唇形科,菊科蜜腺：茶花分泌花蜜盐腺:排盐排水器：吐水,外分泌组织,树脂道,分泌细胞：樟科的油细胞分泌腔:植物体内储藏分泌物 的腔,柑桔果皮黄色透明分泌道:松科的树脂道,
19、漆科的漆 汁道乳汁管:无节乳汁管(夹竹桃)、有节乳汁管(罂粟)、两 者同时存在（橡胶树）,内分泌组织,（三）维管束、维管组织和维管系统,维管组织：在蕨类和种子植物器官中，有一种以输 导组织为主体，由输导、机械、薄壁等 几种组织组成的复合组织。维管束：维管组织在器官中成分离的束状结构存在维管系统：植物体内各器官中的维管组织（或维管 束）互相 联系成强大的输导和支持系统,按韧皮部、木质部的排列方式来划分,维管束的构成,韧皮部,被子植物：筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞,束内形成层：具分生能力,蕨类或裸子植物：筛胞,木质部,蕨类或裸子植物：主要为管胞,被子植物：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞,维管束的类型,按有无形成层来划分,无限维管束（开放维管束）,有限维管束（闭合维管束）,韧皮部,形成层,木质部,韧皮部,木质部,裸子植物或木本双子叶植物,单子叶植物,The end,
