《园林植物》项目1 植物的细胞与组织

项目一植物的细胞和组织《园林植物基础》课堂教学CAI任务1细胞概述任务2植物细胞的结构和功能任务3植物细胞的繁殖任务4植物的组织学习内容1掌握植物细胞的结构、功能2掌握植物细胞的繁殖方式3掌握组织的形成和类型4掌握生物显微镜的使用和保养技术学习目标任务1细胞概述1.1细胞的发现与意义1.细胞的发现1665年英国人R．Hooke首先发现了细胞。1838~1839年，由德国植物学家M．J．Schleiden和动物学家T．Schwann提出首次提出了细胞学说2.细胞学说：①植物和动物的组织都是由细胞组成；②所有的细胞是由细胞分裂或融合而来；③卵和精子都是细胞；④一个细胞可以分裂而形成组织；⑤一切动植物都是由细胞构成的。３.评价：细胞学说是十九世纪自然科学的三大发现之一（恩格斯）４.结论：

细胞是构成生物体的基本单位，即细胞是植物的基本结构单位、也是功能和遗传的基本单位。1.2细胞的形态和大小

1.3原核细胞和真核细胞根据细胞核的不同：细胞原核细胞：仅有核域，无明显核膜 如细菌、蓝藻真核细胞：具有明显的细胞核如大多数植物、一切动物原核细胞真核细胞核区细胞核原核细胞和真核细胞的比较特征

原核细胞

真核细胞细胞大小较小(1-10µm)较大（10-100µm）细胞器无质体、线粒体、高尔基、内质网内膜系统简单复杂细胞核无核膜、核仁有核膜、核仁染色体一个细胞只有一条染色体，DNA没有和RNA、蛋白质连在一起一个细胞有多条染色体，其DNA和RNA、蛋白质连接细胞分裂

出芽或横裂有丝分裂植物细胞细胞壁胞间层初生壁次生壁原生质体质膜胞基质细胞器内（后）含物贮藏物质：淀粉粒、蛋白质、脂类生理活性物质：酶、维生素、抗生素等其它物质：晶体、单宁、色素细胞的骨架，植物细胞特有细胞原生质的具体表现形式随着细胞的生长发育，细胞内出现液泡及新陈代谢的产物任务2细胞的结构和功能2.1原生质体

原生质体是细胞内有生命活性的部分，是各种代谢活动进行的场所，包括细胞膜、细胞质和细胞核。

(1)细胞膜图质膜结构模型（引自杨世杰，2000）作用：细胞膜是一种具有选择性的半透膜，具有选择透过的功能；细胞膜能向内形成凹陷，吞噬外围的液体(胞饮作用)和固体小颗粒(吞噬作用)；细胞膜还能使细胞内的物质排出细胞外(胞吐作用)；细胞膜还有参与细胞间信息传递和相互识别的功能。

(2)细胞质胞基质细胞器细胞骨架物质：微管、微丝、中间丝、微梁双层膜细胞器：线粒体、质体（叶绿体、有色体、白色体）单层膜细胞器：内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、微体非膜结构细胞器：核糖体细胞质如：淀粉粒、蛋白质、脂类、晶体、单宁、色素等，是细胞产生的非原生质物质，主要储藏于细胞质和部分细胞器中。后含物作用：细胞质含有胞基质和细胞器。植物细胞的多种功能在此完成，如光合作用(叶绿体)、呼吸作用(线粒体)、蛋白质合成(核糖体)、糖、脂、蛋白质、核酸的代谢(胞基质、液泡)等。

叶绿体

有色体有色体幼龄叶绿体叶绿体前质体白色体光照光照前质体和幼龄叶绿体可以通过分裂而增殖

质体的分化白色体的功能和转化线粒体

线粒体的功能：线粒体内膜、脊、基粒以及基质内均含有与呼吸作用有关的酶，约100多种，线粒体呼吸释放的能量，能透过膜转运到细胞的其他部分，提供各种代谢活动的需要；

线粒体被比喻为细胞中的“动力工厂”。葡萄糖丙酮酸CO2和H2O糖酵解TCA循环细胞质线粒体

内质网

内质网是分布于细胞质中的网状膜系统，由管状、囊泡状或片状结构的膜构成。内质网示意图内质网的电镜照图内质网可分为两种类型：粗糙型内质网：外膜上结合有核蛋白体；参与蛋白质的合成与运输功能

光滑型内质网：外膜无结合核蛋白体；光滑型内质网主要合成和运输类脂和多糖

高尔基体扁平囊cisterna由一叠扁平的囊组成的结构，直径约0.5—1μm，囊的边缘产生囊状管，相互交织成网状。周围由管通过缢缩断裂，形成高尔基小泡，小泡可从高尔基体囊上分离出去。小泡vesicle功能：高尔基小泡中多含有糖类物质，参与细胞壁的形成。

核糖体

即核糖核蛋白体，为非膜性的细胞器，是直径为17～23nm的小椭圆形颗粒。它的主要成分是RNA和蛋白质。在细胞质中，它们可以游离状态存在，也可以附着于粗糙型内质网的膜上。电镜下的核糖体核糖体结构模型核糖体是蛋白质的合成场所，mRNA和tRNA只有与核糖体结合才能够形成蛋白质。液泡

组成：液泡膜细胞液功能：调节渗透压储藏功能花青素中性紫色酸性红色碱性兰色植物碱有机酸无机盐液泡幼细胞成熟细胞

溶酶体

1955年deDuve与Novikoff首次发现溶酶体.它是单层膜围绕、内含多种水解酶类的囊泡状细胞器，一般直径为0.25—0.3μm。异溶作用：把细胞质的其他组分吞噬进去，在溶酶体内进行消化。自溶作用：通过本身膜的解体，把酶释放到细胞质中溶解细胞本身。溶酶体电镜照片

圆球体

膜包裹着的圆球状小体，直径为0.1—1μm，染色反应似脂肪。电子显微镜观察指出，它的膜只具有一层电子不透明层（暗带），而不象正常的单位膜具二个暗带，因此，可能只是单位膜的一半。

一些由单层膜包围的小体，直径约0.5μm。现在了解到微体有二种：过氧化物酶体和乙醛酸循环体

微体

过氧化物酶体存在于高等植物叶肉细胞内，它与叶绿体、线粒体相配合，参与乙醇酸循环，将光合作用过程中产生的乙醇酸转化成已糖。过氧化物酶乙醛酸循环体：与圆球体和线粒体相配合，把储藏的脂肪转化成糖类，出现在油料种子萌发时。微管和微丝：是细胞内二种重要的非膜性细胞器，分别呈管状和纤丝状，构成了细胞内的骨骼支架，又称为细胞骨架。荧光染色的微管蕨精子的微管带鞭毛中的微管结构微管微管是直径约25nm，其中管壁厚4—5nm，中心是电子透明的空腔。微丝微管中间纤维

(3)细胞核细胞核的功能：细胞核具有携带遗传物质的基本单位(基因)于染色体上；在核仁中合成核糖体亚单位；控制植物体的遗传性状的功能。

2.2细胞壁图细胞壁的分层A．松管胞的横切面，示细胞壁的分层结构B．A图的部分放大：1．胞间层2．初生壁3、4、5．次生壁的外、中、内三层细胞壁具有多种功能：细胞壁维持了细胞的形态；保护了原生质，减少蒸腾，防止病虫侵害；细胞壁还参与植物体吸收、分泌、运输活动；另外，细胞壁在细胞生长调控、细胞识别中具有重要作用。细胞壁的特殊结构—纹孔图具缘纹孔的类型及纹孔对A．单纹孔B．单纹孔对C．具缘纹孔对D．半具缘纹孔对E．具缘纹孔

纹孔的构造和类型2.3细胞后含物后含物：植物细胞在新陈代谢过程中产生一些贮藏物质、代谢中间产物以及废物等。主要有：1、淀粉2、蛋白质3、油和脂肪4、晶体5、单宁和色素

细胞壁的特殊结构—胞间连丝2.4细胞壁的特化角质化木质化栓质化矿质化课堂小结思考题

从结构和功能两个方面说明植物细胞是一个有机的统一体植物的个体生长是细胞的繁殖、增大和分化的结果无丝分裂有丝分裂减数分裂

三种分裂方式数目增加体积增加功能分化任务3植物细胞的繁殖3.1细胞周期

细胞周期：是指从上一次细胞分裂结束开始到下一次细胞分裂结束所经历的时间，分为间期和分裂期。间期G1期：DNA合成前期，主要合成RNA、蛋白质和磷脂等。S期：DNA合成期，主要进行DNA的复制和组蛋白的合成。G2期：DNA合成后期，对分裂期进行了物质和能量的准备。

3.2有丝分裂前期：染色质浓缩成染色体，核膜核仁消失，纺锤丝出现。中期：纺锤体完全形成，染色体排列在赤道板上。末期：形成二子核，进行胞质分裂，形成两个新细胞。后期：每个染色体的两条染色单体在纺锤丝的牵引下由赤道板移向两极。

3.3无丝分裂棉花胚乳游离核时期

3.4减数分裂

是一种特殊的有丝分裂，在两次连续的核分裂中，DNA只复制一次，因此，所形成的子细胞的染色体数目只有原母细胞的一半，是植物在有性生殖过程中形成性细胞前所进行的细胞分裂。减数分裂包括两次连续的分裂，即减数分裂Ⅰ和减数分裂Ⅱ。（一）第一次减数分裂间期前期I(细线期)前期I(偶线期)同源染色体配对——联会★同源染色体：形态大小相同、结构相似、一条来自父本,一条来自母本，其上载有等位基因的一对染色体。前期I(粗线期)非姐妹染色单体之间发生部分片段的交换，出现交叉现象。※交叉被认为是粗线期交换发生的细胞形态学证据。前期I(双线期)前期I(终变期)中期I后期I末期I末期I前期II中期II

后期II末期II（二）第二次减数分裂植物细胞减数分裂模式图1．细胞期2．偶线期3．粗线期4．双线期5．终变期6．中期Ⅰ7．后期Ⅰ8．末期Ⅰ9．前期Ⅱ10．中期Ⅱ11．后期Ⅱ12．末期Ⅱ

有丝分裂与减数分裂的比较植物细胞三种分裂方式比较

发生部位分裂过程分裂特点无丝分裂有丝分裂减数分裂低等植物及高等植物的不正常生长部位核仁分裂--核分裂--细胞质分裂分裂过程简单，分裂速度快，消耗能量少根尖、茎尖、形成层间、前、中、后、末五个时期一个母细胞分裂为两个子细胞，子细胞的染色体数目不变性细胞产生前一次特殊的分裂方式包括两次连续的分裂方式一个母细胞分裂为两个子细胞，子细胞的染色体数目减半任务4植物的组织

4.1植物组织的概念植物组织是指由来源相同，形态、结构、功能相同或相似的细胞组成的细胞群。这些细胞在空间上紧密排列在一起，形态、结构相似，共同行使相同的功能。4.2植物组织的类型植物组织简单组织原生分生组织初生分生组织次生分生组织顶端分生组织侧生分生组织居间分生组织分生组织按在植物体内的位置分为按发生来源和性质分为成熟组织基本组织（薄壁组织、营养组织）保护组织：表皮、周皮机械组织输导组织分泌组织厚角组织厚壁组织纤维石细胞导管、管胞筛管（伴胞）、筛胞内分泌组织外分泌组织复合组织：维管束有限维管束：韧皮部、木质部无限维管束：具形成层分生组织是指位于植物体的特定部位，具有持续性、周期性进行细胞分裂能力的组织。细胞小、排列紧密、细胞核大而明显。成熟组织是由分生组织分裂产生的细胞，经过细胞生长、分化、逐渐丧失分生能力，形成具有特定形态结构和生理功能的组织。（1)保护组织概念：是位于植物体表的一类组织，位于植物根、茎、叶、花、果实、种子的表面，对植物体起保护作用的组织。特点：细胞形态较小，细胞之间排列紧密，细胞与外界接触的细胞面有角质膜。

分类：根据来源和形态结构的不同，可分为初生保护组织(表皮)和次生保护组织(周皮)两类。（2）基本组织分布：根、茎的皮层，髓；叶的叶肉组织；种子的胚乳；果实的果肉组织中。是植物体内分布最多、最广的组织。特点：细胞大且排列疏松，有明显的细胞间隙。功能具有储藏、吸收、通气、同化、输送等功能。（3）机械组织分布：位于植物根、茎、叶的表皮下方，尤其是正在生长的茎和经常摆动的叶柄、花梗的表皮下方，另外，在果实和种子中也有分布。特点：机械组织细胞壁有不同程度的加厚，细胞形状各异。作用：机械组织具有支持加固的作用。分类：机械组织厚角组织厚壁组织纤维石细胞

（4）输导组织分布：在植物的根、茎、叶、花、果实广泛分布。功能：有输导水分、矿质和同化产物的功能。分类：

输导组织根据形态和功能的不同分为：输导组织导管、管胞筛管（伴胞）、筛胞输导水分、矿质输导同化产物

（5）分泌结构（组织）概念：是植物体中能产生特殊分泌物质的有关细胞或特化细胞的组合。分布：位于植物的体表和体内。分类：形态结构各异，可分为：分泌组织内分泌组织外分泌组织分泌细胞分泌腔（囊）分泌道乳汁管腺毛腺鳞盐腺蜜腺排水器