第一节-植物细胞的形态和构造-PPT课件

第一章植物细胞和组织林果组第一章植物的细胞和组织主要教学内容：植物细胞的结构和功能；细胞的生长和繁殖；细胞的代谢和信号转导；组织的主要类型、结构和功能。重点和难点：植物细胞的基本结构、植物细胞的分裂、植物组织的分类。教学方式：课堂讲授4学时，实验3学时。第一节植物细胞的形态和构造一、植物细胞的概念二、植物细胞的形态和大小三、植物细胞的构造一、植物细胞的概念植物的种类形形色色、千差万别，但就构造来说，除了病毒以外，都是由细胞构成的，细胞是构成植物体结构和功能的基本单位。单细胞的植物，一个细胞就代表一个个体，一切生命活动，包括新陈代谢、生长、发育和繁殖，都由一个细胞来完成；复杂的高等植物，一个个体是由无数的细胞构成的，细胞之间有了机能上的分工和形态结构上的分化，它们相互依存、彼此协作，共同保证着整个有机体正常生活的进行。一般细胞都很小，要用显微镜才能看到。1665年英国科学家虎克用自制的显微镜观察软木塞的薄片，发现软木塞是由许多蜂窝状的小室所组成，他把这些小室命名为细胞。在1838年和1839年，德国人施莱登和施旺发表了细胞学说，确认细胞是一切动植物体的基本结构单位。恩格斯曾高度评价细胞学说，把它和“能量转化规律”及“进化论”并称为19世纪自然科学的三大发现。二、植物细胞的形态和大小形态：球形、长柱形、多角形、长筒形、纺锤形等（图1-1）大小：多数细胞直径平均在10-100μm，有的细胞很大，如番茄和西瓜的果肉细胞，直径可达1mm，棉花种子的毛（表皮毛）长40-65mm，苎麻的纤维细胞长达200mm以上，肉眼可以看到。三、植物细胞的构造细胞的形状、大小虽有很大差异，但是它们的基本结构是相似的。一般植物的细胞是由细胞壁和原生质体两部分组成的，细胞壁在外面，里面是原生质体（图1～2）（一）原生质体植物细胞壁以内的部分称为原生质体。它由成分复杂的胶体物质-----原生质所组成。原生质是细胞内的生活物质，它是细胞各类代谢活动进行的主要场所，是细胞最重要的部分。原生质体包括细胞膜、细胞质和细胞核等。1.细胞膜细胞膜是细壁与细胞质之间的一层极薄的膜。它在细胞的生命活动中具有十分重要的作用，与细胞的物质运输、能量转换、信息传递、相互识别、分泌排泄、免疫等都有密切的关系，不是没有生命的简单屏障。原生质体2.细胞质在幼嫩的细胞里，细胞质充满在细胞膜与细胞核之间。在细胞内，细胞质不断地缓慢流动，这种运动能促进营养物质的运输、气体的交换、细胞的生长和创伤的愈合等（图1～3）。随着细胞的生长，在细胞内出现了液泡，细胞质便紧贴着细壁，这时细胞质包括细胞器、胞基质和内含物三部分。细胞质的流动2.细胞质在细胞膜以内把一切大小不等的结构全部去除，剩下的胶态物就是胞基质。在胞基质中埋藏着的淀粉、油脂等营养物及其代谢物称为内含物。除胞基质和内含物外，细胞质中还存在着具有一定结构、功能和成分的微结构或微器官，这些统称为细胞器，主要有质体、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体和液泡等。（1）质体它是绿色植物细胞特有的细胞器，通常呈颗粒状分布在细胞质里。质体的成分主要是蛋白质和类脂，并含有不同的色素。按其所含色素生理机能的不同，质体分为白色体、叶绿体和有色体三种。（图1~4)1.白色体2.叶绿体3.有色体叶绿体是植物细胞中最重要的一种质体，分布在茎、叶、果实等绿色部分的细胞里以叶肉细胞中分布最多，呈扁椭圆形。一个细胞中可有数十个叶绿体，其中含量较多的色素是叶绿素a和叶绿素b，其次是叶黄素和胡萝卜素。由于叶绿素含量较多，掩盖了其他色素，所以叶绿体呈绿色。叶绿体是植物进行光合作用、制造有机物的场所。白色体不含色素，是质体中最小的一种，常存于幼嫩的根、茎及种子等无色部分的细胞里。有些白色体含有无色的原叶绿素，在光的作用下能转变成叶绿体。有些白色体具有合成与贮藏淀粉和脂肪的功能。有色体含有胡萝卜素和叶黄素，通常存在于花和果实中，常呈红色或黄色。以上三种质体在一定条件下，可以相互转变。例如，马铃薯的块茎见光后变绿；番茄和辣椒的果实成熟时由绿变红，都是质体互变的结果。（2）线粒体线粒体在光学显微镜下是一种线形、球形或杆状的小粒，因此而得名，直径0.2～1微米。其主要成分是蛋白质、类脂和少量的核糖核酸。它是呼吸作用的主要场所，是细胞内能量代谢的中心。因此，有人把线粒体叫做细胞内供应能量的“动力工厂”。（3）内质网内质网分布于细胞质中，它是由膜构成的网状管道系统。内质网一些分支与核膜相连，另一些和细胞膜相连。由于内质网系统的分化，增大了细胞质的内表面，从而有利于复杂生命活动的进行。内质网的主要功能是合成和运输蛋白质、类脂与多糖。（4）核糖体核糖体也叫核糖核蛋白体，是直径约20纳米的小颗粒，分布在内质网表面或游离于细胞质中。它由蛋白质和核糖核酸组成，是蛋白质的合成中心。有人把它比喻成蛋白质的“装配机器”。高尔基体是由一叠扁平的囊所组成的结构。囊的边缘能够分离出许多小泡。与细胞的分泌功能有关，合成纤维素、半纤维素等物质，参与细胞壁的形成。更重要的是它为细胞提供了一个内部运输系统，用来完成蛋白质和脂类的运输。因此，高尔基体的功能主要是对细胞产物进行“加工、包装并运输”。功能（5）高尔基体（6）液泡是细胞质中充满液体的“泡”，其四周被单层的液泡膜所包围。幼小细胞的液泡个体小而数目多。随着细胞的生长，液泡逐渐增大合并，最后形成一个或几个液泡。只形成一个时成为一个中央大液泡，细胞质和细胞核被挤到细胞边缘一侧。液泡内的溶液叫细胞液，它的成分主要是水、糖、有机酸、单宁、植物碱、无机盐和晶体等，使细胞具有酸、甜、涩、苦等味道。例如，甘蔗的茎、甜菜的块根细胞液中含糖量都很高，柿和石榴的果皮细胞液中含有较多的单宁，茶叶和咖啡的细胞液中含有咖啡因等。此外，细胞液中还含有花青素等色素，色素因细胞液中酸碱度的不同而呈现不同的颜色。花青素在酸性中呈红色，在碱性中呈蓝色，中性时呈紫色。花和果实的颜色与有色体和细胞液中的花青素有关，如棉花和牵牛花花色的变化，就是细胞液的酸碱度改变的结果。液泡与细胞的吸水有关，其作用是使细胞保持一定的形态，以利于植株各种生命活动的进行。同时，液泡也是贮藏各种养料和生命活动产物的场所，贮藏的营养物质主要是淀粉、脂肪和蛋白质。3.细胞核细胞核是细胞的“控制中心”，是遗传物质贮存和复制的场所。通常呈球形或椭圆形，存在于细胞质内，直径10～20微米。一般植物细胞只有一个核。一般植物细胞只有一个核。细胞核是由核膜、核质、和核仁构成的。核膜是双层膜，膜上有许多小孔。通过核孔使细胞核和细胞质的物质互相沟通。核膜内充满的无色透明而又黏稠的胶状物质称为核质。在核质中易被碱性染料染色的物质叫染色质。染色质主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成。在细胞分裂时，染色质浓缩成较大的棒状体，叫染色体。染色质和染色体是同一物质在不同时期细胞中的两种形态。在核质内还有一个或几个球状的颗粒，叫做核仁。其主要由核糖核酸和蛋白质组成，也含脱氧核榶核酸。核仁是合成核糖体的一个活动中心。细胞核的主要功能是储存和传递遗传信息。（二）细胞壁细胞壁包围在原生质体外面，对细胞具有保护作用，是由原生质体分泌的产物所构成。细胞壁分为三层。1.胞间层2.初生壁3.次生壁1.胞间层胞间层是相邻两个细胞共有的一层，也是细胞壁最外的一层。因其化学成分是果胶质，故可将相邻细胞粘连在一起，同时能对细胞之间的挤压起缓冲作用。有些肉质果实成熟后变软，与胞间层发生溶解有关。2.初生壁在细胞的生长过程中，原生质体分泌纤维素和少量的果胶质加在胞间层上，构成初生壁。初生壁一般较薄，有弹性，可随细胞的生长而增大。3.次生壁植物体的一部分细胞，当其体积不再增大时，原生质体分泌的纤维素和其他物质，加在初生壁的内方就形成了次生壁。这样因细胞壁的加厚，细胞腔变小，而使细胞比较坚固。次生壁常因有其他物质输入，使细胞壁的性质发生变化，以适应一定的生理机能。次生壁（1）角质化叶和幼茎的表皮细胞中加入了一些角质（脂类化合物）而称为角质化。角质一般在细胞壁的外表连成片构成了角质层，其作用是减少水分的散失。（2）木栓化这是根茎老化后，其表层的细胞壁中填入木栓质而发生的一种变化。木栓质属于脂类化合物。木栓化的细胞壁不透水、不透气。木栓化细胞是死细胞，增强了对内部细胞的保护作用。（3）木质化根茎内部许多起输导和支持作用的细胞，其壁渗入木质，使细胞壁的硬度和韧性得以增强，从而提高了机械强度。木质化细胞壁仍能透水。（4）矿质化禾本科植物茎、叶表皮细胞的细胞壁因渗入了二氧化硅，从而使细胞壁的硬度增强，加强了保护和支持功能。细胞的次生壁并不是均匀增厚的。在不增厚的部分只保留胞间层和初生壁，于是，细胞壁上形成了许多较薄的区域，这种区域称为纹孔。相邻细胞壁的纹孔往往相对而生，两个细胞的细胞质呈细丝状并通过纹孔相连，这种丝状物质称为胞间连丝。胞间连丝也可从细胞壁的其他部分通过。由于纹孔和胞间连丝的存在，细胞之间可以更好地进行物质交换，从而将各个细胞连接成为一个整体。（图1～5）胞间连丝