植物学基础--细胞

生物膜特性 （1）流动 （2）不对称

第一章 植物细 胞
分子双层内外层的脂与蛋白质不尽相同；糖链 均在外表面（识别，免疫）。

流动镶嵌模型特性

第一章 植物细 胞
膜蛋白分布不对称
跨膜蛋白 膜表蛋白
脂质双层 镶嵌蛋白

第一章 植物细 胞

⑵、质膜的功能： ①具有选择透性。能控制细胞与外 界环境之间的物质交换，以维持细 胞内环境的相对稳定。 细胞膜只允许某些分子或离子进入 或者排出细胞的特性，是细胞膜最 基本的功能。它能阻止细胞内的许 多有机物（如糖和可溶性蛋白）从 细胞内渗出，又能调节水和盐类及 其他营养物质进入细胞，使细胞能 在复杂的环境中保持相对的稳定性， 从而维持细胞正常的生命活动。
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二、植物细胞的结构 细胞壁 植物细胞的结构 原生质体
高尔基体 微丝 叶绿体 液泡 细胞核 内质网
线粒体
质膜
微管 细胞壁
植物细胞模式图
第一章 植物细 胞
植物细胞结构全图
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㈠原生质体： 原生质体是由生命物质——原 生质（protoplasm）所构成，它 是细胞各类代谢活动进行的主 要场所，是细胞最重要的部分。 原生质： 植物细胞内具有生命活动的物质， 它是构成生活细胞的基本物质， 是细胞结构和生命活动的物质基 础。

元素组成：
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原生质的化学成分： 水和无机物: 无机物： 含有无机盐及许多呈 离子状态的元素，如铁、锌、 锰、镁、钾、钠、氯等。 水：一般占全重的60-90%。幼 嫩植株的含水60—90%；种子 （成熟的）的含水10～14%。 有机化合物： 蛋白质、核酸、 脂类和糖类。


施旺（1810～1882）
德国动物学家，解剖学教授。细胞学说的 创立者之一，1839年，施旺概括了施莱登 的成就，并在他的《关于动植物的结构和 生长的一致性的显微研究》中指出：“细 胞是有机体。整个动物和植物都是细胞的 集合体。它们按照一定的规律排列在动植 物体内。”这样，施旺就将施莱登的观点 扩大到了动物体，相继证实了细胞是生命 的单位。动、植物都是由细胞构成的。与 德国植物学家施莱登共同奠定了细胞学说 的基础。

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②在细胞识别、胞间信号传递、新陈 代谢的调控等过程中具有重要作用。 生物膜：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。 生物膜系统 质膜（plasma membrane)、内质网 (endoplasmic reticulum)、高尔基体 （Golgi body)、溶酶体（lysosome)、 线粒体（mitochondria)、叶绿体 （chloroplast)。

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二、细胞学说的建立及其意义： 施莱登（1804～1881） 德国植物学家。细胞学说的创立者 之一。1838年，施莱登在他的《植 物发生论》一文中指出细胞是一切 植物结构的基本单位。最简单的植 物是由一个细胞构成的，大多数植 物是由细胞和细胞的变态构成的。 他与德国动物学家施旺共同奠定了 细胞学说的基础。1839～1863年在 耶拿大学任植物学教授。著作有 《植物学概论》等。

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⑶、脂类： 脂类的主要元素也是C、H、O，但C、 H含量很高。脂类包括油、脂肪、磷脂 等，主要由甘油和脂肪酸所构成的长链 分子组成。 功能： ①构成生物膜的主要成分； ②贮臧物质：贮臧大量的化学能； ③ 构成植物体表面的保护层，防止失水。 ⑷、糖类： 糖类是光合作用的同化产物，参与构 成原生质和细胞壁。细胞中最重要的 糖可分为： ①单糖： 例如：葡萄糖、核糖 。


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实际上，当时胡克并未看到完 整的生活细胞，他所看到的是 失去了生活内容物，仅留下细 胞壁的木栓细胞。以后，荷兰 的列文虎克（Anthoni van Leeuwenhoek，1632～1723）、 意大利的马尔比基（Marcello Malpighi，1628 ～ 1694）等人 先后用显微镜观察和研究了其
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碱基有两类，一类是嘌呤，另 一类是嘧啶： A——腺嘌呤 T——胸腺嘧啶 G——鸟嘌呤 C——胞嘧啶 根据核酸含糖不同，可分为含 有核糖的核糖核酸（RNA）和 含有脱氧核糖的脱氧核糖核酸 （DNA）。 DNA分子的双螺旋结构模型：

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在真核细胞中， 由两条脱氧核 糖核酸长链并 行，其中的碱 基按照A—T、 C—G互补配对 （碱基对），碱基对之间以氢键 相连，两条长链在空间上呈螺旋 状。 （右图所示）


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⑴、蛋白质： 蛋白质占细胞干重的50%以上。蛋白 质分子由20多种氨基酸组成。由于氨 基酸的数量、种类、排列顺序不同， 形成各种蛋白质。 蛋白质可以作为 原生质的结构蛋白，而且还以酶的形 式起重要作用。例如，使物质分解的 淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等。 ⑵、核酸： 核酸均和蛋白质结合形成核蛋白。核 酸由核苷酸构成。单个的核苷酸由一 个含氮碱基、一个五碳糖和一个磷酸 分子组成。



细胞学说建立的意义：
恩格斯的评价：十九世纪自然科学的三大 发现之一。 细胞学说的重要意义在于：它从细胞水平 提供了有机界统一的证据，证明动植物有 着细胞这一共同的起源，动植物的产生、 成长和构造的秘密被揭开了，从而为19世 纪自然哲学领域中辩证唯物主义战胜形而 上学的唯心主义，提供了一个有力的证据， 为近代生物科学的发展接受有机界进化的 观念准备了条件。如果没有细胞学说，达 尔文主义也很难胜利完成。 细胞学说第一次明确地指出了细胞是一切 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，把自然界 中形形色色的有机体统一了起来。



① 叶绿体：
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植物细胞特有的一种细胞器。形态因植物的 种类而异，在藻类中，叶绿体形态多样，而 且体积也大，其大小可达100微米，有网状、 带状、裂片状、星形等。 在高等植物中，叶绿体为圆形或椭圆形，直 径约5～10微米，厚度约2～3微米。 高等植物的叶绿体主要存在于叶肉细胞内， 含有叶绿素（a、b主要光合色素）、叶黄素 和胡萝卜素。电镜观察表明：叶绿体外有光 滑平滑的双层单位膜，内膜向内叠成内囊体， 构叶 存在基粒片层和基质片层。 绿 功能：光合作用 体
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第一章 植物细胞
第一章 植物细 胞

第一章 植物细 胞
细胞是生物体的结构和生命活 动的基本单位。无论是高大的 乔木、低矮的草本植物还是微 小的单细胞藻类植物都是由细 胞组成的。植物的一切生命活 动，都在细胞中完成。
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第一节 细胞的基本概念 一、细胞的发现及意义 细胞的发现与显微镜的发现是 分不开的。1665年英国物理学 家胡克（Hook1635～1703）用 自制的显微镜观察软木薄片及 其它植物组织，看到软木是由 一个个被分隔的小室集合而成， 形似蜂窝，他称这些小室为 “cell”，中文译为“细胞”。

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细胞膜使细胞内外环境隔开，造成稳定 的内环境，具有保护作用。控制着细胞 内外物质的交换作用。细胞膜具有选择 透过性作用。过膜的物质运输方式有自 由扩散、协助扩散、主动运输和内吞外 排等形式。膜上有许多酶，是细胞代谢 进行的重要部位。例如膜上的球蛋白与 多糖结合成糖蛋白使细胞不致被周围的 酶所消化；有些糖蛋白是抗原，具有高 度的异性。细胞膜还是一种通讯系统， 细胞膜与细胞识别、激素作用有关；此 外对能量转换、免疫防御、细胞癌变等 方面都起着十分重要的作用。

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磷脂双分子
蛋白质
流动镶嵌模型
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在脂质双分子层中镶嵌着球蛋 白分子。膜中的蛋白质有的是 特异酶类，在一定条件下具有 “识别”、“捕捉”和“释放” 某些物质的能力，从而对物质 的透过起主动的控制作用。 质膜的分子结构 （1）类脂:质膜结构的分子骨 架，主要磷脂


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磷 脂 磷脂性质:在水环境中形成的双分子 层（Bilayer）是水溶性分子难以通 过的天然屏障。 膜蛋白 （2）膜蛋白：与磷脂双分子层结合， 执行各种功能： 运输载体：各种分子泵，离子泵； 酶：催化剂、膜反应； 受体：接收和传导 化学信号； 连接：连接细胞骨架与胞外基质的 分子结构。
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三、细胞学发展的几个主要阶段： 1、细胞的发现到细胞学说的建立： 从1665年胡克（Robert Hook）发现木 栓细胞壁，列文虎克于1677年发现真 正的生活细胞开始至1839年建立细胞 学说止，这是细胞学发展的基础。以 后，施特拉斯布格在植物细胞中发现 了有丝分裂。1877年他在植物中发现 了受精现象，1898年纳瓦兴发现了被 子植物的双受精现象，1883年范.贝内 登（Van Beneden）又在动物和1886年 施特拉斯布格在植物细胞中发现了减 数分裂。所以称19世纪最后25年为细 胞学经典时期

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他用多种动、植物材料（列文虎克 在1677年用自制的高倍显微镜观察 到池塘中的原生动物、蛙肠内的原 生动物，人类和哺乳动物的精子）， 更丰富了人们对动、植物的显微结 构和细胞的认识，逐渐了解到细胞 内有比细胞壁更重要的生活内容， 就是细胞核和细胞质，在细胞核内 还具有核仁，在植物的细胞质内还 有叶绿体等。 到19世纪中期，人们已逐渐形成了 “一切生物是由细胞组成的”这样 的概念。



（二）大小： 细胞小的原因： 一般很
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小，一般几十微米。但也有较大差异。 最小：球菌直径0.5um。 最大：苎麻纤维细胞长550mm。 （1）受细胞核所能控制的范围的制约。 （2）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： （1）生理活跃的常常小，而代谢活动 弱的细胞则往往较大； （2）受外界条件的影响，水、肥、光、 温、化学药剂等。
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②双糖：例如：蔗糖、麦芽糖。 ③多糖： 例如：纤维素、淀粉 。 ⑸、维生素: 很多维生素具有辅酶的功能，参与某 些酶催化的生物化学反应。 原生质体包括细胞膜、细胞质、细胞 核等结构。在光学显微镜下可以观察 到植物细胞的细胞壁、细胞质细胞核、 液泡等结构。 1、质膜： 质膜又称细胞膜，在细 胞原生质外表。 ⑴、质膜的结构：主要由脂类和蛋 白质组成
基 本 结
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叶绿体的光合作用 光合作用: 绿色植物和光合细菌 摄取太阳光，使二氧化碳固定 成为有机物. 光合作用是一切生命得以生存 的基础
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2、细胞质和细胞器： 细胞质是细胞核外围的原生质。 可分为胞基质和细胞器。胞基 质是包围细胞器的细胞质部分， 呈胶体状态，可进行胞质运动。

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Ⅰ、细胞器： 一般认为是散布在细胞质内具 有一定结构和功能的微结构或 微“器官”。 ⑴、质体（植物细胞所特有） 叶绿体： 绿色，光合作用 。 有色体： 黄、红、色，积累脂 类和淀粉。 白色体：无色，合成淀粉、脂 肪、蛋白质。

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第二节 植物细胞的基本结构 一、植物细胞的形态和大小： （一）、形态： 理论上典型的未经分化的薄壁细 胞是十四面体，由于适应不同的 功能，出现了多种多样的形状常 见的有：球形、椭圆形、多面体、 纺锤形和柱形……… 细胞形态的多样性，反映了细胞 形态、结构与功能相适应的规律。

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在电子显微镜下看到的质膜是 由两层染色深的暗层（一层蛋 白质的分子层和脂类双分子层 的亲水头），中间夹着一层染 色浅的亮层（脂类双分子层的 疏水尾）组成。这样的结构称 为单位膜。
膜结构的流动镶嵌模型： 1972年Singer提出细胞膜结构的流动 镶嵌模型。认为膜是处于动态变化之 中。