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1、第第 一一 章章 植物细胞和组织植物细胞和组织相关知识：相关知识：v概念：细胞是生物体结构和功能的基本单位，是生命活动的基本概念：细胞是生物体结构和功能的基本单位，是生命活动的基本单位，也是生物个体发育和系统发育的基础单位，也是生物个体发育和系统发育的基础v细胞的发现：细胞的发现：RobertHooke，1665年年材料：木栓切片；材料：木栓切片；“生物体由细胞构成生物体由细胞构成”v细胞学说（细胞学说（celltheory）的内容）的内容Schleide，Schwann.，1938-1839v植物和动物组织均由细胞构成；植物和动物组织均由细胞构成；v所有细胞都由细胞分裂或融合而来；所有细胞都
2、由细胞分裂或融合而来；v卵子和精子都属于细胞；卵子和精子都属于细胞；v一个细胞可分裂形成组织。一个细胞可分裂形成组织。恩格斯的评价：恩格斯的评价：“细胞学说是细胞学说是1919世纪自然科学的三大发现之一世纪自然科学的三大发现之一”。第一节第一节 细胞的化学组成细胞的化学组成原生质原生质：构成细胞的和非细胞形态的生活物质就是原生质。活构成细胞的和非细胞形态的生活物质就是原生质。活细胞中有生命活性的物质。主要有无机化合物和有机化合物两类。细胞中有生命活性的物质。主要有无机化合物和有机化合物两类。一、无机化合物一、无机化合物1、水、水2、无机盐：常以离子状态存在，如、无机盐：常以离子状态存在，如Na
3、+、K+、Mg2+、Cl-等。等。二、有机化合物二、有机化合物1、糖类：即碳水化合物，、糖类：即碳水化合物，(CH2O)n，为细胞中的主要能源。，为细胞中的主要能源。单糖：如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖单糖：如葡萄糖、果糖、核糖、脱氧核糖寡糖：由寡糖：由2-6个单糖缩合而成，如麦芽糖、蔗糖个单糖缩合而成，如麦芽糖、蔗糖多糖：有多个单糖分子缩合而成的长链分子，如淀粉、多糖：有多个单糖分子缩合而成的长链分子，如淀粉、纤维素、果胶、纤维素、果胶、半纤维素。半纤维素。2、脂类：不溶于水而溶于非极性溶剂的一类有机物。构成生物膜的主要、脂类：不溶于水而溶于非极性溶剂的一类有机物。构成生物膜的主要成分。也是
4、储藏物质。成分。也是储藏物质。包括：中性脂肪（固态）和油（液态）；磷脂包括：中性脂肪（固态）和油（液态）；磷脂（细胞膜的重要成分）类（细胞膜的重要成分）类固醇等。固醇等。3、蛋白质：为生物大分子，相对分子量为、蛋白质：为生物大分子，相对分子量为6000600000基本结构单位为氨基酸（共有基本结构单位为氨基酸（共有20种）。种）。4、核、核酸：最重要的生物大分子，包括脱氧核糖核酸（酸：最重要的生物大分子，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸）和核糖核酸（RNA）。基本结构单位为核苷酸。）。基本结构单位为核苷酸。5、维生素（、维生素（Vitamin）：在生物体中含量很少，但不可缺少。）：在生物体
5、中含量很少，但不可缺少。第二节第二节 植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构一、植物细胞的形状与大小 形状多样，较规则的细胞直径约几十微米 二、植物细胞的基本结构二、植物细胞的基本结构 显微结构（显微结构（microscopic structure）：）：指在光学显微镜下观察到的细胞结构。亚显微结构亚显微结构（submicroscopic structure ）或）或 超微结（超微结（ulstrastructure）：）：指在电子显微镜下观察到的细胞内的精细结构。分辨率：分辨率：指能够分辨的两点之间的最小距离。肉眼的分辨率是mm，光学显微镜的分辨率为0.2 um，而电子显微镜的分辨率可达nm.1
6、mm=1000um（微米）=1000000nm（纳米）细胞的立体结构真核细胞的组成真核细胞的组成：1 1、细胞壁、细胞壁(cell wall)2 2、原生质体、原生质体（protoplast）细胞膜细胞膜(cell membrane)细胞质细胞质(cytoplasm)三、原生质体 概概念念：由原生质特化而形成的具有一定结构和功能的单位，称为原生质体。包括质膜和细胞质两部分。（一）质膜（细胞膜）质膜（细胞膜）1、组成组成：磷脂、蛋白质、膜糖，厚约7-8nm 2、结构结构：流动镶嵌模型（1972年，Singer）3、功能功能：选择透性；细胞识别；接受和传递信息。质膜包围在原生质体的表面。细胞内还有
7、构成许多细胞器的膜，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称为细胞内膜。质膜和细胞内膜统称为生物膜生物膜。（二）细胞质（细胞器+细胞质基质）细胞器细胞器（细胞内具有一定结构和功能的亚单位）1、质体质体（plastid）：为植物细胞特有的，根据颜色及功能的不同分为三种。叶绿体叶绿体（chloroplasm）有色体有色体（chromoplast）白色体白色体（leucoplast）质体是一类积累和储存同化产物的细胞器，在一定条件下三种质体可以互相转化。叶绿体的形状和分布叶绿体的形状和分布 2、线粒体形态结构：球状、颗粒状、短杆状；双层膜；有嵴和基
8、粒。功能：呼吸作用和能量代谢中心。*叶绿体和线粒体中都含有环状DNA，能编码自身的部分蛋白质，为半自主性细胞器。3、内质网：是细胞质内由单层膜包围成的片状囊腔和管状的腔，彼此相通，所构成的管状系统。光面内质网光面内质网膜上无核糖体，它膜上无核糖体，它与脂类和多糖的合成和运输有关。与脂类和多糖的合成和运输有关。糙面内质网糙面内质网它的主要特点是膜的它的主要特点是膜的外表面有核糖体，主要功能是蛋白外表面有核糖体，主要功能是蛋白质的合成、修饰、加工和转移。质的合成、修饰、加工和转移。4、高尔基体：由一系列单层膜围成的扁平囊和小泡组成。功能：参与多糖的合成与分泌。参与细胞壁的形成。意大利医生意大利医生
9、CamilloGolgi于于1898年在神经细胞中首先观年在神经细胞中首先观察到的一种细胞器，故称高尔基察到的一种细胞器，故称高尔基体体/器。器。5、溶酶体：是单层膜包裹的小泡，内含多种水解酶。6、微体：是由单层膜围成的球状细胞器。分为过氧化物酶体和乙醛酸循环体。7、液泡：是由液泡膜围成的泡状结构，内含细胞液。功能：调节渗透、储藏、消化。8、细胞骨架：为非膜性结构的细胞器，是蛋白质纤维构成的支架。可维持细胞形状、并参与细胞的运动。（1）微管（2）微丝（3）中间纤维微管和微丝9、核糖核蛋白体（核糖体）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
10、膜包被，主要成分是RNA和蛋白质，由一大一小两个亚基组成。细胞质基质（胞基质）细胞质基质（胞基质）为包围在细胞器和细胞骨架周围的无定型半透明的亲水胶体，可做胞质运动。胞质运动。（三）细胞核1、核被膜（2层核膜、核纤层）2、染色质（DNA和蛋白质）3、核仁4、核基质（核液）功能：储存和传递遗传信息。核被膜 nuclear envelop双层膜核孔 nuclear pore核基质 nuclear matrix染色质 chromatin核仁 nucleolus四、细胞壁（*植物细胞区别与动物细胞的特征之一）（一）细胞壁的层次及化学成分1、胞间层：又称中层，位于壁的最外 层，主要成分为果胶质。2、初生
11、壁：细胞生长过程中所形成的 壁层，由纤维素、半纤维素、果胶 质构成。3、次生壁：有些细胞停止生长后，在初生壁的内侧所形成的壁层。主要成分为纤维素、半纤维素。还常有木质素。初初生生壁壁结结构构次次生生壁壁结结构构（二）胞间连丝和纹孔1、胞间连丝：胞间连丝：穿过细胞壁沟通相邻细胞的细胞质丝称胞间连丝。为细胞间物质和信息传递的通道。2、纹孔：纹孔：存在于次生壁上，分为单纹孔和具缘纹孔两种，常形成纹孔对。单单纹纹孔孔：次生壁在纹孔腔的边缘中止，而不延伸，整个纹纪腔的直径大小几乎是一致的。具具缘缘纹纹孔孔：次生壁在纹孔腔边缘，向细胞内延伸，成为穹形的延伸物，在纹孔的孔腔上顶部开口处叫纹孔口；纹孔缘围成的
12、空腔称纹孔腔。五、后含物五、后含物指细胞中的储藏物质和代谢产物。指细胞中的储藏物质和代谢产物。后含物是细胞代谢活动的产物，在后含物是细胞代谢活动的产物，在结构上是非原生质物质。常见的后含物有淀粉、蛋白质、脂类、晶结构上是非原生质物质。常见的后含物有淀粉、蛋白质、脂类、晶体、单宁、色素。体、单宁、色素。（一一）淀淀粉粉:是是植植植植物物细细胞胞中中最最普普遍遍的的贮贮存存物物质质，常常呈呈颗颗粒粒状状称称淀淀粉粉粒粒。淀粉遇碘呈蓝紫色，根据这种特性反应，检验其存在。淀粉遇碘呈蓝紫色，根据这种特性反应，检验其存在。淀粉粒的种类：单粒淀粉粒和复粒淀粉粒。淀粉粒的种类：单粒淀粉粒和复粒淀粉粒。（二二）
13、蛋蛋白白质质:有有些些植植物物的的细细胞胞会会有有贮贮藏藏蛋蛋白白，以以无无定定形形或或结结晶晶状状态态存存在在于于细细胞胞中中，如如小小麦麦玉玉米米、水水稻稻的的胚胚乳乳最最外外一一层层细细胞胞即即糊糊粉粉层层。贮贮藏蛋白质的颗粒叫糊粉粒。贮藏蛋白遇碘呈黄色。藏蛋白质的颗粒叫糊粉粒。贮藏蛋白遇碘呈黄色。（三三）油油和和脂脂肪肪:在在化化学学上上是是脂脂肪肪酸酸的的甘甘油油酯酯，常常温温下下呈呈液液态态的的称称为为油油，呈呈固固态态的的称称为为脂脂肪肪。存存在在油油料料植植物物的的种种子子或或果果实实中中，油油和和脂脂肪肪所所含含热热量量高高，是是贮贮藏藏形形式式较较经经济济的的营营养养物物质
14、质，油油和和脂脂肪肪遇遇苏苏丹丹亚亚或或苏苏丹丹IVIV呈橙红色。呈橙红色。远远志志根根皮皮中中的的油油滴滴（四四）晶晶体体:在在一一些些细细胞胞的的液液泡泡内内还还常常含含有有晶晶体体，晶晶体体具具各各形形状状种种，棱状，簇状，针状。棱状，簇状，针状。（五五）单单宁宁:是是一一类类酚酚类类化化合合物物的的衍衍生生物物，多多见见于于树树皮皮、木木材材和和未未成成熟的果实中，单宁可以保护植物免于脱水，腐烂或遭受动物伤害。熟的果实中，单宁可以保护植物免于脱水，腐烂或遭受动物伤害。（六六）色色素素:植植物物细细胞胞内内的的色色素素除除存存在在于于质质体体内内的的叶叶绿绿素素和和类类胡胡萝萝卜卜素素外
15、外，还还有有存存在在于于液液泡泡内内的的一一类类水水溶溶性性色色素素，即即类类黄黄酮酮色色素素，花花色色素素苷苷，在在酸酸性性条条件件下下，呈呈橙橙红红到到淡淡紫紫色色；中中性性呈呈无无色色；碱碱性性条条件下呈蓝色。黄酮和黄酮醇使花瓣呈乳白或象牙白。件下呈蓝色。黄酮和黄酮醇使花瓣呈乳白或象牙白。第三节第三节 植物细胞的增殖植物细胞的增殖（Proliferation of Plant Cells）增殖方式：细胞分裂Celldivision细胞分裂的方式有：无丝分裂direct；Amitosis有丝分裂Mitosis减数分裂Meiosis一、一、细胞周期（细胞周期（cellcycle）：概念：概念
16、：指持续分裂的细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的整个过程，称为细胞周期，它可分为间期和分裂期。间期间期:G1（DNA合成前期）酶和细胞器的增多S（DNA合成期）遗传物质DNA的复制G2（DNA合成后期）微管蛋白及有关物质的合成分裂期分裂期：核分裂：一系列核相变化，分为前中、后、末四个时期。胞质分裂：形成二个子细胞。将遗传物质平均分到二个子细胞。因细胞分裂中出现染色体和纺锤丝而得名.是最主要的细胞分裂方式。是一个连续的过程，据核内发生的可见变化分为前、中、后、末四个时期。结果和意义：子细胞具有和母细胞相同的遗传物质，保证细胞遗传的稳定性。间期interphase前期Prophase中期m
17、etaphase后期anaphase末期telophase分裂的各时期分裂的各时期末期telophase三、无丝分裂三、无丝分裂又称直接分裂，无纺锤丝和染色体的出现，遗传物质不平均分到二个子细胞。存在于原核生物和植物体的某些组织中。无丝分裂无丝分裂四、减数分裂四、减数分裂减数分裂是伴随有性生殖有性生殖所发生的一种特殊的分裂方式。特点特点：包括两个连续两个连续的细胞分裂，而DNA只复制一次。只复制一次。结果结果：一个母细胞一个母细胞经减数分裂后形成四个子细胞四个子细胞，每个 子子细胞的染色体数目为母细胞的一半细胞的染色体数目为母细胞的一半。1、减数分裂的过程减数分裂减数分裂：同源染色体分离，染色
18、体数目减半，遗传物质发生交换。减数分裂减数分裂：染色单体分离，为一次普通的有丝分裂。2、减数分裂的意义减数分裂的意义：（1）使各种植物染色体数目保持不变，遗传上具有相对稳定性。（2）交叉并互换对应部分，极丰实了植物遗传的变异性，促进物种的进化。为什么会有：为什么会有：“种瓜得瓜，种豆得豆”“一娘生九子，连母十个样”五、细胞的生长发育和分化、细胞的全能性五、细胞的生长发育和分化、细胞的全能性（一）细胞的生长，即细胞体积由小到大。（二）细胞的分化:细胞在生长过程中出现的结构和功能的特化。经形态、结构和生理功能和改变，细胞渐渐变得与生长初期不同，与周围的细胞也不同，并具备了不同的功能，从而形成多细胞
19、植物体内细胞群的分工使用现象。细细胞胞的的生生长长分分化化过过程程细胞分化细胞分化Cell Differentiation概念：在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能上发生改变的过程。细胞分化、发育的的表现形式：极性，不均等分裂，发育的异时性、位置性等等。细胞分化的实质：各种细胞发生差别性的基因表达，各合成专一性的蛋白质。脱分化和全能性脱分化和全能性脱分化dedifferentiation:已分化的细胞在一定因素作用下可恢复分裂机能，重新具有分生组织细胞的特性。脱分化后往往发生再分化 redifferentiation,如侧根的形成。全能性totipotency:指植物体的每一个活细胞都有一
20、套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。脱分化脱分化dedifferentiation第四节第四节 植物组织植物组织(Plant tissues)v组织的产生是多细胞生物进化的基石，进化史上最初的多细胞生物仅是同型细胞的克隆（clone）集合体；以后集合体的细胞由于在功能的分工，在形态与结构上产生分化，从而产生了多细胞生物。v从单细胞到组织的进化历史可能是漫长的，一、组织与器官的概念一、组织与器官的概念植植物物组组织织：在个体发育过程中，具有相同来源同一类型、或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位，称为组织。同一类型细胞群同一类型细胞群-简单组织简单组织（simpie tissue）不
21、同类型细胞群不同类型细胞群-复合组织（复合组织（compound tissue）器器官官：由多种类型的组织构成的具有一定形态结构和生理功能的部分，为器官。被子植物的营养器官是根、茎、叶，生殖器官是花、果实、种子。二、植物组织的类型二、植物组织的类型 根据发育状态：组织可分为分生组织分生组织和成熟组织成熟组织两大类。成熟组织成熟组织又包括：保护组织、机械组织、基本组织、（薄壁组织）、输导组织、分泌结构五类。（一）分生组织（一）分生组织Meristem：分布于植物体的一定部位，保持胚性细胞特点，具有持续的或周期性的分裂能力的细胞群称为分生组织。从来源上分从来源上分:v顶端分生组织v侧生分生组织v居
22、间分生组织从来源上分从来源上分:v原生分生组织v初生分生组织v次生分生组织1、顶端分生组织、顶端分生组织Apicalmeristemv 位置：根、茎、侧枝的顶端v 活动结果：使根、茎不断伸长 并产生分枝与新的 结构（如花和果）。v 细胞特点细胞特点：细胞小而等经；细胞小而等经；壁薄；壁薄；核位于中央占较大体；核位于中央占较大体；液泡小而分散；液泡小而分散；原生质浓厚；原生质浓厚；后含物通常缺乏后含物通常缺乏 原生分生组织原生分生组织Promeristem：位于根尖和茎尖的最先端，位于根尖和茎尖的最先端，由一群原始细胞所组成，它们由一群原始细胞所组成，它们相当于顶端分生组织最先端部相当于顶端分生
23、组织最先端部分，能持久的进行细胞分裂分，能持久的进行细胞分裂。初生分生组织初生分生组织Primary meristem：是由原生分生组织分裂、衍生而来，一方面继续是由原生分生组织分裂、衍生而来，一方面继续分裂，一方面开始初步分化，它们紧位于原分生组分裂，一方面开始初步分化，它们紧位于原分生组织后端，逐渐向成熟组织过渡。织后端，逐渐向成熟组织过渡。二者二者合称为合称为顶端分顶端分生组织。生组织。远志根的初生分生组织远志根的初生分生组织植物植物的顶端分生组织的顶端分生组织始终保持着分生能力，从而导致始终保持着分生能力，从而导致根与茎的的不断生长，并不断产生新的器官（叶与花）根与茎的的不断生长，并不
24、断产生新的器官（叶与花），这与动物的有固定形体的限定性形体截然不同，称，这与动物的有固定形体的限定性形体截然不同，称为开放性生长或非限定性生长。为开放性生长或非限定性生长。2、侧生分生组织、侧生分生组织Lateralmeristemv 位置：位置：根、茎、侧枝的周侧根、茎、侧枝的周侧 v包括形成层包括形成层cork cambium，木栓形成层木栓形成层vascular cambiumv存在存在:裸子植物和双子叶植物的器官中。裸子植物和双子叶植物的器官中。v活动结果：使根、茎加粗活动结果：使根、茎加粗v特点：是一类由成熟细胞脱分化而形成的一种组织。特点：是一类由成熟细胞脱分化而形成的一种组织。又
25、称为次生分生组织又称为次生分生组织 Secondary meristem3、居间分生组织、居间分生组织Intercalarymeristemv位置：分布于成熟组织之间，位置：分布于成熟组织之间，v特点：能进行一段时间分裂活特点：能进行一段时间分裂活动，以后失去分裂能力，完全动，以后失去分裂能力，完全分化为成熟组织。分化为成熟组织。v分布：常分布在单子叶植物的分布：常分布在单子叶植物的茎和叶中，如小麦、水稻、韭茎和叶中，如小麦、水稻、韭菜等菜等v实质：是初生分生组织保留在顶端以外的其它部实质：是初生分生组织保留在顶端以外的其它部分，来源上看属于初生分生组织分，来源上看属于初生分生组织1 1、保护
26、组织保护组织（protective tissue）覆盖于植物体外表，由一至数层细胞所组成的，主要起保护作用的组织叫保护组织，为初生保护组织。表皮（epidermis）（二）成熟组织（二）成熟组织叶表皮的扫描电镜照片洋葱鳞叶表皮表面观地黄叶表皮地黄叶表皮双子叶植物的气孔器双子叶植物的气孔器表皮上的附属物表皮上的附属物-表皮毛表皮毛周皮（periderm）存在于具有次生增粗的器官外表，它们是取代表皮的次生保护组织。存在于具有次生增粗的器官外表，它们是取代表皮的次生保护组织。周周皮皮的的三三个个层层次次（远远志志）周皮上的通气结构周皮上的通气结构皮孔皮孔(2)基本组织（基本组织（ground tis
27、sue）分布广，为构成生物体的基本成分，均由薄壁细胞构成，液泡大，细胞质少，具胞间隙，分化程度浅，具有潜在的分裂能力。可分为：吸收组织吸收组织同化组织同化组织通气组织通气组织贮藏组织贮藏组织传递细胞传递细胞传传 递递 细细 胞胞3、机械组织、机械组织（mechanical tissue）功能功能：机械支持，巩固特点特点：细胞壁有局部或全部的增厚。类型类型：厚角组织厚角组织：初生性质，活细胞，角隅处增厚厚壁组织厚壁组织：死细胞，具强烈增厚的次生壁，全部增厚。依形态分为：纤维（fiber）石细胞(stonecell)厚厚角角组组织织石细胞石细胞(stonecell)4 4、输导组织、输导组织（co
28、nducting tissue）：）：被子植物体内的一部分细胞分化成为管状结构，被子植物体内的一部分细胞分化成为管状结构，专门运输水溶洲及同化产物的组织叫输导组织。专门运输水溶洲及同化产物的组织叫输导组织。木质部 Xylem木质部 Xylem韧皮部韧皮部 Phloem木质部木质部和韧皮部的管状细胞和韧皮部的管状细胞单穿孔单穿孔梯状穿孔梯状穿孔5、分泌结构：植物体中具有分泌功能的细胞或细胞组合。分泌结构的类型；根据发生的部位和分泌物溢排情况分为外分泌结构和内分泌结构。A、外分泌结构有腺毛，腺鳞，蜜腺，螫毛，排水器等。盾状腺毛B、内分泌结构植物体中具有分泌功能的细胞和细胞群，它们的分泌物滞留在植物体内。分泌细胞分泌腔分泌道乳汁管：无节乳汁管和有节乳汁管两种。松茎中的分泌道松茎中的分泌道三、复合组织：由多种组织按一定的方式组合而成。韧皮部（筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞）维管组织木质部（导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞）