植物细胞

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除作为基质多糖在维持细胞壁结构中起重要作用之外,其降解片段还可
作为信号,调控基因表达。
⑹ 凝集素(lectin)
是一类能与糖结合或使细胞凝集的蛋白质。 几乎所有的高等植物和某些低等植物中都发现有凝集素。在 茎叶中,凝集素主要存在于细胞壁中。 功能:参与植物对细菌、真菌和病毒的防御作用。
新近发现细胞壁中存在执行信号传导功能的多肽。
三、植物学的分科概述 1.植物形态学(plant morphology)
植物的外部形态,包括个体发育和系统发育中的形态建成过程,以及形态与 环境条件之间的关系的科学。 广义的植物形态学包括:

植物外部形态学 植物解剖学(plant anatomy)
植物体内部结构,个体发育和系统发育中的结构建成规律,以及结构 与功能和生活条件关系的科学。
大纤丝
微纤丝
纤维素分子 长链及晶格
细胞壁的一部分
⑵ 半纤维素分子
纤维素分子间的一类基质多糖,是不同种类的糖聚合而成的 一类多聚糖,其成分与含量随种类和细胞类型不同而异。 主要成分有:
木葡聚糖、阿拉伯木聚糖、半乳糖等。
⑶ 果胶
是胞间层和双子叶植物初生壁的主要成分,是一类重要的基 质多糖,也是一种可溶性多糖,包括:果胶酸钙和果胶酸钙镁。 由D-半乳糖醛酸、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖通过β -(1,4) 糖苷键连接组成的线状长链。

思考题
1. 生物的分界系统有哪些?植物有哪些主要 特征。 2. 总结一下你在中学学习《生物学》的经验、
体会,并想一想在大学该如何学习《植物学》?
第一章 植物细胞
一、植物细胞的基本结构
二、植物细胞的后含物
三、植物细胞的生长、分化和死亡
第一节、植物细胞的基本结构
一、植物细胞的形状和大小 1.植物细胞的大小 植物细胞的体积通常很小。 例如,种子植物的细胞直径一般为10-100um。 但是:
数条平行排列的纤维素链形成的分子团,称为微团 (micella)。 多个微团长链有序排列形成微纤丝(microfibril,直径10-25nm)。
在平行排列的纤维素长链之间和链内,因含有大量氢键,使之具有晶体性质,
有高度的稳定性和抗化学降解能力。
若干微纤丝和其间的衬质组成较粗的大纤丝(macrofibril), 大纤丝间也充满衬质。
植物界(光合作用) 动物界(摄食) 真菌界(吸收)
⑵ 胡先骕(1965)提出二总界系统
原生总界:病毒。 胞生总界:细菌界,黏菌界,真菌界,植物界,动物界。
⑶陈世骧(1979)的三总界的五界或六界系统
非细胞总界:病毒。 原核总界:细菌界和蓝藻界。 真核总界:真菌界,植物界,动物界。
⑷王大梠(1977)的六界系统
真核的植物细胞由细胞壁(cell wall)和原生质体(protoplast)
活细胞中细胞壁以内各种结构的总称,是细胞内各种代谢活动的
场所, 包括: 细胞膜、细胞质、细胞核等结构。 植物细胞中一些贮藏物质和代谢产物统称为后含物。
㈠细胞壁
植物与动物细胞的区别之一,对植物生活的重要意义:
支持、保护原生质体作用,能防止细胞吸涨而破裂。 多细胞植物体中,能保持细胞正常形态,影响植物生理活动。 另外,还在植物细胞生长,物质吸收、运输和分泌,机械支
分支学科也越来越多,已经从形态学研究领域和细胞学研究
领域进一步深入到大尺度的宏观研究和更加微小的亚细胞水 平和分子水平,使人们可以在更高、更大的范围内和更微小 的水平上探索植物生命奥秘和发展规律。
四、学习植物学的方法
1.学习方法
⑴ 阅读教材、教学参考书和期刊上的文献。 ⑵ 勤于思考,记好笔记。 ⑶ 注意观察,做好实验。
西瓜果实的果肉细胞直径约1mm,
棉花种子的表皮毛长达7cm,
苎麻类植物茎中纤维细胞长可达55cm。
2.植物细胞的形状多种多样
球状体,多面体,纺锤体,柱状体等。
二、植物细胞的基本结构
两大部分组成。 原生质(protoplasm):组成细胞的有生命物质的总称,是物质 概念。 原生质体(protoplast) :是组成细胞的一个形态结构单位,是
硅氧化物等)。
⑴ 纤维素
是细胞壁中最重要的成分。
由多个葡萄糖分子以β-(1,4)糖苷键连接的D-葡聚糖,含有不同 数量的葡萄糖单位(从数百到上万个不等)。 纤维素分子以伸展的长链形式存在。
纤维素由多个葡萄糖分子以β-(1,4)糖苷键连接的D-葡聚糖,含有不同数量的葡萄糖单位。
纤维素分子以伸展的长链形式存在。
病毒界:在魏泰克(1969)五界系统基础上,增加病毒界。 原核生物界:细菌和蓝藻。 原生生物界 真菌界 植物界 动物界
6.生物分界的主要依据
主要依据生物营养方式,并考虑生物进化水平。
7.植物界的概念和包含的类群
⑴植物界的概念
含有叶绿素,能进行光合作用的真核生物。
⑵植物界包含的主要类群 真核藻类(注意:为包含原核藻类) 苔藓植物 蕨类植物
间层首先木质化。
初生壁
次生壁
胞间层
⑵初生壁(primary wall)
是细胞生长过程中或停止生长前,由原生质体分泌形成的细
胞壁层。 初生壁一般较薄,含有纤维素、半纤维素、果胶、多种酶类 和糖蛋白。 初生壁的非纤维素多糖和糖蛋白能将微纤丝交联在一起,即 网状的微纤丝分布在非纤维素多糖的基质中。 果胶质使细胞壁具有延展性,使得细胞壁能随细胞生长而扩 大。
种类多样性, 生态类型多样性,遗传多样性,景观多样性。
⑴ 种类多样 植物界有50余万种(二界系统),如藻类、菌类、地衣、 苔藓、蕨类和种子植物(裸子和被子植物)。 ⑵大小 支原体0.1µm→ 参天大树。 ⑶结构
单细胞→多细胞 。
⑷我国的植物资源 植物资源丰富,在工农业生产、经济活动、环境建设
中发挥巨大作用,可供食用、药用、科学研究(化石)等。
原生生物界 真菌界: 从植物界中分出真核菌类。 植物界 动物界
⑶ 魏泰克(1969)提出的五界系统
原核生物界:细菌和蓝藻。 原生生物界 真菌界 植物界 动物界 ⑷黎得尔(1974)提出的四界系统 真菌界: (原生生物界) 原核生物界 植物界: (原生生物界) 动物界: (原生生物界)
发展方向
植物界 (光合) 真菌界 (吸收) 动物界 (吞食)
⑷ 微纤丝的成层叠加使细胞壁强度大大增加。
在次生壁中,微纤丝排列具有方向性,常分为3层:内层S3 、 中层S2 、外层S1。各层微纤丝排列方向不同。
细 胞 壁 的 层 次
* 次生壁又可以分为外、中、内三层。
3.细胞壁的生长和特化
⑴细胞壁的生长
微纤丝形成细胞壁骨架,其他壁物质(果胶、半纤维素、胼 胝质、蛋白质、栓质、木质、水等)填充到各级微纤丝网架中。 细胞壁的生长包括:壁面积增长和厚度(内填和附着)增长。 ⑵细胞壁的特化

周云龙, 1999. 植物生物学,高等教育出版社 (图书馆有第二版)
陆时万、张国芳等, 1992. 植物学(上、下)(第二版),高等教育 出版社 李正理,植物解剖学。 胡适宜,1982. 被子植物胚胎学,高等教育出版社 胡适宜,2005. 被子植物生殖生物学,高等教育出版社 《中国植物志》各卷 《河南植物志》1-4卷
⑷ 不断培养学习兴趣,树立远大的理想。
主要参考文献
源自文库

图书馆馆藏的植物学书籍(三楼样本书库)和期刊(三楼和五楼)
期刊网上的研究论文、研究生的毕业论文 马炜梁主编.植物学.北京:科学出版社,2009.

高信曾,1987. 植物学(形态、解剖部分)(第二版),高等教育出 版社
王全喜,张小平等,2004. 植物学(师范院校教材),科学出版社
植物学
河南科技大学农学院 洪亚平
绪论
一、植物在生物分界中的地位
二、植物的多样性 三、植物学的分科概述 四、学习植物学的方法
一、植物在生物分界中的地位
1. 林奈(1707—1778)的二界系统
⑴ 1735年《自然系统》(Systema Naturae)
植物界:叶绿素、 细胞壁、 固着生活
动物界:无光合色素、细胞无壁、具运动能力
裸子植物
被子植物
二、植物的多样性
1.植物的基本特征
⑴ 细胞壁:由纤维素和半纤维素构成。
⑵ 营自养生活:借助阳光或化学能(非绿色植物)将简 单的无机物制造为复杂的有机物。 ⑶ 营固着生活:不能自由移动。 ⑷ 无限生长的特性:大多数植物在个体发育过程中能不
断地产生新的器官、组织结构。
2.植物的多样性
3.植物生理学(plant physiology)
植物生命活动及其规律性,内容包括: 植物体内的物质和能量代谢、植物生长发育、植物对环
境条件的反应等。
4.植物遗传学(plant genetics)
植物遗传和变异规律的学科。
5.植物生物学(plant biology)
植物的形态结构、植物生命活动、植物生态、植物系统
通常,初生壁的生长并非均匀增厚,其上常有初生纹孔场。
⑶次生壁(secondary wall)
细胞停止生长、初生壁不再增加表面积后,壁物质沉积在
初生壁内侧而形成的壁层,与质膜相邻。 次生壁比初生壁坚韧,延展性差的原因: ⑴纤维素含量高,微纤丝排列比初生壁致密,有一定方向 性。果胶质极少。 ⑵基质主要是半纤维素,不含糖蛋白和各种酶。 ⑶在次生壁中还常添加了木质素等成分,也大大增强了其 硬度。
持,细胞间相互识别,细胞分化、防御、信号传递等生理活动中
发挥着重要作用。
1.细胞壁的化学成分
高等植物细胞壁的主要成分是:多糖和蛋白质。
多糖:纤维素,半纤维素,果胶质。 不同细胞的细胞壁成分可能不同,因为细胞壁中还填充有一 些无定形物质,例如: 木质素、脂质化合物(角质、木栓质、蜡质)、矿物质(碳酸钙、
在次生壁形成时,原生质体常分泌一些不同性质的化学物质
填充到细胞壁内,与纤维素密切结合而使细胞壁性质发生变化, 常见的有:
①木质化(lignifacation)
⑵依据
营养方式、细胞壁、有无运动能力。
⑶植物界包括:
细菌,真菌,藻类,地衣植物,苔藓植物,蕨类植物,种 子植物。
2.海克尔(Haeckel,1866,德国)的三界系统
19世纪,显微镜发明和使用,导致人们发现了一些兼有动植 物特性的生物(黏菌)。
⑴霍格(1860)提出原始生物界概念
单细胞生物、藻类、原生动物和真菌。

植物胚胎学(plant embryology)
高等植物胚胎形成和发育规律的科学。

植物细胞学(plant cytology)
植物细胞的形态结构、代谢功能和遗传变异等内容的学科。
2.植物分类学(plant taxonomy)
植物种类的鉴定,植物之间的亲缘关系,植物界的自然
系统的学科。 按照所研究的植物类群的不同,又派生出: 细菌学,真菌学,藻类学,地衣学,苔藓学,蕨类学, 种子植物学等。
细胞执行的功能不同,细胞壁的化学组成也有相应变化,如 细胞壁的次生变化(木质素、角质、栓质和矿物质等)。
2.细胞壁的层次结构
细胞壁的厚度变化很大,与各类细胞的作用和细胞年龄有关。
根据细胞壁形成实际和化学成分不同,可将其分为下列三层: ⑴胞间层(中层,middle lamella) 细胞壁最外面,主要由果胶类物质组成,有很强的亲水性和 可塑性,多细胞植物依靠它使相邻细胞粘连在一起。 果胶易被酸或酶分解,使细胞分离。 胞间层与初生壁界限一般难以辨明。当细胞壁木质化时,胞
⑵ 海克尔(1866)创立原生生物界
原生生物界:所有的单细胞生物,如衣藻、细菌、酵母菌和原生动物等。
植物界: 多细胞藻类和真菌、地衣植物、苔藓植物、蕨类植物、种子植物。
动物界
3.科帕兰、魏泰克的四界系统、五界系统 ⑴科帕兰(1938)提出四界系统
把原核生物从原生生物界中分出。
⑵ 魏泰克(1959)提出的四界系统
进化等各个方面知识的学科。
6.植物地理学(plant geography)
地球上现在的和过去的植物的传播和发布的学科。
7. 植物化学(phytochemistry)
植物次生代谢产物成分及其形成和代谢过程等的学科。
植物科学的发展趋势:
由于研究方法和实验技术水平的不断创新,以及各个科 学领域和不同学科之间不断渗透,植物科学得到了迅速发展,
五 界 系 统
发 展 水 平
4.六界系统 ⑴捷恩(1949)提出六界系统
后生动物界 后生植物界 真菌界 原生生物界 原核生物界 病毒界
⑵ Brusca(1990)等提出的六界系统
原核生物界 古细菌界 原生生物界 真菌界 植物界 动物界
⑶卡瓦乐-史密斯(1989)八界系统
5.我国学者的生物分界系统 ⑴邓叔群(1966)提出三界系统
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