植物细胞生理

§1.概述

§2.的结构与功能

§3.的结构与功能

§4.的亚微结构与功能

§1. 植物细胞概述

一、高等植物细胞的特点根据细胞的进化程度，可将其分为两大类型：原核细胞(prokaryotic cell)和真核细胞(eukaryotic cell)。

种子植物各种形状的细胞

二原生质的性质

原生质：构成细胞的生活物质，是细胞生命活

动的物质基础。分3部分组成：

1.水(大部分)

蛋白质

2.有机物

核糖碳水化合物

脂类

3.无机物

原生质的物理性质

原生质的胶体性质

原生质的液晶性质

图1-2 植物细胞结构图解

返回植物细胞结构图

细胞壁(cell wall)是植物细胞外围的一层壁，具一定弹性和硬度，界定细胞形状和大小。

一、细胞壁的结构

典型的细胞壁是由

胞间层(intercellular layer)

初生壁(primary wall)

次生壁(secondary wall)组成

细胞壁是在细胞分裂过程中形成的,先在分裂细胞之间形成胞间层，主要成分是果胶质,再在胞间层的两侧形成有弹性的初生壁，有些细胞还形成坚硬的次生壁。

细胞壁的亚显微结构图解

S1 次生壁外层；S2 次生壁中层；S3 次生壁内层；

CW1 初生壁；ML 胞间层

二. 细胞壁的化学组成

构成细胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白质、酶类以及脂肪酸等。细胞壁中的多糖主要是纤维素、半纤维素和果胶类，它们是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。次生细胞壁中还有大量木质素。

①胞间层(中胶层）：果胶质

②初生壁：纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白质

③次生壁：纤维素，半纤维素，木质素，果胶质

1.纤维素

纤维素(cellulose)是植物细胞壁的主要成分，它是由1 000～10 000个β-D-葡萄糖残基以β-1,4-糖苷键相连的无分支的长链。分子量在50 000～400 000之间。

纤维素内葡萄糖残基间形成大量氢键，而相邻分子间氢键使带状分子彼此平行地连在一起，这些纤维素分子链都具有相同的极性，排列成立体晶格状，可称为分子团，又叫微团(micellae)。微团组合成微纤丝(microfibril)，微纤丝又组成大纤丝(macrofibril)，因而纤维素的这种结构非常牢固，使细胞壁具有高强度和抗化学降解的能力。

2.半纤维素

半纤维素(hemicellulose)往往是指除纤维素和果胶物质以外的，溶于碱的细胞壁多糖类的总称。

半纤维素的结构比较复杂，它在化学结构上与纤维素没有关系。不同来源的半纤维素，它们的成分也各不相同。有的由一种单糖缩合而成，如聚甘露糖和聚半乳糖。有的由几种单糖缩合而成，如木聚糖、阿拉伯糖、半乳聚糖等。

3.果胶类

果胶物质是由半乳糖醛酸组成的多聚体。根据其结合情况及理化性质，可分为三类：即果胶酸、果胶和原果胶。　

(1)果胶酸是水溶性的，很容易与钙起作用生成果胶酸钙的凝胶。

(2)果胶果胶能溶于水，存在于中层和初生壁中，甚至存在于细

胞质或液泡中。

(3)原果胶主要存在于初生壁中，不溶于水，在稀酸和原果胶酶

的作用下转变为可溶性的果胶。

果胶物质分子间由于形成钙桥而交联成网状结构。它们作为细胞间的中层起粘合作用，可允许水分子自由通过。果胶物质所形成的凝胶具有粘性和弹性。钙桥增加，细胞壁衬质的流动性就降低；酯化程度增加,相应形成钙桥的机会就减少，细胞壁的弹性就增加。

4.木质素

木质素(lignin)不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚合物，在木本植物成熟的木质部中，其含量达18%～38%，主要分布于纤维、导管和管胞中。

木质素可以增加细胞壁的抗压强度，正是

细胞壁木质化的导管和管胞构成了木本植物坚硬的茎干，并作为水和无机盐运输的输导组织。

5.蛋白质与酶

细胞壁——伸展蛋白(extensin)

富含羟脯氨酸的糖蛋白(hydroxyproline rich glycoprotein,HRGP)，大约由300个氨基酸残基组成，这类蛋白质中羟脯氨酸(Hyp)含量特别高，一般为蛋白质的30%～40%

氨基酸顺序有特征性的结构单位为：

Ser-Hyp-Hyp-(x)-Hyp-Hyp

6.矿质

三、细胞壁的形成

细胞壁的形成是多种细胞器配合作用的结果。新细胞壁的形成开始于细胞分裂的晚后期或早期。

细胞分裂时，在两组染色体之间，也就是在母细胞的赤道板面上，有许多大小不一的分泌囊泡(secretory vesicles)不规则地汇聚在一块，这些小囊泡是由高尔基体和内质网分泌而形成的，其中富含组成细胞壁的各种糖类，它们借助与细胞赤道板垂直方向上存在的微管的运动，逐渐整齐地排列成片，组成成膜体(phragmoplast)。成膜体中的囊泡膜相互融合与连接形成细胞的质膜，其中的内含物连成一体构成细胞板，这是雏形的中层结构。

五植物细胞间的通道

一. 胞间连丝

二. 共质体与质外体

一. 胞间连丝（plasmodesma）

胞间连丝(plasmodesma)是穿越细胞壁，连接相邻细胞原生质（体）的管状通道，通道由质膜或内质网膜或连丝微管所构成。

通过胞间连丝，两细胞之间的内质网相通，质膜连续。一般每μm2面积的细胞壁上有1～15条胞间连丝，而筛管分子和某些传递细胞(transfer cell)之间，胞间连丝特别多。

胞间连丝三种状态：封闭态，可控态，开放态。