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1、- 1 - 第一章植物细胞与组织 第一节植物细胞的形态与结构 一、植物细胞的形状与大小 细胞体积小的原因 （1） 细胞核在细胞生命活动中起重要作用，它所能控制的细胞质的量是有限的， 所以细胞的大小受细胞核所能控制的范围的制约 （2）利于细胞与周围环境（包括相邻细胞）的物质交换和细胞内部的物质运输 和信息传递 二、植物细胞的基本结构 A 原生质体是指细胞中有生命活动的物质（原生质），是细胞各类代谢活动进 行的主要场所，是细胞最重要的部分。包括细胞膜、细胞质、细胞核等结构 原生质 是组成原生质体的物质，包括水、无机盐；蛋白质、糖类、维生 素等 后含物 是植物细胞中的一些贮藏物质或代谢产物 B 细胞
2、壁 是包围在原生质体外面的坚韧外壳 显微结构：光学显微镜（分辨率0.2 m）观察到的细胞结构有细胞壁、细 胞质、细胞核、液泡等结构和经过特殊染色的高尔基体（硝酸银 染色）和线粒体（ Janus green B 染色）等。 亚显微结构（超微结构） ：在电子显微镜（分辨率0.25nm）下看到的更为精 细的结构。 - 2 - 细胞 原生质体 三、原生质体 （一）质膜 电子显微镜下观察到它是包围在细胞质表面的一层薄膜通常紧贴细胞 壁，厚度约 78 nm （原生质体表面的一层薄膜，脂类和蛋白质） 内膜：光学显微镜看不到，采用高渗溶液（如高盐溶液）处理后，使原生 质体失水而收缩，与细胞壁发生分离（质壁分离
3、），可以看到质膜是 一层光滑的薄膜。 1.质膜的结构 脂双层 +膜蛋白+膜糖 单位膜：暗 明暗 （蛋白质）（类脂） 生物膜的 “ 流动镶嵌模型 ” 主要特点：有序性、流动性、不对称性 质膜的功能： 1.物质跨膜运输 2.能量转换 3.代谢调节 4.细胞识别 5.抗逆性 6.信号 细胞壁 原生质体 质膜 细胞质和细胞器 细胞核 细胞膜或质膜 细胞核 细胞质 细胞器 - 3 - 转导 7.纤维素的合成和微纤丝的组装 （二）细胞质： 细胞核以外，细胞质膜以内的原生质为细胞质。 1.细胞器 一般认为是散布在细胞质的基质中具有一定结构和功能的“ 微结构 ” 或“ 微 器官” 。 （1）质体 一类与碳水化
4、合物的合成及贮藏密切相关的细胞器。为植物细胞所特有的 结构。 质体是由原（前）质体发育而来 质体 叶绿体：光合作用的细胞器。只存在于植物的绿色细胞中。含有叶绿素、叶 黄素和胡萝卜素。 植物叶片的颜色， 与细胞叶绿体中这三种色素的比例有关，一般情况是叶 绿素占绝对优势（占全部色素的2/3，叶绿素 a占叶绿素含量的3/4） 。 叶绿素 是主要的光合色素。 有色体：只含胡萝卜素与叶黄素。存在于果实、花瓣或植物体的其他部分。 叶绿体：膜、类囊体和基质 有色体：形状多样， 只含有叶黄素和胡萝卜素， 存在于花瓣和果实中， 胡萝卜根中也有。能积聚淀粉和脂类 白色体：不含色素，呈无色颗粒状，普遍存在于植物体各
5、部分的储藏 细胞中。储藏淀粉的称为淀粉体， 储藏蛋白质的称为蛋白体， 储藏脂类的称为造油体 - 4 - 积聚淀粉和脂类，在花和果实中具有吸引昆虫和其他动物传粉及传播 种子的作用。 白色体：不含色素。普遍存在于植物体各部分的贮藏细胞中，起淀粉和脂肪 合成中心的作用。 根据贮藏物质的不同分为三类：a 造粉体 b 蛋白体 c 油质体 （2）线粒体 内膜上分布有许多带柄的球状小体，称基粒 是细胞进行呼吸作用的场所。 细胞内的糖、脂肪、氨基酸等物质的最终氧化都在线粒体中进行，并释放 能量供细胞代谢所需。 功能：是细胞进行呼吸及能量代谢的中心，有100 多种酶，极大部分参与呼 吸作用。释放的能量提供各种代
6、谢活动的需要，因此被喻为细胞中的 “ 动力工厂 ” 。 （3）内质网 形态：分布于细胞质中由两层平行膜构成的相互沟通的网状管道系统。管道 以各种形状延伸和扩展成为各类管、泡、腔交织的状态，其内充满基质。 分类：糙面内质网（ rER） ：合成蛋白质 光面内质网（ sER） ；合成和运输类脂和多糖 功能： 1、制造、包装、运输代谢产物 - 5 - 2、内质网构成了一个从细胞核到质膜，以及与相邻细胞直接相通的管道 系统，与细胞内和细胞间的物质运输有关系。 （4）高尔基体 结构：是由一叠（ 58）扁平的囊和小泡所组成，每个囊由单层膜包围而 成。 一个细胞内的全部高尔基体总称为高尔基器 功能： 1、高尔
7、基体是多糖合成和细胞分泌物最后加工和包装的场所。 2、高尔基小泡能将蛋白质、脂类和多糖携带到目的地。 3、高尔基体参与溶酶体和液泡的形成。 （5）溶酶体 结构：是单层膜小泡，由高尔基体断裂而产生, 内含多种水解酶 , 可催化蛋 白质、核酸、脂类、多糖等生物大分子，消化细胞碎渣和从外界吞入 的颗粒。 功能a 对贮藏物质的利用起重要作用含多种水解酶类，如蛋白酶、脂酶、 核酸酶等。 b 在细胞分化过程中消除不必要的结构组成以及在细胞衰老过程中破 坏原生质体结构也都有特定作用。 （6）微体： 具单层膜的球状细胞器 与溶酶体的区别在于含有不同的酶，微体含有过氧化物酶和过氧化氢酶 - 6 - 类。 分类：
8、 a 过氧化物酶体含有过氧化氢酶等与叶绿体和线粒体共同参与光呼 吸过程； 将细胞在代谢活动中产生的对细胞有毒的过氧化氢分解成水和 氧气 b 乙醛酸循环体含有乙醛酸循环酶系将种子萌发时将子叶等贮藏 的脂肪转化为糖 （7）液泡 （植物细胞特有） 具有大的中央液泡是成熟植物生活细胞的显著特征，也是植物细胞与动 物细胞在结构上的明显区别之一 结构：由单层膜包被的细胞器，液泡膜能控制物质的进出，具有选择透性。 液泡内含细胞液。 发生：幼期的细胞有多个分散的小液泡，细胞成长过程中，这些小液泡逐渐 彼此合并发展成数个或一个很大的中央液泡，占据细胞中央很大空间 （细胞体积的 90以上） ，将细胞质和细胞核挤到
9、细胞的周边。 （8）细胞骨架 稳定细胞形状，进行细胞运动和物质运输；包含微管、微丝和中间纤维 微管 是宽约 24nm 的中空长管状纤维。由球状的微管蛋白聚合组装而成。 生理功能： a 维持细胞形状 b 参与细胞壁的形成 - 7 - c 微管与细胞的运动及细胞内部细胞器的运动有密切关系 微丝 是直径约 47nm 的实心的纤维， 由肌动蛋白、 肌球蛋白和肌动蛋白结 合蛋白组成。 生理功能 :a 支架作用，维持细胞的形状，支持和网络各类细胞器 b 主要功能是与微管配合，控制细胞器的运动 中间纤维 直径介于微管和微丝之间（811nm）的中空管状纤维。 生理功能：a 骨架功能 b 信息功能 c 与细胞分
10、化有关 （9）核糖体 是直径 1723nm 的小椭圆形颗粒。 主要成分RNA（核糖体 RNA ）和蛋白质 结构包括 1 个大亚基和 1 个小亚基 多核蛋白体：蛋白质合成旺盛的细胞中，在电镜下常可看到，在执行蛋白质 合成功能时，核糖体数个串联在一起，形成一个聚合体，称多 核蛋白体或多核糖体。 功能 是细胞中蛋白质合成的中心，氨基酸在这有规则的组装成蛋白质。 2.细胞基质 生理功能：a 是细胞器之间物质运输和信息传递的介质 b 是细胞代谢的一个重要场所，许多生化反应如某些蛋白质的合成等 都是在这进行 c 胞基质也不断为各类细胞器行使功能提供必需的原料 - 8 - 胞质运动 在生活的细胞中，胞基质处
11、于不断的运动状态，它能带动其中的细胞器，在 细胞内作有规则的持续流动，这种运动称胞质运动。 在有单个大液泡的细胞中，胞基质常常围绕着液泡朝一个方向作循环流动。 胞质运动是一种消耗能量的生命现象。与微丝有关。 对于细胞内物质的运转有重要的作用，促进了细胞器之间生理上的相互联 系。 （三）细胞核 所有的真核细胞都有细胞，通常为一个细胞核，绒毡层细胞常有二核，成 熟的筛管细胞无细胞核 细胞核 细胞核的功能遗传物质DNA 主要集中在核内，因此，细胞核的主要功能是储存 和传递遗传信息，在细胞遗传中起重要作用 核被膜 : 染色质 :是细胞核中遗传物质存在的主要形式，其主要成分是 DNA 和蛋白质 核仁:含
12、大量 RNA 和蛋白质，是核糖体RNA 的合成、加工及核 糖体亚单位的装配场所 核基质 :染色质和核仁都被液态的核基质所包围。 外核膜 内核膜 核孔 核周隙 - 9 - 四、细胞壁 （一）细胞壁的 化学成分 成分：果胶类物质纤维素 半纤维素木质素 多种酶类糖蛋白 （二）细胞壁的 层次： 根据时间和化学成分的不同分成三层： 1.胞 间 层又称中层，存在于细胞壁的最外面。主要成分是果胶质。 2.初 生 壁细胞停止生长前原生质体分泌形成的。细胞壁层，存在于胞 间层内侧。主要成分是纤维素、果胶。 3.次 生 壁细胞停止生长后，在初生壁内侧继续。积累的细胞壁层。（3 层） 主要成分是纤维素，常常有木质
13、（三）细胞壁的 功能 包围在原生质体外的坚韧外壳；保护、支持作用；吸收、蒸腾、运 输、分泌；细胞识别；参与细胞生长调控 （四）初生纹孔场、纹孔与胞间连丝 1. 初生纹孔场细胞的初生壁上有一些较薄的区域。 2. 胞间连丝穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝。 3. 纹孔：单纹孔 具缘纹孔 当次生壁形成时， 次生壁上具有一些中断的部分，这些部分也就是 初生壁完全不被次生壁覆盖的区域，称为。 五、后含物：指植物细胞中的贮藏物质和代谢产物。 - 10 - （一）贮藏的营养物质 1、淀粉 形式：以颗粒状态存在，称为淀粉粒 鉴定：用碘 碘化钾溶液染色时，通常呈蓝黑色 形成淀粉粒时，先从一个点脐点开始，向外
14、层层沉积，形成许多同心的 层次轮纹（直链淀粉和支链淀粉交替沉积而成） 单粒淀粉粒：只有一个脐点 复粒淀粉粒：有2 个以上脐点，每个脐点有各自的轮纹 半复粒淀粉粒： 2 个以上脐点，各脐点除有本身的轮纹外，还有共同 的轮纹包围 2、蛋白质 形式：拟晶体，其晶体与无机盐结晶不同，常呈方形，因此叫拟晶 体糊粉粒：由一层膜包裹成的圆球状颗粒。 ?鉴定：贮藏蛋白质遇碘呈黄色 糊粉粒集中分布于种子的胚乳和子叶中，往往禾谷类胚乳的最 外一层细胞或几层细胞中含有大量的糊粉粒，特称为糊粉层。 豆类子叶细胞中除普遍具有糊粉粒外，还含有一或几个拟晶 体。 豆类糊粉粒的形成过程是：一个大液泡分散成几个小液泡，随种 子
15、的成熟，小液泡内的蛋白质逐渐变为糊粉粒；种子萌发时， 糊粉粒中的蛋白质被利用，小液泡重新转变成一个大液泡。 3、脂肪和油类 形式：以固体或油滴的形式存在于细胞质中，是细胞中含能量最高 - 11 - 而体积最小的贮藏物质，常存在于种子、胚和分生组织细胞 中。 鉴定：用苏丹 III 或苏丹染成橙红色。 （二）生理活性物质 含量很少，但对细胞生命活动起着非常重要作用的物质，统称为生 理活性物质 酶、维生素、植物激素、杀菌素等。 保证细胞内一切生化反应的正常进行；调节和控制植物生长、发育、 繁殖以至遗传、变异等一系列生命活动过程。 （三）其它物质 糖类、有机酸、单宁、花青素、植物碱、精油、晶体等。 植
16、物细胞内的晶体主要是草酸钙晶体，稀碳酸钙晶体，存在于液 泡中。 单晶：棱柱状或角锥状。 针晶：针状，常聚集成束。 簇晶：球状，由许多单晶联合形成，每个单晶的尖端都突出于晶簇 的表面。 原生质 (生活物质 ) 质膜 细胞质 细胞核 原生 质体 细胞质基质 细胞器 质体 线粒体 高尔基体 内质网 核糖核蛋 白体 液泡 溶酶体 圆球体 微体 微管 微丝 叶绿体 有色体 白色体 粗糙型内质网 光滑型内质网 过氧化物酶体 已醛酸体 核膜 核质 核仁 - 12 - 植物细胞 第三节 .植物细胞的增殖 细胞增殖也就是细胞数目的增加，是通过细胞分裂来实现的。 细胞分裂有三种方式：有丝分裂无丝分裂减数分裂 一、
17、细胞周期 连续分裂的细胞从一次有丝分裂结束到下一次分裂结束所经历的全部过程称 细胞周期，可划分为分裂间期与分裂期。 （一） 分裂间期 是从前一次分裂结束到下一次分裂开始的一段时间，它是分裂前的准备时 期。 细胞核呈球形，具有核膜、核仁，染色质不规则地分散于核液中。 细胞质很浓、细胞核位于中央并占很大比例、核仁明显。 后含物 (代谢产物 ) 贮藏的营养物质 生理活性物质:维生素、生长素、酶 其它物质 :无机盐、生物碱、单宁、 有机酸、晶体等 淀粉 脂肪 蛋白质 细胞壁 胞间层 初生壁 次生壁 - 13 - 间期细胞进行大量的生物合成，根据合成的物质不同，一般把整个间期分为 三个阶段： 复制前期（
18、G1 期）从细胞前一次分裂结束到DNA 合成开始。主要进行 RNA 和各类蛋白质的合成。 复制期（ S 期）是细胞从 DNA 合成开始到 DNA 合成结束的时期。主 要进行遗传物质的复制，包括DNA 的复制（半保留复制）和组蛋白等染 色体物质的合成 复制后期（ G2 期）从 S 期结束到分裂开始前的时期。为分裂期进行物 质和能量的准备 （二）分裂期染色体纺锤丝DNA 均分 （三）细胞周期的时间 （四）周期性细胞、终端分化细胞与G0 期细胞 有些细胞在形成以后，不再进行DNA 的复制，即细胞周期停止于 G1 期，因其脱离了细胞周期，可以认为这是G0 期细胞，如花粉粒中的 营养细胞。 有些细胞能够
19、连续分裂， 从不进入 G0 期，属周期细胞， 如植物根尖、 茎尖的原分生组织细胞。 植物体内有些细胞不可逆地脱离了细胞周期，失去分裂能力， 为终端 分化细胞，如韧皮部中的筛管分子。 二、有丝分裂 有丝分裂又称为间接分裂，是真核细胞分裂最普遍的形式。 在有丝分裂过程中，细胞的形态，尤其是细胞核的形态发生明显的变化，出现 - 14 - 了染色体和纺锤丝。 （一）有丝分裂的过程 有丝分裂包括核分裂和胞质分裂两个步骤 1. 细胞核分裂 从细胞核内出现染色体，到分裂成二个子核 （1）前期 细胞核内出现染色体，最后核膜和核仁消失。 （2）中期 染色体排列到细胞中央的赤道面上。 （3）后期 染色体分裂成二组
20、子染色体，二组子染色体分布朝两极运动。 （4）末期 染色体到达两极，直至核膜、核仁重新出现，形成新的子核。 子核的出现标志着核分裂的结束 2.胞质分裂 胞质分裂是二个新的子核之间形成新的细胞壁，把一个母细胞分割成两 个子细胞的过程。 在细胞分裂的晚后期和末期， 残留的纺锤体微管在细胞赤道面的中央密 集，微管以平行方式排列成圆柱状结构，称为成膜体。 （二）染色体和纺锤体 染色体的结构 : 染色单体 着丝粒动粒微管动粒 纺锤体：有丝分裂时，细胞中出现的由大量微管组成、形态为纺锤状的 结构。 - 15 - 微管类型： 1.极性微管 2.动粒微管 3.中间微管 第四节、植物细胞的生长、发育、分化与信号
21、转导 一、植物细胞的生长 指细胞体积的增加，包括细胞纵向的延长和横向的扩展。 二、植物细胞的发育 形态变化 生理变化液泡化 三、植物细胞的分化 指细胞结构和功能上的特化 第五节植物组织 一、组织与器官的概念 组织：在个体发育过程中，具有相同来源的细胞（由一个细胞或同一群有分裂 能力的细胞）分裂、生长和分化形成的细胞群。 由同一类型细胞构成的组织，称简单组织 由多种类型细胞构成的组织，称复合组织 器官：由不同的组织按一定的规律构成了器官。 种子植物的 6 大器官：根茎 叶 花 果实 种子 二、植物组织的类型 发育 特点 分生组织 营养组织 保护组织 成熟组织输导组织 机械组织 分泌组织 - 16
22、 - （一）分生组织 定义：具分裂能力的植物细胞群。 1. 顶端分生组织 存在于根尖，茎端 不断伸长 原分生组织 初生分生组织 2. 侧生分生组织 存在于植物体周围，包括形成层和木栓形成层。 不断增粗 3. 居间分生组织 存在于茎的节间基部，叶基部，总花柄的顶部及子房柄等处。 （二）成熟组织 分生组织分裂而来的大部分细胞失去了分裂能力，发生分化，所形成的 其他各种组织， 有时也称为永久组织。 1.保护组织 定义：覆盖于植物体表，起保护作用的组织 作用： 1、减少失水 - 17 - 2、控制气体交换 3、防止病原微生物的侵入 （1）表皮 叶，幼茎，花、果的表面 ,一般只有一层细胞 ,表皮细胞是最
23、基本的成分 组成：气孔器角质层 蜡质 表皮细胞 （2）周皮：是取代表皮的次生保护组织，由木栓形成层形成。 （向外）木栓层木栓形成层栓内层（向内）合称周皮。 2. 薄壁组织 进行各种代谢活动的主要组织,又称基本组织 类型：同化组织贮藏组织贮水组织通气组织传递细胞 3. 机械组织 ：细胞壁加厚，支持作用 （1）厚角组织： 角隅处 初生壁性质不木质化 活细胞 分布在茎、叶柄、叶片、花柄等部分 （2）厚壁组织植物体主要的支持组织 均匀增厚的次生壁 木质化 死细胞 4.输导组织 植物体长距离输导水分和有机物的组织 水分、无机盐导管和管胞 有机物筛管和伴胞 （1）管胞 - 18 - 死细胞 加厚方式 功能
24、：输导、支持 （2）导管分子 死细胞 加厚方式（ 5 种） 穿孔 导管和管胞的比较 ： A 相同点：都是厚壁的伸长细胞，成熟时都没有生活的原生质体，次生壁 具有各种式样的木质化增厚，呈现环纹、螺纹、梯纹和孔纹等式样 B 不同点：导管在细胞的端壁在发育过程中溶解，形成一个或数个穿孔。 （3）筛管（运输有机物） 组成单位：筛管分子 活细胞（无核、有质） 筛板（末端细胞壁） 筛孔联络索 筛域（侧壁上的初生纹孔场） P蛋白 （4）伴胞 活细胞（有核） （5）筛胞 裸子植物 无筛板、 P蛋白 - 19 - 有筛域 5.分泌结构 （三）复合组织 维管组织 组织系统 :一个植物体上，或一个植物器官上的一种组
25、织或几种组织在结 构和功能上组成一个单位，称为。 维管植物的主要组织可归并为三种组织系统 皮组织系统（皮系统） ：包括表皮和周皮 维管组织系统（维管系统） ：包括木质部和韧皮部 基本组织系统（基本系统） ：包括各类薄壁组织、厚角组织和厚壁组织 植物整体的结构表现为维管系统包埋在基本系统之中，而外面又覆盖着皮 系统。 第二章植物体的形态结构和发育 被子植物 胚珠完全包藏在子房内并由子房发育为果实的植物 被子植物的 器官组成 ：花叶 茎根果实种子 根 （植物体的地下部分，行使固着和支持植物体吸收水分和养分，和其他功 - 20 - 能） 茎 （植物体的地上部分，是联系根和叶、花、果实的营养器官）；少
26、数茎生 于地下；茎的形态变化很大 叶由叶片、叶柄和托叶组成叶片多为绿色扁平状，是光合作用和蒸腾作用 的场所 花由花梗、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群组成，是被子植物的主要繁殖器 官 果实子房经双受精以后发育而形成，果实分为真果和假果两类，是被子植 物的主要繁殖器官真果 果皮由子房壁发育而成的果实假果 由除子房外的花托、花萼、苞片甚至花序参与形成的果实 种子 是由胚珠经双受精以后发育而形成。成熟的种子包括：胚、胚乳和 种皮 第一节种子的萌发和营养器官的发生 种子的结构 成熟的种子由 :胚、胚乳、种皮三部分组成 胚胚是种子的最重要部分， 新植物体就是由胚发育而成， 胚是由受精卵 （合子）发育而成（ 2n） ，胚细胞有很强的分裂能力。成熟的胚由胚 根、胚芽、胚轴和子叶四部分组成 胚乳 是种子内储存营养的场所，储存物质主要是淀粉、脂类和蛋白质。种子萌发时， 胚乳中的营养物质被分解、吸收和利用 有些种子成熟时不具胚乳(营养物质转入到子叶中 )，称为无胚乳种子， 种子成熟