植物细胞(1)

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初生壁 次生壁 胞间层

2、细胞壁的化学组成和超微结构(了解) 构架物质:纤维素 衬质:果胶质、半纤维素、水、蛋白质
30~100个 分子团
葡萄糖分子链连接成的分子团
若干微纤丝 +衬质
微纤丝
(EM下)
大纤丝
(LM下)
3、细胞壁的生长和特化

细胞壁的生长方式(两种):初生壁以填 充方式进行,次生壁以附加方式进行。
在 光 学 显 微 镜 下 观 察 到 的 胞 间 连 丝
胞间连丝
超微结构(了解)
上述知识点在基础研究以及生产上的应用
• 氨基酸和生物资源 • Amino Acids&Biotic Resources*2003,25(3):20— 23 • 植物细胞壁中的伸展蛋白 • 刘晶晶,邓泽元 • (南昌大学食品科学教育部重点实验室,江西南昌330047) • 摘要:随着实验技术的发展尤其是分子生物学技术的应用, 植物细胞壁的研究已取得丰硕的成果。植物细胞壁中最重 要的结构蛋白——伸展蛋白,是高等植物细胞壁中一族富 含羟脯氨酸的糖蛋白,起强固细胞壁的作用。本文综述了 近几十年对伸展蛋白的分离纯化、结构、生物合成、功能 作用及其基因和表达的控制方面的研究。


(3)次生壁

位于初生壁之内,细胞停止生长后形成的 壁层,构成次生壁的物质以纤维素为主, 但还有木质或木栓质等其他物质。大部分 具有次生壁的细胞,在成熟时原生质体已 死亡, 少数细胞具有次生壁,如纤维、石细胞、 导管、管胞、木栓细胞等(机械组织、输 导组织、部分保护组织)。 功能:具有较强的机械支持作用 。
细胞器
细胞
质 体 线粒体 内质网 高尔基体 核糖体 液泡(中央大液泡) 溶酶体 圆球体 微体 微管和微丝
• 植物细胞基本结构及其与动物细胞的主要区 别:植物细胞具有细胞壁、质体和大液泡
二、细胞生命活动的物质基础……原生质
原生质protoplasm与原生质体protoplast的概 念 构成细胞的生活物质称为原生质,它是细胞生命活 动的物质基础。一般将细胞内由原生质组成的各种 结构统称为原生质体,包括细胞膜、细胞质和细胞 核。 根据对原生质进行化学分析,主要由水、无机盐、 蛋白质、核酸、碳水化合物、脂类等化合物组成。 原生质最重要的生理特性是具有生命现象,即具有 新陈代谢能力。 (课外自学)
一、真核植物细胞的基本特征 真核细胞体积一般直径为10~100μm 在细胞的外层为细胞壁,细胞壁里面是 原生质体。细胞壁是具有一定硬度和弹 性的结构,原生质体是由原生质分化而 来,是细胞内有生命的部分,包括细胞 膜、细胞质和细胞核等结构。
细胞的基本结构
细胞膜 原生质体 细胞质 胞基质 核膜 细胞核 核仁 核质 细胞壁 胞间层 初生壁 次生壁
纹孔对:相邻两细胞之间的纹孔多成对存在,称 了 纹孔对。 解 纹孔膜:将一对纹孔隔开的薄膜称纹孔膜,纹孔 膜实际上就是胞间层+初生壁。 纹孔腔:从纹孔到纹孔膜之间的空腔。


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1 .单纹孔:纹孔腔呈圆柱形 ,直径大小几 乎一致。 2.具缘纹孔:纹孔周围的次生壁离开初生壁 隆起成一拱形结构,使纹孔具有隆起的边 缘,纹孔腔呈圆锥形。
(1)胞间层



是由相邻的两个细胞向外分泌的果胶物质 构成的。 处于细胞之间,主要成分果胶质。 功能:粘连细胞。
(2)初生壁

是新细胞最初产生的壁层,也是细胞生长 增大体积时所形成的壁层,是由邻接的细 胞分别在胞间层两面沉积壁物质而成。 位于胞间层之内,主要成分纤维素、半纤 维素和果胶质。
大多数生活的植物细胞的壁只有胞间层和 初生壁(如分生组织、薄壁组织) 。 功能:是原生质体基本的保护和支撑结构。
Structure of pit
纹孔的结构
Bordered pits 具缘 Simple pits
(二)胞间连丝 胞间连丝概念:穿过细胞壁的细胞质细丝,它连 接相邻细胞的原生质体。 电镜研究表明,胞间连丝与相邻细胞中内质 网相连,从而构成了一个完整的膜系统。胞 间连丝主要起细胞间的物质运输和刺激传递 的作用。


细胞壁的特化指细胞生长分化过程,由原 生质体合成一些特殊的物质渗入壁内,改 变壁的性质以适应一定功能。 常见特化有: 木化、 角化、 栓化、 矿化
(1) 木质化 木质化:指木质素(酚类化合物)渗透 到细胞壁中,加大细胞壁的硬度,增强细 胞的支持力量 。 如纤维、导管、管胞
导管、管胞细胞壁木化
• 细胞壁在植物胚胎发生中的作用 • 张涛, 曹孜义 • (1兰州大学生命科学学院;2甘肃省农业科学院, 兰州730000) • 摘要:在植物的生长与发育过程中,细胞壁不仅 在决定和维持细胞形态方面发挥了重要作用,而 且还参与了对细胞生长与分化的调控,这种调控 涉及一些细胞壁信号分子,尤其是一些细胞壁水 解产物在细胞内和细胞间的转导。本文对细胞壁 在植物胚胎发生中的作用进行综述。
(一) 纹孔 1、初生纹孔场 初生纹孔场概念:细胞壁在生长时并不是均 匀增厚的,在细胞的初生壁上有一些明显凹 陷的较薄区域称为初生纹孔场。 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,这些细丝称胞间 连丝。
2、纹孔(pit)

纹孔:具有初生壁的细胞进行次生加厚形成 次生壁时,加厚不是均匀的,局部地方没有 次生壁,只有胞间层+初生壁,细胞壁的这 种比较薄的区域就叫纹孔。纹孔可以起通水 作用。
体视显微镜(4x-16x)
生物光学显微镜(40x-1000x)
透射电子显微(几万~几百万倍)
果皮 假隔膜
种子
荠菜幼果
4年生椴树茎横切
由透射电子显微镜 拍摄的葡萄球菌细 胞, 放大倍数 50000x.
扫描电子显微拍摄的镜鼠耳芥(拟南芥)花萼扫描
第一章
植物细胞
细胞不仅是生物体形态结构的基本单位,而 且是生命活动的功能单位。 除病毒外,一切生物体都是由细胞组成的。 高等植物体由无数个功能和形态结构不同的 细胞组成。由于细胞的组合和分化,形成了 生物体的各种组织和器官,使生物体表现出 各种形态特征。
• 中国麻业PLANT FIBERS AND PRODUCTS 2004年26卷第2期 • 亚麻纤维特点及其与产量、品质关系研究进展 • 付兴,李明,李冬梅,孙羽 • (东北农业大学农学院,黑龙江哈尔滨150030) • 摘要:本文概述了近年来亚麻纤维发育研究进展, 着重介绍了亚麻纤维细胞发育、植物激素与纤维 细胞壁关系以及环境、栽培因子对亚麻纤维发育、 产质量影响研究等方面的内容。
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郑州工程学院学报第25卷第1期2004年3月 生菜细胞的鉴别与细胞壁提纯 薛云浩1,Melton L D2,Smith B G2 (1.河南省卫生监督所;2.新西兰奥克兰大学化学系, 新西兰奥克兰) • 摘要:不同部位的生菜切片经染色用光学显微镜进行了细 胞鉴别,用HEPES缓冲液在低温条件下对生菜细胞壁进 行了提纯.生菜主要由初级细胞组成,生菜的细胞壁提纯 得率(干重)为1.33% 。 • 自从20世纪70年代Burkitt和Trowel提出膳食纤维在预防 与治疗西方文明病如心脏病及肠道癌症中的积极作用理论 以来,关于膳食纤维的研究引起了世界范围内的广泛关注, 对植物细胞鉴别和细胞壁分子组成分析研究是对膳食纤维 与健康的关系研究的理论基础。
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植物学通报2OO2,19(5):513—522 植物细胞次生壁形成的研究进展 贺新强,崔克明 (北京大学生命科学学院,北京100871) 摘要综述了近年有关植物细胞次生壁形成的研究 进展,包括目前次生壁研究采用的主要实验系统、 研究技术与方法、次生壁分子结构、次生壁形成 与细胞骨架变化、激素、钙离子和钙调素等在次 生壁形成中的作用以及次生壁形成与细胞程序性 死亡的关系等。
(2)角质化


角化:是指细胞外壁被角质所渗透,在外 表形成膜,为脂类化合物,不透水,但可 透光。 如叶表皮外表的角质膜
(3)栓质化 栓化:为木栓质(脂类化合物)渗入细胞壁 引起的变化。栓化后,细胞失去透水,通 气能力。原生质体最终解体成为死细胞。 如植物老茎、枝和老根的外层
(4)矿质化
三、细胞的外被结构——细胞壁与细胞膜
(一)细胞壁 包围在植物细胞原生质体外的坚韧外壳 对原生质体起保护作用 在植物细胞的生长、吸收、蒸腾、运输、分 泌、机械支持、细胞间的相互识别、细胞分 化等方面具有重要的作用。
1、细胞壁的分层
胞间层 初生壁 次生壁
两个基本层 具特殊功能的细胞才有的壁层


细胞壁渗入矿物质而引起的变化,最常见 的矿物质有CaCO3和SiO2等。矿化能增强 细胞壁的机械强度,提高抗倒伏和抗病虫 能力。 如禾本科植物茎、叶表皮的硅细胞
棉老茎示纤维、导管、管胞
榕树叶柄横切示角质膜
细胞壁小结
1.细胞壁的层次 胞间层+初生壁+次生壁 2.细胞壁的结构单位 微纤丝(电镜下) 3.细胞壁的特化 角化+栓化+木化+矿化
(二)细胞膜cell membrane:与细胞壁相邻, 包围于细胞质外的一层膜。 1、细胞膜的化学组成:蛋白质与磷脂 2、细胞膜的分子结构模型:单位膜模型(1959)、 流动镶嵌模型(1972) 3、功能:有选择透性、主动运输、传递信息及细 胞识别等。
四、细胞间的联络结构—纹孔与胞间连丝
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