大学植物学课件第一章植物细胞

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
扫描电子显微镜
第一架电子显微镜（德国 Semens 公司，1933） 内质网（Porter等 ，1945） 叶绿体（Porter等 ，1947）
高尔基体（Daltond）、 核膜（Callon 等，1950）
溶酶体（De Dave）、 线粒体（Palade，Porter等 1952），
第一节 植物细胞的形态与结构
一、 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20-50 m之间
• 细胞的形态多样，球形、多面体、立方体、长 形等
二、植物细胞的基本结构
细胞壁 (cell wall)
细胞
质膜(plasma membrane)
原生质体
(protoplast)
纹孔
纹孔（pit）：次生壁Байду номын сангаас成时在纹孔场 不被次生壁物质覆盖，形成的凹陷区域。
类型： 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)
• 盲纹孔：只有一侧的 壁有纹孔。
• 穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝， 称为胞间连丝
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
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
细胞质 (cytoplasm)和 细胞器 (organelle)
原生质体：构成生活细胞的除细 胞壁以外的所包含的各部分，是结 构单位。
原生质：构成原生质体的主要物 质称为原生质。细胞中具有生命的 物质基础，细胞中的一切代谢活动 都在原生质内进行。
1.细胞核（nuclear）
单位膜（Robertson ，1958）
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细胞结构。
•超微结构（ultrastructure）指在电子显微镜下观察到的细胞结构， 也称亚显微结构。
电 镜 下 的 细 胞
细胞的基本概念
➢ 细胞是生命的基本结构单位，生物是由细胞组成的； ➢ 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； ➢ 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。
A：单纹孔 B：单纹孔对 C：具缘纹孔对 D：半具缘纹孔对 E、F：具缘纹孔
细胞壁的特化：由于环境的影响，生理机能 的不同，细胞壁常常沉积其他物质，以致发 生理化性质的变化。
木质化
木栓化
角质化
矿质化
(二）原生质体 细胞膜（cell membrane)
原生质体
(protoplast)
细胞核 (nuclear)
细胞质 (cytoplasm)和
细胞器 (organelle)
细胞核 (nuclear)
（一）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
细胞壁
1.化学成分：
• 纤维素 (cellulose) • 果胶类物质 • 半纤维素（hemicellulose): 胼胝质 • 多种酶类 (enzymes)和糖蛋白
细胞壁的亚显微结构
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
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
• 化学成分：多糖（纤维素、半纤维素、果胶 质）、蛋白质（结构蛋白、酶、凝集素）。
• 结构模型：经纬结构—纤维素构成经，伸展 蛋白构成纬，交织而成网状结构。
• 特点：壁薄，具有弹性和可塑性。 • 功能：随细胞生长而生长。
威尔逊-福莱模型（1986）
c. 次生壁
来源：细胞分化时，物质积累在 初生壁局部或全部表面，构 成次生壁。
2. 空间结构
中层（胞间层） 次生壁 初生壁
a.中层（胞间层）
• 相邻两个细胞初生壁之间共有的部分， 在细胞分裂产生新细胞时形成。
• 成分：果胶质（多糖），能将相邻的细 胞粘连在一起。
• 可塑性：缓解细胞间的压力，不影响生 长。
b.初生壁
• 来源：存在于中层内，是新细胞产生的第一 层真正的细胞壁，原生质体分泌的壁物质在 中层上沉积所形成的壁层。
成分：纤维素（相对多）,木质素、 基质多糖（相对少）。
结构：电镜下（根据纤维素微纤丝 排列的方向）分位三层。
特点：细胞壁厚度增加，刚性增强， 但没有延展性。
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
第一章 植物细胞
细胞是生命体进行生命活动的结构、功能和遗传单位。
一、细胞的起源和演化 1.细胞的出现是一个重要
的里程碑 2.真核细胞出现分室，形成
细胞核和各种细胞器 3.单细胞生物发展为多细
胞生物是生物演化的又一次 飞跃。 二、人类对细胞的认识
胡克
光学显微镜
(英)罗伯特.布朗（1831） 兰科叶片表皮细胞的细胞核 汉斯坦 原生质体（1880）
d.初生壁和次生壁的主要区别：
1. 初生壁是细胞生长时形成的壁层，可随 细胞生长而伸展，次生壁是细胞停止生 长以后所沉积的壁层。
2. 化学成分区别： 初生壁纤维素约占1/4 次生壁纤维素约占1/2。
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