大学生植物学必看PPT

7.细胞壁的功能



机械支持和保护 细胞壁和细胞的生长调控 参与物质运输（质外体运输） 参与细胞识别（糖蛋白、凝集素等） 防御（超敏反应） 参与细胞分化（固定极化方向）
（二）细胞（质）膜
生活在细胞原生质外表，都有一层膜包围，称 为 细 胞 膜 （ cell membrane ） 或 质 膜 （ plasma membrane）。 膜的化学组成，几乎全由磷脂和蛋白质组成， 此外，尚有少量的糖类。
细胞壁上的一个纹孔相对，二个相对的纹孔合称纹
次生壁 纹孔 初生壁 胞间层
纹孔对
单纹孔:细胞壁上来加厚的部分，呈圆孔形 或扁圆形，纹孔对的中间由初生壁和中层所 形成的纹孔膜隔开。
塞缘 纹孔口 纹孔塞
具缘纹孔:纹孔边缘的次生壁向细胞腔内呈架拱状隆起，形成一个扁圆的纹孔腔，纹孔腔 有一圆形或扁圆形的纹孔口，同时在纹孔膜(即纹孔所在的初生壁）中央也加厚形成纹孔 塞。因此，有些具缘纹孔在显微镜下从正面看起来是三个同心圆，外圈是纹孔腔的边缘， 第二圈是纹孔塞的边缘，内圈是纹口的边缘。纹孔塞在具缘纹上有活门的作用，当水流得 很快时，水流压力会把隔膜推向一面，纹孔塞就把纹孔口堵塞起来,这样就使得上升水流 减缓。这种纹孔塞只有在松柏类植物的管胞上才有，其他裸子植物和被子植物的具缘纹孔 没有纹孔塞，因此，在正面只表现两个同心圆。
纹孔和胞间连丝
5. 细胞壁的特化（次生变化）
木化： 细胞在代谢过程中。产生一种木质，它是由三种醇类 化合物脱氢形成的高分子聚合物，填充于纤维素的框架内而 木化，以增强细胞壁的硬度，增强细胞的支持力量。 角化： 叶和幼茎的表皮细胞外壁常为胶质（脂类化合物）所 浸透，且常在细胞壁外堆积起来，形成角质层或膜。角化后 细胞壁透水性降低,但透光。 栓化： 栓化是木栓质类化合物渗入细胞壁引起的变化，使细 胞壁既不透气，也不透水，增加了保护作用。栓化的细胞常 呈褐色，富于弹性。 矿化： 细胞壁渗入二氧化硅或碳酸钙等就会发生矿化。稻、 麦等禾谷类作物的叶片和茎秆的表皮细胞常含有大量的二氧 化硅。细胞壁的矿化能增强作物茎、叶的机械强度，提高抗 倒伏和抗病虫害的能力。 粘液化（胶化）： 粘液化是细胞壁中果胶质和纤维素变成粘 液或树胶的一种变化，多见于果实或种子的表面。
1. 细胞壁的化学成分
主要成分：多糖和蛋白质；
1 ） 多 糖 主 要 是 纤 维 素 (cellulose) 、 半 纤 维 素
(hemicellulose)和果胶类化合物。
2）蛋白蛋主要包括结构蛋白（如伸展蛋白）、
酶和凝集素等。
3）其它：酚类化合物（木质素）、脂类化合物
（角质、栓质、蜡质）、矿物质（草酸钙、碳酸钙、


植物细胞的基本结构
植 物 细 胞 结 构 全 图
植物细胞亚显微结构－立体模式图
植物细胞的基本结构
细胞壁 (cell wall) 细胞膜 胞基质 植物细胞 原生质体 (protoplast) 细胞质 细胞器 核膜 核质 核仁
细胞核 (后含物)
（一）细胞壁
植物细胞区别于动物细胞 的特征之一, 是植物细胞特有 的结构，它是由原生质体分泌 的物质构成的，以前认为是无 生命的，只起保护和支持的作 用，使细胞保持一定的形状和 相对稳定的外在环境。现在认 为胞壁具有一定的生理活性功 能。
第一章 植物细胞
基本要求
1.了解细胞学说的提出在自然科学发展史上的重大意义。 2.掌握细胞壁、细胞膜、细胞器和细胞核的结构及其主 要功能。 3.掌握细胞分裂对于生物体维持一切生命活动和延续物 种的重要意义，细胞分裂的三种方式（无丝分裂、 有丝分裂、减数分裂），特别是有丝分裂的过程和 各个分裂时期的特点。
第二节 植物细胞的基本结构
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）
美国物理学家组织网1月16日报道：美实验揭示单细胞变多细胞过程
细胞的形态多样，球形、多面体、立方体、长形等。 细胞的形状由它所处的位臵，执行的功能有关，是由遗传因 素也就是细胞核控制的。


细胞的大小通常在20－50 µm之间

植物细胞的全能性：
——植物的大多数生活细胞，在适当条件下都能由单个细胞
经分裂、生长和分化，形成一个完整植株的现象或能力。
现代生命科学的三大基石

1838-1839年 Schleiden和Schwann的细胞学说 1859年 达尔文的进化论 1866年 孟德尔确立的遗传学
细胞学的发展：
☼ 病毒、类病毒虽具有生命现象，但不具细胞结构。

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。细胞是 生物体生长发育的基础。单细胞植物，一个细胞代表了一个个体， 一切生命活动，包括新陈代谢、生长发育、繁殖，均由一个细胞 完成。复杂的高等植物，一个个体由无数细胞组成，细胞之间有 了机能和形态结构的分工，相互依存、彼此协作，共同保证有机 体的正常生命活动。 细胞是生殖和遗传的基础与桥梁，具有相同的遗传语言；（遗传 单位），细胞具有遗传上的全能性；
初生壁
次生壁
胞间层
•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
3.初生壁与初生纹孔场和胞间连丝
植物细胞初生壁的厚薄不均匀，有的地方厚些， 有的地方薄些。 初生纹孔场(primary pit field) 在初生壁上具有一 些明显的凹陷区域。 胞间连丝(plasmodesma)是穿过细胞壁，沟通相 邻细胞的原生质细丝。（电镜下是复杂结构）
16世纪末~20世纪初：细胞发现、细胞学说创立、 细胞主要结构的发现及描述； 20世纪初~1950’s：细胞形态描述； 1950’s ~ 1990’S：细胞各部分的结构和功能； 1990’S~至今：细胞的生命活动及其调控。 视频：美国科学家造出世界首个人造活细胞（2010 年5月21日）
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
细胞的基本概念

1838－1839德国 Schleiden和Schwann创立细胞学说 1） 一切动植物有机体都是有细胞组成的； 2） 细胞是生命活动的基本单位，是多细胞有机体的结
构、功能和遗传单位。

1855 德国人R. Virchow 提出“一切细胞来源于细胞” （omnis cellulae cellula）的著名论断，进一步完善了细胞 学说。恩格斯将细胞学说誉为19世纪的三大发现之一。
初生纹孔场、纹孔和胞间连丝
胞间层
初生纹孔场 （蓝色）
初生壁
次生壁
胞间连丝的作用：胞间运输，信息传递 （是植物细胞间物质和信息交流的直接通道，其通透性随 组织种类及其生理状况和发育阶段而异。）
（A）两个相邻细胞分离的胞壁电 子显微图，显示胞间连丝。 （B）具有两种不同形状的胞间连 丝的细胞壁示意图。决定了胞 间连丝分子筛的特性。
6.细胞壁的局部加厚与降解

植物细胞分化过程中， 常常发生细胞壁局部加 厚与降解现象，以适应 特定生理功能。如导管 、筛管、传递细胞的分 化。
图 培养的百日草叶肉细胞，再分化成管状分子的过程涉及PCD （A）培养的叶肉细胞有全套的细胞器，改变培养基的激素成分，可以诱导细胞的去分化 （B、C），然后逐步分化成管状分子的前体细胞（D），它是具有次生壁加厚特征的未 成熟管状分子。在成熟的管状分子中，液泡裂解，随即细胞内容物完全降解（E），最后 形成死而空的管状分子（F）。
二、植物细胞的基本结构

植物细胞虽然大小不同，形状多样，但是一般有相同的基本 结构。 显微结构(microscopic structure)：由细胞壁（cell wall）和原 生质体（protoplast）构成，后者又由质膜(plasmalemma、 plasma membrane) 、 细 胞 质 （ cytoplasm ） 和 细 胞 核 （nucleus）构成。 亚 显 微 结 构 (submicroscopic structure) 或 超 微 结 构 （ultrastructure）：在电子显微镜下显示的细胞结构称为亚 显微结构或超微结构。
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。
流动镶嵌模型
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ糖链 脂双层
蛋白质
1.质膜的分子结构
（1）类脂（Lipid):质膜结构的分子骨架，主要是磷脂
磷
脂
磷脂性质:在水环境中形成的双分子层（Bilayer）是


共质体/质外体
所有植物体可分成两个部分：通过胞间连丝结合在一起的原 生质体，称为共质体（symplast）。共质体以外的部分，称为 质外体（apoplast），包括细胞壁、细胞间隙和死细胞的细胞 腔。
初生壁的厚度一般较薄，约1－3 μm， 质地柔软，有较大可塑性，能随着细胞 生长而延展。
洋葱细胞不断长大，初生壁也扩大
Robert Hooke 和他的显微镜

4.荷兰科学家列文虎克A. van Leeuwenhoek 1674年发明了世界上第一个可用光学显微镜，1680 成 为皇家学会会员，一生中制作了200多台显微镜和500多个 镜头。Magnification ranges were in the neighborhood of 50-275x。他是第一个看到活细胞的人，观察过原生动物、 人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。
种子植物中一般直径10－100 µm,较大的如番茄果肉、 西瓜瓤细胞达1 mm，肉眼可见。 最小：球菌直径0.5 µm。支原体0.1－0.3 µm 最大：苎麻纤维细胞长550 mm。