植物的细胞和组织

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物质贮藏、运输、交换
有利于能量的转换、传递
有利于信息的管理、代谢活动的进行
细胞基质
细胞质中除细胞器以外的胶状物质称为细 胞基质,细胞骨架和各种细胞器分布期中, 含丰富蛋白质,可运动,与细胞代谢密切 相关
后含物
(一)贮藏的营养物质
1、淀粉(starch):
➢ 形式:以颗粒状态存在,称为淀粉粒(starch grain)
核基质
外核膜 核周隙(perinuclear
核被膜: 内核膜 space)
核孔 (nuclear pore)


染色质:是细胞核中遗传物质存在的主

要形式,其主要成分是DNA和蛋白质
核仁:含大量RNA和蛋白质,是核糖体RNA
的合成、加工及核糖体亚单位的装配场所
核基质:染色质和核仁都被液态的核基质 所包围。
25nm • 中间纤维(intermediate filament,IF):细长管状结构,
直径10nm
微丝
微管
中间纤维
细胞的骨架
内膜系统(endomembrane system):
具膜的细胞器与核膜一起,在细胞质基质中, 彼此相关,甚至相通,组成一个复杂的膜系统, 成为一个功能上连续统一的细胞内膜,称为内 膜系统
• 鉴定:用苏丹III或苏丹Ⅳ染成橙红色
(二)生理活性物质
• 含量很少,但对细胞生命活动起着非常 重要作用的物质,统称为生理活性物质
• 酶、维生素、植物激素、杀菌素等 • 保证细胞内一切生化反应的正常进行;
调节和控制植物生长、发育、繁殖以至 遗传、变异等一系列生命活动过程
(三)其它物质
• 糖类、有机酸、单宁、花青素、植物碱、 精油、晶体等
有色体(chromoplast):形状多样,只含有 叶黄素和胡萝卜素,存在于花瓣和果实中, 胡萝卜根中也有。能积聚淀粉和脂类
白色体(leucoplast):不含色素,呈无色 颗粒状,普遍存在于植物体各部分的储藏 细胞中。储藏淀粉的称为淀粉体 (amyloplast),储藏蛋白质的称为蛋白体, 储藏脂类的称为造油体(elaioplast)
➢ 鉴定:用碘—碘化钾溶液染色时,通常呈蓝黑色 ➢ 形成淀粉粒时,先从一个点(脐点)开始,向外
层层沉积,形成许多同心的层次——轮纹(直链 淀粉和支链淀粉交替沉积而成)
➢ 单粒淀粉粒:只有一个脐点 ➢ 复粒淀粉粒:有2个以上脐点,每个脐点有各自的
轮纹
➢ 半复粒淀粉粒:2个以上脐点,各脐点除有本身的 轮纹外,还有共同的轮纹包围
渗透调节;贮藏;消化
细胞学家把细胞质中凡是由单层膜所包围的小泡,称 为液泡系(vacuome),包括液泡、溶酶体、圆球体、 微体等
溶酶体 是单层膜小泡,由高尔基体断裂而产生, 内
含多种水解酶, 可催化蛋白质、核酸、脂类、多糖等 生物大分子,消化细胞碎渣和从外界吞入的颗粒。
微体(micribady):单层膜
面的一层薄膜,脂类和蛋白质
质膜的超微结构
单 位 膜
•单位膜(Unit membrane) 电镜下膜的剖面,表现 为两条暗带夹一明带的结构,厚为70-100Å。
生物膜分子结构的流体镶嵌模型
• 生物膜的“流动镶嵌模型”主要特点
有序性 流动性 不对称性
生物膜的结构是与其功能相一致的。
质膜的功能
1.物质跨膜运输
通过胞间连丝结合在一起的原生质 体,称共质体(symplast)
共质体以外的部分,称质外体 (apoplast),包括细胞壁、细胞间 隙和死细胞的细胞腔
纹孔场及纹孔
• 纹孔场(pit field):初生壁上的一些非 常薄的区域
• 纹孔(pit):次生壁形成时在纹孔场不 被次生壁物质覆盖,形成的凹陷区域
2、蛋白质
• 形式:①拟晶体,其晶体与无机盐结晶不同,常
呈方形,因此叫拟晶体(crystalloid);②湖粉粒: 由一层膜包裹成的圆球状颗粒
• 鉴定:贮藏蛋白质遇碘呈黄色
• 湖粉粒集中分布于种子的胚乳和子叶中,往往禾 谷类胚乳的最外一层细胞或几层细胞中含有大量 的湖粉粒,特称为湖粉层(aleurone layer)。豆 类子叶细胞中除普遍具有湖粉粒外,还含有一或 几个拟晶体
细胞分化过程中细胞壁的变化
胞间层
初生纹孔场
初生壁
次生壁
胞间层
初生壁 次生壁
电镜下,次生壁可分为外、中、 内三层
纤维和石细胞等典型具次生壁的 细胞,细胞壁有5层结构:胞间层、 初生壁和三层次生壁
大部分具次生壁的细胞,在成熟 时原生质体死亡,残留的细胞壁 有支持保护的功能
电镜下,次生壁可分为外、中、 内三层
细胞壁
组成:
• 胞间层 (middle lamella) • 初生壁 (primary wall):1—3μm • 次生壁 (secondary wall):5—10 μm
成分:
• 果胶类物质 • 纤维素 (cellulose)、半纤维素、木质素
(lignin) • 多种酶类 (enzymes)和糖蛋白
过氧化物酶体——与叶绿体和线粒 体配合 乙醛酸体——脂肪酸的转化
圆球体(spherosome):半单位膜
脂肪的储藏和水解
细胞骨架(cytoskeleton)
• 微丝(microfilament,MF):细丝状结构,直径6—8nm • 微管(microtubule,MT):细长、中空的管状结构,外径
光面内质网 (smooth)
细胞内的通讯系统、 运输、合成
高尔基体 是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞
分泌物的加工和包装场所,最后形成分泌泡将分泌物 排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细 胞膜的形成有关。
液泡(vacuole):细胞代谢产物
的储藏场所
细胞液(cell sap)
液泡 (vacuole)
第一章 植物细胞与组织
显微镜的发明
➢ 300多年前
Leeuwenhoek 世界上最早的显微镜
Robert Hooke 软木 蜂窝状的小格子“细 胞”
➢ 1838年 Schleiden 1839年 Schwann
细胞是组成生物体的基 本单位
显微镜的发明打开了微观世界的大门
光学显微镜
透射电子显微镜
叶绿体
质膜
质体 有色体 线粒体 白色体
原生质 细胞质
(生活物质)
细胞质基质 细胞器
细胞核
核膜 核质
核仁
染色质 核基质
淀粉
贮藏的营养物质 脂肪
高尔基体 内质网 核糖核蛋白体
粗糙型内质网 光滑型内质网
液泡
溶酶体
圆球体 微体 微管
过氧化物酶体 已醛酸体
微丝
蛋白质
后含物 生理活性物质 维生素、生长素、酶
(代谢产物)
微纤丝相互交织成网状,构成细胞壁的基本框架, 果胶、木质、栓质等填充于微纤丝“网”的空隙 中
微纤丝再聚集成较粗的纤丝,叫大纤丝 (macrofibril)
微纤丝是在质膜表面合成的,其在细胞壁上的沉 积方向由分布在质膜内的微管决定;微纤丝排列 方向的不同就形成了不同的细胞壁层次
植物 细胞
原生 质体
• 豆类湖粉粒的形成过程是:一个大液泡分散成几 个小液泡,随种子的成熟,小液泡内的蛋白质逐 渐变为湖粉粒;种子萌发时,湖粉粒中的蛋白质 被利用,小液泡重新转变成一个大液泡
3、脂肪(fat)和油类(oil)
• 形式:以固体或油滴的形式存在于细胞 质中,是细胞中含能量最高而体积最小 的贮藏物质,常存在于种子、胚和分生 组织细胞中
• 植物细胞内的晶体主要是草酸钙晶体, 稀碳酸钙晶体,存在于液泡中
• 单晶:棱柱状或角锥状 • 针晶:针状,常聚集成束 • 簇晶:球状,由许多单晶联合形成,每
个单晶的尖端都突出于晶簇的表面
晶 体
细胞壁
细胞壁(cell wall)
包围在原生质体外的坚韧外壳 保护、支持作用 吸收、蒸腾、运输、分泌 细胞识别 参与细胞生长调控
藏有关
叶绿体 (chloroplast) 质体 有色体 (chromoplast)
白色体 (leucoplast)
叶绿体:膜(membrance) 、类囊
体 (thylakoid)和基质 (stroma)
光合作用
叶绿体的显微及超微结构
细胞质中的核糖体 叶绿体中核糖体
基质 基质类囊体
基 粒
叶绿体膜
液泡(vacuole)
被一层液泡膜(tonoplast)所包被,膜内充满细胞液 (cell sap),主要有水分、糖、单宁、有机酸、植物 碱、花色素、无机盐等。
液泡中含有花色素(主要是花青素anthocyanidin),致 使花瓣具有鲜艳的颜色。花青素随pH不同其色泽可变, 碱性时呈兰色,中性时呈紫色,酸性时呈红色
其它物质
无机盐、生物碱、单宁、有机酸、晶体等
细胞 壁
胞间层 初生壁 次生壁
质体是由原(前)质体(proplast)发育而来:
线粒体
(mitochondrium):
脊 (ห้องสมุดไป่ตู้ristae) 基质 (matrix)
呼吸作用
线粒体
(mitochondrion)
线粒体三维结构图解
内质网:细胞质内由膜组成的一系列片状的囊腔和管腔,彼此
相通形成一个隔离于细胞基质的管道系统
糙面内质网 (rough)
扫描电子显微镜
细胞的基本概念
➢ 1855年,Virchow ➢ 细胞学说可以归纳为以下两点:
1 所有生物都由细胞和细胞的产物组成; 2 新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而
产生。 ➢ 细胞是生命活动的基本单位
细胞是生命的基本结构单位,所有生物都是 由细胞组成的;
细胞是生命活动的功能单位,一切代谢活动 均以细胞为基础;
•超微结构(ultrastructure)指在电子显微镜下观察 到的结构,也称亚显微结构。
电 镜 下 的 细 胞
原生质体
细胞膜或质膜 细胞核 (nuclear)
原生质体
(protoplast) 细胞质 (cytoplasm)
细胞器 (organelle)
• 质膜 (plasma membrane):原生质体表
细胞质(cytoplasm)
细胞质基质(cytomatrix) 细胞器(organelle) 后含物(ergastic material)
细胞器:细胞质中具有一定 形态结和功能的结构
质体
线粒体


内质网

高尔基器
微体
圆球体
核糖体、溶酶体、液泡、微管、微丝等
质体(Plastid):与糖类合成和储
2.能量转换
3.代谢调节
6.信号转导
4.细胞识别
5.抗逆性
7.纤维素的合成和
微纤丝的组装
细胞核(nuclear)
• 通常一个细胞只有 一个细胞核,偶有 双核或多核
• 细胞核一般圆球形, 直径约10-20m
核被膜 (nuclear envelop) 细 胞 染色质 核 (chromatin)
核仁 (nucleolus)
植物细胞的基本结构
细胞壁 (cell wall)
细胞
原生质体
(protoplast)
质膜(plasma membrane)
细胞质 (cytoplasm)和 细胞器 (organelle)
细胞核 (nuclear)
细胞的显微及超微结构
光镜
电镜
电镜
•显微结构(microstructure)指在光学显微镜下观察到的结构。
特化的细胞分工合作,共同完成复杂的生命活动
细胞是生殖和遗传的基础与桥梁;具有相同的遗传 语言;
细胞是生物体生长发育的基础;
第一节 植物细胞的形态与结构
➢ 植物细胞的形状与大小
• 植物体由细胞构成(单细胞或多细胞)
• 细胞的大小通常在20-50m之间
• 细胞的形态多样,球形、多面体、立方 体、长形等
纤维和石细胞等典型具次生壁 的细胞,细胞壁有5层结构:胞 间层、初生壁和三层次生壁
大部分具次生壁的细胞,在成 熟时原生质体死亡,残留的细胞 壁有支持保护的功能
胞间连丝(plasmodesmata)
• 细胞壁生长时并非均匀增厚,在初生壁上有 一些较薄的区域叫初生纹孔场(primary pit field),其上有许多小孔,细胞的原生 质细丝通过这些小孔,与相邻细胞相连
• 穿过细胞壁,沟通相邻细胞的原生质细丝, 称为胞间连丝
细胞间的联系
• 胞间连丝 (plasmodesma):贯穿 于细胞壁之间并密集发生于纹 孔场和纹孔膜上,沟通细胞之 间的连丝
• 胞间连丝是细胞原生质体间进 行物质运输和信号传导的桥梁
电镜下,胞间连丝是直径40nm的管 状结构,相邻细胞的质膜通过胞间 连丝相互连接起来,内质网也相连
➢ 单纹孔(single pit) ➢ 具缘纹孔(bordered pit) • 纹孔膜:两个纹孔间的胞间层和两层初生
壁形成纹孔膜
• 相邻两细胞之间的纹孔多成对存在,称纹孔 对(pit pair)
细胞壁的亚纤维结构
电镜下,构成细胞壁的结构单位是微纤丝 (microfibril),由纤维素分子束(微团)聚合而成
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