第一节 植物细胞
一. 植物细胞是构成植物体的基本单位
300多年前,一位荷兰血统的英国人列文虎克Leeuwenhoek制造出了世界上最早的显微镜。列文虎克发明了显微镜,打开了微观世界的大门,他也成为世界上最早看到细菌的人。17 世纪中期(1665)年英国学者罗伯特霍克(Robert Hook)利用列文虎克(Leeuwenhoek)发明制作的显微镜观察软木塞的薄片,发现软木塞是有许多蜂窝状的小室组成,罗伯特霍克将这小室定名为“cell”,译为“细胞”。 1838年和1839年德国植物学家施莱登(Schleiden)和施旺(Schwann)分别提出:“植物体和动物体都是由细胞组成, 细胞是组成生物体的基本单位”。
18-20世纪早期主要进行了细胞显微结构的研究,20世纪中期电子显微镜的发明,用电子束代替了光束,提高了分辨率。20世纪六十年代利用组织培养,将植物离体细胞进行培养,成功地培养出一株完整的植株。证明,植物每个细胞具有遗传上的全能性。进一步说明了细胞是有机体的结构和功能单位。
二、植物细胞的形状和大小
1. 细胞的形状
2. 细胞的大小 细胞的“小”在生物学上的意义
三、植物细胞的基本结构
植物细胞和动物细胞在基本结构上具有共同性和差异性,两者的差异性主要是:动物细胞没有植物细胞所具有的纤维素壁,质体 和 液泡。植物细胞可分成原生质体和细胞壁两部分
(一) 原生质体:是细胞壁内一切生命物质的总称。 原生质体包括: 细胞核和细胞质。 主要成分: 蛋白质、核酸、类脂和糖类四类大分子物质。 构成原生质体的物质为原生质,原生质是具有复杂结构的胶体溶液。
1. 细胞核 核的功能:储存和传递遗传信息,控制细胞的生理活动。 细胞 核膜:双层膜结构,具核孔,控制物质交换。 核仁:主要成分是RNA和蛋白质,是合成蛋白质的中心。 核质 主要成分是DNA蛋白质。是遗传物质存在的主要形式,分裂时染色质聚集成染色体。 核 液:核内没有明显结构的基质
2.细胞质 细胞质 质 膜:单层膜,厚75Å,两个暗带(40Å),一个亮带(35Å) 暗带为磷酸亲水基团;亮带为脂肪酸烃链,疏水基团。 质膜的特点:具选择透性,使细胞具有稳定的内环境。 细胞器:是细胞质内具有一定结构和执行特定功能的微结构或微器官 胞基质:无特殊结构;是细胞器物质运输和信息传递的介质;是代谢和生化反应的重要场所。 细胞壁内核外的原生质体总称质膜:又称细胞膜,是指包围细胞质的一层膜。广义而言,细胞膜分成外周膜和内膜。内膜包括细胞内叶绿体、线粒体、高尔基体、内质网等膜组成的结构。细胞的内膜和外周膜统称为细胞的膜系统
细胞器
1.质体:植物细胞特有的最大的细胞器。 功能:与合成和贮藏碳水化合物有关。 a.叶绿体:高等植物叶绿体呈椭圆形,含有叶绿素a,b,β胡萝卜素 、叶黄素等。低等植物叶绿体形状和所含色素各异。 b.有色体:常存在于果实和花朵内,含胡萝卜素和叶黄素等。 c.白色体:无色颗粒状,存在于贮藏细胞中 根据细胞器的特点,可分成三种类型: 双层膜结构:质体和线粒体 单层膜结构:内质网、高尔基体、液泡、溶酶体、圆球体和微体等 非膜结构:核糖体、微管和微丝
2. 线粒体
3. 高尔基体:与分泌有关的细胞器;包装、合成和运输多糖类物质、
4.内质网: 是细胞质内复杂的膜系统;与核膜和质膜相连;是细胞内蛋白质、类脂和多糖的合成、贮藏和运输系统。
5.核糖核蛋白体
6.溶酶体 含有不同的水解酶: 蛋白质-氨基酸 核酸——氨基酸 淀粉——葡萄糖
7.圆球体: 只具一层电子不透明层(暗带),为不正常的单位膜,是贮藏功能的细胞器。常大量积累脂肪。
8.微体:单层膜包被的小体,与溶酶体相似;含有不同的酶,参与不同的生化反应
9.液泡: 单层膜,植物细胞特有的细胞器;能吞噬衰老的细胞器碎片,水解后重新利用。常含有无机盐结晶,结晶不溶于水,具解毒作用。
10、11. 微管和微丝: 成管状和纤丝状的两类细胞器,在细胞中相互交织成网络结构,成为细胞内的骨骼状支架,使细胞具一定形状;细胞学上称为微梁系统。
胞基质(细胞基质): 是细胞器物质运输 和信息传递的介质,也是代谢的重要场所。无特殊结构,化学成分复杂。
综上所述,植物细胞的原生质体是细胞内一团结构上具复杂分化的原生质单位。在细胞质膜内,具有特定形态和功能的细胞,悬浮于以蛋白质为主的胶状基质中。从细胞器的定义上,核也可以作为一个特殊的细胞器,这些结构在功能上具有分工,但又互相联系和依赖。
(二) 细胞壁:植物细胞壁是细胞的外骨骼 具有防止水分的散失,病虫害侵蚀,减少水分的蒸发,吸收和排泄等功能。 (1)细胞壁的层次:根据其形成的时间和构成的化学成分的不同可分成三层:胞间层、初生壁、次生壁
胞间层:最早形成的部分,位于细胞最外层; 初生壁:细胞生长过程继胞间层后形成的;位于胞见层内 特点:较薄,具有较大的可逆性,能随 间层内;细胞的生长而扩大。 次生壁:是细胞停止生长后,积累在初生壁内方的壁。 特点:较厚,无弹性,不能随细胞的生长而 扩大。次生壁在沉积的过程中渗入栓质等脂肪类物质;随着次生 壁的形成,细胞逐渐死亡。
(2)纹孔和胞间连丝 初生壁在积累过程中不均匀增厚。 形成明显凹陷的区域称初生纹孔场。 初生纹孔场区域中形成多数穿孔为纹孔。 相邻两个细胞的原生质体通过纹孔相连的部分为胞间连丝。胞间连丝沟通细胞间的物质和信息的联系桥梁。 Ø几个概念: 单纹孔,具缘纹孔,纹孔腔,纹孔膜,纹孔缘