植物学植物细胞 (3)ppt课件

1、第一章 植物细胞 细胞构造发现的历史轨迹细胞发现的历史：1665，胡克(R. Hooke)，死细胞1667，列文虎克(A. van Leeuwenhoek)，活细胞1831，布朗(R. Brown)，细胞核1838，施莱登(M. J. Schleiden)，核仁1839，浦金野(Purkinje)，原生质1839，莫尔(H. von. Mohl)，动物细胞肉样质显微镜下的细胞构造：20世纪初电镜下的细胞构造：20世纪40年代第一章 植物细胞细胞学说：由德国植物学家Schleiden，M.J.和动物学家Schwann，T. 于18381839年共同提出。植物和动物的组织都是由细胞构成的；一切的细

2、胞是由细胞分裂或交融而来的；卵和精子都是细胞；一个细胞可以分裂而构成组织。恩格斯高度评价了细胞学说的创建，将其列为19世纪自然科学的三大发现之一。细胞学说的重要意义：在细胞程度上提供了有机界一致的证据，证明了植物和动物有着细胞这一共同的来源，为19世纪自然科学领域中辩证唯物主义战胜形而上学、唯心主义，提供了一个有力的证据；为近代生物科学的开展，接受生物界进化的观念预备了条件，推进了近代生物学的研讨。第一章 植物细胞细胞的研讨技术：光学显微镜：分辨率0.2微米(m)，有效放大倍数1200倍。用于研讨细胞的主要显微构造。超速离心机：分别活细胞的不同构造部分，用于研讨细胞各部分的生理功能。显微放射自

3、显影术(microradioautography)：对细胞代谢进展动态研讨。透射电子显微镜(transmission electron microscope，TEM)：分辨率1埃()，有效放大倍数超 越 1 0 0 万 倍 。 用 于 研 讨 细 胞 的 超 微 构 造(ultrastructure)。电镜放射自显影术(electron microscopic autoradiography)：用于研讨细胞构造和功能的关系。第一章 植物细胞扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)：焦点深度大，用于察看细胞、组织、器官、孢粉、器官发生、木材构造和断面构造

4、等外表的三维立体图像。X射线衍射技术：研讨生物大分子的空间构造。细胞显微光谱分析技术：准确定量研讨细胞内的物质。显微操作仪；共聚焦显微镜；细胞离体培育和细胞杂交技术等。第一节 细胞的根本特征一、细胞的根本概念细胞是生物体构造的根本单位细胞是代谢和功能的根本单位细胞是生长发育的根底细胞是遗传的根本单位，具有遗传上的全能性，在一定条件下能发育新的个体。亚细胞构造不是构成植物体的单位真核细胞(eukaryotic cell)与原核细胞(prokaryotic cell)原 核 生 物 ( p r o k a r y o t e ) 和 真 核 生 物(eukaryote)。第一节 细胞的根本特征原核

5、细胞第一节 细胞的根本特征病毒(virus)：是比细胞更简单的生命有机体，也是目前知的最小生命单位。它们只是由蛋白质外壳包围核酸芯子所组成的，并不具有细胞构造，可称为非细胞的生命形状(non-cellular form of life)。第一节 细胞的根本特征二、细胞的化学组成原生质(protoplasm)：构成细胞的生活物质，是细胞生命活动的物质根底。一切的原生质有着类似的根本组成成分。组成原生质的化学元素及化合物主要化学元素是：碳、氢、氧、氮占90。少量几种元素是：硫、磷、钠、钙、钾、铁等。极微量的其他化学元素：钡、硅、矾、锰、钴、铜、锌、钼等。上述元素构成许多类化合物，可分为有机物质和无

6、机物质两类。第一节 细胞的根本特征一水和无机盐水普通占细胞全重的6090%。液态的水：是溶剂，也是分散介质。95的水参入代谢，以游离水的方式存在，也有少量的结合水。水含量的多少，影响原生质的胶体形状，水分多时，原生质呈溶胶形状，代谢活动旺盛；水分少时，原生质呈凝胶形状，代谢活动缓慢。水的比热大，能吸收大量的热能，从而使原生质的温度不致过高，这对维持原生质的生命活动具有很大意义。原生质中还有溶于水中的气体(如二氧化碳和氧等)、无机盐以及许多呈离子形状的元素，如铁、铜、锌、锰、镁、钾、钠、氯等。 第一节 细胞的根本特征二有机化合物蛋白质、核酸、脂类和糖，以及极其微量的生理活泼物质等。1.蛋白质(p

7、rotein)：是极其重要的高分子有机化合物，含量仅次于水，占干重的60。是原生质的构造物质，以酶等方式起着重要的作用。除碳、氢、氧、氮等元素外，还含有硫、磷、碘、铁、锌等元素。由很多较简单的化合物氨基酸(amino acid)聚合构成的高分子长链化合物。氨基酸有20多种。由于氨基酸的数量、种类、陈列顺序等方面的差别，可构成各种各样的蛋白质。第一节 细胞的根本特征脂蛋白、核蛋白和色素蛋白。酶(enzyme)是生化反响的催化剂，多数情况下，一种酶只能催化一种反响。一个细胞约有3000种酶，原生质的不同部分或构造的特定功能，就和所含的特定酶有关。酶的非蛋白质组分种类很多，如维生素、核苷酸或某些金属

8、等。酶可以从细胞中分别出来，并仍坚持其活性，这在工农业消费、医疗等方面有广泛的适用价值。 第一节 细胞的根本特征2.核酸(nucleic acid)：遗传物质，由许多单体核苷酸经脱水聚合而成的高分子有机化合物。单个核苷酸由一个含氮碱基、一个五碳糖和一个磷酸分子组成。核酸中仅有五种含氮碱基，它们是两种嘌呤腺嘌呤(adenine，缩写A)和鸟嘌呤(guanine，缩写G)；三种嘧啶胞嘧啶(cytosine，缩写C)，胸腺嘧啶(thymine，缩写T)和尿嘧啶(uracil，缩写U)。第一节 细胞的根本特征根据所含有的糖的不同，核酸可分为含有核糖的核糖核酸(ribonucleic acid，缩写RN

9、A)和含有脱氧核糖的脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，缩写DNA)。DNA主要存在于细胞核内，是构成染色体的遗传物质；RNA那么主要存在于细胞质中，而在碱基种类上，DNA含A、G、C、T等四种，在RNA中那么以U替代T。在分子构造上，RNA是以单链存在，而DNA那么以双链方式存在。DNA双螺旋构造Watson和Crick第一节 细胞的根本特征3.脂类(lipid)：凡是经水解后产生脂肪酸的物质属于脂类。它是一大类脂肪性质的物质，其共同特点是在水内很难溶解。1脂肪酸：饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。2中性脂肪和油：甘油三酯3磷脂类：磷酸甘油酯4其它脂类物质：蜡、类固醇、萜。胡萝

10、卜素脂类在原生质中有的作为构造物质，有些脂类物质构成角质(cutin)、木栓质(suberin)和蜡(wax)，有些脂类物质，在细胞生理上有活泼的作用，如类胡萝卜素等。第一节 细胞的根本特征4.糖类(saccharide)：糖类是光协作用的同化产物，参与构成原生质和细胞壁。是能源，也是原料。糖类化合物含有碳、氢、氧三种元素。可分为单糖、双糖和多糖三类。单糖是不能用水解的方法再降解成更小糖单位的糖类。细胞内最重要的单糖是五碳糖和六碳糖，前者如核糖和脱氧核糖，是核酸的组成成分之一；后者如葡萄糖(C6H12O6)，是细胞内能量的主要来源。双糖是由两个单糖分子脱去一个水分子聚合而成，植物细胞中最重要的

11、双糖是蔗糖和麦芽糖。第一节 细胞的根本特征多糖是由许多单糖分子，脱去相应数目的水分子聚合而成的高分子糖类化合物，植物细胞中最重要的多糖有纤维素、淀粉、果胶等。纤维素是细胞的最重要的构架物质，而淀粉是贮藏的营养物质，果胶物质也是壁的组成成分之一。多糖可分为两类：1营养贮藏多糖：淀粉直连淀粉：250300葡萄糖支连淀粉：1000以上葡萄糖2构造多糖：纤维素、果胶、半纤维素第一节 细胞的根本特征(5)生理活性的物质：主要有酶、维生素、激素、抗菌素等。维生素(vitamin)：可分为脂溶性和水溶性两大类。前者如维生素A、D、E、K等，后者如维生素B、C、P等。激素(hormone)：生长素、赤霉素、细

12、胞分裂素、乙烯和零落酸是植物体内产生的五大类知的激素。普通说来，低浓度激素能促进植物的生长，而高浓度抑制植物的生长。抗菌素(antibiotic)：很多真菌和放线菌的细胞能产生抑制杀死某些微生物的物质。如青霉素、链霉素、土霉素、金霉素等以及农业上防治稻瘟病、甘薯黑斑病等植物病害的各种抗菌素等。第一节 细胞的根本特征溶胶凝胶生活的原生质，必需从环境中吸收水分、空气以及营养物质，经过一系列复杂的生理、生化作用，合 成 为 构 成 原 生 质 的 物 质 。 称 为 同 化 作 用(anabolism，assimilation)。原生质的某些物质，不断地分解，成为简单的物质，并且释放出能量，供生命活

13、动的需求，这个过程称为异化作用(catabolism，dissimilation)。同化和异化分别包含一系列合成和分解的生化反响，共同构成了原生质的新陈代谢(metabolism)。第一节 细胞的根本特征三、植物细胞的根本特征一植物细胞的大小和外形细胞的外形和大小取决于其遗传性、生理功能、对环境的顺应以及分化形状等。1.细胞的大小：绝大多数细胞体积都很小。体积小，外表积大，有利于和外界进展物质交换，对细胞生活有特殊意义。最小的细胞：枝原体(mycoplasma)，直径0.1m。分生组织细胞：直径525 m。分化生长的细胞：1565 m。大型的细胞：肉眼可见。西瓜瓤的细胞直径1mm；棉籽的表皮毛

14、长达75mm；苎麻茎纤维细胞长可达550mm。第一节 细胞的根本特征2.细胞的外形单细胞藻类、细菌等游离生活的细胞常为球形或近于球形；多细胞植物体由于细胞间的相互挤压，往往构成不规那么的多面体十四面体；高等植物内的许多细胞的特殊外形，更表达形状与功能的一致。纤维管胞管胞第一节 细胞的根本特征二植物细胞与动物细胞的主要区别植物细胞：细胞壁、大液泡、质体，具有明显细胞体积增大的过程。动物细胞：中心粒第二节 植物细胞的根本构造和功能植物细胞的根本构造，包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等四部分。细胞膜、细胞质和细胞核三者均由原生质特化而来，总称原生质体，即细胞壁内各种构造的总称，是各种代谢活动进展的

15、场所。后含物显微构造超微构造第二节 植物细胞的根本构造和功能一、原生质体一质膜：生活细胞的原生质外表，都有一层薄膜包围，将细胞与外界分开。这层薄膜称为细胞膜或质膜(plasmalemma)。质膜的横断面在电镜下呈现暗明暗三条平行的带，即内外两层暗的带(由大的蛋白质分子组成)之间，有一层亮堂的带(由脂类分子组成)，这样的膜称单位膜(unit membrane)。生物膜(biological membrane)：包括质膜、核膜以及各种细胞器的膜。核膜、质体膜和线粒体膜是双层单位膜，其它细胞器的膜都是单层单位膜。第二节 植物细胞的根本构造和功能1.质膜的分子构造质膜主要由脂类物质和蛋白质组成，还含有

16、少量的多糖、微量的核酸、金属离子和水。膜的流动镶嵌假说：Jon Singer和Garth Nicolson脂类物质分子的双层构成了膜的根本构造的衬质(matrix)，膜的蛋白质分子那么和脂类层内外外表结合，或者嵌入脂类层，或者贯穿脂类层而部分露在内外外表。膜及其组成物质是高度动态的、易变的。其磷脂和蛋白质都有一定的流动性，使膜的构造处于不断变动形状。第二节 植物细胞的根本构造和功能1脂双层2膜蛋白：外在蛋白或周边蛋白、内在蛋白载体、酶、受体3膜糖：葡萄糖、半乳糖等，糖蛋白、糖脂细胞识别4细胞膜的流动性分子运动性第二节 植物细胞的根本构造和功能2.质膜的功能：维持稳定的胞内环境，调理和选择物质的

17、经过，细胞识别、信号传导、新陈代谢调控等。1物质的跨膜运输简单分散、促进分散、自动运输、内吞作用、外排作用2细胞识别：糖蛋白3信号转换：从细胞外信号转换为细胞内信号并与相应的生理生化反响偶联的过程称为细胞信号转导。第二节 植物细胞的根本构造和功能 (二)细胞质细胞质(cytoplasm)：是细胞膜以内，细胞核以外的原生质。可分为胞基质和细胞器。细胞器(organelle)：是细胞内具有特定构造和功能的亚细胞构造。胞基质(cytoplasm matrix) ：是包围细胞器的、没有特定构造的细胞质。第二节 植物细胞的根本构造和功能 1.细胞器1质体(plastid)：植物细胞特有，是一类合成和积累同化产物的细胞器。叶绿体(chloroplast)、有色体(chromoplast)和白色体(leucoplast)。叶绿体第二节 植物细胞的根本构造和功能前质体：质体未分化成熟时称为前质体(proplastid)。存在于根端、茎端的分生组织细胞中，直径11.5m，无色或呈淡绿色，外形不规那么，其内部构造比较简单。叶绿体：是绿色质体，含有叶绿素、叶黄素和类胡萝卜素，其主要功能是进展光协作用(photosynthesis)。存在于叶肉细胞、捍卫细胞和其它绿色组织细胞中。