植物細胞與組織

質體線粒體高爾基體內質網(wǎng)核糖體液泡溶酶體微體細胞骨架葉綠體有色體白色體糙面內質網(wǎng)光面內質網(wǎng)過氧化物酶體乙醛酸循環(huán)體細胞質基質細胞器質膜細胞質細胞核核膜核質核仁染色質核基質原生質(生活物質)后含物(代謝產(chǎn)物)貯藏的營養(yǎng)物質生理活性物質其它物質淀粉脂肪蛋白質維生素、生長素、酶無機鹽、生物堿、單寧、有機酸、晶體等原生質體細胞壁胞間層初生壁次生壁植物細胞當前第1頁\共有57頁\編于星期四\8點一、細胞分裂的作用：是細胞繁殖的一種形式單細胞生物：一次細胞分裂可形成兩個新生個體。多細胞生物：也是由一個細胞——受精卵或合子經(jīng)過多次分裂和分化發(fā)育形成第三節(jié)植物細胞的細胞周期與增殖一個多細胞生物完全長大以后：仍然需要細胞分裂的過程。替代不斷衰老或死亡的細胞生物組織損傷的修復。當前第2頁\共有57頁\編于星期四\8點有分裂能力的細胞，從一次分裂結束到下一次分裂結束所經(jīng)歷的一個完整過程稱為一個細胞周期二、細胞周期典型的細胞周期可包括間期和細胞分裂期兩部分。間期包括一個DNA合成期（S期）及S期前后兩個間隙期（G1期，G2期）。細胞分裂期（M期）則包括有絲分裂和胞質分裂兩個主要過程。當前第3頁\共有57頁\編于星期四\8點G0期細胞、周期細胞與終端分化細胞有些細胞在形成之后不再進行DNA的復制，即細胞周期停止于G1期，脫離了細胞周期，不再進行分裂，可視為G0期細胞。但在一定條件下，可恢復分裂能力，重新進入細胞周期。有些細胞能連續(xù)分裂，從不進入G0期，屬周期細胞還由一些細胞不可逆地脫離了細胞周期，失去分裂能力，為終端化細胞當前第4頁\共有57頁\編于星期四\8點三、有絲分裂：分裂過程中出現(xiàn)了染色體、紡錘絲，因此得名。是真核生物最主要的分裂方式。細胞核分裂，細胞質分裂特點：在間期每個染色體復制成兩條相同的染色單體，在分裂時有規(guī)律地分配到兩個子細胞核中。根據(jù)染色體形態(tài)的變化特征可分為前期、中期、后期和末期。當前第5頁\共有57頁\編于星期四\8點胞質分裂：在兩個新的子核之間形成新細胞壁，把一個母細胞分隔成二個子細胞的過程，稱為胞質分裂核分裂后期，紡錘絲在赤道面中央密集并向四周擴展，微管以平行方式排列成圓柱狀結構，稱為成膜體在成膜體圍起來的中間部分，來自高爾基體或內質網(wǎng)的小泡(攜帶細胞壁前體物質)在赤道面上彼此融合形成細胞板，將細胞質從中間隔開細胞板逐漸向四周擴展，直到與母細胞的細胞壁相連接，完全把母細胞分隔成二個子細胞。當前第6頁\共有57頁\編于星期四\8點有絲分裂的生物學意義：細胞每次分裂前必須進行一次染色體的復制染色體分裂為兩條子染色體，平均分配到兩個子細胞中保證每一代的子細胞與母細胞具有相同的遺傳物質，保證了細胞遺傳的穩(wěn)定性當前第7頁\共有57頁\編于星期四\8點四、無絲分裂（直接分裂）分裂時核內不出現(xiàn)染色體、紡錘絲分裂形式：橫縊、縱縊、碎裂、出芽等分裂過程：核仁一分為二，細胞核延長，核仁向兩端移動，核中間縊縮斷裂成兩個子核，隨后在兩子核之間形成新壁，成為2個子細胞優(yōu)點：消耗能量少，分裂速度快缺點：不能保證母細胞的遺傳物質平均地分配到兩個子細胞中當前第8頁\共有57頁\編于星期四\8點五、減數(shù)分裂

與有性生殖相關的性母細胞分裂方式特點：DNA只復制一次連續(xù)兩次的分裂（減數(shù)分裂I&II)產(chǎn)生四個子細胞（四分體）當前第9頁\共有57頁\編于星期四\8點減數(shù)分裂的生物學意義：減數(shù)分裂導致了性細胞（配子）的染色體數(shù)目減半在以后的有性生殖過程中，兩個配子結合形成合子，合子的染色體數(shù)目和類型又恢復到親本的水平實現(xiàn)遺傳重組當前第10頁\共有57頁\編于星期四\8點第四節(jié)植物細胞的生長、分化一、植物細胞的生長——細胞體積和重量不可逆增加的過程，是植物個體生長的基礎當前第11頁\共有57頁\編于星期四\8點二、植物細胞的分化——細胞在形態(tài)、結構和功能上的特化過程當前第12頁\共有57頁\編于星期四\8點分化常是可逆的，分化細胞逆轉為不分化細胞，稱為脫分化植物的個體發(fā)育是植物細胞不斷分裂、生長和分化的結果在系統(tǒng)發(fā)育上，植物越進化，細胞分化越劇烈，分工越細致，植物體結構也越復雜細胞分化的基因表達與調控，是當今發(fā)育生物學研究的熱點和中心問題之一當前第13頁\共有57頁\編于星期四\8點第五節(jié)植物組織一、概念在植物體中，具有相同來源的細胞(由一個細胞或同一群有分裂能力的細胞)分裂、生長與分化形成的細胞群稱為組織僅由一種細胞類型的組織叫簡單組織由多種類型細胞的組織叫復合組織由不同的組織按一定的規(guī)律構成了器官當前第14頁\共有57頁\編于星期四\8點1、分生組織：植物體內具有持續(xù)或周期性分裂能力的細胞群。①按在植物體上的位置分：二、植物組織的類型當前第15頁\共有57頁\編于星期四\8點頂端分生組織位置：根、莖的頂端作用功能：使根、莖不斷伸長細胞特征：小而等徑，薄壁，核位于中央并占較大體積,液泡不明顯,原生質濃厚，無后含物當前第16頁\共有57頁\編于星期四\8點側生分生組織位置：靠近根莖表面、與器官長軸平行、呈筒形分布，包括形維管成層和木栓形成層。作用功能：使根莖不斷增粗。木栓形成層的活動使長粗的根莖表面或受傷的器官表面形成新的保護組織。細胞特征：細胞大部分呈長紡錘形，原生質體高度液泡化，細胞質不濃厚。分裂活動具明顯周期性。注意：在沒有加粗生長的單子葉植物中，沒有側生分生組織；草本雙子葉植物中活動微弱或根本不存在。當前第17頁\共有57頁\編于星期四\8點居間分生組織位置：頂端分生組織在莖、葉柄、子房柄、花柄、花序軸等器官中局部區(qū)域的保留，位于成熟組織之間。作用功能：能使上述器官快速伸長活動特點：細胞持續(xù)分裂活動的時間短，分裂一定時間后，所有細胞都轉變?yōu)槌墒旖M織。當前第18頁\共有57頁\編于星期四\8點②按發(fā)生來源分：原分生組織：位置：位于根、莖最前端，從胚胎中保留下來、具有持久分裂能力。細胞特征：體積小，核相對較大，細胞質濃厚，多為等徑的多面體當前第19頁\共有57頁\編于星期四\8點初生分生組織位置：位于根、莖的頂端，由原分生組織剛剛衍生的細胞所組成，在原分生組織的下方特點：細胞在形態(tài)上出現(xiàn)了最初的分化，細胞仍然具有很強的分裂能力，但沒有原分生組織那樣旺盛，因此是一種邊分裂、邊分化的組織，是由分生組織向成熟組織過渡的組織當前第20頁\共有57頁\編于星期四\8點次生分生組織是由已經(jīng)成熟的組織細胞，經(jīng)過脫分化恢復分裂能力形成的分生組織，因此叫次生分生組織位置：存在于根、莖的形成層和木栓形成層中；特別是木栓形成層是典型的次生分生組織當前第21頁\共有57頁\編于星期四\8點注意：原分生組織和初生分生組織分裂的結果使器官伸長，次生分生組織的分裂結果使器官增粗凡是由初生分生組織細胞分裂、分化形成的成熟組織，都稱初生組織；凡是由次生分生組織的細胞所產(chǎn)生的成熟組織都叫次生組織當前第22頁\共有57頁\編于星期四\8點2、成熟組織概念：也稱為永久組織，由分生組織衍生的細胞，失去分裂能力，經(jīng)生長、分化，形成的其它各種組織，稱為成熟組織注意：成熟程度是相對的，并非一成不變，如薄壁組織有時能進一步特化為另一種組織；有時成熟組織也可脫分化成分生組織類型：按功能分為保護組織、薄壁組織、機械組織、輸導組織和分泌組織當前第23頁\共有57頁\編于星期四\8點（1）保護組織概念：覆蓋于植物體表起保護作用的組織功能：減少體內水分蒸騰控制植物與環(huán)境的氣體交換防止病蟲害侵襲和機械損傷等類型：根據(jù)來源及形態(tài)結構的不同分為以下兩類：當前第24頁\共有57頁\編于星期四\8點①表皮：來源：由初生分生組織細胞分化而成位置：覆蓋在幼嫩器官的表面結構特征：一般只有一層細胞，彼此緊密嵌合，除分布其間的氣孔外無胞間隙，外壁加厚并覆蓋一層角質膜；有些在角質膜外還覆蓋有蠟質；有些植物有2～3層表皮細胞稱為復表皮當前第25頁\共有57頁\編于星期四\8點氣孔器：表皮上的通氣結構，由氣孔和保衛(wèi)細胞構成。當前第26頁\共有57頁\編于星期四\8點表皮附屬物：有些植物的表皮是光滑的無任何突出部分，如菠菜許多植物的部分表皮細胞向外突出延長，形成各種毛狀附屬物，又叫表皮毛加強表皮的保護作用—減少水分蒸騰,免遭動物采食。還有分泌、散布種子等作用。棉花是重要紡織原料當前第27頁\共有57頁\編于星期四\8點表皮存在時間：僅有初生生長(無加粗生長)的草本植物的表皮終生起作用；沒有次生生長的器官——葉、花和果實的表皮到器官死亡為止具加粗生長的根莖表皮會因器官的增粗而破壞，其保護功能由次生保護組織周皮所取代當前第28頁\共有57頁\編于星期四\8點②周皮來源：木栓形成層位置：有加粗生長的根莖表面組成：木栓形成層平周分裂,向外細胞分化形成木栓層,向內分化成栓內層。木栓層、木栓形成層和栓內層合稱周皮當前第29頁\共有57頁\編于星期四\8點（2）薄壁組織是構成各器官最基本的組織，也是進行各種代謝活動的重要組織，在植物體內占有最大體積，故也叫基本組織結構特點：壁薄，僅有初生壁；胞間隙發(fā)達；常為等徑的多面體細胞；具生活的原生質體，液泡較大分化程度較低，在創(chuàng)傷愈合、形成不定根、不定芽及嫁接愈合時，薄壁組織可脫分化轉變?yōu)榉稚M織；也參與側生分生組織——形成層和木栓形成層的發(fā)生當前第30頁\共有57頁\編于星期四\8點同化組織：營光合作用的薄壁組織，稱為同化組織特點：細胞含有大量葉綠體，進行光合作用合成有機物質部位：存在于植物體的一切綠色部分—葉肉、嫩莖等當前第31頁\共有57頁\編于星期四\8點貯藏組織貯藏大量營養(yǎng)物質的薄壁組織稱為貯藏組織特點：細胞內充滿貯藏的營養(yǎng)物質部位：存在于各類貯藏器官中（塊根、塊莖、球莖、鱗莖、果實、種子等）貯水組織貯藏水分的組織特點：細胞較大，具較大的中央大液泡，可貯存大量水分備用多存在于旱生植物的肉質植物體內當前第32頁\共有57頁\編于星期四\8點通氣組織具有大量細胞間隙的薄壁組織稱為通氣組織水生植物的根莖薄壁組織有較大的胞間隙，形成氣腔或氣道，它們在體內形成一個相互貫通的通氣系統(tǒng)，使生于水下的器官得到氧氣當前第33頁\共有57頁\編于星期四\8點60年代末，在電鏡下發(fā)現(xiàn)了一類特殊的薄壁細胞——傳遞細胞細胞特點：細胞壁具內突生長，胞質濃厚，富含線粒體，有發(fā)達的胞間連絲，可快速運輸與傳遞代謝物質在植物體內廣泛存在，如小葉脈輸導組織附近，莖節(jié)部的維管束中，分泌結構中，種子的子葉、胚乳、胚柄等部位當前第34頁\共有57頁\編于星期四\8點（3）機械組織對植物體具有支持和加固作用的組織（相當于水泥建筑中的鋼筋骨架）細胞特點：①細胞壁局部或全部加厚，起機械支持的作用②細胞多成束存在，且排列緊密，起加固的作用當前第35頁\共有57頁\編于星期四\8點①厚角組織：細胞為長柱形，壁不均勻加厚，通常在幾個細胞鄰接處的角隅發(fā)生加厚，故稱厚角組織細胞壁不含木質素，雖有一定的堅韌性、可塑性和伸展性，但支持力較弱厚角組織的細胞是活細胞存在于幼莖、葉柄、葉片、花柄等器官的外圍在器官形成過程中，厚角組織出現(xiàn)較早，是正在生長的莖葉的支持組織當前第36頁\共有57頁\編于星期四\8點②厚壁組織細胞具均勻加厚的次生壁；常木質化；細胞成熟時，原生質體死亡分解，成為只留有細胞壁的死細胞。a.石細胞：

細胞等直徑，形狀不規(guī)則，壁極度增厚和強烈木質化，成熟時成為僅具堅硬厚壁的死細胞。單個散生或聚集成簇，也可連續(xù)成片分布于莖、葉、果實和種子中，有增加器官硬度和支持的作用

當前第37頁\共有57頁\編于星期四\8點b.纖維梭形的細長細胞，壁強烈增厚。廣泛存在于植物體各部分，排列緊密，并聚集成束，成為植物體內的堅強支柱。根據(jù)所處位置，可分為：木纖維：存在于木質部中，較短，細胞壁木質化，堅硬、脆，宜作造紙或人造纖維原料。韌皮纖維：存在于韌皮部中，較長，細胞壁輕度或不木質化，富含纖維素，有韌性，是良好的紡織原料。當前第38頁\共有57頁\編于星期四\8點（4）輸導組織：植物體內長距離輸導水分和有機物的組織。a.管胞：上下兩個死細胞的端部緊密重疊成長管狀，運輸水分和無機鹽，次生壁不均勻加厚，因此還有一定支持作用。裸子植物主要靠管胞運輸水分和無機鹽。當前第39頁\共有57頁\編于星期四\8點b.導管分子長管狀的死細胞，細胞壁也有5種加厚方式兩端初生壁溶解，形成穿孔多個導管分子以端壁縱向連接而成導管導管管徑較管胞粗大，又以穿孔直接溝通，因此，導管比管胞具較高運水效率存在于被子植物木質部中當前第40頁\共有57頁\編于星期四\8點為管狀活細胞，縱向連接形成篩管只具初生壁，上下端壁上有許多小孔稱篩孔，具篩孔的端壁特稱篩板

運輸有機物c.篩管分子：當前第41頁\共有57頁\編于星期四\8點上下兩細胞的細胞質通過篩孔彼此相連，與胞間連絲相似，但較粗大，特稱聯(lián)絡索，在聯(lián)絡索周圍由胼胝質鞘包圍在衰老或休眠的篩管中，篩板上積累大量胼胝質，形成墊狀的胼胝體封閉篩孔；休眠解除時消失當前第42頁\共有57頁\編于星期四\8點篩管分子的側壁上有許多特化的初生紋孔場，稱為篩域，與相鄰細胞進行物質交換篩管分子具生活的原生質體,但成熟后核消失

當前第43頁\共有57頁\編于星期四\8點具有結構P－蛋白體，通常分散在細胞質中，受干擾時聚集到篩孔處形成粘液塞

當前第44頁\共有57頁\編于星期四\8點d.伴胞位于篩管分子旁高度特化的細長薄壁細胞伴胞當前第45頁\共有57頁\編于星期四\8點與篩管由同一個母細胞分裂而來(大子細胞形成篩管分子,小的發(fā)育為伴胞)有細胞核和濃厚的細胞質篩管壽命僅1或2～3年，篩管死亡后，伴胞也隨之死亡，即所謂“同生共死”伴胞功能：為篩管提供能量運輸物質當前第46頁\共有57頁\編于星期四\8點e.篩胞裸子植物沒有篩管，輸導有機物質的結構是篩胞與篩管分子相比：原生質體中無P－蛋白體，細胞壁上只有篩域而無篩板，篩胞之間以側壁上的篩域相通，進行物質運輸維管組織：木質部和韌皮部的組成中分別以具有輸導功能的管狀分子——導管分子、管胞，和篩管分子或篩胞為主，所以形態(tài)學上，將木質部和韌皮部稱為維管組織當前第47頁\共有57頁\編于星期四\8點（5）分泌結構植物體內有些細胞可產(chǎn)生一些特殊的物質，如蜜汁、黏液、揮發(fā)油、樹脂、乳汁等，并把它們排出體外或積存在體內，這種現(xiàn)象稱為分泌，凡是能產(chǎn)生分泌物質的細胞或細胞組合稱為分泌結構①外部的分泌結構：將分泌物分泌到體外的分泌結構。腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器②內部的分泌結構：將分泌物積聚在體內的分泌結構。分泌細胞、分泌腔(道)、乳汁管當前第48頁\共有57頁\編于星期四\8點①外部的分泌結構：

a.腺表皮：某些部位的表皮細胞具分泌功能，稱腺表皮，分泌物直接分泌到細胞表面，如花柱頭表皮。b.腺毛：表皮附屬物中具有分泌作用的毛狀體。其頭部由單或多個分泌細胞組成，柄由無分泌功能的薄壁細胞組成。c.蜜腺：分泌蜜汁的腺體，存在于蟲媒植物的花、莖、葉、葉柄、花梗等處，當前第49頁\共有57頁\編于星期四\8點d.排水器：葉緣或頂端將體內過多水分排出體外的結構，由水孔和通水組織組成；其排水過程稱為吐水。當前第50頁\共有57頁\編于星期四\8點②內部的分泌結構：a.分泌細胞：具分泌能力的特化細胞，散生于其它細胞之中，體積明顯較周圍細胞為大，分泌物積聚于細胞腔內。

當前第5