第一章细胞结构与功能.ppt

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1、第一章细胞结构与功第一章细胞结构与功能能 根据细胞的进化程度，可将其分为两大类型：根据细胞的进化程度，可将其分为两大类型：原核细胞原核细胞(prokaryotic cell)(prokaryotic cell)和真核细胞和真核细胞(eukaryotic cell)(eukaryotic cell)。图图1-2 植物细胞结构图解植物细胞结构图解 植物细胞结构图植物细胞结构图1.细胞壁的结构与功能细胞壁的结构与功能 细胞壁细胞壁(cell wall)(cell wall)是植物细是植物细胞外围的一层壁，具一定弹性和胞外围的一层壁，具一定弹性和硬度，界定细胞形状和大小。硬度，界定细胞形状和大小。一、

2、细胞壁的结构一、细胞壁的结构二、细胞壁的化学组成二、细胞壁的化学组成三、细胞壁的形成三、细胞壁的形成四、细胞壁的功能四、细胞壁的功能 一、细胞壁的结构一、细胞壁的结构典型的细胞壁是由典型的细胞壁是由 胞间层胞间层(intercellular layer)(intercellular layer)初生壁初生壁(primary wall)(primary wall)次生壁次生壁(secondary wall)(secondary wall)组成组成 细胞壁是在细胞分裂过程中形成的细胞壁是在细胞分裂过程中形成的,先在先在分裂细胞之间形成分裂细胞之间形成胞间层胞间层，主要成分是果胶主要成分是果胶质质,

3、再在胞间层的两侧形成有弹性的再在胞间层的两侧形成有弹性的初生壁，初生壁，有些细胞还形成坚硬的有些细胞还形成坚硬的次生壁次生壁。细胞壁的亚显微结构图解细胞壁的亚显微结构图解S1 S1 次生壁外层；次生壁外层；S2 S2 次生壁中层；次生壁中层；S3 S3 次生壁内层；次生壁内层；CW1 CW1 初生壁；初生壁；ML ML 胞间层胞间层 构构成成细细胞胞壁壁的的成成分分中中，90%左左右右是是多多糖糖，10%左左右右是是蛋蛋白白质质、酶酶类类以以及及脂脂肪肪酸酸等等。细细胞胞壁壁中中的的多多糖糖主主要要是是纤纤维维素素、半半纤维素和果胶类，次生细胞壁中还有大量木质素。纤维素和果胶类，次生细胞壁中还

4、有大量木质素。胞间层胞间层(中胶层）：中胶层）：果胶质果胶质初生壁：初生壁：纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白质纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白质次生壁：次生壁：纤维素，半纤维素，木质素，果胶质纤维素，半纤维素，木质素，果胶质二二.细胞壁的化学组成细胞壁的化学组成 1.纤维素纤维素 纤纤维维素素(cellulose)是是植植物物细细胞胞壁壁的的主主要要成分成分.2.半纤维素半纤维素 半纤维素半纤维素(hemicellulose)往往是指除往往是指除纤维素和果胶物质以外的，溶于碱的细胞壁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，多糖类的总称。半纤维素的结构比较复杂，它

5、在化学结构上与纤维素没有关系。它在化学结构上与纤维素没有关系。3.果果胶胶类类 根根据据其其结结合合情情况况及及理理化化性性质质，可可分分为三类：即果胶酸、果胶和原果胶。为三类：即果胶酸、果胶和原果胶。(1)果果胶胶酸酸 是是水水溶溶性性的的，很很容容易易与与钙钙起起作作用用生生成成果果胶胶酸酸钙钙的的凝凝胶胶。它它主主要要存存在在于于中中层层中。中。(2)果果胶胶 果果胶胶能能溶溶于于水水，存存在在于于中中层层和和初初生生壁中，甚至存在于细胞质或液泡中。壁中，甚至存在于细胞质或液泡中。(3)原原果果胶胶 原原果果胶胶(protopectin)的的分分子子量量比比果果胶胶酸酸和和果果胶胶高高，

6、甲甲酯酯化化程程度度介介于于二二者者之之间间，主主要要存存在在于于初初生生壁壁中中，不不溶溶于于水水，在在稀稀酸酸和和原原果果胶胶酶酶的的作作用用下下转转变变为为可可溶溶性性的的果胶。果胶。4.木质素木质素 木质素木质素(lignin)不是多糖，是由不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚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，合物，在木本植物成熟的木质部中，其含量达其含量达18%38%，主要分布于，主要分布于纤维、导管和管胞中。木质素可以纤维、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壁木质化的

7、导管和管胞构成了木本植物坚硬的茎干，并作为水和无机植物坚硬的茎干，并作为水和无机盐运输的输导组织。盐运输的输导组织。5.蛋白质与酶蛋白质与酶 细胞壁中最早被发现的蛋白质是伸展蛋细胞壁中最早被发现的蛋白质是伸展蛋白白(extensin)，它是一类富含羟脯氨酸的糖，它是一类富含羟脯氨酸的糖蛋白，大约由蛋白，大约由300个氨基酸残基组成，这类个氨基酸残基组成，这类蛋白质中羟脯氨酸蛋白质中羟脯氨酸(Hyp)含量特别高，一般含量特别高，一般为蛋白质的为蛋白质的30%40%。三、细胞壁的形成三、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

8、胞分裂的晚后期果。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，有许多大小不一就是在母细胞的赤道板面上，有许多大小不一的分泌囊泡的分泌囊泡(secretorysecretory vesicles)vesicles)不规则地汇不规则地汇聚在一块，这些小囊泡是由高尔基体和内质网聚在一块，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

9、，组成成膜微管的运动，逐渐整齐地排列成片，组成成膜体体(phragmoplastphragmoplast)。成膜体中的囊泡膜相互融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。一体构成细胞板，这是雏形的中层结构。四、细胞壁的功能四、细胞壁的功能 1.维持细胞形状，控制细胞生长维持细胞形状，控制细胞生长 2.物质运输与信息传递物质运输与信息传递3.防御与抗性防御与抗性4.代谢与识别功能代谢与识别功能:研究发现，细胞壁还参与了研究发现，细胞壁还参与了植物与根瘤菌共生固氮的相互识别作用植物与根瘤菌共生固氮的相

10、互识别作用.此外，此外，细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素还可细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素还可能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应。能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应。2.2.生物膜的结构与功能生物膜的结构与功能生物膜生物膜(biomembrane)是指构成细胞的所有是指构成细胞的所有膜的总称。按其所处位置可分为两种：一膜的总称。按其所处位置可分为两种：一种处于细胞质外面的一层膜叫质膜，也可种处于细胞质外面的一层膜叫质膜，也可叫原生质膜；另一种是处于细胞质中构成叫原生质膜；另一种是处于细胞质中构成各种细胞器的膜，叫内膜各种细胞器的膜，叫内膜(endomembrane)。质膜可由内膜

11、转化而。质膜可由内膜转化而来。来。一、生物膜的化学组成一、生物膜的化学组成二、生物膜的结构二、生物膜的结构三、生物膜的功能三、生物膜的功能一、生物膜的化学组成一、生物膜的化学组成 在真核细胞中，膜结构占整个细胞干重的在真核细胞中，膜结构占整个细胞干重的70%70%80%80%。生物膜由。生物膜由蛋白质、脂类、糖、水和蛋白质、脂类、糖、水和无机离子无机离子等组成。蛋白质约占等组成。蛋白质约占60%60%65%65%，脂类，脂类占占25%25%40%40%，糖占，糖占5%5%。这些组分，尤其是脂类。这些组分，尤其是脂类与蛋白质的比例，因不同细胞、细胞器或膜层与蛋白质的比例，因不同细胞、细胞器或膜层

12、而相差很大。功能复杂的膜，其蛋白质含量可而相差很大。功能复杂的膜，其蛋白质含量可达达80%80%，而有的只占，而有的只占20%20%左右。左右。(一一)膜蛋白膜蛋白 生物膜中的蛋白质约占细胞生物膜中的蛋白质约占细胞蛋白总量的蛋白总量的 20%20%30%30%，它们或，它们或是单纯的蛋白质是单纯的蛋白质,或是与糖、脂或是与糖、脂结合形成的结合蛋白。根据它结合形成的结合蛋白。根据它们与膜脂相互作用的方式及其们与膜脂相互作用的方式及其在膜中的排列部位，可以大体在膜中的排列部位，可以大体地将膜蛋白分为两类：外在蛋地将膜蛋白分为两类：外在蛋白与内在蛋白。白与内在蛋白。(二二)膜脂膜脂在植物细胞中，构成

13、生物膜的脂类主要在植物细胞中，构成生物膜的脂类主要是复合脂类是复合脂类(complex lipids)(complex lipids)，包括磷，包括磷脂、糖脂、硫脂等。脂、糖脂、硫脂等。l磷脂分子结构既有疏水基团，又有亲水基磷脂分子结构既有疏水基团，又有亲水基团。团。二、生物膜的结构二、生物膜的结构l流动镶嵌模型流动镶嵌模型l流动镶嵌模型流动镶嵌模型(fluid mosaic model)由辛格由辛格尔尔(S.J.Singer)和尼柯尔森和尼柯尔森(G.Nicolson)在在1972年提出，认为液态的脂质双分子层中镶年提出，认为液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质，图嵌着可移动的蛋白质，图

14、1-7展示了此模型的展示了此模型的结构特点。内在蛋白嵌合在磷脂分子层中，结构特点。内在蛋白嵌合在磷脂分子层中，内在蛋白或其聚合体可横穿膜层，两端极性内在蛋白或其聚合体可横穿膜层，两端极性部分伸向水相，中间疏水部分与脂肪酸部分部分伸向水相，中间疏水部分与脂肪酸部分呈疏水结合，外在蛋白与膜两侧的极性部分呈疏水结合，外在蛋白与膜两侧的极性部分结合。结合。图图 1-7 细胞膜的构造细胞膜的构造(二二)板块镶嵌模型板块镶嵌模型板块镶嵌模型板块镶嵌模型(plate mosaic model)(plate mosaic model)由贾因由贾因(M.K.Gain)(M.K.Gain)和怀特和怀特(White

15、)(White)在在19771977年提出。年提出。锚定膜蛋白锚定膜蛋白内嵌蛋白内嵌蛋白糖脂糖脂胆固醇胆固醇卵磷脂卵磷脂二、生物膜二、生物膜电镜下表现出大体相同的形态、厚度69nm左右的3片层结构。膜的化学组成膜的化学组成1.膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂。当磷脂分散于水相时，可形成脂质体。2.膜蛋白3.膜糖类膜蛋白（一）类型：外在蛋白；内在蛋白（二）膜蛋白与膜脂结合的方式外在蛋白：离子键等较弱的键内在蛋白：疏水基相互作用；离子键；共价键（三）去垢剂：离子型去垢剂（SDS）；非离子去垢剂（Triton X-100）膜的结构膜的结构l双层脂分子构成（E.Gorter,F.Grendel,1925)

16、l三明治式结构模型(H.Davson,J.F.Danielli,1935)l单位膜模型(J.D.Robertson,1959)l流动镶嵌模型流动镶嵌模型(S.J.Singer,G.Nicolson,1972)膜的流动镶嵌模型结构要点膜的流动镶嵌模型结构要点1.膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。2.脂质双分子层具有流动性。3.内嵌蛋白“溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分。4.外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。5.双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。6.膜蛋白可作横向运动。膜的功能膜的功能1.物质传递作用。2.保护作用。3.信息传递作用。4.细胞识别作用。5.能量转换

17、作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）。6.蛋白质合成与运输（糙面内质网膜）。7.内部运输（高尔基体膜）。8.核质分开（核膜）。3.植物细胞的亚微结构与功能植物细胞的亚微结构与功能 一一.微膜系统微膜系统 1.内质网内质网 2.高尔基体高尔基体 3.溶酶体溶酶体 4.液泡液泡 5.微体微体 6.圆球体圆球体 二二.微梁系统微梁系统 1.微管微管 2.微丝微丝 3.中间纤维中间纤维一、细胞内膜系统一、细胞内膜系统(一一)内质网内质网1.1.内质网的结构和类型内质网的结构和类型 内质网内质网(endoplasmic reticulum,ER)(endoplasmic reticulum,ER)是交织分

18、布于细胞质中的膜层系统，通是交织分布于细胞质中的膜层系统，通常可占细胞膜系统的一半左右。内质网常可占细胞膜系统的一半左右。内质网大部分呈膜片状大部分呈膜片状(图图1-13)1-13)，由两层平行，由两层平行排列的单位膜组成，膜厚约排列的单位膜组成，膜厚约5nm5nm，也有，也有的内质网呈管状，此外，在两层膜空间的内质网呈管状，此外，在两层膜空间较宽的地方内质网则呈囊泡状。较宽的地方内质网则呈囊泡状。图图 1-13 1-13 植物内质网功能区模型图植物内质网功能区模型图2.内质网的功能内质网的功能l(1)(1)物质合成物质合成 粗糙内质网上的核糖体是蛋粗糙内质网上的核糖体是蛋白质合成的场所，而光

19、滑内质网参与糖蛋白白质合成的场所，而光滑内质网参与糖蛋白的寡糖链和脂类的合成。的寡糖链和脂类的合成。l(2)(2)分隔作用分隔作用 内质网布满了整个细胞质，内质网布满了整个细胞质，将细胞质分隔成许多室，使各种细胞器均处将细胞质分隔成许多室，使各种细胞器均处于相对稳定的环境中，有序地进行各自的代于相对稳定的环境中，有序地进行各自的代谢活动。谢活动。l(3)(3)运输、贮藏和通讯作用运输、贮藏和通讯作用 内质网形成了内质网形成了一个细胞内的运输和贮藏系统。它还可通过一个细胞内的运输和贮藏系统。它还可通过胞间连丝，成为细胞之间物质与信息的传递胞间连丝，成为细胞之间物质与信息的传递系统。另外，由内质网

20、合成的造壁物质参与系统。另外，由内质网合成的造壁物质参与了细胞壁的形成。了细胞壁的形成。(二二)高尔基体高尔基体1.1.高尔基体的结构高尔基体的结构l高尔基体高尔基体(Golgi body)(Golgi body)是由膜包围的液是由膜包围的液囊垛叠而成。液囊呈扁平盘状，囊的两囊垛叠而成。液囊呈扁平盘状，囊的两边稍变曲，中央为平板状。通常边稍变曲，中央为平板状。通常1 1个高个高尔基体由尔基体由3 31212个液囊平叠而成。囊的个液囊平叠而成。囊的边缘可分离出许多小泡边缘可分离出许多小泡高尔基体小高尔基体小泡泡(图图1-14)1-14)。图图 1-14 高尔基体透射电镜图高尔基体透射电镜图 图图

21、1-6 高尔基体的亚显微结构及功能图解高尔基体的亚显微结构及功能图解A.高尔基体的结构高尔基体的结构 B.高尔基体的分泌活动高尔基体的分泌活动1.高尔基体的扁囊高尔基体的扁囊 2.高尔基体小泡高尔基体小泡 3.内质网内质网 4.质膜质膜 2.2.高尔基体的功能高尔基体的功能(1)(1)物质集运物质集运 蛋白质合成后输送到高尔基体暂蛋白质合成后输送到高尔基体暂时贮存、浓缩，然后再送到相关部时贮存、浓缩，然后再送到相关部位。运输的过程可能是：内质网位。运输的过程可能是：内质网高尔基体高尔基体高尔基体小泡高尔基体小泡液泡液泡(分分泌液泡泌液泡)。图图 1-15 1-15 经由高尔基体的物质集运经由高

22、尔基体的物质集运A.木糖葡萄糖的集运 B.果胶多糖的集运(2)(2)生物大分子的装配生物大分子的装配 高尔基体也参与某高尔基体也参与某些物质的合成或生物大分子的装配。在合些物质的合成或生物大分子的装配。在合成糖蛋白或糖脂类的碳水化合物侧链时，成糖蛋白或糖脂类的碳水化合物侧链时，高尔基体也起一定的作用，很可能糖蛋白高尔基体也起一定的作用，很可能糖蛋白中的蛋白质先在核糖体上合成，然后再在中的蛋白质先在核糖体上合成，然后再在高尔基体中把多糖侧链加上去。高尔基体中把多糖侧链加上去。(3)(3)参与细胞壁的形成参与细胞壁的形成 在植物细胞中，高在植物细胞中，高尔基体的一个重要作用是参与细胞板和细胞尔基体

23、的一个重要作用是参与细胞板和细胞壁的形成。壁的形成。(4)(4)分泌物质分泌物质 高尔基体除分泌细胞壁物质高尔基体除分泌细胞壁物质外，还分泌多种其它物质。外，还分泌多种其它物质。(三三)溶酶体溶酶体1.1.溶酶体的结构溶酶体的结构 l溶酶体溶酶体(lysosome)(lysosome)是单层膜围绕，是单层膜围绕，内含多种酸性水解酶类的囊泡状细内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器。溶酶体内含有酸性磷酸酶、胞器。溶酶体内含有酸性磷酸酶、核糖核酸酶、糖苷酶、蛋白酶和酯核糖核酸酶、糖苷酶、蛋白酶和酯酶等几十种酶。酶等几十种酶。2.溶酶体的功能溶酶体的功能l(1)(1)消化作用消化作用 溶酶体中的水解酶能

24、分解蛋白质、溶酶体中的水解酶能分解蛋白质、核酸、多糖、脂类以及有机磷酸化合物等，进行核酸、多糖、脂类以及有机磷酸化合物等，进行细胞内的消化作用。细胞内的消化作用。l(2)(2)吞噬作用吞噬作用 溶酶体通过吞噬等方式消化、溶溶酶体通过吞噬等方式消化、溶解部分由于损裂而丧失功能的细胞器和其它细胞解部分由于损裂而丧失功能的细胞器和其它细胞质颗粒或侵入其体内的细菌、病毒等，所得产物质颗粒或侵入其体内的细菌、病毒等，所得产物可被再利用。可被再利用。l(3)(3)自溶作用自溶作用 在细胞分化和衰老过程中，溶酶体在细胞分化和衰老过程中，溶酶体可自发破裂可自发破裂,释放出水解酶释放出水解酶,把不需要的结构和酶

25、把不需要的结构和酶消化掉消化掉,这种自溶作用在植物体中是很重要的。这种自溶作用在植物体中是很重要的。(四四)液泡液泡l1.1.液泡的结构液泡的结构 l液泡是植物细胞特有的，由单层膜包裹液泡是植物细胞特有的，由单层膜包裹的囊泡。它起源于内质网或高尔基体的的囊泡。它起源于内质网或高尔基体的小泡。在分生组织细胞中液泡较小且分小泡。在分生组织细胞中液泡较小且分散，随着细胞的生长，这些小液泡融合、散，随着细胞的生长，这些小液泡融合、增大，最后可形成大的液泡，有的中央增大，最后可形成大的液泡，有的中央液泡液泡(central vacuole)(central vacuole)的体积往往占细的体积往往占细胞

26、体积的胞体积的9090左右左右%。细胞质和细胞核则被。细胞质和细胞核则被挤到贴近细胞壁处。挤到贴近细胞壁处。图图1-7 植物细胞的液泡及其发育植物细胞的液泡及其发育A-E.幼期细胞到成熟的细胞，随细幼期细胞到成熟的细胞，随细胞的生长，细胞中的小液泡变大，胞的生长，细胞中的小液泡变大，合并，最终形成一个大的中央液泡合并，最终形成一个大的中央液泡 2.液泡的功能液泡的功能l(1)(1)调节功能调节功能 液泡借单层的液泡膜液泡借单层的液泡膜(tonoplast)(tonoplast)与细与细胞质相联系。植物细胞利用其液泡转运营养物、代谢胞质相联系。植物细胞利用其液泡转运营养物、代谢物和废物。调节细胞

27、水势物和废物。调节细胞水势 大多数植物细胞在生长时大多数植物细胞在生长时主要靠液泡大量地积累水分，并借助膨压导致细胞壁主要靠液泡大量地积累水分，并借助膨压导致细胞壁扩张。中央液泡的出现使细胞与外界环境之间构成一扩张。中央液泡的出现使细胞与外界环境之间构成一个渗透系统个渗透系统,从而可调节细胞的吸水机能从而可调节细胞的吸水机能,维持细胞的维持细胞的挺度。挺度。l(2)(2)类似溶酶体作用类似溶酶体作用 液泡含有多种水解酶，通过吞噬液泡含有多种水解酶，通过吞噬作用，消化分解细胞质中的外来物或衰老的细胞器，作用，消化分解细胞质中的外来物或衰老的细胞器，起到清洁和再利用作用。起到清洁和再利用作用。l(

28、3)(3)代谢库的功能代谢库的功能 液泡可以有选择性地吸收和积累各液泡可以有选择性地吸收和积累各种溶质，如无机盐、有机酸、氨基酸、糖等。种溶质，如无机盐、有机酸、氨基酸、糖等。l(4)(4)赋予细胞不同颜色赋予细胞不同颜色(五五)微体微体1.1.微体的结构和种类微体的结构和种类 微体微体(microbody)(microbody)外有单层膜包裹，直径为外有单层膜包裹，直径为0.20.21.5m1.5m，膜内基质是均一的，或呈颗粒状，膜内基质是均一的，或呈颗粒状，无内膜片层结构。根据功能不同，微体可分为无内膜片层结构。根据功能不同，微体可分为过氧化物体和乙醛酸体。通常认为微体起源于过氧化物体和乙

29、醛酸体。通常认为微体起源于内质网。内质网。2.2.微体的功能微体的功能(1)(1)过氧化物体与光呼吸过氧化物体与光呼吸 (2)(2)乙醛酸体与脂类代谢乙醛酸体与脂类代谢二、微梁系统（细胞骨架）二、微梁系统（细胞骨架）细胞骨架细胞骨架(cytoskeleton)是指真核是指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等。它们都由蛋白管、微丝和中间纤维等。它们都由蛋白质组成，没有膜的结构，互相联结成立质组成，没有膜的结构，互相联结成立体的网络，也称为细胞内的微梁系统体的网络，也称为细胞内的微梁系统(microtrabecular system)。(一一

30、)微管微管1.1.微管的结构微管的结构 微管微管(microtubule)(microtubule)是存在于细胞质中的由微管是存在于细胞质中的由微管蛋白蛋白(tubulin)(tubulin)组装成的中空管状结构。微管粗组装成的中空管状结构。微管粗细均匀，可弯曲，不分支，直径细均匀，可弯曲，不分支，直径202027nm27nm，长度，长度变化很大，有的可达数微米。管壁上生有突起，变化很大，有的可达数微米。管壁上生有突起，通过这些突起通过这些突起(或桥或桥)使微管相互联系，或与质膜、使微管相互联系，或与质膜、核膜、内质网等相连。核膜、内质网等相连。图图1-11 1-11 微管和微丝的分子结构模型

31、微管和微丝的分子结构模型A.A.微管，示微管，示1313条原纤丝，条原纤丝，、为微管蛋白为微管蛋白 B.B.微丝微丝2.2.微管的功能微管的功能(1)(1)控制细胞分裂和细胞壁的形成控制细胞分裂和细胞壁的形成 在细胞分裂在细胞分裂中，有丝分裂器中，有丝分裂器纺锤体纺锤体(spindle)(spindle)是由微管是由微管组成的，它与染色体的着丝点相连，并牵引染色组成的，它与染色体的着丝点相连，并牵引染色单体移向两极。其后，细胞板的形成与生长也有单体移向两极。其后，细胞板的形成与生长也有微管的参与。微管的参与。(2)保持细胞形状保持细胞形状 由于微管控制细胞壁的形成，由于微管控制细胞壁的形成，因

32、而它具有保持细胞形态的功能。因而它具有保持细胞形态的功能。(3)参与细胞运动与细胞内物质运输参与细胞运动与细胞内物质运输 如纤毛运动、如纤毛运动、鞭毛运动以及纺锤体和染色体运动都有微管的鞭毛运动以及纺锤体和染色体运动都有微管的参与。参与。(二二)微丝微丝1.1.微丝的结构微丝的结构 微丝微丝(microfilament)(microfilament)比微管细而比微管细而长，直径为长，直径为4 46nm6nm。微丝在植物细胞中有着广泛的。微丝在植物细胞中有着广泛的分布：通常是成束地存在于细胞的周质中，其走向分布：通常是成束地存在于细胞的周质中，其走向一般平行于细胞长轴；有的疏散成网状，与微管一一

33、般平行于细胞长轴；有的疏散成网状，与微管一起形成一个从核膜到质膜的辐射状网络体系；在早起形成一个从核膜到质膜的辐射状网络体系；在早前期微管带、纺锤体及成膜体中也有大量微丝存在。前期微管带、纺锤体及成膜体中也有大量微丝存在。2.微丝的功能微丝的功能(1)参与胞质运动参与胞质运动(2)参与物质运输和细胞感应参与物质运输和细胞感应图图1-11 1-11 微管和微丝的分子结构模型微管和微丝的分子结构模型A.A.微管，示微管，示1313条原纤丝，条原纤丝，、为微管蛋白为微管蛋白 B.B.微丝微丝(三三)中间纤维中间纤维1.1.中间纤维的结构中间纤维的结构 2020世纪世纪6060年代中期，在哺乳年代中期

34、，在哺乳动物细胞中发现了动物细胞中发现了10nm10nm粗的纤维，因其直径介于粗的纤维，因其直径介于肌粗丝和细丝之间，故被命名为中间纤维，又称肌粗丝和细丝之间，故被命名为中间纤维，又称中间丝中间丝(intermediate filament)。后来在藻类和。后来在藻类和高等植物中也鉴定出中间纤维。高等植物中也鉴定出中间纤维。中间纤维是一类柔韧性很强的蛋白质丝，其中间纤维是一类柔韧性很强的蛋白质丝，其成分比微丝和微管复杂，由丝状亚基成分比微丝和微管复杂，由丝状亚基(fibrous subunits)组成。不同组织中的中间纤维有特异组成。不同组织中的中间纤维有特异性，其亚基的大小、生化组成变化都很

35、大。性，其亚基的大小、生化组成变化都很大。图图 1-12 1-12 中间纤维组装模型中间纤维组装模型A两条中间纤维多肽链形成超螺旋二聚体；B两个二聚体反向平行以半交叠方式构成四聚体；C四聚体首尾相连形成原纤维；D 8根原纤维构成圆柱状10nm纤维 2.2.中间纤维的功能中间纤维的功能(1)(1)支架作用支架作用 中间纤维可以从核骨架向细胞膜延伸，中间纤维可以从核骨架向细胞膜延伸，从而提供了一个起支架作用的细胞质纤维网，可使细从而提供了一个起支架作用的细胞质纤维网，可使细胞保持空间上的完整性，并与细胞核定位有关。胞保持空间上的完整性，并与细胞核定位有关。(2)(2)参与细胞发育与分化参与细胞发育

36、与分化 有人认为中间纤维与细胞发有人认为中间纤维与细胞发育、分化、育、分化、mRNAmRNA等的运输有关。等的运输有关。水（水（85%85%）蛋白质蛋白质(10%)(10%)无机离子无机离子脂类脂类核酸核酸糖糖其它有机物其它有机物（三）（三）细胞浆（基质，衬质）细胞浆（基质，衬质）二二.性质性质 胶胶体体性性质质 （亲亲水水性性，双双电电层层，扩扩大大界界面面，溶溶胶胶化化和和凝凝胶胶化化等）等）液晶性质液晶性质功能功能：代谢过程进行场所（：代谢过程进行场所（EMP,PPP,EMP,PPP,脂肪脂肪的分解，脂肪酸的合成，蔗糖的合成等）的分解，脂肪酸的合成，蔗糖的合成等）一一.组成组成 l原生质

37、的胶体特性:l(一)带电性l(二)吸附性l(三)粘性和弹性l(四)凝胶化作用l(五)凝聚作用原生质体的组成:(一).水分 80%以上(二).干物质:1.有机物:90-95%蛋白质,糖类,核酸,脂类2.无机物:多指矿质元素,如P,K,Ca,Mg等1-4.植物细胞间的通道植物细胞间的通道 一一.胞间连丝胞间连丝二二.共质体与质外体共质体与质外体一一.胞间连丝（胞间连丝（plasmodesmaplasmodesma）胞胞间间连连丝丝(plasmodesma)(plasmodesma)是是穿穿越越细细胞胞壁壁，连连接接相相邻邻细细胞胞原原生生质质（体体）的的管管状状通通道道，其其通通道可由质膜或内质网

38、膜或连丝微管所构成。道可由质膜或内质网膜或连丝微管所构成。胞间连丝三种状态：胞间连丝三种状态：封闭态，可控态，开放态。封闭态，可控态，开放态。通过胞间连丝，两细胞之间的内质网相通，质膜连续。通过胞间连丝，两细胞之间的内质网相通，质膜连续。胞间连丝的数量和分布与细胞的类型，所处的相对位置和胞间连丝的数量和分布与细胞的类型，所处的相对位置和细胞的生理功能密切相关。一般每细胞的生理功能密切相关。一般每m2面积的细胞壁上有面积的细胞壁上有1 11515条胞间连丝，而筛管分子和某些传递细胞条胞间连丝，而筛管分子和某些传递细胞(transfer(transfer cell)cell)之间，胞间连丝特别多。

39、之间，胞间连丝特别多。图图 1-6 胞间连丝的超微结构胞间连丝的超微结构A.两个相邻细胞的胞壁电子显微图，显示胞间连丝两个相邻细胞的胞壁电子显微图，显示胞间连丝 B.具有两种不同形状胞间连丝的细胞壁示意图具有两种不同形状胞间连丝的细胞壁示意图返回横切横切纵切纵切木质部导管木质部导管11返回细胞质细胞质胞间连丝胞间连丝液泡液泡细胞壁细胞壁细胞间隙细胞间隙1.按照结构，所有的细胞基本上可以分为两种按照结构，所有的细胞基本上可以分为两种类型：一类是（类型：一类是（），另一类是（），另一类是（）。）。2.整个细胞壁是由（整个细胞壁是由（）、（）、（）和（）和（）三层结）三层结构组成。构组成。3.初生细

40、胞壁的主要组成物质是（初生细胞壁的主要组成物质是（）、（）、（）、）、（）和（）和（）四大类。）四大类。4.细胞壁中的蛋白质包括（细胞壁中的蛋白质包括（）和（）和（）两大类。）两大类。5.细胞膜的主要成分是（细胞膜的主要成分是（）和（）和（）。）。6.普遍被人们接受的膜结构模型是（普遍被人们接受的膜结构模型是（）。）。7.胞间连丝可分为（胞间连丝可分为（）、（）、（）和（）和（）三种状）三种状态，三者可随细胞发育时期的不同而变化。态，三者可随细胞发育时期的不同而变化。l1.植物细胞的细胞壁、质体（包括叶绿体）植物细胞的细胞壁、质体（包括叶绿体）和液泡是区别于动物细胞的三大结构特征。和液泡是区别于动物细胞的三大结构特征。（）l2.液泡为植物细胞所特有。（液泡为植物细胞所特有。（）l3.高等植物所有的细胞器都有膜包裹。（高等植物所有的细胞器都有膜包裹。（）l4.伸展蛋白是细胞壁中一种富含精氨酸的伸展蛋白是细胞壁中一种富含精氨酸的糖蛋白。（糖蛋白。（）l5.细胞壁的作用就是保护原生质体。（细胞壁的作用就是保护原生质体。（）l原核细胞，真核细胞 l胞间层，初生壁，次生壁 l纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白质 l结构蛋白，酶蛋白 l脂类，蛋白质 l外在蛋白，内在蛋白 l流动镶嵌模型 l封闭态，可控态，开放态 l对对错错错