植物形态解剖学

2020/12/13
九江学院 陈晔
细胞核结构示意图
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细胞核
② 细胞核的组成
示：DNA、染色质 与染色体的关系。
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细胞核
③ 细胞核功能： 储存和传送遗传信息，在遗 传上，核内遗传物质的遗传 占主导地位。 控制整个细胞的生命活动。
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二、植物细胞的形状和大小
植物细胞微小的原因
第一、细胞核所能控制的体积有限。 第二、细胞体积越小，其比表面越大。
▪ 一般来说，生理活跃的细胞较小，而代谢活动弱的细胞体积较大。
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三、植物细胞的结构
概述 ㈠ 原生质体 ㈡ 细胞壁
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㈠ 原生质体
1.细胞核
① 位置、形状和大小：
未成熟细胞：位于中央或接 近中央，近球形，核大（指 在细胞中所占比例大）。
成熟细胞：因中央液泡的形 成并占据细胞内绝大部分空 间，将细胞质连同细胞核挤 于边缘靠近壁的位置；核的 形状也多被挤扁；核小。
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细胞器
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微管
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细胞质——⑵细胞器
1、质体： ▪ 质体为参与碳水化合物的合成与贮藏的有关细 胞器。为植物细胞特有结构，根据色素的有无 和种类的不同，可将质体分为叶绿体、有色体 （杂色体）和白色体（无色体）。
叶绿体：具色素，进行光合作用的质体。 分布及数量：存于绿色细胞中，数量差别极大。 光合色素：叶绿素类为a、b、c、d 四类，高等植 物的叶绿素为a和b；类胡萝卜素类和叶黄素类。
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细胞质——⑵细胞器
叶绿体：
形态结构：光学显微镜下仅可识别其外部形态， 高等植物的叶绿体多呈球形、卵形或凸透镜形。 直径4-10μm，厚度1-2 μm.。电镜下可观察其 内部结构，表面有双层膜包被，内部有膜形成 的许多圆盘状的类囊体（基粒片层）相互重叠， 形成一个柱状体单位，称为基粒；基粒之间由 基粒间膜（基质片层）相联系。叶绿体的其余 空间为基质所充满。
细胞质——⑵细胞器
有色体：
无叶绿素，仅含胡萝卜素类色素的质体为有色体。因此，多 呈黄色、橙色或橙红色。有色体多存在于果实、花瓣或植物体 的其他部分，如胡萝卜的根、西红柿、红辣椒及一些花瓣。
功能：积聚淀粉和脂类，在花和果实中具有吸引昆虫和其他 动物传粉及传播果实、种子的作用。
白色体：不含色素的质体。为无色颗粒状，不形成基粒。存在
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㈠ 原生质体----2.细胞质
2.细胞质 细胞质包括质膜、细胞器和胞基质。质膜 是紧贴于细胞壁内的一层薄膜。细胞器是 包埋于胞基质中的具有一定形态结构和特 定功能的原生质结构（或称小器官）。胞 基质是位于核以外，质膜以内的透明的无 定形基质。
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细胞质——⑴ 质膜
⑴ 质膜 单位膜模型：电镜下，质膜显出具有明显 的三层结构：两侧呈两个暗带，中间夹有 一个明带。三层的总厚度约7.5nm，其中 两侧暗带各为2nm，中间明带约3.5nm。 明带的主要成份是类脂，暗带为蛋白质。 这种在电子显微镜下显示出三层结构组成 为一个单位的膜，称为单位膜。
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细胞核
细胞核
② 细胞核的组成： 核膜：为核最外的一层与细胞质分界的薄膜。 结构：由内外二层膜构成，膜上有许多小孔， 称核孔。 功能：核膜是核和细胞质之间的屏障和通道。 核孔和膜的非孔部分具有不同程度的通透性， 可以进行物质和信息的交流。 核仁：核内的球形结构，一般为1个或2个。是核 内合成和贮藏RNA的场所，其大小随细胞生理状 态而变化。
这样，以脂双分子层为骨架，各种蛋白质以各种方式镶嵌其 上，具有流动性的质膜的结构模型，即为流动镶嵌模型。
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细胞质——⑴ 质膜
质膜的性质及功能 质膜的性质： 质膜最突出的特性是选择透性，选择透性 与膜蛋白有关，膜蛋白大多是特异的酶类， 在一定条件下，它们具有“识别”、“捕 捉”和“释放”某些物质的能力，从而对 物质的透过起控制作用。 这种特性是生活的生物膜所特有的。一旦 细胞死亡，膜的选择透性便消失。物质便 能自由透过了。（死尸溢出水分原因在此）
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一、细胞是构成植物体的基本单位
分子生物学兴起
1953年沃森和克里克（Watson and Crick）用X射线衍射法得 出DNA双螺旋分子结构模型，奠定了分子生物学基础。1961 年尼伦堡（Nirenberg）等通过研究，确定了一种氨基酸的 “密码”。 分子生物学的成就，使细胞学的研究达到了一个新的水平。
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三、植物细胞的结构
概述
植物细胞由原生质体和细胞壁二大部分构成。 原生质：泛指细胞内具有生命活性的物质。（物质性质概念） 原生质体：指一个细胞内原生质所构成结构的总称。（物质 结构概念） 显微结构：光学显微镜下能够分辨的结构称显微结构。 亚显微结构：在电镜下才能分辨的结构，也称超微结构。
细胞学说的意义： 为个体发育学说奠定了基础 为系统发育学说奠定了基础 为生物界学说的发展奠定了基础
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一、细胞是构成植物体的基本单位
3.细胞学研究的主要阶段
细胞的发现及细胞学说的创立：本阶段除细胞的发现和细胞学 说的创立外，还有许多重大发现：
施特拉斯布格（Strasburger）在植物细胞中发现了有丝分裂。 1898年，纳瓦兴（Nawaschin）发现了被子植物的双受精现象。 1883年，范·贝登（Van Beneden）又在动物和1886年施特拉 斯布格在植物中发现了减数分裂。 故称19世纪最后25年为细胞学经典时期。
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二、植物细胞的形状和大小
2.植物细胞的大小
植物细胞一般都很小： 细菌：一般为0.5 μm 种子植物：一般为10-100 μm
▪ 生物细胞一般都需在显微镜下才能分辨，但也有直径超过人 眼分辩率（0.1 μm ）的，如棉种皮纤维、桔肉细胞、西瓜果 肉细胞等。 极端的如苎麻韧皮纤维，其长可达550mm。
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细胞质——⑴ 质膜
质膜的功能： 控制细胞与外界环境的物质交换 信息传递 抵抗病原物的侵入 参与细胞间识别
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细胞质——⑵细胞器
⑵ 细胞器 定义：散布于细胞质内具有一定结构和功 能的原生质微结构或微器官。 在显微镜下可以看到某些细胞器的外部 形态，但所有细胞的内部结构均属亚显 微结构。
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一、细胞是构成植物体的基本单位
实验细胞学时期
这一时期的特点是细胞学家与所有实验生物学家合作。由于 互相合作，互相渗透，发现了很多新问题，纠正了一些错误 认识。例如，生化细胞学得到发展。1924年孚尔根（Feulgen） 等首次介绍了DNA反应的方法。本斯莱（Bensley,1934）等用 超速离心机将细胞内线粒体分离出来。
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一、细胞是构成植物体的基本单位
4.细胞全能性
一个完整的活细胞具有发育为完整植物体的潜能。即为细胞全 能性。
细胞全能性是现代生物学中许多领域的理论基础。如胚胎理 论和技术研究、植物组织培养技术、克隆技术等等。 细胞全能性的理论基础：一个生物体上任一活细胞均携带有 该种生物所有的遗传信息。
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细胞线粒体结构图
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线粒体超微结构图（电镜照片）
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细胞质——⑵细胞器
功能：通过光合作用合成植物生长发育所需的 碳水化合物。
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叶绿体结构示意图
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双层膜 类囊体（基粒片层） 基粒 基质片层 （基粒间膜）
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叶绿体超微结构
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植物细胞中的叶绿体示意图
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细胞核
② 细胞核的组成： 核质：核膜以内除核仁以外的部分。 染色质：是细胞中遗传物质存在的主要形 式，电镜下为网状细丝状结构。其主要成 分是DNA和组蛋白。当细胞分裂开始时， 其结构进行螺旋化而转变为光学显微镜可 分辨的染色体状态。 核液：核内没有明显结构的基质，化学成 分尚未完全弄清，现已知含有蛋白质、 RNA和多种酶。
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二、植物细胞的形状和大小
㈠ 植物细胞的形状
单细胞植物体及游离细胞：近球形。 多细胞植物体：
未分化或初步分化的细胞（主要是分生组织细胞）多为十四 面体。 已分化成熟的细胞（成熟组织细胞），因行使功能的不同而 呈各种形状。
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二、植物细胞的形状和大小
㈡ 植物细胞的大小
1.显微镜的分辨率和细胞大小的计量单位
细胞大小的计量单位： 1㎜=1000μm（微米） 1 μm=1000nm（毫微米或纳米） 1nm=10埃 1mm=103 μm=106nm=107埃
光学水平下多用“微米”，电镜下多用“纳米”。埃已经达 到原子水平，在生物学中应用不多。
分辨率：能区别二点间的最小距离。人眼分辩率为0.1mm；光 学显微镜为0.2-0.3 μm；电镜为0.25nm。
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三、植物细胞的结构
植物细胞（亚显微）结构模式图：
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原生质体的划分 1.细胞核
2.细胞质 3.内膜系统
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㈠ 原生质体
位置形状和大小 细胞核的组成 细胞核的功能
质膜 细胞器 胞基质
结构 性质及功能
核膜 核仁 核质
染色质 核液
单位膜模型：
单位膜模型示意图
暗带（厚约2nm，为蛋白质） 明带（厚约3.5nm，为类脂） 暗带（厚约2nm，为蛋白质）
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质膜模型示意图
2.细胞质——⑴ 质膜——质膜的结构 流动镶嵌模型：相互平行排列的二层磷脂分子（脂双分子层） 构成质膜的骨架，每一层的磷脂分子间相互平行且均与膜垂直。 两层磷脂分子含磷酸的亲水的头部分别朝向膜的内、外方，由 脂肪酸的烃链所构成疏水的尾部朝向中间，二排分子尾尾相接， 构成一个包围细胞质的连续脂质分子层。在此基础上，各种蛋 白质以不同方式镶嵌其上。可以是包埋于其中，可以是贯穿于 脂双分子层，可以是附着于两面，可以是镶嵌于两面。而且这 一结构具有流动性。
单位膜模型 流动镶嵌模型
定义 叶绿体 质体 有色体 线粒体 白色体 内质网 高尔基体 核糖体 液泡 溶酶体 圆球体 微体 微管和微丝
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㈠ 原生质体
原生质体的划分 原生质体结构的划分有三种观点： ▪ 分为质膜、细胞核和细胞质三部分。将 细胞质定义为：质膜以内，细胞核以外 的原生质。 ▪ 分为质膜和细胞质二部分。细胞质定义 为：质膜以内所有原生质（包括细胞 核）。 ▪ 分为细胞质和细胞核。细胞质定义为细 胞核以外，细胞壁以内所有原生质，包 括质膜、细胞器和胞基质。
于植物体各部的储藏细胞中。 功能：为淀粉和脂肪的合成中心，储藏淀粉的称淀粉体，形 成油滴的则称为造油体。
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质体的发育（图示）
2020/12/13
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细胞质——⑵细胞器
2.线粒体： 形态结构：光学显微镜下呈球状、棒状或线 状颗粒，直径0.5-1 μm，长度1-2μm。电镜 下，由双层膜包裹着，内膜内折，形成许多 隔板或管状突起，称为嵴，在二层被膜之间 及中心腔内为基质。 功能：线粒体是细胞进行呼吸作用的场所， 是细胞能量代谢中心。
植物形态解剖学
第一章细胞和组织
2020/12/13
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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 细胞概念
2020/12/13
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一、细胞是构成植物体的基本单位
细胞学说要点： 细胞是所有生物结构和功能的最基本单位。 所有生物的生物体都是细胞的集合体，它们依照一定的规律 排列在生物体内。 一切细胞皆来自细胞。