北大植物生物学课件第2讲 细胞结构

植物体的结构基础—细胞TheStructureBasisofPlants-----Cell•细胞的概念conceptsoncells•植物细胞的形态结构morphologyandstructureofplantcells•植物细胞的周期与增殖cellcycleandreproductionofplantcells•植物细胞的生长、分化与组织的形成growthanddifferentiationofplantcells,andformationoftissues细胞—生命活动的基本单位Cells—TheBasicUnitofLife•细胞是构成生命有机体的基本结构单位basicstructureunitoforganisms•细胞是代谢与功能的基本单位basicmetabolicandfunctionalunitoforganisms•细胞是生命有机体生长与发育的基础basisofgrowthanddevelopment•细胞是遗传的基本单位，细胞具有遗传的全能性basicunitofheredity,e.g.totipotency细胞的类型TheTypeofCells原核细胞真核细胞原核细胞ProkaryoticCell•遗传信息量小——其信息载体仅为一环状DNA构成•结构简单——原核细胞内没有分化为以膜为基础的具有专门结构和功能的细胞器和细胞核膜真核细胞植物Eukaryoticcell真核植物细胞的结构TheStructureofEukaryoticCellinPlants•细胞壁cellwall•原生质体protoplast–细胞膜/质膜cellmembrane/plasmalemma–细胞核nulceus–细胞质cytoplasma–细胞器organelles–膜系统membranesystem,等等•后含物ergasticsubstance细胞壁的结构TheStructureofCellWall•胞间层/中层middlelamella——apectinlayerbetweencells•初生壁primarycellwall——youngcellsandcellsinactivelygrowingareas(25%cellulose,hemicellulose,pectins,andglycoproteins)•次生壁secondarycellwall——somecellsstopgrowing(celluloseasamaincomponent,upto25%lignin)细胞壁的结构胞间层初生壁具三层结构的次生壁纹孔胞间层具三层结构的次生壁初生壁大纤丝微纤丝微团纤维素分子微团植物细胞次生壁的组成与结构大纤丝微纤丝微团纤维素分子三层的次生壁纤维细胞果胶纤维素半纤维素纹孔场primarypitfield和纹孔PitSimplepit单纹孔Borderedpit具缘纹孔初初生纹孔场胞间连丝Plasmodesmataandprimarypit-fields胞间连丝与初生纹孔场质膜Plasmalemma/plasmamembrane细胞膜/质膜CellMembrane/Plasmalemma质膜包围在原生质体的表面。细胞内还有构成许多细胞器的膜，称为细胞内膜。质膜和细胞内膜统称为生物膜。•生物膜的组成composition——质膜主要是由脂类和蛋白质分子构成。•生物膜的结构structure——脂双层形成框架，蛋白质镶嵌其中。脂类双分子是膜的“骨架”，蛋白质分子镶在脂类双分子的表面或嵌入其中，有的横跨整个双分子层。•生物膜的特性nature/property——流动性细胞核Nucleus细胞核Nucleus•核被膜nuclearenvelop–双层膜•核孔nuclearpore•核基质nuclearmatrix•染色质chromatin•核仁nucleolus讲授第一章所使用的主要参考书•杨世杰主编，《植物生物学》科学出版社，2000。•周云龙主编，《植物生物学》高教出版社，1999。•翟中和等主编，《细胞生物学》高教出版社，2000。•王金发，《细胞生物学》科学出版社，2003。•许智宏，刘春明主编，《植物发育的分子机理》科学出版社，1998。•布坎南（Buchanan,B.B.）等主编/瞿礼嘉等译，植物生物化学与分子生物学，科学出版社，2004。•Twyman,R.M.，AdvancedMolecularBiology:AConciseReference.BIOS.1998•MausethJ.D.,Botany:AnIntroductiontoPlantBiology(1sted,2nded).SaudersCollegePub.1991,1995•Raven,P.H.etal.,BiologyofPlants.WorthPublishers,Inc.1996•Stern,K.R.etal.,IntroductoryPlantBiology(9thed).McGraw-Hill.2003质体Plastid质体是植物细胞所特有的细胞器，它与糖类的合成和贮藏密切相关。根据所含色素的不同，成熟的质体可分下述三种类型，但它们都是由前质体proplastid发育而来。•白色体leucoplast——不含色素，通常存在于植物贮藏细胞中，根据其贮藏物质的不同分别为：–造粉体/淀粉体amyloplast–蛋白体proteinoplast–造油体elaioplast•有色体chromoplast——指缺乏叶绿素而含有类胡萝卜素carotenoid的质体,它的存在使得植物的一些器官呈现不同的颜色。•叶绿体chloroplast不同质体之间的相互转化TransformationofDifferentPlastids白化体前质体白色体造粉体叶绿体变形质体前基粒质体成熟叶绿体衰老中的叶绿体衰老叶绿体叶绿体Chloroplast类囊体基粒基质基粒外膜内膜基粒中的类囊体基质基质类囊体线粒体Mitochondrion•外膜outermembrane•膜间隙intermembranespace•内膜innermembrane–嵴cristae–基粒（F0-F1ATP酶颗粒）ATPsynthases•基质matric液泡Vacuolesimportantstoragecompartmentsforvariousmetabolites植物特有细胞器——液泡的功能FunctionsofVacuoles-----AnOrganelleSpecifictoPlantsVacuolesplayseveralmetabolicrolesinadditiontogrowth•贮藏/Storage•消化/Digestion•pH和离子的稳态/pHandionichomeostasis•抵御病原菌和草食性动物/Defenseagainstmicrobialpathogensandherbivores•汇集代谢过程中产生的毒素化合物/Sequestrationoftoxiccompounds•形成色素化/Pigmentation内质网EndoplasmicReticulum•糙面内质网——它的主要特点是膜的外表面有核糖体，主要功能是蛋白质的合成、修饰、加工和转移。•光面内质网——膜上无核糖体，它与脂类和糖类的合成有关核糖体Ribosome核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，它能按照mRNA的指令将氨基酸装配成肽链。核糖体是颗粒状结构，无膜包被，主要成分是RNA和蛋白质，由一大一小两个亚基组成。高尔基体/器GolgiBody/Apparatus意大利医生CamilloGolgi于1898年在神经细胞中首先观察到的一种细胞器，故称高尔基体/器。•高尔基体由一叠扁平、碟形的泡囊组成。高尔基体是一种有极性的细胞器，这主要表现在它在细胞中具有比较恒定的位置和方向，同时也表现在物质的转运上。通常，高尔基体靠近细胞核的一面，扁囊弯曲成凸面又称形成面(formingfaceorcisface)，而面向细胞质膜的一面常呈凹面又称成熟面(matureface)高尔基体的功能FunctionsofGolgiBody•细胞内大分子运输的主要交通枢纽（主要功能是将内质网合成的蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外）•细胞内糖类合成的场所内膜系统Endomembranesystem内膜系统是指在结构、功能乃至发生上相关的，由膜围绕的细胞器或细胞结构。细胞骨架Cytoskeleton细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网架体系，它是一个由丝状蛋白多聚体构成的，遍布于整个细胞质的网络结构。它的主要功能是维持细胞的空间结构和调控细胞（或其内含物）的运动一个悬浮培养的胡萝卜细胞的细胞骨架电子显微照片个细胞骨架的构成TheComponentsofCytoskeleton•微管microtubule•微丝microfilament/actinfilaments•中间纤维intermediatefilaments真核生物鞭毛的结构StructureofFlagelluminEucaryotes•9+2型•9个二联体维管–A、B亚纤维组成–内、外动力蛋白臂•2个中央维管•鞭毛质膜后含物Ergasticsubstances•淀粉starch•蛋白质protein•脂类lipid•晶体crystalDruses,aggregatesofcrystalscomposedofcalciumoxalate.AbundleofraphidesNeedlelikecrystalsofcalciumoxalate.内共生学说