植物学Ⅱ-农林园艺-

植物学ⅡBotany齐齐哈尔大学植物教研室2007年3月第一章植物细胞细胞概述细胞生命活动的物质基础原生植物细胞的结构和功能植物细胞的后含物植物细胞的分裂植物细胞的生长和分化六个问题第一节细胞概述一、细胞的发现及其意义细胞的概念是构成生物有机体形态结构和生理功能的基本单位细胞的发现虎克基本单位而不是最小单位参考资料·细胞的发现简史壁隔隔开开，，像像蜂蜂房房似似胞胞””1665年，英国物理学家罗伯特·虎克（RobertHooke）设计了结构相当复杂的显微镜。有一次，他切了一块软木（木栓）的薄片，放在自己制造的显微镜下观察，看到这块软木片是由很多小室构成的，各个小室之间都有的。虎克给这样的小室结构取名为“细其实，软木是由死细胞构成的，只有细胞壁，没有原生质。虎克发表的图片在细胞发现以后的较长一段时间里，大家都把细胞壁看成是细胞的主要部分。例如，1671年，英国人格留（N·Grew）和意大利人马尔比基（M．Malpighi）同时发现细胞里充满了粘稠物质，他们虽然给这种粘稠物质以“粘质”的名称，可是认为这种物质不是主要的，主要的还是细胞外面的细胞壁。1831年，英国人布朗（R．Brown）发现植物的活细胞里都有一个特别稠密的结构，他给这个结构取名为细胞核，并且认为细胞核是细胞结构的一部分。可是，这时候人们仍然认为细胞壁是细胞的主要部分。细胞学说的创立1838~1839年，德国植物学家的施莱登和动物学家施旺共同创立了细胞学说。

细胞只是生命或生活物质在发展过程中的存在形式之一。20世纪初，光学显微镜的进一步应用此技术在细胞学研究中起了重要作用，至今仍离不开。第一台有科研价值的显微镜是英国学者虎克（Robert

Hooke)研制。

20世纪40年代，电子显微镜的应用，显微水平-超微水平。

近几年，各种实验技术如：

X射线衍射、细胞化学、同位素示踪、色谱法等，超微水平-分子水平。8.细胞是构成生物有机体的基本单位，但并不是唯一的构成单位。二、原核细胞和真核细胞原核细胞结构比真核细胞简单：6页1.细胞内无真正由核膜包被的细胞核；遗传物质（DNA）位于细胞中央的一个较大的区域，称核区或拟核。2.无细胞器的分化。即没有由膜包被的质体、线粒体、高尔基体和内质网等细胞器。3.细菌和蓝藻的细胞为原核细胞，因此，它们被称为原核生物。三、植物细胞的形状和大小大小最小：球菌直径0.5um。最大：苎麻纤维细胞长550mm。种子植物中一般直径10—100um较大的如番茄果肉，西瓜瓤细胞达1mm，肉眼可见。思考：细胞大小与生物体大小有无关系？·

细胞小的原因：受细胞核所能控制的范围的制约有利物质的交换（相对表面积大）和转运。·

细胞大小变化的一般规律：生理活跃的常常小，而代谢活动弱的细胞则往往较大；受外界条件的影响，水、肥、光、温、化学药剂等。如何加以利用？2.形状单细胞植物，细胞常呈球形。多细胞植物体，理想状态下，细胞呈正十四面体（但是这种细胞很少见）。细胞的形状与细胞所执行的功能有关。植物细胞的形态EKIFJLHDCA

BA纤维B管胞C导管分子D筛管分子和伴胞E薄壁细胞F分泌毛G分生组织细H表皮细胞I厚角组织细胞J分枝状石细胞K薄壁组织细胞L表皮和保卫细胞G第二节

细胞生命活动的物质基础一、原生质的组成8-11页1.原生质：构成细胞的生活物质，是细胞结构和生命活动的物质基础。（一）组成原生质的化学元素主要、次要、微量主要元素：C,H,O,N,占90%大量元素：S,P,Na,Ca,K,Cl,Mg,Fe微量元素：Ba,V,Mn,Cu,Zn,Mo（二）组成原生质的化合物：无机物：水、溶于水的气体（CO2和O2）、无机盐、 呈离子状态的元素。有机物：蛋白质、核酸、脂类、糖类及其他生理活性物质如维生素、激

素、抗生素。二、原生质的性质与新陈代谢p10原生质的物理特性与新陈代谢 液体性质，弹力，粘性原生质的胶体性质与新陈代谢带电性和亲水性，吸附作用，凝胶作用第三节植物细胞的结构和功能细胞壁（包围在原生质体外面的坚硬外壳）原生质体（细胞的生命活动部分质膜细胞核细胞质一、细胞壁：（cell

wall）是由原生质体的分泌物质在质膜外方形成的，具有一定的硬度和弹性保护作用支持和巩固细胞的形状参与代谢在细胞生长调控和细胞识别来源作用分层化学成分特性形成时期胞间层果胶较强亲水性易分解细胞分裂产生新细胞时在两个细胞间形成的初生壁纤维素半纤维素果胶厚度较薄具有弹性和可塑性细胞生长增大体积时形成存在于胞间层内侧次生壁纤维素木质较厚常木质化细胞体积停止增大后加在初生壁内表面⒈

细胞壁的层次：初生壁次生壁纹孔膜初生壁纹孔膜次生壁纹孔腔

纹孔腔单纹孔对具缘纹孔对⒉纹孔（pit）和胞间连丝（plasmodesmata）初生壁胞间层初生纹孔场胞间连丝16页构架物质衬质附加物质细胞壁主要化学成分为纤维素，还常有果胶、半纤维素和多糖等。在电子显微镜下，可以看出，细胞壁的结构单位是微纤丝（由微团聚合而成），再由微纤丝聚合成大纤丝。化学组成构成细胞壁的物质3.细胞壁的超微结构和化学组成（2）细胞壁的变化角质化栓质化木质化矿质化粘液化增大面积增加厚度（1）细胞壁的生长4.

细胞壁的生长和变化二、细胞膜植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相接的一层薄膜，亦称质膜。1.单位膜·电子显微镜下，质膜显示出暗-明-暗的三层结构，中央明带的主要成分是类脂，厚度为3.5nm，两侧暗带的主要成分是蛋白质，厚度为2nm，这三层结构组成一个单位的膜，称单位膜。暗带，厚2nm,主要成分蛋白质。明带,厚3.5nm,主要成分类脂。暗带单位膜结构示意图细胞、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，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。２.生物膜①使细胞与环境隔离,保持一个相对稳定的细胞内环境；②控制细胞与外界环境的物质交换，具有“选择透性”；③具有能量传递与信息传递的功能；④胞饮、吞噬、胞吐作用３.

膜的功能三、细胞质组

成是指细胞膜以内细胞核以外的原生质，又分为胞基质和细胞器。胞基质细胞器非膜单层膜双层膜（一）胞基质（cytoplasmic

matrix）胞基质：细胞内无特殊结构的细胞质部分。功能（１）胞基质能维持细胞器的实体完整性提供所需要的离子环境，（２）供给细胞器行使功能所必须的物质。（３）胞基质本身还进行某些生化反应。胞质运动：生活细胞中，胞基质处于不断的运动状态，它能带动其中的细胞器，在细胞内作有规则的间期核的结构胞质运动旋转式运动流走式运动（二）细胞器细胞器(organelle):细胞质内具特定结构和功能的微结构或微器官（亚细胞结构）。具双层膜的：质体、线粒体具单层膜的：高尔基体、内质网、液泡、溶酶体、圆球体、微体无膜结构的：核糖体、微管和微丝。1.质体(plastid)：·质体的类型：根据所含色素不同，分为叶绿体（含叶绿素a··b和胡萝卜素、叶黄素）、有色体（只含胡萝卜素、叶黄素）和白色体（不含色素）。·(1)叶绿体(chloroplast)的结构与功能：·光学显微镜下,高等植物的叶绿体为球形、卵形或凸透··镜形。电子显微镜下，叶绿体具精细的结构。21页光学显微镜下的叶绿体（基质）（类囊体）（基粒）(膜间隙）（内膜）（外膜）叶绿体的超微结构叶绿体的功能：进行光合作用。ATP光光反应氧气碳水化合物二氧化碳暗反应2

2CO

+H

O2[CH

O]

+O2光能叶绿体光反应：在基粒上进行。水暗反应：在基质中进行。造粉体造油体造蛋白体有色体作用作用积累淀粉和脂类、赋予花、果实颜色，有利于传粉和果实种子的传播。白色体积累贮藏营养物质有色体白色体体的分化叶绿体白色体有色体三种质体的关系你能够举例吗？（1）形态与结构：光学显微镜下，需特殊染色，才可辨别。常为球状、棒状或细丝状颗粒。电子显微镜下，可分为：外膜、内膜、嵴、基质。2、线粒体(mitochondria)：（外膜）（内膜）外膜（基质）（膜间隙）嵴（２）线粒体主要功能线粒体进行氧化磷酸化，产生ATP，是细胞的“动力工厂”。3、内质网；（endoplasmic

reticulum）形态与结构：由单层膜构成的网状管道系统。类型：粗糙型内质网和光滑型内质网。功能：粗糙型内质网与蛋白质的合成有关；光滑型内质网主要合成和运输类脂和多糖。内质网的超微结构4、高尔基体：（dictyosome）（1）形态与结构：单层膜包围成的扁平囊（3-8个）组成的结构，边缘逐渐出现穿孔。（2）功能：合成、加工、集运分泌物质参与溶酶体和液泡的形成参与新壁的形成高尔基体的超微结构泡囊（cisterna）小泡(vesicle)5、液泡（vacuole）植物细胞特有的细胞器。（1）形态与发育：由一层单位膜（液泡膜）包被，内含（2）功能：大量水溶液（细胞液）。调节 透压提高作物抗性c.有利于吸收d.贮藏作用

e.消化作用液泡的发育内含水解酶：具有溶酶体性质内含脂肪酶：可积累脂肪，也可以水解脂肪6.溶酶体异体吞噬自体吞噬自溶作用消化作用7.圆球体例如：1.两栖类发育过程中蝌蚪尾巴的退化；2.哺乳动物断奶后乳腺的退化性的变化等过程8.微体过氧化物酶体乙醛酸循环体与光呼吸有关类

型合成与乙醛酸循环有关的酶9、微管（microtubule）和微丝（microfilam（1）形态与结构：微管是细胞内细小中空的长管状细胞器，直径为23—27微米。微丝比微管更细，直径为5—6微米。二者与中间纤维组成了细胞内的骨骼状的支架，因此，被称为细胞骨架（微梁系统）。（2）功能：a、维持细胞的形状b、参与细胞壁的形成和生长。c、影响细胞内的运输和胞质运动。d、参与纺锤丝的形成。10、核糖体：（ribosome）形态与结构：在电镜下为球形的小颗粒，其大小为20-25微米，是无膜结构的细胞器。由两个大小不等的半球形亚单位组成。功能：合成蛋白质的主要场所。核膜核仁核质四、细胞核是细胞的控制中心（细胞内的遗传物质几乎全部存在于核内）细胞核的结构随着细胞周期的改变而相应地变化。间期核的结构细胞核的功能：贮存和传递遗传信息，成为控制植物生长发育、遗传性状的中心。第四节植物细胞的后含物植物细胞的后含物：细胞代谢活动产生的一些贮藏物质、代谢中间产物和废物等。主要包括：淀粉、蛋白质、脂类、晶体、单宁和色素等。一、淀粉存在形式：淀粉粒类型：单粒淀粉粒、复粒淀粉粒、半复粒淀粉粒鉴别方法：淀粉遇碘变蓝DECBABACD

FB、半复粒淀粉粒A、单粒淀粉粒C.D

复粒淀粉粒A、马铃薯;

B、大戟;

C、菜豆;D、小麦;

E、水稻; F、玉米;淀粉粒类型及常见植物的淀粉粒脐点轮纹细胞内贮藏的蛋白质糊粉粒三、脂肪和油滴

存在形式：在常温下呈固体的为脂肪，液体的为油滴常贮藏在种子、胚和分生组织细胞中。鉴别方法：遇苏丹III变桔红人工做的蓖麻种子，含有脂肪的染色层四、晶体

常为细胞的代谢废物，为避免其对细胞的毒害，被贮藏在细胞的特殊部分（常在液泡中）。根据形状不同，可分为单晶、针晶和簇晶。晶体的类型：1、单晶

2、簇晶

3、针晶五、丹宁存在部位：细胞质、液泡或细胞壁中性质：有涩味颜色反应：遇铁盐呈蓝黑色丹宁被认为有保护作用。用刀切开苹果后变黑，证明有单宁植物的生长是细胞的繁殖、生长和分化的结果增加数目 增加体积 功能分化无丝分裂有丝分裂减数分裂第五节

植物细胞的分裂三种分裂方式棉花胚乳游离核期细胞的无丝分裂持续分裂的细胞，从结束一次分裂开始到下一次分裂完成为止的整个过程。二、有丝分裂：又称间接分裂细胞周期分裂间期：细胞形态上无明显变化，是分裂前的准备阶段，核内发生一系列的生化变化，主要是DNA的复制和能量的积累。根据各时期合成的物质不同：又可分为三个阶段：⑴DNA合成前期（G1）⑵DNA合成期（S）⑶DNA合成后期（G2）分裂前期：①染色体出现；②核膜、核仁消失；■③纺锤丝出现。分裂后期：①染色体在着丝点处断开，形成两条子染色体；②子染色体在纺锤丝的牵引下，移向两极。中间丝核分裂分裂期细胞质分裂胞质分裂：在两个子核之间形成新壁的过程。首先，纺锤丝密集，形成成膜体，由成膜体中的

小泡，向赤道面移动，并相互融合，释放多糖类物质，形成细胞板。细胞板最初在中央位置形成，并不断向四周扩散，直至把母细胞完全分成两个子细胞。有丝分裂的特点和意义特点：包括核分裂和