植物細胞及組分

植物細胞及組分演示文稿當前1頁，總共64頁。優(yōu)選植物細胞及組分Ppt2023/3/29當前2頁，總共64頁。細胞的發(fā)現(xiàn)1665年英國人胡克（RobertHooke)從樹皮切了一片軟木薄片，并放到自己發(fā)明的顯微鏡（放大40倍～140倍）觀察。他觀察到了植物細胞(已死亡)，并且覺得他們的形狀類似教士們所住的單人房間，所以他使用單人房間并將其定名為“細胞(Cell)”。當前3頁，總共64頁。4與此同時，荷蘭的一位生物業(yè)余愛好者，列文虎克(A．V．Leeuwenhook)也先后用自制的顯微鏡，觀察了池塘中的原生動物和單細胞藻類、牙垢上的細菌、魚的紅細胞、精子等，這是人類第一次觀察到完整的活細胞。當前4頁，總共64頁。細胞學說的建立1838年德國植物學家施萊登提出所有植物體都是由細胞組合而成，這一結果被德國動物學家施旺（1839年）在動物中證實。由此提出“細胞學說”。細胞學說可以概括為：1、任何一個細胞都是從其他細胞中產(chǎn)生出來的；2、細胞是構成有機體的基本單位；3、植物和動物的細胞大致是相似的。當前5頁，總共64頁。1.1細胞與生物分子1.1.1植物生命的分子基礎基本物質：水、糖類、脂類、蛋白質、核酸、維生素、激素和無機鹽等。當前6頁，總共64頁。2氫原子和1氧原子共價結合；兩個H－O鍵的夾角為104.5°；正負電荷中心不重合，故為極性分子；相鄰水分子之間：H(＋)和O(－)以氫鍵結合。1.1.2.1水的分子結構特點1.1.2生命的介質水當前7頁，總共64頁。1.1.2.2水與植物生命活動有關的理化性質H2O與其它分子的物理性質比較比熱(J/g/?C)汽化熱(J/g)沸點(?C)H2O4.22452100NH35.01334-33CO2-301-78Methane-556-164Ethane-523-88Methanol2.6122665Ethanol2.487878當前8頁，總共64頁。9

比熱容是指單位質量的物質溫度升高1℃所需的熱量。由于這一特性，使水對氣溫、地溫及植物體溫有巨大的緩沖調節(jié)作用，從而有利于植物適應冷熱多變的環(huán)境。（1）水的比熱容高當前9頁，總共64頁。在一定的溫度下，將單位質量的物質由液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)所需的熱量即為汽化熱。水的汽化熱大：使植物可以通過蒸騰作用降低體溫，避免高溫傷害。（2）水的汽化熱大當前10頁，總共64頁。（3）水的內(nèi)聚力、附著力和表面張力大同類分子間具有的分子間引力稱作內(nèi)聚力。由于水中存在的大量的氫鍵，水的內(nèi)聚力很大。液相與固相間的相互引力稱作附著力。處于界面的水分子均受著垂直向內(nèi)的拉力，這種作用于單位長度表面上的力，稱為表面張力。由于水的內(nèi)聚力、附著力和表面張力均大，所以植物體內(nèi)導管中形成的上升水柱不易被拉斷。當前11頁，總共64頁。（4）水的不可壓縮性水的不可壓縮性指水在外加壓強作用下體積不會縮?。ó斎灰话愕囊后w和固體都是如此）。水的不可壓縮性使細胞吸水后產(chǎn)生的靜水壓維持其緊張度，與植物氣孔開閉、葉片運動、保持植株固有的姿態(tài)等方面均有密切關系。當前12頁，總共64頁。（5）水是很好的溶劑由于水分子的極性，它是電解質和極性分子如糖、蛋白質和氨基酸等強有力的溶劑。水分子還可結合在帶電荷的離子的周圍，使其成為高度可溶的水化離子。Cl和Na離子周圍的水分子的定向排列形成的水化層，減少了離子重新結合形成晶體的可能性，促進溶解。當前13頁，總共64頁。（6）水是透明無色的液體水無色，透光，利于色素對光的吸收。當前14頁，總共64頁。1.1.3高等植物細胞的特點當前15頁，總共64頁。161.2細胞壁、細胞質、細胞核、胞間連絲與生物膜

1.2.1細胞壁1.2.1.1細胞壁的結構細胞壁分為3層，即胞間層（中層）、初生壁和次生壁。

當前16頁，總共64頁。1.2.1.2細胞壁的化學組成多糖（90%左右）：主要包括纖維素、半纖維素、果膠。蛋白質（10%左右）：伸展蛋白（初生壁廣泛存在的結構成分）。當前17頁，總共64頁。1.2.1.3細胞壁的功能維持細胞形狀，控制細胞生長。物質運輸與信息傳遞：細胞壁允許離子、多糖等小分子和低分子量的蛋白質通過，而將大分子或微生物等阻于其外。防御與抗性：細胞壁中的寡糖素能誘導植物抗毒素的形成；壁中的伸展蛋白除了作為結構成分外，還有防御和抗病抗逆的功能。其它：如對其它生理過程有調節(jié)作用。

當前18頁，總共64頁。1.2.2細胞質細胞質主要包括細胞質基質和細胞器。細胞質基質：細胞質內(nèi)呈液態(tài)的部分。含有的物質：水、無機鹽離子、脂質、糖類氨基酸和核苷酸等，還有多種酶。主要功能：是活細胞進行新陳代謝的主要場所。當前19頁，總共64頁。1.2.3細胞核——系統(tǒng)的控制中心1.細胞核：存在于絕大多數(shù)的真核生物中，其中包括核孔、核膜、核仁、染色質。功能：細胞核控制著細胞的代謝和遺傳。2.核膜：雙層膜，把核內(nèi)物質與細胞質分開。3.核孔：實現(xiàn)核質之間頻繁的物質交換和信息交流。4.染色質：主要由DNA和蛋白質組成，DNA是遺傳信息的載體。5.核仁：與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。當前20頁，總共64頁。1.2.4胞間連絲1.2.4.1胞間連絲的結構胞間連絲，是貫穿細胞壁溝通相鄰細胞的細胞質連線。為細胞間物質運輸與信息傳遞的重要通道，通道中有一連接兩細胞內(nèi)質網(wǎng)的連絲微管。當前21頁，總共64頁。1.2.4.2胞間連絲的功能物質交換相鄰細胞的原生質可通過胞間連絲進行交換，使可溶性物質（如電解質和小分子有機物）、生物大分子物質（如蛋白質、核酸）發(fā)生胞間運輸。信號傳遞通過胞間連絲可進行體內(nèi)信息傳遞，物理信號、化學信號都可通過胞間連絲在共質體中傳遞。當前22頁，總共64頁。1.2.5生物膜

1.2.5.1生物膜結構生物膜是指構成細胞的所有膜的總稱。鑲嵌有蛋白質和糖類（統(tǒng)稱糖蛋白）的磷脂雙分子層，起著劃分和分隔細胞和細胞器作用。當前23頁，總共64頁。1959年，羅伯特森利用電鏡，獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗—明—暗的三層結構。當前24頁，總共64頁?！暗鞍踪|—脂質—蛋白質”三明治模型磷脂分子當前25頁，總共64頁。1972年，桑格和尼克森在新的觀察和實驗證據(jù)的基礎上，提出了流動鑲嵌模型。支架：磷脂雙分子層構成基本支架。流動：磷脂分子和大多數(shù)蛋白質分子是可以運動的。鑲嵌：蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層的表面；有的部分、全部嵌入磷脂雙分子層中；有的橫跨整個磷脂雙分子層。當前26頁，總共64頁。1.2.5.1生物膜的功能（1）分室作用不僅把細胞與外界環(huán)境隔開，而且把細胞內(nèi)部的空間分隔，即形成多種細胞器，從而使細胞的生命活動分室進行。（2）代謝反應場所如光合作用的光能吸收和呼吸作用的電子傳遞分別發(fā)生在葉綠體的光合膜和線粒體內(nèi)膜上進行。當前27頁，總共64頁。（3）能量轉換場所如光合電子傳遞，呼吸電子傳遞以及與之偶聯(lián)的光合磷酸化和氧化磷酸化都發(fā)生在膜上。（4）物質交換生物膜是選擇透過性膜，能控制膜內(nèi)外的物質交換。當前28頁，總共64頁。（5）識別與信息轉導膜糖的殘基分布在膜的外表面，好似“觸角”，能夠識別外界的某種物質，并將外界的某種刺激轉換為胞內(nèi)信使，誘導細胞反應。當前29頁，總共64頁。1.3植物細胞的亞微結構1.3.1微膜系統(tǒng)細胞膜內(nèi)膜系統(tǒng)當前30頁，總共64頁。1.3.1.1質體和葉綠體（1）質體的結構和功能質體：是植物細胞中由雙層膜包裹的一類細胞器的總稱，存在于真核植物細胞內(nèi)。它是綠色植物細胞特有的細胞器。分類：根據(jù)所含色素和功能的不同，質體可分為白色體（無色素）、有色體（有色素，分為雜色體和葉綠體）。當前31頁，總共64頁。類型色素形狀功能葉綠體

葉綠素等扁圓形光合作用雜色體

胡蘿卜素、葉黃素針形、圓形、桿狀、多角形等光合作用催化劑;利于昆蟲傳粉；與淀粉、脂肪積累有關白色體

無圓形、橢圓形、紡錘形合成淀粉（造粉體），脂肪（造油體），蛋白質（蛋白質體）當前32頁，總共64頁。（2）質體間的相互轉化前質體是其他質體的前身，可分化發(fā)育成多種質體。各種質體之間也可相互轉化。如某些根經(jīng)光照后可以轉綠，這就是白色體或雜色體向葉綠體轉化的。當前33頁，總共64頁。1.3.1.2線粒體定義：線粒體是一種存在于大多數(shù)真核細胞中的由兩層膜包被的細胞器，直徑在0.5-10微米左右。分布：普遍存在于植物細胞和動物細胞中。作用：線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，是細胞的“動力車間”。細胞生命活動所需的能量，大約95%來自線粒體。當前34頁，總共64頁。線粒體結構組成線粒體外膜是位于線粒體最外圍的一層單位膜，厚度約為6-7nm。線粒體內(nèi)膜是位于線粒體外膜內(nèi)側、包裹著線粒體基質的單位膜。線粒體內(nèi)膜的某些部分會向線粒體基質折疊形成線粒體嵴。線粒體膜間隙是線粒體外膜與線粒體內(nèi)膜之間的空隙，寬約6-8nm，其中充滿無定形液體，其組成與細胞質基質十分接近。當前35頁，總共64頁。1.3.1.3內(nèi)質網(wǎng)內(nèi)質網(wǎng)為由生物膜構成的互相通連的片層隙狀或小管狀系統(tǒng)，膜片間的隙狀空間稱為池，通常與細胞外隙和細胞漿基質之間不直接相通。這種細胞內(nèi)的膜性管道系統(tǒng)一方面構成細胞內(nèi)物質運輸?shù)耐?，另一方面為細胞?nèi)各種各樣的酶反應提供廣闊的反應面積。內(nèi)質網(wǎng)與高爾基體及核膜相連續(xù)。當前36頁，總共64頁。分類：內(nèi)質網(wǎng)分兩類，一類是膜上附著核糖體顆粒的叫粗糙型內(nèi)質網(wǎng)，另一類是膜上光滑的，沒有核糖體附在上面，叫光滑型內(nèi)質網(wǎng)。功能：是細胞內(nèi)蛋白質合成與加工，以及脂質合成的“車間”。內(nèi)質網(wǎng)的類型和功能當前37頁，總共64頁。38分布：普遍存在于動、植物的細胞中。形態(tài)結構：由一些排列較為整齊的扁平的單層膜堆積在一起。功能:對來自內(nèi)質網(wǎng)的蛋白質進行加工、分類和包裝的“車間”及“發(fā)送站”。1.3.1.4高爾基體當前38頁，總共64頁。1.3.1.5溶酶體定義：真核細胞中的一種細胞器，為單層膜包被的囊狀結構。功能：溶酶體是“消化車間”，內(nèi)部含有各種水解酶，能分解衰老、損傷的細胞器，吞噬并殺死侵入細胞的病毒和病菌，被溶酶體分解后的產(chǎn)物，如果是對細胞有用的物質，細胞可以再利用，廢物則被排出體外。當前39頁，總共64頁。電鏡下細胞結構：箭頭指溶酶體

當前40頁，總共64頁。溶酶體中的酶都屬酸性水解酶，其最適pH為5左右，pH7左右時酶失活。溶酶體膜上具有H+-ATP酶，可將胞質中的H+泵入溶酶體。一、溶酶體的形態(tài)結構與酶當前41頁，總共64頁。1.3.1.6液泡分布：存在于高等植物細胞中。內(nèi)含細胞液:含糖類、無機鹽、色素和蛋白質等物質。功能：可以調節(jié)細胞內(nèi)的環(huán)境。當前42頁，總共64頁。1.3.1.7微體微體為橢圓形、圓形或啞鈴狀小體，直徑約0.2～1.7微米，外包一層單位膜，內(nèi)含無定形顆?；|，分過氧化物酶體和乙醛酸循環(huán)體兩種主要類型。植物細胞中，既有過氧化物酶體，又有乙醛酸循環(huán)體，植物細胞中的過氧化物酶體和乙醛酸循環(huán)體是同一細胞器在不同發(fā)育階段的不同表現(xiàn)形式。過氧化物酶體的主要功能是利用氧化酶和過氧化氫酶將有害物質氧化，具有解毒的作用和對細胞起保護作用。植物細胞內(nèi)的乙醛酸循環(huán)體參與乙醛酸循環(huán)。當前43頁，總共64頁。1.3.2微梁系統(tǒng)（細胞骨架）發(fā)現(xiàn)較晚，主要是因為一般電鏡制樣采用低溫（0-4℃）固定，而細胞骨架會在低溫下解聚。直到20世紀60年代后，采用戊二醛常溫固定，才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。當前44頁，總共64頁。細胞骨架在維持細胞形態(tài)，承受外力、保持細胞內(nèi)部結構的有序性方面起重要作用。還參與許多重要的生命活動，如：在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離，在細胞物質運輸中，各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向轉運；在肌肉細胞中，細胞骨架和它的結合蛋白組成動力系統(tǒng)；在白細胞的遷移、精子的游動、神經(jīng)細胞軸突和樹突的伸展等方面都與細胞骨架有關。另外，在植物細胞中細胞骨架指導細胞壁的合成。功能當前45頁，總共64頁。細胞骨架由微絲、微管、和中間纖維構成。細胞骨架的組成當前46頁，總共64頁。細胞骨架的分布微管主要分布在核周圍,并呈放射狀向胞質四周擴散。微絲主要分布在細胞質膜的內(nèi)側。中間纖維則分布在整個細胞中。當前47頁，總共64頁。1.3.2.1微管（Microtubules）（1）微管的結構微管的形態(tài)結構：微管是細胞中由蛋白質組成的外形筆直、中空且有一定剛性和彈性的管狀結構。10-15nm20--30nm當前48頁，總共64頁。主要成分為微管蛋白（tubulin），分為兩種：α微管蛋白和β微管蛋白，二者組成異二聚體。異二聚體是構成微管的基本亞單位。微管結構與組成當前49頁，總共64頁。

微管的成分微管蛋白二聚體由結構相似的α和β-微管蛋白構成，兩種亞基均可結合GTP（三磷酸鳥苷），α-微管蛋白結合的GTP從不發(fā)生水解或交換，是α-微管蛋白的固有組成部分；而β-微管蛋白可水解結合的GTP，結合的GDP可交換為GTP。當前50頁，總共64頁。微管三種存在形式單管：由13根原纖維組成，是細胞質中常見的形式，其結構不穩(wěn)定，易受環(huán)境因素而降解。二聯(lián)管：由A，B兩根單管組成，A管由13根原纖維，B管有10根原纖維，與A管共用3根原纖維，主要分布于纖毛、鞭毛內(nèi)。三聯(lián)管：由A，B，C三根單管組成，A管有13根原纖維，B、C各有10根原纖維，主要分布于中心粒及鞭毛和纖毛的基體中。當前51頁，總共64頁。微管的裝配α-微管蛋白和β-微管蛋白形成αβ二聚體,αβ二聚體先形成環(huán)狀核心，經(jīng)過側面增加二聚體而擴展為螺旋帶，αβ二聚體平行于長軸重復排列形成原纖維。當螺旋帶加寬至13根原纖維時,即合攏形成一段微管。所有的微管都有確定的極性；微管裝配是一個動態(tài)過程。當前52頁，總共64頁。微管的裝配過程當前53頁，總共64頁。54微管組織中心(MTOC)概念：微管在生理狀態(tài)或實驗處理解聚后重新裝配的發(fā)生處稱為微管組織中心(microtubuleorganizingcenter,MTOC)。常見微管組織中心間期細胞MTOC：中心體(動態(tài)微管)分裂細胞MTOC：有絲分裂紡錘體極(動態(tài)微管)鞭毛纖毛細胞MTOC：基體(永久性結構，位于鞭毛和纖毛根部的類似結構稱為基體)當前54頁，總共64頁。影響微管穩(wěn)定性的某些條件當前55頁，總共64頁。影響微管穩(wěn)定性的藥物

秋水仙素:(圖中紅色所示）與二聚體結合而抑制微管的聚合。紫杉酚：能和微管緊密結合防止微管蛋白亞基的解聚。由于新的微管蛋白仍可加上去結果微管只增長不縮短。為行使正常的微管功能，微管出于動態(tài)的裝配和解聚狀態(tài)是重要的。當前56頁，總共64頁。以下促進微管聚合的藥物是()。a.長春新堿b.細胞松弛素Bc.鬼筆環(huán)肽d.紫杉酚

√當前57頁，總共64頁。微管功能維持細胞形態(tài)用秋水仙素處理細胞破壞微管,導致細胞變圓,說明微管對維持細胞的不對稱形狀是重要的。對于細胞突起部分,如纖毛、鞭毛、軸