第一章植物细胞生理

第一章植物细胞生理第一节植物细胞概述第二节生物膜第三节细胞壁第四节植物细胞的亚显微结构与功能第五节植物细胞的信号转导第一节植物细胞概述一、高等植物细胞特点（略）二、原生质的性质

（一）物理特性：1.张力；2.黏性和弹性；3.流动性（二）胶体特性：1.带电性与亲水性；2.扩大界面；3.胶凝作用；4、吸胀作用（三）液晶性质介于固态与液态间的一种状态三、细胞发育的阶段性与全能性（略）第二节生物膜一、生物膜组分：蛋白质与脂类组成。二、生物膜的结构

1.脂类以双分子层形式存在；2.膜蛋白存在多样性；

3.膜的不对称性4.膜的流动性

1.质膜主要由蛋白质与类脂组成磷脂分子以双分子排列，构成膜骨架，头外尾内，磷脂分子在膜中的排列是有规则，膜蛋白在膜中的分布是不均匀的，有外在蛋白和内在蛋白等多种蛋白。2.膜分子结构具有不对称性磷脂双分子层的不完全对称性；膜蛋白不对称性外在蛋白：20-30％，分布在膜的表面，通过静电作用与膜表面结合，结合不牢固。

内在蛋白：70-80％，插入膜脂分子层，通过疏水基团与膜脂分子相互作用，结合牢固。

膜的“流动镶嵌”模型图4-193、膜脂和膜蛋白内有一定的流动性。无论脂类分子或蛋白质分子都不是静止的，可以沿着膜横向移动。膜流动性的大小与膜脂中不饱和脂肪酸含量有关，不饱和脂肪酸含量越高，流动性越大。

4、膜厚7-10nm三、生物膜的功能1.分室的作用；2.生化反应场所（叶绿体、线粒体生化反应在膜上进行）；3.能量转换场所；（光合、呼吸电子传递的磷酸化发生在膜上）4.吸收与分泌功能；5.识别与信息传递功能第三节细胞壁一、细胞壁的结构与功能结构：胞间层、初生壁、次生壁三部分构成组成：纤维素、半纤维素、果胶类、木质素、蛋白质与酶、矿质

功能：1、维持细胞形状、控制细胞生长2、物质运输与信息传递：3、防御与抗性：形成植保素4、其他功能（如细胞壁高分子的合成，转移、水解，胞外物质运输，嫁接后的识别反应）

二、胞间连丝结构：穿越细胞壁，连接相邻细胞原生质的管状通道。

功能：1、物质交换2、信息传递：第四节亚显微结构与功能（略）影响植物生长发育的各种环境因子示意图第五节植物细胞信号转导植物在整个生长发育过程中，受到各种内外因素的影响，这就需要植物体正确地辨别各种信息并作出相应的反应，以确保正常的生长和发育。

细胞信号转导（signaltransduction）是指细胞耦联各种刺激信号（包括各种内外刺激信号）与其引起特定生理效应之间的一系列分子反应机制。

信号转导分3个阶段：胞外信号（环境刺激与胞间信号）感受、膜上信号转换和胞内信号转导。一、胞外信号包括外源的环境刺激与体内其他细胞产生的内源细胞间信号（一）环境刺激光、温、气、养分、重力、风、触摸和伤害等均可作为信号影响基因表达和酶活性。（二）胞间信号（第一信使）作用位点与效应位点处于不同部位时，作用位点细胞产生传递给效应位点引起细胞反应，作用位点细胞产生的信号就是胞间信号。二、膜上信号转换系统（一）受体：

受体是一类特殊蛋白，能够特异性地感受环境刺激或与胞间信号特异性地结合。1.光受体；2.激素受体（二）G蛋白

（三）效应酶和离子通道三、胞内信号

（一）钙信号系统：钙离子、钙调素

（二）肌醇磷脂信号系统（三）环腺苷酸信号系统（四）蛋白质的可逆磷酸化植物细胞信号转导的模式信号

受体

反应

手触摸含羞草后小叶合拢

手触摸就是刺激（信号），小叶合拢就是反应。偶联刺激到反应之间的生化和分子途径就是这个反应的信号转导途径。（signalingpathway）举例：信号转导途径：以下内容供课外有兴趣的学生学习（细胞生物学、生物化学中均有相关内容）信号

（Signal）物理信号：光、电化学信号：激素、病原因子等，化学信号也叫做ligand胞外信号（胞间信号）胞内信号信号与受体结合

受体

存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然分子。具有特异性、高亲和力\可逆性和饱和性等特征。在细胞内放大、传递信号，启动一系列生化反应，最终导致特定的细胞反应。细胞内受体（intracellularreceptor)：存在于亚细胞组分（如细胞核等）上的受体。细胞表面受体(cellsuefacereceptor)：位于细胞表面的受体。

细胞表面受体

G蛋白连接受体(G-protein-linkedreceptor)

受体蛋白的氨基端位于细胞外侧，羧基端位于内侧，一条单肽链形成几个

螺旋的跨膜结构。羧基端具有与G蛋白相互作用的区域，受体活化后直接将G蛋白激活，进行跨膜信号转换。G蛋白联接受体的分子模型

酶连受体(enzyme-linkedreceptor)

受体本身是一种酶蛋白，当细胞外区域与配体结合时，可激活酶，通过细胞内侧酶的反应传递信号。跨膜信号转换

跨膜信号转换通过细胞表面的受体与配体结合来实现。

G蛋白跨膜信号转换

G蛋白（Gprotein）的全称为异三聚体GTP结合蛋白（heterotrimericGTPbindingprotein），它具有GTP酶的活性，由

（31-46kD）、

（约36kD）和

（7-8kD）三种亚基组成。亚基上氨基酸残基的酯化修饰作用将G蛋白结合在细胞膜面向胞质溶胶的一侧。

G蛋白自身的活化和非活化作为一种分子开关，将膜外的信号转换为膜内的信号并进一步放大信号。二元组分系统（two-componentsystemortwo-componentsignaling)细菌的二元组分系统以及大肠杆菌渗透势变化的信号转导Ninfa和Magasanik1986年首次报道了大肠杆菌营养信号转导的二元组分系统，大量的实验已经证实，二元组分系统是细菌信号转导的普遍机制。

细胞内信号转导形成网络初级信号：胞外信号第二信使：放大、传递胞外信号的分子第二信使：细胞内传递和放大细胞外的刺激信号，最终引起细胞中生化反应的化学物质，如Ca2+、cAMP、IP3、、DAG等。