植物细胞和组织

null第一章 植物细胞和组织 第一节 植物细胞的形态结构 第二节 植物细胞的繁殖 第三节 植物细胞的生长和分化 第四节 植物的组织和组织系统 第一章 植物细胞和组织 第一节 植物细胞的形态结构 第二节 植物细胞的繁殖 第三节 植物细胞的生长和分化 第四节 植物的组织和组织系统 第一节 植物细胞的形态结构 一、细胞是构成植物体的基本单位 二、植物细胞的形状和大小 三、植物细胞的结构 四、植物细胞的后含物 五、原核细胞和真核细胞第一节 植物细胞的形态结构 一、细胞是构成植物体的基本单位 二、植物细胞的形状和大小 三、植物细胞的结构 四、植物细胞的后含物 五、原核细胞和真核细胞一、细胞是构成植物体的结构单位一、细胞是构成植物体的结构单位1.细胞的发现及其意义 2.细胞学说（cell theory） 3.30-40年代，透射电子显微镜（transmission electron microscopy，缩写TEM）的研制成功 4.60年代末，扫描电子显微镜（scanning electron microscopy）问世 5.细胞的全能性 细胞的发现细胞的发现1665年， 英国的Robert Hooke(虎克)利用自制的显微镜观察软木薄片（木栓），发现很多象蜂房样的小室，他把这种小室命名为cell--细胞。null 1838年，德国植物学家施莱登（M. J. Schleiden）,第一个指出：“一切植物，如果它们不是单细胞的话，都完全是由细胞集合而成的。细胞是植物结构的基本单位。” 1839年，德国动物学家施旺（M. J. Schwann）首次提出了细胞学说（cell theory）这一名词，他指出：“细胞是有机体，动、植物都是这些有机体的集合物，它们按照一定的规则排列在动、植物体内。” null细胞学说第一次明确指出了细胞是一切动、植物体结构单位的思想，从理论上确立了细胞在整个生物界的地位，从而把自然界中形形色色的有机体统一了起来。 细胞学说内容：     1. 植物和动物的组织由细胞构成     2. 所有的细胞由细胞分裂或融合而成     3. 卵和精子都是细胞     4. 一个细胞可分裂形成组织 扫描电子显微镜 扫描电子显微镜 null透射电子显微镜null（一）植物细胞的形状 （一）植物细胞的形状 （二）植物细胞的大小 （二）植物细胞的大小 0.5微米75毫米550毫米一般细胞直径为10—100微米 原因 三、植物细胞的结构 细胞核 原生质体 质膜 细胞质 植物细胞 细胞器 胞基质 细胞壁 三、植物细胞的结构 细胞核 原生质体 质膜 细胞质 植物细胞 细胞器 胞基质 细胞壁 null光学显微镜下观察到的内部构造，称为显微结构。 光学显微镜的分辨率不超过0.2um，有效放大倍数一般不超过1200倍。 电子显微镜下观察到的更为精细的结构，称为亚显微结构或超微结构。 供生物学研究的电镜放大倍数在20万倍以上，分辨率可达0.25nm。 植物细胞的亚显微结构 植物细胞的亚显微结构 （质膜）洋葱表皮细胞显微结构细胞壁细胞核液泡细胞质null质膜的化学成分：类脂和蛋白质。 单位膜：电镜下呈现 “暗-明-暗”三层结构为一个单位的膜。 质膜的化学成分：类脂和蛋白质。 单位膜：电镜下呈现 “暗-明-暗”三层结构为一个单位的膜。 质体是植物细胞特有的结构质体是植物细胞特有的结构叶绿体主要存在于植物的绿色薄壁组织细胞中，主要功能是光合作用；叶绿体含有四种色素：叶绿素a、叶绿素b、叶黄素及胡萝卜素。 有色体主要存在于花瓣、果实、贮藏根及衰老的叶片中，主要功能尚不十分清楚，但有一点是明确的，即积聚淀粉和脂类，并可帮助传粉，有色体所含色素主要是叶黄素和胡萝卜素。 白色体是不含可见色素的无色质体，呈颗粒状。存在于一些植物的贮藏器官中。主要功能是积累淀粉、蛋白质及脂肪，从而使其相应地转化为淀粉粒、糊粉粒和油滴。应注意的是，白色体虽不含可见色素，却含无色的原叶绿素，故见光后便可转化为叶绿体。 nullnull类囊体基粒间膜null三种质体之间的转变三种质体之间的转变叶绿体白色体有色体黄化现象光前质体null基质 粗糙型内质网（rER）：外膜上结合核糖体 光滑型内质网（sER）：外膜无结合核糖体 粗糙型内质网（rER）：外膜上结合核糖体 光滑型内质网（sER）：外膜无结合核糖体 null核糖核蛋白体核糖核蛋白体大小亚基 多聚核糖体null中央大液泡中央大液泡是植物细胞所特有的液泡膜细胞液溶酶体：是分解蛋白质、核酸、多糖的细胞器，由单层单位膜构成，内含多种水解酶，可分解从外面进入到细胞内的物质，也可消化局部细胞器或整个细胞。它不是一个特殊的形态学实体，而应指能发生水解作用的所有结构。 圆球体：膜是单位膜的一半，也具有溶酶体的性质。 溶酶体：是分解蛋白质、核酸、多糖的细胞器，由单层单位膜构成，内含多种水解酶，可分解从外面进入到细胞内的物质，也可消化局部细胞器或整个细胞。它不是一个特殊的形态学实体，而应指能发生水解作用的所有结构。 圆球体：膜是单位膜的一半，也具有溶酶体的性质。 两种微体：1.过氧化物酶体 2.乙醛酸循环体两种微体：1.过氧化物酶体 2.乙醛酸循环体微梁系统（细胞骨架） ： 1.微管 由微管蛋白（α和β球状蛋白）组成的中空长管，直径25nm；起支持细胞的作用；影响细胞壁的生长和分化，如成膜体微管；影响细胞或细胞器的运动，细胞有丝分裂时，由微管构成纺锤丝。 2.微丝 比微管更细的纤维，直径5-8nm，由肌动蛋白构成，有收缩功能；维持细胞形状，与胞质流动有关。 3.中间纤维 维持细胞形状，外联质膜，内联核膜，由角蛋白组成。 微梁系统（细胞骨架） ： 1.微管 由微管蛋白（α和β球状蛋白）组成的中空长管，直径25nm；起支持细胞的作用；影响细胞壁的生长和分化，如成膜体微管；影响细胞或细胞器的运动，细胞有丝分裂时，由微管构成纺锤丝。 2.微丝 比微管更细的纤维，直径5-8nm，由肌动蛋白构成，有收缩功能；维持细胞形状，与胞质流动有关。 3.中间纤维 维持细胞形状，外联质膜，内联核膜，由角蛋白组成。 nullnull胞基质：是包围细胞器的细胞质部分，为透明的胶状物质，具有一定的弹性和粘滞性。目前尚未发现其有何特殊结构存在。 在生活细胞中，胞基质总是处于不断的运动状态，称胞质运动（cytoplasmic movement） nullnull细胞壁是植物细胞特有的结构 细胞壁的分层 ： 1.胞间层是细胞分裂产生新细胞时形成的，是相邻细胞共有的一层薄膜，其主要成分是果胶质，其特性是柔软和胶粘，并有可塑性。因此胞间层在细胞间可起缓冲作用。 2.初生壁是在细胞生长过程中形成的细胞壁层次，主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质，通常较薄、柔软而有弹性，能随细胞生长而扩展。 3.次生壁是细胞体积停止增大后加在初生壁内表面形成的壁层，其主要成分为纤维素和半纤维素，并常有木质素、木栓质等物质填充其中。常出现在机械支持或运输作用的细胞中。null纹孔和胞间连丝纹孔和胞间连丝纹孔： 在初生壁上具有一些明显的凹陷区域，称为初生纹孔场，在初生纹孔场上集中分布的小孔。 单纹孔（simple pit）：次生壁在纹孔腔边缘终止而不延伸，整个纹孔腔的直径上下一致。 具缘纹孔（bordered）：次生壁在纹孔边缘向内延伸，形成穹形的延伸物，拱起在纹孔腔上，仅在中央形成-小开口--纹孔口（pit aperture）。 胞间连丝： 穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝。 null纹孔腔纹孔膜null柿胚乳细胞胞间连丝null管 胞纹孔塞塞缘细胞壁的化学组成细胞壁的化学组成葡萄糖基（微团）细胞壁的特化细胞壁的特化 木化 角化 栓化 矿化nullnull四、植物细胞的后含物 淀粉      是葡萄糖分子聚合而成的长链化合物，它是细胞中碳水化合物最普遍的贮藏形式，在细胞中以颗粒状态存在。形态类型：单粒淀粉粒 复粒淀粉粒 半复粒淀粉粒。 蛋白质      细胞中的贮藏蛋白质呈固体状态，生理活性稳定，与原生质体中呈胶体状态的有生命的蛋白质在性质上不同。分为结晶的和无定形的。 脂肪和油类      细胞中含能量最高而体积最小的贮藏物质。 晶体      晶体是在液泡中形成的，在植物体内分布很普遍，在各类器官中都能看到。 淀粉 (starch) 淀粉粒在形态上有三种类型: 1.单粒淀粉粒：通常只具一个脐点(极少数为2个以上，川贝母)，环绕着脐点有无数轮纹。 2.复粒淀粉粒：由若干分粒组成，具有2个或多个脐点，每一个脐点有各自的轮纹环绕着。 3.半复粒淀粉粒：具有二个或多个脐点，每一个脐点除了各自具有少数层纹外，外面还包围着共同的轮纹。淀粉 (starch) 淀粉粒在形态上有三种类型: 1.单粒淀粉粒：通常只具一个脐点(极少数为2个以上，川贝母)，环绕着脐点有无数轮纹。 2.复粒淀粉粒：由若干分粒组成，具有2个或多个脐点，每一个脐点有各自的轮纹环绕着。 3.半复粒淀粉粒：具有二个或多个脐点，每一个脐点除了各自具有少数层纹外，外面还包围着共同的轮纹。nullnull脐点轮纹null蛋白质      细胞中的贮藏蛋白质呈固体状态，生理活性稳定，与原生质体中呈胶体状态的有生命的蛋白质在性质上不同。分为结晶的（拟晶体）和无定形的（糊粉粒）。 脂肪和油类脂肪和油类 晶体 一般认为晶体是植物细胞新陈代谢过程中所产生的废物，常见的有两种类型： (1)草酸钙结晶：单晶、针晶、簇晶、砂晶、柱晶 (2)碳酸钙结晶：又称钟乳体 晶体 一般认为晶体是植物细胞新陈代谢过程中所产生的废物，常见的有两种类型： (1)草酸钙结晶：单晶、针晶、簇晶、砂晶、柱晶 (2)碳酸钙结晶：又称钟乳体龙舌兰针晶地骨皮砂晶null五、原核细胞和真核细胞五、原核细胞和真核细胞  真核细胞—— 细胞的原生质体都具有由核膜包被的细胞核，细胞内有各类被膜包被的细胞器。 原核细胞——结构上缺少分化的简单细胞，细胞的遗传物质脱氧核糖核酸（DNA）分散于细胞中央一个较大的区域，没有核膜包被，这一区域称为核区或拟核。null真核细胞与原核细胞的主要区别： 原核细胞 真核细胞 细胞体积 较小（1-10um）；较大（10-100um） 染色体 每个细胞内仅1条杂色体；具多条染色体 DNA不与RNA、蛋白质联结；相互联结 细胞核 无核膜、核仁；有 细胞器 无；有 内膜系统 简单；复杂 细胞分裂方式 无有丝分裂；以有丝分裂为主 真核细胞与原核细胞的主要区别： 原核细胞 真核细胞 细胞体积 较小（1-10um）；较大（10-100um） 染色体 每个细胞内仅1条杂色体；具多条染色体 DNA不与RNA、蛋白质联结；相互联结 细胞核 无核膜、核仁；有 细胞器 无；有 内膜系统 简单；复杂 细胞分裂方式 无有丝分裂；以有丝分裂为主 第二节 细胞的繁殖第二节 细胞的繁殖植物细胞的分裂方式主要有三种： 一、有丝分裂 又称为间接分裂，是真核细胞分裂最普遍的形式。包括两个步骤： 核分裂和胞质分裂 二、无丝分裂 分裂时，核内不出现染色体，不发生像有丝分裂过程中出现的一系列复杂的变化。 三、减数分裂 细胞连续分裂两次，染色体只复制一次，同一母细胞分裂成的4个子细胞的染色体数只有母细胞的一半。 null核分裂核分裂 1． 间期 RNA的合成，蛋白质的合成，DNA的复制。 2． 前期 核内出现染色体，随后核膜和核仁消失，同时纺锤丝开始出现。 3． 中期 染色体排列到细胞中央的赤道面 上，纺锤丝非常明显 4． 后期 染色体分裂成二组子染色体，二组子染色体分别朝相反的两极运动。 5． 末期 染色体到达两极，直至核膜、核仁重新出现，形成新的子核。 nullnullnullnullnull植物细胞胞质分裂微管周期微管周期周质微管早前期带纺锤体微管成膜体微管null无丝分裂null第三节 植物细胞的生长和分化第三节 植物细胞的生长和分化 一、细胞的生长 细胞分裂后产生的子细胞，体积仅为母细胞的一半大小，须经生长至母细胞的大小才能进行下一次的分裂；若不再进行分裂，体积可增至几倍，甚至几十倍。 细胞的生长一般仅为体积的增长，并受以下几方面因素的限制： 1.细胞核的控制能力 2.细胞表面积的大小 3.细胞自身的代谢速率 4.环境因素的影响 null 二、细胞的分化 细胞的分化（cell differentiation）：一般将多细胞有机体内的细胞在结构和功能上的特化过程（内部生理变化和形态外貌变化）。 细胞的全能性（totipotency）：植物体内各种组织的细胞都是由合子经细胞分裂产生的，具有与合子完全相同的遗传信息。因此，植物体的每一个体细胞都具有发育为完整植株的遗传上的潜在的能力。 实验形态学：用各种实验手段，利用细胞全能性的原理，在整体或离体情况下研究细胞分化和植物形态建成的一门植物学分支学科。 第四节 植物的组织和组织系统第四节 植物的组织和组织系统组织：器官中来源相同，形态结构相似，担负一定生理功能的细胞群。简单组织和复合组织 一、组织的类型 1、分生组织：具持续分裂能力的细胞群。 2、成熟组织：分生组织衍生的大部分细胞,逐渐丧失分裂的能力,进一步生长和分化, 形成其他各种组织,称为成熟组织,有时也称为永久组织。 保护组织 薄壁组织 机械组织 输导组织 分泌结构基本组织分生组织分生组织位置：顶端分生组织、侧分生组织和居间分生组织 来源：原分生组织、初生分生组织和次生分生组织 null木栓形成层形成层null表皮 周皮保护组织木栓层 木栓形成层 栓内层周皮薄壁组织薄壁组织 同化组织 贮藏组织通气组织 传递细胞null1、厚角组织：活细胞、 初生壁不均匀增厚、 不含木质 2、厚壁组织：死细胞、 次生壁均匀增厚、 木质化机械组织null石细胞厚壁组织石细胞 纤维 null纤维 输导组织（维管组织）输导组织（维管组织） 管胞 导管分子 纤维 薄壁细胞木质部韧皮部筛胞 筛管分子 纤维 薄壁细胞 null各种导管分子管胞与导管的区别：1、穿孔 2、管径 管胞的运输能力不及导管nullnull管胞木纤维（支持）导管分子（输导）nullnullnullnull筛管 伴胞P—蛋白体 筛管质体nullnullnull筛胞与筛管的区别：筛胞与筛管的区别：1、细胞壁上仅形成不甚特化的筛域，端壁不形成筛板，仅形成筛域； 2、原生质体中无P—蛋白体； 3、筛胞的输导能力远不及筛管。 筛管分子与导管分子的区别筛管分子与导管分子的区别筛管分子只具初生壁，导管分子具次生壁； 筛管分子端壁具筛板、筛孔，导管分子具穿孔板、穿孔； 筛管分子具有生活的原生质体，导管分子成熟时原生质体死亡； 筛管分子存在于韧皮部，运送有机物，导管分子存在于木质部，运送水分和无机盐。分泌结构分泌结构分泌现象：某些植物细胞能合成一些特殊的有机物 或无机物，并把它们排出体外、细胞外或积累于细胞内的现象。 分泌结构 外部的分泌结构：将分泌物排到植物体外的分泌 结构，它们大多分布于植物体 的外表。 内部的分泌结构: 将分泌物贮藏在植物体内的 分泌结构。null腺表皮(glandular epidermis) 腺毛(glandular hair) 蜜腺(nectary) 排水器(hydathode)外部的分泌结构null有些表皮细胞为腺性，具有分泌功能 例：矮牵牛，漆树花的柱头表皮腺表皮null 腺毛 有分泌功能的表皮毛状附属物腺毛腺毛null排水器水孔 通水组织 维管束蜜腺蜜腺分泌糖液 花蜜腺：存在于许多虫媒花植物的花部 花外蜜腺：存在于一些植物营养体的地上部分，如茎，叶，叶柄，苞片等 形态多样，但内部结构一致null分泌细胞(secretory cell)：细胞腔内聚集有特殊分泌物。如油细胞，粘液细胞，含晶细胞，鞣质细胞，芥子酶细胞等 分泌腔(secretory cavity)或分泌道(secretory canal )：溶生型，裂生型，裂溶生型 乳汁管(laticifer)：有节乳汁管，无节乳汁管内部的分泌结构null溶生型分泌腔null裂生型分泌道有节乳汁管：多个管状细胞相连，连接壁融化消失而成，例如橡胶树韧皮部的乳汁管分泌乳汁的管状细胞 无节乳汁管和有节乳汁管 同一植物中可能同时存在两种类型的乳汁管乳汁管无节乳汁管由单个细胞发育而来，例如 构树韧皮部中的乳汁管有节乳汁管：多个管状细胞相连，连接壁融化消失而成，例如橡胶树韧皮部的乳汁管null 三、组织系统(tissue system)三、组织系统(tissue system) 一个植物整体上，或一个器官上的一种组织，或几种组织在结构和功能上组成一个单位，称为组织系统。 表皮 周皮 木质部 韧皮部 薄壁组织 厚角组织 厚壁组织