1、第一章 植物的細(xì)胞(Cell),概述第一節(jié) 植物細(xì)胞的基本構(gòu)造 一、原生質(zhì)體 二、細(xì)胞后含物和生理活性物質(zhì) 三、細(xì)胞壁第二節(jié) 植物細(xì)胞的分裂,概述,細(xì)胞是生命的結(jié)構(gòu)和功能單位。目前已知的生物體（不包括病毒）均由一個(gè)或多個(gè)細(xì)胞構(gòu)成，而所有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)與功能上都具有本質(zhì)的相似性，由此說(shuō)明紛繁多樣的生命在本質(zhì)上是同一的，并且可能有著共同的起源。細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的、自主調(diào)控的代謝體系；

2、細(xì)胞能夠通過(guò)分裂而增殖，是生物個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的基礎(chǔ)；細(xì)胞是遺傳的基本單位，并具有遺傳的全能性。,概述,概念：構(gòu)成植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位。形狀、大?。?形狀多樣，隨植物種類(lèi)以及存在部位和機(jī)能不同而異。 高等植物細(xì)胞的大小一般直徑10~100um。,,植物的顯微結(jié)構(gòu)：在光學(xué)顯微鏡下所觀察到的植物體或細(xì)胞的內(nèi)部構(gòu)造。 有效放大倍數(shù)小于1200倍。植物的超微結(jié)構(gòu)（亞顯微結(jié)構(gòu)）：在電子顯微鏡下所觀察

3、到的植物體內(nèi)更細(xì)致的結(jié)構(gòu)。 有效放大倍數(shù)大于100萬(wàn)倍。,第一節(jié) 植物細(xì)胞的基本構(gòu)造,典型的植物細(xì)胞（模式植物細(xì)胞）：各種植物細(xì)胞的主要形態(tài)特征都集中在一個(gè)細(xì)胞里。,,典型的植物細(xì)胞,原生質(zhì)體,后含物和生理活性物質(zhì),細(xì)胞壁(cw),,細(xì)胞質(zhì)(cp),細(xì)胞核(cn),,質(zhì)膜,基質(zhì),細(xì)胞器,,質(zhì)體,線粒體,液泡,內(nèi)質(zhì)網(wǎng),高爾基體,核糖體等,,后含物：淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、晶,生理活性物質(zhì)：酶、維生素、激素,一、原生質(zhì)體(pro

4、toplast),是細(xì)胞內(nèi)有生命的物質(zhì)的總稱(chēng)，包括細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、質(zhì)體、線粒體等，細(xì)胞的一切代謝活動(dòng)都在這里進(jìn)行。構(gòu)成原生質(zhì)體的物質(zhì)基礎(chǔ)是原生質(zhì)，其化學(xué)成分主要是蛋白質(zhì)和核酸。在生活細(xì)胞中，水是主要成分，占鮮重的80~90%。,（一）細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)(cp),充滿在cw和cn之間，外面包被著質(zhì)膜，質(zhì)膜內(nèi)是半透明的基質(zhì)。在基質(zhì)中分散著細(xì)胞器。細(xì)胞質(zhì)有自主流動(dòng)的能力，這是一種生命現(xiàn)象。,1、質(zhì)膜(plasmic memb

5、rane),是cp與cw相接觸的膜。厚度為6~10nm,一般在光鏡下難以看到，主要在電鏡下，看到為三層結(jié)構(gòu)，兩側(cè)成兩個(gè)暗帶，中間夾有一個(gè)明帶。對(duì)膜的結(jié)構(gòu)，目前較流行的是“流體鑲嵌”模型。主要功能：選擇透性，控制細(xì)胞內(nèi)外水分和物質(zhì)的交換。,目前，對(duì)膜的研究是細(xì)胞生物學(xué)中最活躍的領(lǐng)域之一，因?yàn)樯F(xiàn)象中的許多基本問(wèn)題，如能量的轉(zhuǎn)換、刺激的傳導(dǎo)、細(xì)胞識(shí)別、細(xì)胞免疫、激素的作用等無(wú)不和膜有關(guān)。細(xì)胞中除質(zhì)膜外，cp與液泡相接觸的膜為液泡膜，在

6、cp的基質(zhì)中還有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、小泡，以及各種細(xì)胞器也都由膜構(gòu)成，而且它們彼此連接相互交通，使整個(gè)細(xì)胞形成了一個(gè)十分復(fù)雜的膜系統(tǒng)。細(xì)胞中的生化反應(yīng)也都在膜上進(jìn)行。,2、細(xì)胞器(organelle),是細(xì)胞中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)、成分和特定功能的微器官，也稱(chēng)擬器官。包括質(zhì)體、線粒體、液泡系、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、核糖體、溶酶體等。前三者可在光鏡下觀察到，其他的只能在電鏡下觀察到。,（1）質(zhì)體(plastid),是綠色植物細(xì)胞所特有的細(xì)胞器。其

7、體積比線粒體大，但比cn小，呈圓盤(pán)形或卵圓形，直徑5~8um，厚1um。根據(jù)所含色素和功能的不同，分三種：,①葉綠體(chloroplast)：,所含色素：葉綠素甲、葉綠素乙、胡蘿卜素和葉黃素。形狀：在低等植物，形狀多樣。高等植物，通常呈圓球狀、橢圓形，形如凸透鏡。分布：廣泛存在于綠色植物的葉、莖的綠色部分以及花、果的某些部分。根一般不含葉綠體。功能：光合作用、合成同化淀粉。,②有色體(chromoplast)(雜色體),所含色素

8、：主要是胡蘿卜素和葉黃素，由于二者比例不同，使植物呈黃、紅、橙等色。分布：主要存在于花、果實(shí)和根中。形狀：針形、球形、桿狀、多角形或不規(guī)則形。注意：色素和有色體的區(qū)別。,③白色體(leucoplast),不含色素，無(wú)色。形狀：個(gè)體最小，常呈圓形、橢圓形或紡錘形。分布：多見(jiàn)于不暴光的組織中，少數(shù)見(jiàn)光部分也有。功能：與積累貯藏物質(zhì)有關(guān)。,三者關(guān)系： 都是由前質(zhì)體分化而來(lái)，在一定條件下，一種質(zhì)體可以轉(zhuǎn)變成另一種質(zhì)體

9、。 前質(zhì)體 白色體 葉綠體 有色體,,,,,,,,,,,,,（2）線粒體(mitochondria),普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中，是cp內(nèi)的顆粒狀、棒狀、絲狀或有分枝的細(xì)胞器。比質(zhì)體小，直徑0.5~1.0um，長(zhǎng)約1~2um。在光鏡下僅見(jiàn)其外形。在電鏡下可見(jiàn)由兩層膜組成。含有非常多樣且異常重要的酶和與能量代謝密切相關(guān)的ATP。是細(xì)胞中物質(zhì)氧化(呼吸作用)的中心。有人稱(chēng)它為細(xì)胞的“動(dòng)力工廠”。

10、,（3）液泡(vacuole),,植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)。在幼小的細(xì)胞中，不明顯，體積小，數(shù)量多。在成熟細(xì)胞中，可占據(jù)細(xì)胞體積的90%，而把cp和cn擠到一旁。,結(jié)構(gòu)： 液泡膜：是有生命的cp的組成之一，單 層膜，結(jié)構(gòu)與質(zhì)膜相似，但透性 和物理特性卻不同。 細(xì)胞液：細(xì)胞新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各 種物質(zhì)的混合液，是無(wú)生命的非

11、 原生質(zhì)體的組成部分。意義：對(duì)生活細(xì)胞有重要意義：貯藏代謝產(chǎn)物，參與細(xì)胞中物質(zhì)生化循環(huán)，維持cp內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。,,（4）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum) 分布在cp中，由雙層膜構(gòu)成的網(wǎng)狀管道。有光滑和粗糙兩種類(lèi)型，一般認(rèn)為是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、類(lèi)脂和多糖的合成、貯藏及運(yùn)輸系統(tǒng)。,（5）高爾基體(Golgi body) 分布于cp中，cn周?chē)蛏戏健Ｓ泻铣?、濃縮和轉(zhuǎn)化某

12、些化合物的功能。（6）核糖體(ribosome) 合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。（7）溶酶體(lysosome) 分解大分子、起到消化和消除殘余物的作用。,（二）細(xì)胞核(nucleus)(cn),是細(xì)胞中最重要的成分。在傳遞遺傳性狀和控制細(xì)胞代謝上都起著主導(dǎo)作用。除細(xì)菌和藍(lán)藻外(原核生物)，所有的植物細(xì)胞都有cn。在高等植物，一般只有一核。 在低等植物，有雙核或多核。一般呈圓球形，直徑10~20um。,結(jié)構(gòu)：

13、可分為核膜、核仁、染色質(zhì)和核液等四部分。 1.核膜：分隔cp和cn的界限，是雙層膜。 膜上有許多核孔，是cn和cp物質(zhì)交換的通道。 2.核液：核膜內(nèi)呈液體狀態(tài)的物質(zhì)。主要 成分為蛋白質(zhì)、RNA、酶和水。 3.核仁：cn中1~幾個(gè)折光率更強(qiáng)的球狀體。 4.染色質(zhì)：散布在核液中，易被堿性染料著色的物質(zhì)。主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。,二、細(xì)胞后含物和生理活性物質(zhì) 為細(xì)胞代

14、謝過(guò)程中所產(chǎn)生的無(wú)生命的產(chǎn)物。（一）后含物(ergastic substance) 細(xì)胞在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物的統(tǒng)稱(chēng)。以成形或不成形的形式分布在cp或液泡中。由于其種類(lèi)和形式多樣，并因植物而異，故是中藥鑒定的依據(jù)之一。,1、淀粉(starch),是所有植物細(xì)胞中最常見(jiàn)的貯藏物質(zhì)，以淀粉粒的形式存在于薄壁細(xì)胞的cp中。分布：根、莖、種子的胚乳、子葉中。形成：由造粉體積累貯藏淀粉所形成。先從一處開(kāi)始形成

15、核心臍點(diǎn)，然后環(huán)繞臍點(diǎn)繼續(xù)積累，形成亮暗相間的層紋，最后整個(gè)白色體全為淀粉所充滿，形成具有同心圓花紋的淀粉粒。,類(lèi)型：?jiǎn)瘟?、?fù)粒、半復(fù)粒?；瘜W(xué)鑒別： 加碘 藍(lán)(直)、紫紅(支) 一般植物同時(shí)含直、支鏈淀粉 藍(lán)紫色,,,2、菊糖(inulin),由果糖分子聚合而成，是淀粉的異構(gòu)體，多含在菊科和桔?？浦参锏募?xì)胞中。能溶于水，不溶于乙醇。,3、蛋白質(zhì)(protein),性質(zhì)：貯藏的蛋白質(zhì)，呈固體狀態(tài)，無(wú)生命

16、的物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。一般以糊粉粒的狀態(tài)存在于細(xì)胞的任何部分，常呈無(wú)定形的小顆粒或結(jié)晶體。分布：種子的胚乳，子葉細(xì)胞。 糊粉層：在玉米、小麥、水稻等果實(shí)的胚乳最外一層或幾層細(xì)胞中含有大量的蛋白質(zhì)。,檢驗(yàn)：①黃色反應(yīng) ②碘化反應(yīng) ③二縮尿反應(yīng),4、脂肪(fat)和脂肪油(fat oil),是脂肪酸和甘油結(jié)合而成的脂。常溫下：固體或半固體 脂

17、 液體 油。 通常呈小滴狀分散在cp里，不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，比重比較小，折光性強(qiáng)。主要分布在植物種子里。是貯藏物質(zhì)中最為經(jīng)濟(jì)的形式。,,,檢驗(yàn)：①蘇丹Ⅲ 橘紅色②紫草試液 紫紅色③四氧化鋨 黑色,,,,5、晶體(crystal),一般認(rèn)為是細(xì)胞生活過(guò)程中所產(chǎn)生的廢物，常見(jiàn)的有草酸鈣結(jié)晶和碳酸鈣結(jié)晶，存在液泡里，它的形成可減少過(guò)多的酸對(duì)植物所產(chǎn)生的毒害。,(

18、1)草酸鈣結(jié)晶(calcium oxalate crystal),常為無(wú)色透明，以不同的形狀分布在細(xì)胞液中。一般一種植物只具一種形狀，也有兩種或多種的。常見(jiàn)的有： a.單晶(方晶)(solitary crystal)： b.針晶(acicular crystal)： c.簇晶(cluster crystal；rosette aggregate)： d.砂晶(micro-crystal；crystal sand)：

19、e.柱晶(columnar crystal；styloid)：,應(yīng)用：可作為鑒別藥材的依據(jù)?；瘜W(xué)特征：不溶于醋酸，不溶于水合氯醛，加稀鹽酸溶解，但無(wú)氣泡產(chǎn)生；加10~20%硫酸則溶解，并產(chǎn)生硫酸鈣針晶。,(2)碳酸鈣晶體(calcium carbonate crystal),多存在于植物葉的表層細(xì)胞中，其一端與cw連接，是cw的特殊瘤狀突起上聚集了大量的碳酸鈣或少量硅酸鈣而形成，形如一串懸垂的葡萄。又稱(chēng)鐘乳體。化學(xué)特征：加醋酸或稀鹽

20、酸溶解，并放出二氧化碳?xì)怏w。主要存在于?？?、爵床科、蕁麻科。,桑葉鐘乳體,三、細(xì)胞壁(cell wall)(cw),是植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)，與液泡、質(zhì)體一起構(gòu)成植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞不同的三大結(jié)構(gòu)特征。是具有一定硬度和彈性的固體結(jié)構(gòu)。一般認(rèn)為是原生質(zhì)體分泌的非生活物質(zhì)形成。,（一）cw的分層,細(xì)胞壁由于形成的先后及化學(xué)成分的不同，在結(jié)構(gòu)上分出了層次。相鄰兩細(xì)胞所共有的細(xì)胞層可分為胞間層、初生壁和次生壁三層。,1、胞間層(intercell

21、ular layer),又稱(chēng)中層(middle lamella)。是相鄰兩細(xì)胞所共有的薄層。在細(xì)胞分裂時(shí)形成。主要成分為果膠類(lèi)物質(zhì)。起粘連兩個(gè)細(xì)胞的作用。胞間層的果膠質(zhì)易被果膠酶、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿等溶解，從而使細(xì)胞間分離開(kāi)來(lái)。組織解離法和漚麻的工藝過(guò)程就是利用這個(gè)原理。,2、初生壁(primary wall),在細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中，原生質(zhì)體分泌纖維素、半纖維素、果膠類(lèi)物質(zhì)添加在胞間層的內(nèi)方，形成薄而具有彈性的初生壁。初生壁能隨細(xì)胞生長(zhǎng)而延

22、伸。許多植物細(xì)胞終身只有初生壁。,3、次生壁(secondary wall),不是所有植物細(xì)胞都有次生壁。有些細(xì)胞當(dāng)停止生長(zhǎng)以后，原生質(zhì)體的分泌物（纖維素和半纖維素以及少量木質(zhì)素等）繼續(xù)在初生壁的內(nèi)側(cè)層層填積，使cw加厚，形成次生壁。次生壁一般比較厚而且堅(jiān)韌，細(xì)胞有了次生壁以后，壁的牢固性大為加強(qiáng)。,復(fù)合中層：具次生壁的細(xì)胞，其初生壁就很薄，并且兩相鄰細(xì)胞的初生壁和它們之間的胞間層三者已形成一種整體似的結(jié)構(gòu)。有時(shí)也包括最初的次生

23、壁層。常用在胞間層與初生壁不易區(qū)別的場(chǎng)合。,在較厚的次生壁中，一般可分為內(nèi)、中、外三層，并以中間的次生壁層較厚。因此，一個(gè)典型的具次生壁的厚壁細(xì)胞，cw可見(jiàn)有5層結(jié)構(gòu)：即胞間層、初生壁和次生壁（三層）。,（二）紋孔和胞間連絲,1.紋孔(pit) 次生壁形成時(shí)并非均勻地增厚，在許多地方留下未加厚而呈凹陷的區(qū)域稱(chēng)為紋孔。 紋孔對(duì)、紋孔膜、紋孔腔、紋孔口 紋孔的存在有利于水和其

24、他物質(zhì)的運(yùn)輸。,紋孔對(duì)具有一定的形狀和結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的有三種類(lèi)型：（1）單紋孔：（2）具緣紋孔：（3）半緣紋孔：,2、胞間連絲(plasmodesmata),細(xì)胞間有許多纖細(xì)的原生質(zhì)絲，穿過(guò)cw上的微細(xì)孔眼或紋孔彼此聯(lián)系，這種原生質(zhì)絲叫胞間連絲。細(xì)胞間因胞間連絲保持生理上有機(jī)的聯(lián)系，成為統(tǒng)一的整體。,（三）細(xì)胞壁的特化,細(xì)胞壁主要是由纖維素構(gòu)成的，它具有韌性和彈性。 氧化銅氨液 溶解

25、 纖維素 氯化鋅碘液 藍(lán)紫色 細(xì)胞壁由于環(huán)境的影響和生理機(jī)能的不同，常發(fā)生各種不同的特化。常見(jiàn)的有：,,木質(zhì)化：cw內(nèi)填充和附加了木質(zhì)素，使cw變硬，起支持作用。 檢驗(yàn)：①+間苯三酚+HCl 紅或紫紅 ②+氯化鋅碘液 黃或棕色木栓化：cw中增加了木栓質(zhì)，是一種脂肪性化合物。 特點(diǎn)：C不透水不透氣，原生質(zhì)體完全消失，成為死細(xì)胞

26、。有保護(hù)作用。 檢驗(yàn)：①+蘇丹Ⅲ試液 橘紅或紅色 ②+KOH 溶解成黃色油滴狀,,,,,角質(zhì)化：cw內(nèi)填充了角質(zhì)。角質(zhì)是脂肪性化合物，所以cw的角質(zhì)化或形成角質(zhì)層可防止水分過(guò)度蒸發(fā)和微生物的侵害。 檢驗(yàn)：+蘇丹Ⅲ 橙紅色。粘液質(zhì)化：cw中所含的果膠質(zhì)和纖維素變成粘液的一種變化。主要發(fā)生在種子和果實(shí)的表皮細(xì)胞中。礦質(zhì)化：cw中含Si或Ca質(zhì)，

27、cw變硬，起支持作用。,,第二節(jié) 植物細(xì)胞的分裂,細(xì)胞分裂是細(xì)胞的基本活動(dòng)，也是生命延續(xù)的基礎(chǔ)。植物細(xì)胞具有三種分裂方式：有絲分裂、減數(shù)分裂和無(wú)絲分裂。有絲分裂產(chǎn)生遺傳均一的子細(xì)胞，是體細(xì)胞增殖的主要方式；減數(shù)分裂產(chǎn)生遺傳多樣的單倍體子細(xì)胞，是有性生殖過(guò)程的關(guān)鍵事件。無(wú)絲分裂是一種少見(jiàn)的分裂方式，可能引起遺傳上的不穩(wěn)定。,復(fù)習(xí)思考題,1.植物的細(xì)胞是由哪幾個(gè)主要部分組成的？ 2.質(zhì)體可分為哪幾種？各有什么功能？ 3.淀粉粒有幾種類(lèi)