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1、第一章 植物细胞,基本要求,1.了解细胞学说的提出在自然科学发展史上的重大意义。2.掌握细胞壁、细胞膜、细胞器和细胞核的结构及其主要功能。3.掌握细胞分裂对于生物体维持一切生命活动和延续物种的重要意义，细胞分裂的三种方式（无丝分裂、有丝分裂、减数分裂），特别是有丝分裂的过程和各个分裂时期的特点。,第一节 细胞是植物体结构和功能的基本单位,显微镜的发明与细胞的发现:1.1590 荷兰眼镜制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜，尽管其放大倍数不超过10倍，但具有划时代的意义。2.1665 英国人Robert Hooke用自己设计与制造的显微镜（放大倍数为40-140

2、倍，观察了软木（栎树皮)的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用cells（小室)这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室（实际上只是观察到到纤维质的细胞壁)。3.1672，1682英国人Nehemiah Grew出版了两卷植物显微图谱，注意到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。,Robert Hooke 和他的显微镜,4.荷兰科学家列文虎克A.van Leeuwenhoek 1674年发明了世界上第一个可用光学显微镜，1680 成为皇家学会会员，一生中制作了200多台显微镜和500多个镜头。Magnification ranges were in the neighborhood

3、of 50-275x。他是第一个看到活细胞的人，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。,显微镜的发明打开了微观世界的大门,光学显微镜,透射电子显微镜,扫描电子显微镜,细胞的基本概念,18381839德国 Schleiden和Schwann创立细胞学说1）一切动植物有机体都是有细胞组成的；2）细胞是生命活动的基本单位，是多细胞有机体的结构、功能和遗传单位。1855 德国人R.Virchow 提出“一切细胞来源于细胞”（omnis cellulae cellula）的著名论断，进一步完善了细胞学说。恩格斯将细胞学说誉为19世纪的三大发现之一。,病毒、类病毒虽具有生命现象，但不具

4、细胞结构。,细胞是生命的基本结构单位，所有生物都是由细胞组成的；细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动均以细胞为基础。细胞是生物体生长发育的基础。单细胞植物，一个细胞代表了一个个体，一切生命活动，包括新陈代谢、生长发育、繁殖，均由一个细胞完成。复杂的高等植物，一个个体由无数细胞组成，细胞之间有了机能和形态结构的分工，相互依存、彼此协作，共同保证有机体的正常生命活动。细胞是生殖和遗传的基础与桥梁，具有相同的遗传语言；（遗传单位），细胞具有遗传上的全能性；,植物细胞的全能性：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。,现代生命科学的三大基石,

5、1838-1839年 Schleiden和Schwann的细胞学说1859年 达尔文的进化论1866年 孟德尔确立的遗传学,细胞学的发展：,16世纪末20世纪初：细胞发现、细胞学说创立、细胞主要结构的发现及描述；20世纪初1950s：细胞形态描述；1950s 1990S：细胞各部分的结构和功能；1990S至今：细胞的生命活动及其调控。视频：美国科学家造出世界首个人造活细胞（2010年5月21日）,一、植物细胞的形状与大小植物体由细胞构成（单细胞或多细胞）,第二节 植物细胞的基本结构,美国物理学家组织网1月16日报道：美实验揭示单细胞变多细胞过程,细胞的形态多样，球形、多面体、立方体、长形等。细

6、胞的形状由它所处的位置，执行的功能有关，是由遗传因素也就是细胞核控制的。,细胞的大小通常在2050 m之间种子植物中一般直径10100 m,较大的如番茄果肉、西瓜瓤细胞达1 mm，肉眼可见。最小：球菌直径0.5 m。支原体0.10.3 m最大：苎麻纤维细胞长550 mm。,埃,关于分辨率,人肉眼分辨率：0.2 mm光学显微镜：0.2 m电子显微镜：0.2 nm扫描隧道显微镜：，0.001nm,能清楚区分被检物体细微结构最小间隔的能力，即相邻两个物点间最小距离的能力。,二、植物细胞的基本结构,植物细胞虽然大小不同，形状多样，但是一般有相同的基本结构。显微结构(microscopic struct

7、ure)：由细胞壁（cell wall）和原生质体（protoplast）构成，后者又由质膜(plasmalemma、plasma membrane)、细胞质（cytoplasm）和细胞核（nucleus）构成。亚显微结构(submicroscopic structure)或超微结构（ultrastructure）：在电子显微镜下显示的细胞结构称为亚显微结构或超微结构。,植物细胞结构全图,植物细胞的基本结构,植物细胞亚显微结构立体模式图,植物细胞的基本结构,细胞膜,细胞质,(后含物),核膜,核仁,细胞核,核质,胞基质,细胞器,原生质体(protoplast),细胞壁(cell wall),植物

8、细胞,植物细胞区别于动物细胞的特征之一,是植物细胞特有的结构，它是由原生质体分泌的物质构成的，以前认为是无生命的，只起保护和支持的作用，使细胞保持一定的形状和相对稳定的外在环境。现在认为胞壁具有一定的生理活性功能。,（一）细胞壁,主要成分：多糖和蛋白质；1）多糖主要是纤维素(cellulose)、半纤维素(hemicellulose)和果胶类化合物。2）蛋白蛋主要包括结构蛋白（如伸展蛋白）、酶和凝集素等。3）其它：酚类化合物（木质素）、脂类化合物（角质、栓质、蜡质）、矿物质（草酸钙、碳酸钙、硅的氧化物）。,1.细胞壁的化学成分,细胞壁的亚显微结构大纤丝(macrofibril)：微纤丝(mic

9、rofibril)：基本单位微团(micelle)：纤维素分子,微团,Microfibrils,（伸展蛋白）,细胞壁是在细胞分裂、生长和分化过程中形成的。由于功能不同，壁在结构和成分上变化很大。细胞壁可以分为：胞间层(intercellular layer)（中层）：果胶为主，可被果胶酶所溶解。初生壁(primary wall)：纤维素和果胶，还有半纤维素和糖蛋白（与微纤丝交联）。果胶使细胞壁具延展性。次生壁(secondary wall)：纤维素为主，常常含有大量木质素，少量半纤维素，果胶质少，少延展性。除此以外，细胞壁上还有纹孔和胞间连丝。,2.细胞壁的结构层次,初生壁次生壁,胞间层,电镜

10、下，次生壁可分为外、中、内三层纤维和石细胞等典型具次生壁的细胞，细胞壁有5层结构：胞间层、初生壁和三层次生壁,植物细胞初生壁的厚薄不均匀，有的地方厚些，有的地方薄些。初生纹孔场(primary pit field)在初生壁上具有一些明显的凹陷区域。胞间连丝(plasmodesma)是穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝。（电镜下是复杂结构）,3.初生壁与初生纹孔场和胞间连丝,胞间层,初生壁 次生壁,初生纹孔场（蓝色）,初生纹孔场、纹孔和胞间连丝,胞间连丝的作用：胞间运输，信息传递（是植物细胞间物质和信息交流的直接通道，其通透性随组织种类及其生理状况和发育阶段而异。）,（A）两个相邻细胞分离的胞

11、壁电子显微图，显示胞间连丝。（B）具有两种不同形状的胞间连丝的细胞壁示意图。决定了胞间连丝分子筛的特性。,共质体/质外体所有植物体可分成两个部分：通过胞间连丝结合在一起的原生质体，称为共质体（symplast）。共质体以外的部分，称为质外体（apoplast），包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞腔。,洋葱细胞不断长大，初生壁也扩大,初生壁的厚度一般较薄，约13 m，质地柔软，有较大可塑性，能随着细胞生长而延展。,植物细胞的次生壁不是完全连续的，有的地方有中断，使得次生壁上有一些“小孔”：纹孔(pit)纹孔腔(pit cavity)，纹孔膜(pit membrane，二层质膜+二层初生壁+一层胞

12、间层)，纹孔口 纹孔对(pit pair)细胞壁上的纹孔通常与相邻细胞壁上的一个纹孔相对，二个相对的纹孔合称纹孔对。,4.次生壁与纹孔、纹孔对,次生壁,初生壁,胞间层,纹孔,纹孔对,单纹孔:细胞壁上来加厚的部分，呈圆孔形或扁圆形，纹孔对的中间由初生壁和中层所形成的纹孔膜隔开。,具缘纹孔:纹孔边缘的次生壁向细胞腔内呈架拱状隆起，形成一个扁圆的纹孔腔，纹孔腔有一圆形或扁圆形的纹孔口，同时在纹孔膜(即纹孔所在的初生壁）中央也加厚形成纹孔塞。因此，有些具缘纹孔在显微镜下从正面看起来是三个同心圆，外圈是纹孔腔的边缘，第二圈是纹孔塞的边缘，内圈是纹口的边缘。纹孔塞在具缘纹上有活门的作用，当水流得很快时，水

13、流压力会把隔膜推向一面，纹孔塞就把纹孔口堵塞起来,这样就使得上升水流减缓。这种纹孔塞只有在松柏类植物的管胞上才有，其他裸子植物和被子植物的具缘纹孔没有纹孔塞，因此，在正面只表现两个同心圆。,纹孔塞,塞缘,纹孔口,纹孔和胞间连丝,5.细胞壁的特化（次生变化）木化：细胞在代谢过程中。产生一种木质，它是由三种醇类化合物脱氢形成的高分子聚合物，填充于纤维素的框架内而木化，以增强细胞壁的硬度，增强细胞的支持力量。角化：叶和幼茎的表皮细胞外壁常为胶质（脂类化合物）所浸透，且常在细胞壁外堆积起来，形成角质层或膜。角化后细胞壁透水性降低,但透光。栓化：栓化是木栓质类化合物渗入细胞壁引起的变化，使细胞壁既不透气

14、，也不透水，增加了保护作用。栓化的细胞常呈褐色，富于弹性。矿化：细胞壁渗入二氧化硅或碳酸钙等就会发生矿化。稻、麦等禾谷类作物的叶片和茎秆的表皮细胞常含有大量的二氧化硅。细胞壁的矿化能增强作物茎、叶的机械强度，提高抗倒伏和抗病虫害的能力。粘液化（胶化）：粘液化是细胞壁中果胶质和纤维素变成粘液或树胶的一种变化，多见于果实或种子的表面。,6.细胞壁的局部加厚与降解,植物细胞分化过程中，常常发生细胞壁局部加厚与降解现象，以适应特定生理功能。如导管、筛管、传递细胞的分化。,图 培养的百日草叶肉细胞，再分化成管状分子的过程涉及PCD（A）培养的叶肉细胞有全套的细胞器，改变培养基的激素成分，可以诱导细胞的去

15、分化（B、C），然后逐步分化成管状分子的前体细胞（D），它是具有次生壁加厚特征的未成熟管状分子。在成熟的管状分子中，液泡裂解，随即细胞内容物完全降解（E），最后形成死而空的管状分子（F）。,7.细胞壁的功能,机械支持和保护细胞壁和细胞的生长调控参与物质运输（质外体运输）参与细胞识别（糖蛋白、凝集素等）防御（超敏反应）参与细胞分化（固定极化方向）,生活在细胞原生质外表，都有一层膜包围，称为细胞膜（cell membrane）或质膜（plasma membrane）。膜的化学组成，几乎全由磷脂和蛋白质组成，此外，尚有少量的糖类。,（二）细胞（质）膜,单位膜,质 膜 的 超 微 结 构,单位膜(Un

16、it membrane)电镜下膜的剖面,表现为两条暗带夹一明带的结构，厚为70-100。,流动镶嵌模型,（1）类脂（Lipid):质膜结构的分子骨架，主要是磷脂,1.质膜的分子结构,磷脂性质:在水环境中形成的双分子层（Bilayer）是水溶性分子难以通过的天然屏障。,双分子层,磷 脂,膜蛋白：与磷脂双分子层结合，执行各种功能。运输载体：各种分子泵，离子泵；酶：催化剂、膜反应；受体：接收和传导 化学信号；连接：连接细胞骨架与胞外基质的分子结构。,（2）膜 蛋 白,1.内在蛋白（跨膜蛋白）2.外在蛋白（周边蛋白）,膜蛋白与磷脂双层的结合方式,（3）膜糖 膜糖是由葡萄糖、半乳糖等9种单糖连成的寡糖链

17、。多与蛋白质分子结合为糖蛋白，少与脂质分子结合为糖脂。糖蛋白与细胞识别现象有关。,生物膜是细胞、细胞器和其环境接界的所有膜的总称。生物中除某些病毒外，都具有生物膜。真核细胞除质膜（细胞膜）（外周膜），还有细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、高尔基体、叶绿体等细胞器膜（细胞内膜系统）。生物膜形态上都呈双分子层的片层结构，即磷脂双分子层构成基本骨架，蛋白质分子位于其表面或镶嵌其中，生物膜厚度约510纳米。,附：生物膜的概念,不同的生物膜有不同的功能。质膜和物质的选择性通透、细胞对外界的信号的识别作用、免疫作用等密切相关；神经细胞膜和肌肉细胞膜是高度分化的可兴奋性膜，起着电兴奋、化学兴奋的产生和传递作用

18、；叶绿体内的类囊体膜和光合细菌膜可将光能分化为化学能；线粒体内膜可将细胞呼吸中释放的能量合成ATP；内质网膜是蛋白质及脂类生物合成的场所；生物膜在活细胞的物质、能量及信息的形成、转换和传递等生命活动过程中，是必不可少的结构。,生物膜的概念,1）流动性,生物膜特性,生物膜特性,2)不对称性,生物膜特性,3）选择透性 细胞膜只允许某些分子或离子进入或者排出细胞的特性，是细胞膜最基本的功能。它能阻止细胞内的许多有机物（如糖和可溶性蛋白）从细胞内渗出，又能调节水和盐类及其他营养物质进入细胞，使细胞能在复杂的环境中保持相对的稳定性，从而维持细胞正常的生命活动。,（跨膜运输的主要方式：自由扩散、协助扩散、

19、主动运输。还有内吞作用和外排作用等方式）,维持稳定的细胞内环境；控制细胞内外的物质交换，有选择性地使物质通过或排出废物；吞食外围的液体或固体小颗粒；参与胞内物质向胞外分泌；信号转换（细胞信号转导：胞外信号转换为胞内信号并与相应的生理生化反应耦联的过程）；细胞的相互识别。纤维素合成和微纤丝的组装。,2.质膜的生理功能,物质的跨膜运输，有多种方式,(三)细胞质,位于细胞膜和细胞核之间，可分为胞基质和细胞器。胞基质是包围细胞器的细胞质部分。1.细胞质基质 功能：多种代谢活动的场所；细胞器之间物质运输和信息传递的介质；为各类细胞器行使功能提供原料。,2.细胞器,2.1 质体质体是植物细胞特有的细胞器。

20、分化成熟的质体可根据其颜色和功能不同，分为叶绿体（Chloroplast）、有色体（Chromoplast）和白色体（Leucoplast）三种主要类型，均由前质体（proplastid）分化而来。,质体类型 颜色 功能叶绿体 绿色 光合作用有色体 黄-红色 积累脂类和淀粉；吸引昆虫等动物白色体 无色 合成淀粉，脂肪，蛋白质,A 前质体,前质体存在于合子和分生组织细胞中，体积小，球形，D：0.41.0 m，双层膜包被。基质中含少量类囊体、小泡和质体小球。另外还含少量DNA、RNA、核糖体和可溶性蛋白。,Proplastid in cell of broad bean root tip.Doub

21、le membranous envelope is shown and rudimentary nature of internal membrane system is obvious,高等植物的叶绿体主要存在于叶肉细胞内，含有叶绿素（a、b）、叶黄素和胡萝卜素。电镜观察表明：叶绿体外有光滑的双层单位膜，内膜向内叠成类囊体，若干类囊体垛叠成基粒。基粒内的某些类囊体内向外伸展，连接不同基粒。连接基粒的类囊体部分，称为基质片层；构成基粒的类囊体部分，称为基粒片层。叶绿体由前质体发育而来。,B.叶绿体,叶绿体：膜(membrance)类囊体(thylakoid)基质(stroma),光合作用,叶绿

22、体的显微及超微结构,基质,基质类囊体,基粒,叶绿体膜,细胞质中的核糖体,叶绿体中核糖体,叶绿体的分裂,Reminiscent of their cyanobacterial(A)ancestor,chloroplasts replicate by binary division(B,unicellular alga;C land plant cells).Chloroplast division is performed by the division ring(D)which involves cyanobacterial FtsZ and eukaryotic dynamin(E).,有色

23、体含有类胡萝卜素。类胡萝卜素包括:叶黄素（黄色）、胡萝卜素（红色）。部分植物的花瓣、成熟的果实、胡萝卜的贮藏根、衰老叶片都存在有色体。有色体的形状有球形和不规则形状。,C.有色体,白色体不含色素，存在于甘薯、马铃薯等植物的地下贮藏器官中。按照功能不同，可以分为：造粉体、造油体和造蛋白质体。,紫鸭跖草叶表皮临时装片,C.白色体,前质体,造油体,有色体,叶绿体,造粉体,白色体,蛋白质体,黄化质体,质体的发育及转化：不同类型的质体是由前质体发育而来的；在植物发育过程中，质体可以相互转化。,2.2 线粒体（mitochongdria）大小及形状：直径0.5-1um，长1-2um，形态可变。电镜观察表明

24、，线粒体由双层单位膜构成，内膜形成片状或管状的内褶，称为嵴。在嵴表面和基质上有100多种酶。内膜及其所在的嵴的内表面，均匀地分布圆球状颗粒，称为基粒，它由头、柄、基部组成，实为ATP合成酶，是氧化磷酸化的关键装置。功能：线粒体是进行呼吸作用的主要细胞器，被喻为“动力工厂”。含有环状DNA和RNA，核糖体，能半自主复制。,线粒体三维结构图解,线粒体透射电镜照片,F0F1ATP酶,线粒体分裂增殖,2.3内质网 内质网是由单层膜围成的扁平的囊、槽、池或管，形成互相沟通的网状系统。内与核的外膜相连，外与质膜相连，还可通过胞间连丝与相邻细胞的内质网相连。内质网的外表面有的结合有核糖体，称为粗面型内质网（

25、rER）；未结合核糖体的内质网，称为光滑型内质网（sER）。,功能：光滑型内质网：合成和运输类脂与多糖;粗糙型内质网：与蛋白质的合成与运输有关。,糙面内质网（rough）光面内质网（smooth）,2.4高尔基体 高尔基体是一叠由平滑的单位膜围成的囊组成。高尔基体是动态结构，有形成面(顺面）和成熟面（反面），与细胞的分泌功能、细胞壁的形成有关。,2.5 液 泡 系2.5.1 液泡 也是植物特有的细胞器。液泡是由单位膜构成的细胞器。液泡的膜称为液泡膜，液汁称为细胞液。细胞液成分十分复杂：代谢储藏物、排泄物、多种水解酶。分生组织细胞，液泡很小，但随着细胞生长，液泡长大。小液泡逐渐合并为大液泡，位于

26、细胞中央。起源于高尔基体附近的内质网，先形成小型原液泡，具有溶酶体的性质。,液泡的功能为：渗透调节、贮藏和消化。具有特殊的选择透性，能使许多物质大量积聚在液泡中;有利于原生质体与外界发生气体和养料的交换。,2.5.2 溶 酶 体（lysosome）溶酶体为单层膜围成的小泡，是分解蛋白质、核酸、多糖的细胞器。内含多种水解酶，可分解从外面进入到细胞内的物质，也可消化局部细胞器或整个细胞。被认为是细胞“消化系统”。在植物细胞中很多其它的细胞器也具有溶酶体的功能：液泡、糊粉粒、圆球体等。,圆球体（spherosome）由单层膜包围形成的圆形颗粒，是一种贮藏细胞器，是脂肪积累的场所。具溶酶体功能。微 体

27、（microbody）微体也是由单层单位膜包围的，呈球形，直径0.5-1.5m。在植物细胞中分为两类：。过氧化物酶体和乙醛酸循环体,过氧化物酶体（peroxisome）含有过氧化氢酶等，存在于叶肉细胞中，常和叶绿体、线粒体结合在一起。作用：1、参与光呼吸；2、解毒。解除过氧化物毒性。乙醛酸循环体（glyoxysome）仅植物细胞中存在，油料植物种子中多，含有乙醛酸循环酶系，在种子萌发时，与线粒体和圆球体配合，将细胞中的脂肪转化成糖类。,微体,线粒体,叶绿体,2.6 核糖核蛋白体（核糖体）生活的细胞中都存在核糖核蛋白体，由蛋白质和RNA构成，它是合成蛋白质的主要场所，游离于基质中或附着于内质网上

28、，在细胞核、线粒体和叶绿体中也有分布。核糖体的结构为两个近半球形而大小不等的亚单位结合而成，常几十个到几百个聚合在一起，成为多聚核糖体。,单核糖体模型,多聚核糖体电镜图,小亚基识别mRNA的起始密码子，并与之结合；大亚基含转肽酶，催化肽链的合成。,2.7 细胞骨架（cytoskeleton）三类蛋白质纤维：微管（microtubule）：24nm中空管 微丝(microfilament)：5-7nm实心纤维 中间纤维（intermediate filament）11nm中空管 三者共同构成细胞的支架，维持细胞的形状。细胞骨架在细胞学上也称为微梁系统 与生物膜系统、遗传物质系统并列为细胞三大系统

29、。,微梁系统,微管普遍存在于细胞中，由球状的微管蛋白组成，分、两种亚基。,微管的装配和解聚受到钙离子浓度、温度和特异药剂（秋水仙素/紫杉醇）的影响,在细胞内，微管有多方位的功能:A.胞质内分布起支架作用,维持细胞一定形状 B.参与细胞分裂，参与细胞壁的形成和生长及细胞分裂方向（纺锤体、成膜体，染色体运动）;C.参与细胞运动及细胞器的运动；D.对细胞的生长和分化起作用;E.参与构成低等植物和动物的纤毛，鞭毛。秋水仙素破坏微管蛋白聚合，紫杉醇稳定聚合。,微丝：主要由肌动蛋白构成的68nm的细丝。最主要的结合蛋白为肌球蛋白，具ATP酶作用，也称为微丝的马达蛋白。细胞松驰素是微丝特异抵制剂，鬼笔环肽可

30、稳定微丝。作用：使细胞结构稳定；与支持和网络各类细胞器以及细胞的运动有关；中间纤维：直径810nm,中空管，种类多，有角状蛋白、结蛋白、波状蛋白等。作用：支撑网架作用，细胞内颗粒运动、细胞器和细胞核定位，但尚需进一步验证。,3.细 胞 核 为生活细胞中最显著的结构，细胞内的遗传物质DNA几乎都存在于核内，为细胞的控制中心。,细胞核的形态结构 多种多样，基本为球形。细胞核的结构，随细胞周期的改变而变化。间期核可分为核被膜、染色质、核仁和核骨架。,3.1 核被膜（nuclear envelope）,核被膜包括核膜、核孔复合体、核纤层等。核膜：为双层膜，外膜（outer membrane）、内膜（i

31、nner）、核间腔（intermembrane lumen）。核孔复合体：核孔（pore），物质进出核的通道，具选择通透性。核纤层：核内膜内侧的蛋白网络，由中间纤维（核纤层蛋白）网络组成，维持核的形状，使染色质固着，介导核膜与染色质之间的相互作用。,3.2 染色质（chromatin）,染色质：为遗传物质，分常染色质、异染色质。染色体：染色体（chromosome）是真核细胞有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒壮结构，为核酸和蛋白质的复合体。染色体组（genome）成分：DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的线性复合物。,染 色 体,短臂,着丝粒,长臂,染色单体,核小体 染色体包

32、装的基本结构单位。,核小体组装成染色体各级结构,3.2.3 核仁(nucleolus),核仁：无被膜，常有一个或几个，在细胞周期中表现出周期性消失和重建。核仁大小、形状和数量随生物种类、细胞类型和生理状态而异。核仁可区分出三区：纤维中心、致密纤维组分（转录rRNA的部位）和颗粒状组分。核仁是细胞内rRNA合成和装配核糖体亚单位的重要场所。,3.2.4 核基质（nuclear matrix；sap）,核基质（nuclear matrix）或称核骨架（nucleoskeleton）为真核细胞核内的网络结构，是指除核被膜、染色质、核纤层及核仁以外的核内网架体系。由于核基质与DNA复制，RNA转录和加

33、工，染色体组装及病毒复制等生命活动密切相关，故日益受到重视。现在在核骨架中只发现有角蛋白和肌蛋白质成分，在某些原生动物核骨架中还发现含有微管。功能：DNA的复制、基因转录加工和染色体构建,四.植物细胞的后含物,后含物(ergastic substance)：植物细胞在代谢过程中，不仅为生长分化提供营养物质和能量，同时还能产生代谢中间产物、贮藏物质和废物等，这些统称为后含物。常见的有：淀粉、脂肪、蛋白质、晶体、其他有机物。,1 储藏的营养物质（1）淀 粉（Starch）贮藏的淀粉呈颗粒状，称为淀粉粒。光合作用产生的葡萄糖在叶绿体中聚合成短期贮存的淀粉，转成可溶性糖类，运输到造粉体中，由造粉体将它

34、们再合成为贮藏淀粉。,鉴定：用碘碘化钾溶液染色时，通常呈蓝黑色形成淀粉粒时，先从一个点（脐点）开始，向外层层沉积，形成许多同心的层次轮纹（直链淀粉和支链淀粉交替沉积而成）单粒淀粉粒：只有一个脐点复粒淀粉粒：有2个以上脐点，每个脐点有各自的轮纹半复粒淀粉粒：2个以上脐点，各脐点除有本身的轮纹外，还有共同的轮纹包围,光镜下的淀粉粒（未染色）,光镜下的淀粉粒（染兰色）,（2）蛋 白 质（protein）,形式：拟晶体，其晶体与无机盐结晶不同，常呈方形，因此叫拟晶体(crystalloid)；湖粉粒：由一层膜包裹成的圆球状颗粒，来源于液泡。鉴定：贮藏蛋白质遇碘呈黄色湖粉粒集中分布于种子的胚乳和子叶中，

35、往往禾谷类胚乳的最外一层细胞或几层细胞中含有大量的湖粉粒，特称为湖粉层(aleurone layer)。（精米、精面无糊粉层）豆类、油类植物子叶细胞中除普遍具有湖粉粒外，还含有珠晶或几个拟晶体。豆类湖粉粒的形成过程：一个大液泡分散成几个小液泡，随种子的成熟，小液泡内的蛋白质逐渐变为湖粉粒；种子萌发时，湖粉粒中的蛋白质被利用，小液泡重新转变成一个大液泡。,禾本科糊粉层,油料植物糊粉粒,苔类植物油体,（3）油（oil）和脂肪（fat）,含有很高的能量，是植物细胞内主要的储存物质，常呈小滴、小球散布于细胞基质或造油体中，由造油体合成。大量存在于油料植物的种子和果实中，如花生、大豆、油菜的子叶，蓖麻的

36、胚乳，都含有大量脂肪，可用苏丹染色。,Tomato plant cells showing nucleus and various cell organelles.,Close up of a tomato plant cell cytoplasm.Several mitochondria,golgibodies,and rough endoplasmic reticulum are visible here.The dense black bodies are oil bodies.,植物细胞液泡内可见各种形状的晶体，晶体被认为是排泄的废物。草酸钙结晶较常见，形状多样。禾本科和莎草科的植物茎

37、、叶表皮细胞内常含有二氧化硅的晶体。,2.晶体,Top picture:Calcium oxalate druse in the mesophyll cells of an oleander leaf(Nerium oleander夾竹桃).Typical druse shape of dicots.Middle picture:Calcium oxalate needles(raphids)of a vanilla root(Orchidaceae).Typical raphid bundle of monocots.Lowest picture:Silicate bodies of sil

38、icate cells in the epidermis of Schizachyrium sanguineum红裂稃草硅细胞硅体,（1）酚类化合物 植物酚类化合物酚、单宁、黑素和木质素等 单宁（tannin）存在于细胞质、液泡和细胞壁中；在叶、周皮、维管组织以及未熟的果肉细胞中，单宁具有保护作用。如柿子单宁 酚类化合物强烈吸收紫外线，可使植物免受紫外线伤害。如茶多酚。,3 植物次生物质,（2）类黄酮(flavonoid)近4万种，其中花色素、黄酮醇和查耳酮与植物颜色有关。植物细胞中的花色素有多种,如花青素、花翠素、天葵素等，主要分布与花和果实内，不同花色素在同一pH值表现不同颜色，同一色素在

39、不同pH条件下颜色不同，如花青素是一种水溶性色素，可以随着细胞液的酸碱改变颜色。细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝。,How bees see world in UV,类黄酮可形成植物的颜色；吸引动物传粉和受精；保护植物免受紫外线灼伤；防病原微生物侵袭。,（3）生物碱 是一类碱性的植物次生代谢物，主要分布于生长活跃的组织、表皮和表皮下组织、维管束鞘和有节乳管中。重要生态学功能，免受其他生物的侵害。烟碱、奎宁、吗啡、咖啡因、茶碱、小檗碱、莨菪碱、阿托品、秋水仙素等。（4）生氰糖苷 受破坏时产生，呼吸作用抑制剂，使侵害它的生物致死。（5）非蛋白氨基酸,五.原核细胞（prokaryotic ce

40、ll）与真核细胞(eukaryotic cell)的区别,植物细胞,动物细胞,六.植物细胞（plant cell）与动物细胞(animal cell)的区别,第三节 植物细胞的繁殖,细胞周期正在分裂的细胞从一次分裂结束开始到下一次分裂结束所经历的一个完整过程称为一个细胞周期（cell cycle）。分裂间期(interphase)有丝分裂期(mitosis),细胞有三种状态：周期细胞、G0期细胞和终端分化细胞。,细胞分裂类型,无丝分裂 有丝分裂 最普遍的细胞繁殖方式 减数分裂 花粉母细胞形成花粉粒，胚囊母细胞形成胚囊。,1.无丝分裂*细胞核直接一分为二，在两细胞核之间形成新的细胞壁将细胞质一分

41、为二。*过程简单，速度快，但遗传性不稳定。,2.有丝分裂常见的体细胞分裂方式，即一个细胞的DNA复制一次，细胞分裂一次，产生两个子细胞的过程。,DNA合成前期(G1),DNA合成期(S),DNA合成后期(G2),DNA复制完成到分裂开始前的时期，RNA和蛋白质的合成继续进行，同时合成微管蛋白及能量准备。,合成DNA的时期，要进行DNA和组蛋白的复制。,从前一次分裂结束到合成DNA以前的间隔时期，是决定细胞是继续分裂还是走向分化的时期。继续分裂的细胞在G1期极活跃地合成RNA、蛋白质和磷脂等。,胞质分裂,分裂晚后期或早末期，两极的纺缍丝消失，极间微管的中间部分和区间微管在两个子核间密集形成桶状结

42、构，称为成膜体。由成膜体介导，形成细胞板。最终细胞板形成细胞壁的中层，随后在中层两侧及原来母细胞壁内侧沉积一层初生壁。,InterphaseProphase Metaphase Anaphase TelophaseCytokinesis,3.减数分裂,出现在有性生殖过程中，即母细胞内的只复制一次，细胞连续分裂两次，产生四个子细胞，而每一个子细胞内的染色体只有母细胞的一半。,*减数分裂的过程：第一次分裂：前期:细线期染色质形成染色体。偶线期同源染色体配对。粗线期染色单体发生交叉、交换。双线期交叉的染色单体开始分开。终变期核仁、核膜消失。,中期I：成对的同源染色体排列在赤道板上。后期I：同源染色体

43、彼此分离，向两极移动。末期I：到达两极的染色体形成子核；在子核之间形成细胞壁。（二分体）,第二次分裂：第一次分裂结束所产生的两个子细胞同时进行有丝分裂，经过前期、中期、后期和末期，形成四个子细胞称为四分体。,第四节 植物细胞的生长与分化,一、植物细胞的生长 植物细胞体积和重量的增加过程。二、植物细胞的分化 定义1.同一种类型的细胞经细胞分裂后,逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异,产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。定义2.多细胞植物体中，细胞在形态、结构和生理功能上逐步彼此互异的过程。细胞分化的影响因子：细胞极性、位置效应、植物生长调节剂、环境因子。,书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。韩愈(唐代文学家、哲学家),