植物生物学第一章

植物生物学第一章第一页，共一百二十三页，2022年，8月28日第一章植物细胞与组织*细胞的发现：

1665年，罗伯特·

虎克（RobertHooke,英国）观察软木薄片，发现并命名了细胞（cell）。第二页，共一百二十三页，2022年，8月28日第三页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞发现的意义打开了生物显微世界的大门为现代生物学发展奠定了基础第一章植物细胞与组织第四页，共一百二十三页，2022年，8月28日

施莱登（MatthiasJ.Schleiden）

施旺（TheodorSchwann）细胞学说(celltheory)的建立

第五页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞学说的基本含义

1.植物和动物的组织都是由细胞构成。

2.新细胞来自于原有细胞分裂或细胞融合。

3.卵子和精子都属于细胞

4.一个细胞可分裂形成组织。恩格斯高度评价了细胞学说创立，认为这是19世纪科学上三大发现之一。细胞是构成生物体的基本单位,是生命活动（功能）的基本单位。第一章植物细胞与组织第六页，共一百二十三页，2022年，8月28日第一节植物细胞的基本结构

植物细胞的形状和大小植物细胞的基本结构原生质体细胞壁后含物第七页，共一百二十三页，2022年，8月28日１.细胞形状：多种多样。常见的有球形、多面体、纺锤形、长砖形、圆柱形、管形等。一、植物细胞的形状和大小第八页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞的形状第九页，共一百二十三页，2022年，8月28日2.细胞大小

一般很小，常为20~50µm，但也有较大差异。最小：球菌直径0.5µm。最大：苎麻纤维细胞最长达550mm。如番茄果肉、西瓜瓤细胞达1mm，肉眼可见。种子植物中一般直径为5—100µm。第十页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞壁超微结构（电镜下）：显微结构（光镜下）：细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡原生质体胞基质细胞核质膜细胞质细胞器二、植物细胞的基本结构质体线粒体内质网高尔基体液泡溶酶体核糖体微体细胞骨架：微管、微丝、中间纤维

……第一章植物细胞与组织第十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日植物细胞结构第十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日三、原生质体＊原生质体(protoplast)

：细胞内有生命活动的物质，包括细胞膜、细胞质和细胞核三部分。

第十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日（一）质膜（细胞膜）＊质膜(plasmamembrane)指细胞质外的一层薄膜，又称外周膜。真核细胞内部的膜结构称内膜。质膜与内膜合称生物膜。主要由脂类分子和蛋白质组成。第十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日简单的磷脂：由1分子甘油和2分子脂肪酸组成。在水环境中，这类分子会自发形成脂双层微囊。第十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日流动镶嵌模型脂双层7.5nm2nm暗3.5nm明2nm暗膜糖膜蛋白第十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日质膜的结构脂双层（基本骨架）膜蛋白膜糖糖脂：与脂类分子结合的糖蛋白：与蛋白质结合嵌入蛋白表面蛋白：膜内外表面质膜结构横跨全膜一端插入脂双层第一章植物细胞与组织第十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日＊质膜结构的特点：

膜具有高度流动性、选择透过性、不对称性。＊质膜的功能1）控制、调节物质进出细胞。2）参与细胞识别、信号传递、新陈代谢。

第十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日（二）细胞质＊细胞质(cytoplasm)

：是指细胞核以外、质膜以内的原生质。＊细胞器(organelle)

：是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构。双膜：线粒体、质体单膜：内质网、高尔基体、溶酶体、微体、液泡非膜：核糖体、细胞骨架第十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日１.细胞器

(1)质体

(plastid)质体是一类合成和累积同化产物的细胞器，为植物细胞所特有。分为:

白色体(leucoplast)：有储藏功能

有色体(chromoplast)：呈现颜色

叶绿体(chloroplast)：光合作用第一章植物细胞与组织第二十页，共一百二十三页，2022年，8月28日质体的类型第二十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日辣椒果肉有色体与白色体第二十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日叶绿体结构基粒内膜基质片层基粒片层(类囊体)外膜第二十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日

叶绿体结构基质叶绿素A叶绿素B胡萝卜素叶黄素双层膜基质类囊体(基质片层):

与基粒相连基粒：由基粒类囊体（基粒片层）组成分布有环状的双链DNA，核糖体、嗜锇颗粒、淀粉粒等第二十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日

(2)

线粒体(mitochondria)由双层生物膜围成的囊状细胞器，是细胞呼吸及能量代谢的中心。

第二十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日线粒体的结构图核糖体基粒

嵴第二十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日*线粒体结构：双膜：内膜向内突起形成了嵴(cristae),

其表面有ATP合成酶复合体基质：环状DNA、核糖体、酶、脂类和蛋白第二十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日

(3)内质网(endoplasmicreticulumER)

是蛋白质合成、修饰及脂类合成的场所。

＊内质网：

内质网是细胞质中由单膜组成的一系列片状囊腔和管状的腔，彼此相通，形成的管状系统。＊内质网类型：

光面内质网(smoothER)：无核糖体糙面内质网(roughER)：有核糖体第二十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日内质网结构

光面内质网糙面内质网核被膜核糖体糙面内质网核糖体第二十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日(4)

高尔基体(golgiapparatus)*高尔基体结构：单层生物膜围成，由一叠扁平囊泡和小泡组成，其边缘分支形成网络和小泡(分泌泡)。第三十页，共一百二十三页，2022年，8月28日分泌小泡第三十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日

＊高尔基体功能：参与植物细胞多糖的合成和分泌，与细胞壁的形成有关。第三十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日(5)溶酶体(Iysosome)

是生物大分子分解的场所。＊溶酶体：由单层生物膜包裹的小体，内含多种水解酶（如蛋白酶、酯酶、核酸酶等）。

＊溶酶体功能：降解、消化、分解作用。

第三十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日(6)微体

(microbody)

由单层膜所围成的球状细胞器，其产生与内质网的形成有关。＊微体的结构：单膜包裹小体，其所含酶不同功能亦不同。＊微体的类型：

过氧化物酶体

(peroxisome)：内含过氧化物酶，可解毒。在绿色细胞中常与叶绿体、线粒体共同完成光呼吸

乙醛酸循环体

(glyoxysome)：内含乙醛酸循环酶系，可分解脂肪

第三十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日(7)液泡(vacuole)＊液泡的结构：单层膜包围，液泡中的液体称为细胞液，细胞液成分复杂（无机盐、氨基酸、有机酸、糖类、生物碱等）。＊液泡的功能：参与渗透调节、储藏代谢产物、水解作用、参与细胞器的更新。＊具有中央大液泡是植物细胞和动物细胞显著区别之一第三十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日第三十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日液泡及中央大液泡的形成第三十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日(8)细胞骨架

(cytoskeleton)

是指细胞质中由蛋白纤维组成的网架系统。微管微丝中间纤维第三十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日第三十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞骨架的作用：使细胞形状稳定、使细胞质组织化，能进行细胞运动和物质运输。第四十页，共一百二十三页，2022年，8月28日(9)核糖核蛋白体（ribosome）由RNA（60％）和蛋白质(40％）形成的直径为17.0nm~23.0nm的长圆形或球形颗粒，包括大、小两个亚基，是蛋白质合成的场所。小亚基大亚基多聚核糖体第四十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日核糖体第四十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日2.细胞基质(matrix)细胞质中除细胞器外的胶状物质为细胞基质。细胞基质成分复杂，包含多种酶、核糖体、蛋白质、无机盐、脂类、糖类等，是新陈代谢(如糖酵解和糖元合成等反应)的场所。第一章植物细胞与组织第四十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日３.细胞核的结构核孔核仁核被膜染色质核基质第四十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日第四十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞核(nucleus)结构表解内膜

核仁核被膜膜间腔染色质核纤层异染色质常染色质核基质外膜（蛋白质网络）核孔内膜

第四十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日4、细胞壁(cellwall)

细胞壁为植物细胞的特有结构，是由原生质体分泌的物质构成，具有一定的硬度和弹性。第一章植物细胞与组织第四十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日（一）细胞壁的化学成分纤维素果胶质半纤维素木质素角质木栓质蜡质第四十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日(二）细胞壁结构层次：1.中层

(middlelayer)：果胶质，有可塑性及弹性。2.初生壁

(primarywall)：纤维素、果胶质、半纤维素、糖蛋白，有延展性、可塑性。3.次生壁

(secondarywall)：主要为纤维素、木质素等成分，使细胞壁质地坚硬。第四十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞壁层次第五十页，共一百二十三页，2022年，8月28日（三）细胞壁功能：保护原生质体，维持细胞形状，支持植物体，参与组织吸收、蒸腾、分泌、物质运输，在细胞的生长调控、识别、抵御病害等过程中发挥作用。第五十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日（四）胞间连丝与纹孔1.初生纹孔场(primarypitfield)：为初生壁上的较薄区域。2.纹孔(pit)：指次生壁形成时，在初生纹孔场或其他区域不增厚的较薄区域。

纹孔常成对存在，称为纹孔对。第五十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日第五十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日3.胞间连丝(plasmodesma)胞间连丝指穿过细胞壁沟通相邻细胞的原生质细丝。

胞间连丝使植物体中的细胞连成一个整体，所以植物体可分成两个部分：*共质体(symplast)：指通过胞间连丝结合在一起的原生质体。*质外体(apoplast)：共质体以外的部分包括细胞壁、胞间隙和死细胞的腔。

第五十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日柿子胚乳细胞胞间连丝第五十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日五、后含物(ergasticsubstance)

后含物是指细胞新陈代谢产生的贮藏物、代谢中间产物及其废物等。1.淀粉

(starch)淀粉是以淀粉粒的形式贮藏。淀粉遇碘变蓝色。2.蛋白质

(protein)蛋白质以多种形式贮藏，如结晶、无定形或颗粒状（即糊粉粒）。蛋白质遇碘变黄色。第五十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日第五十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞糊粉粒第五十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日3.脂肪(fat)与油(oil)

脂肪与油分别以固体和液体形式储藏。4.晶体晶体存在于液泡中，常见的有草酸钙、碳酸钙、二氧化硅结晶。5.

其他其他后含物如糖类、脂类、单宁、树脂等。第五十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日花生细胞油滴和糊粉粒第六十页，共一百二十三页，2022年，8月28日第三节植物细胞的增殖细胞周期有丝分裂无丝分裂减数分裂植物细胞的生长发育与分化第六十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日（一）、细胞周期(cellcycle)连续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的全过程，称为细胞周期。第六十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日＊通常,细胞周期可以区分为：G1期（DNA合成前期）：极其活跃地合成RNA、蛋白质，与DNA复制有关酶的合成，线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体等均增加。S期（DNA合成期

）：DNA的复制、含量比G1期增加一倍，组蛋白合成，染色质的复制。G2期（DNA合成后期）：RNA、蛋白质的合成继续进行，微管蛋白及与细胞分裂有关物质大量合成。

M期：出现染色体、纺锤丝。分裂间期分裂期第六十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞周期第六十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日细胞周期的时间不同物种、不同组织的细胞周期所经历的时间不同。细菌一般为20min紫露草的根尖细胞为20h第六十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日不同增殖能力的细胞周期细胞：始终具有分裂能力的细胞，称为周期细胞。（如根尖、茎尖的顶端分生组织细胞）G0期细胞：细胞成熟，停留在分裂间期的G1，不进行DNA复制和细胞分裂。但在特定条件下有的成熟细胞在某阶段，或人工诱导下又重新进入细胞周期。（如花粉粒中的营养细胞）终端分化细胞：细胞不可逆地脱离了细胞周期，失去分裂能力。（如韧皮部筛管分子）第六十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日二、有丝分裂(mitosis)因细胞分裂中出现染色体(chromosome)和纺锤丝(spindle)，故名有丝分裂。有丝分裂是最普遍、最常见的分裂方式。有丝分裂为连续分裂，一般分为核分裂和胞质分裂。为了研究方便，根据染色体变化人为地分为前期、中期、后期、末期。第六十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日有丝分裂的过程1.细胞核分裂

前期(prophase)：染色质浓缩形成染色体。每条染色体含两条姊妹染色单体。核仁、核膜消失。出现纺锤丝。

中期(metaphase)：纺锤体形成，染色体排列在赤道板上。第六十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日

后期(anaphase)：姐妹染色单体分开，被分别拉向细胞两极。

末期

(telophase)：染色体变为染色质细丝，核膜、核仁重新形成。两个子核形成。第六十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日第七十页，共一百二十三页，2022年，8月28日有丝分裂第七十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日第七十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日

2)细胞质分裂

胞质分裂

(cytokinesis)：在核分裂的后期或末期，细胞质开始分裂，在植物细胞内部形成新的细胞壁，最终分开为两个子细胞。

成膜体(phragmoplast)：指细胞分裂晚后期和末期，在细胞赤道板中央残留的纺锤体微管形成的圆柱状结构。第七十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日胞质分裂第七十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日第七十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日三、无丝分裂(amitosis)

，又称直接分裂，指间期核不经有丝分裂时期，直接分裂，形成大小相近的两个子细胞。特点：1）分裂速度快、消耗能量少；2）不出现染色体及纺锤丝；3）是低等植物细胞主要分裂方式。类型：横缢、出芽、碎裂、劈裂等方式。

第七十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日第七十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日细菌细胞分裂第七十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日3.减数分裂

(meiosis)

是形成生殖细胞时所特有的分裂方式。它是连续两次分裂，而染色体只复制一次，形成的四个子细胞，染色体数目减半。具体过程在“植物的繁殖”一章中论述。第七十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日五、植物细胞的生长发育与分化1.植物细胞的生长

细胞的生长表现为体积和重量的增加。细胞生长有一定的限度，这主要是受细胞本身的遗传因子控制，也受环境影响。第八十页，共一百二十三页，2022年，8月28日2.植物细胞的发育

细胞发育是指生长时发生一定形态变化及生理变化。细胞生长发育的结果是细胞发生了分化。细胞发育到一定阶段也会衰老死亡。第八十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日

3.植物细胞的分化

细胞分化(cytodifferentiation)：指在生物个体发育中，细胞在形态、结构和功能上特化的过程。细胞分化表现为内部生理变化和外部形态结构的变化。前者是变化的基础，后者是变化的结果。愈是高级的植物类群，其植物体细胞分化水平愈高，分工愈细，代谢水平也愈高。第八十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日

第五节植物组织植物组织的概念

植物组织的类型第八十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日一、植物组织与器官的概念

指植物个体发育中，具有相同来源、形态结构相似并担负同一生理功能的细胞群或组合。

简单组织：仅由一种类型细胞组成复合组织：由多种类型细胞组成第八十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日2.器官(organ)

器官是指由不同组织按一定规律构成的能完成一定生理功能的结构单位。（植物体有六大器官）营养器官：根、茎、叶生殖器官：花、果实、种子第八十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日二、植物组织的类型分生组织成熟组织按发育的特点第八十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日

具有持续性（如根尖）或周期性（如形成层）分裂能力的细胞群。1)根据分生组织存在的位置分：

顶端分生组织(apicalmeristem)：分布在根尖、茎尖

侧生分生组织(lateralmeristem)：维管形成层、木栓形成层

居间分生组织(intercalarymeristem)

：分布于节间的下方

(一)分生组织(meristem)第八十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日2）根据分生组织来源和性质分：原分生组织(promeristem)初生分生组织(primarymeristem)次生分生组织(secondarymeristem)第八十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日(二)成熟组织

(maturetissue)细胞失去分裂能力，发生了分化成为有特定功能的细胞，即成熟组织。

保护组织

(protectivetissue)

基本组织

(groundtissue)机械组织

(mechanicaltissue)

输导组织

(conductingtissue)

分泌结构

(secretorystructure)

第八十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日1.保护组织保护组织覆盖于植物体表起保护作用。初生保护组织——表皮(epidermis)：表皮细胞、气孔器、角质层次生保护组织——周皮(periderm)第九十页，共一百二十三页，2022年，8月28日第九十一页，共一百二十三页，2022年，8月28日第九十二页，共一百二十三页，2022年，8月28日表皮细胞及气孔器第九十三页，共一百二十三页，2022年，8月28日2.

基本组织（薄壁组织）

基本组织细胞壁薄、液泡大、胞间隙大。吸收组织

(absorptivetissue)同化组织

(assimilatingtissue)

贮藏组织

(storagetissue)通气组织

(ventilatingtissue)传递细胞

(transfercell)

第九十四页，共一百二十三页，2022年，8月28日第九十五页，共一百二十三页，2022年，8月28日吸收组织(根毛)第九十六页，共一百二十三页，2022年，8月28日第九十七页，共一百二十三页，2022年，8月28日第九十八页，共一百二十三页，2022年，8月28日第九十九页，共一百二十三页，2022年，8月28日通气组织第一百页，共一百二十三页，2022年，8月28日传递细胞第一百零一页，共一百二十三页，2022年，8月28日3.机械组织

*巩固和支持植物体的组织。

*

细胞特点是细胞壁有一定加厚。1厚角组织(collenchyma)：一般为活细胞

2厚壁组织(sclerenchyma)：一般为死细胞

纤维(fiber)韧皮纤维(phloemfiber)石细胞(stonecell)木纤维(xylemfiber)厚壁组织第一百零二页，共一百二十三页，2022年，8月28日第一百零三页，共一百二十三页，2022年，8月28日厚壁组织第一百零四页，共一百二十三页，2022年，8月28日石细胞第一百零五页，共一百二十三页，2022年，8月28日4.输导组织

植物体内长距离运输水分和有机物的组织，输导水分的有管胞和导管，输导有机物的有筛管和伴胞。第一百零六页，共一百二十三页，2022年，8月28日管胞：长管状，运输水分和无机物的死细胞，次生壁加厚不均匀，形成5种不同类型的管胞：环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹。环纹、螺纹加厚程度低，在幼嫩器官中分布多，其它几种在较老器官中分布多。第一百零七页，共一百二十三页，2022年，8月28日导管：长管状，运输水分和无机物的死细胞，次生壁加厚不均匀，形成5种不同类型的导管：环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹。与管胞不同的是导管分子两端的细胞初生壁被溶解，形成了穿孔。导管比管胞的运输能力强