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第一节 植物细胞的形态结构,虎克（1665):发现并命名“Cell”“细胞”。列文虎克（1632-1723)、马尔比基(1628-1694)：用显微镜观察了真正的细胞。施莱登(1838)、施旺(1839)：提出“细胞学说（Cell theory)”：一切植物、动物都是由细胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位。,细胞的发现,植物细胞的形状和大小,中层 初生壁 次生壁,质膜 细胞核 基质 质体 线粒体 内质网 高尔基体 核糖体 液泡 微管 微体,细胞壁,原生质体,植物细胞的结构,细胞质,细胞器,后含物,植物细胞的组成,液泡(vacuole),一层液泡膜(tonoplast)包被,其中充满细胞液(cell sap),液泡占据成熟细胞的大部分体积。主要成分是水，还含有盐、糖、可溶性性质、晶体以及花青素等。功能：维持细胞的膨压；细胞代谢产物的贮藏场所,质体(plastid),与糖类的合成和贮藏密切相关的细胞器，植物细胞特有。叶绿体(chloroplast)有色体(chromoplast)白色体(leucoplast),叶绿体,叶绿体构造：叶绿体膜(chloroplast membrane)、类囊体(thylakoid)基质(stroma)。含有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素三种色素半自主性细胞器。,含有胡萝卜素和叶黄素，使许多植物的花、老叶、果实和根呈黄色、橙色或红色。有助于吸引昆虫和其它动物。,红辣椒表皮,有色体,不含色素的质体合成淀粉合成脂肪合成蛋白质,体色白,质体比较,后含物(ergastic substance),细胞代谢的产物：包括贮存物质和代谢废物包括糖类（carbohydrate)蛋白质(protein)、脂肪(fat)及其有关的物质，还有成结晶的无机盐和其它有机物，如丹宁、树脂和植物碱等。,淀粉(starch),形成淀粉粒质体合成脐点和轮纹三种类型：单粒淀粉粒、复粒淀粉粒和半复粒淀粉粒。,后 含 物,蛋白质,贮藏蛋白质呈固体状态，生理活性稳定，与原生质体中呈胶体状态的有生命蛋白质在性质上不同。呈晶体或无定形。糊粉粒积累在液泡中。,后 含 物,脂肪,含能量最高而体积最小的贮藏物质。脂肪：常温下为固体。油类：常温下为液体,后 含 物,晶 体,无机盐形成各种晶体主要为草酸钙晶体。单晶、针晶和簇晶液泡中形成,后 含 物,中层 初生壁 次生壁,质膜 细胞核 基质 质体 线粒体 内质网 高尔基体 核糖体 液泡 微管 微体,细胞壁,原生质体,植物细胞的结构,细胞质,细胞器,后含物,细胞壁(cell wall),区别于动物细胞的最显著特征。控制原生质体大小。含有多种酶，参与细胞物质吸收、转移和分泌。接受和处理病原菌侵袭释放的化学信号，并将信号传递到质膜。支持和保护原生质体，同时还能防止细胞吸胀而破裂。,1 细胞壁的结构和化学组成,（1）细胞壁的分层 胞间层：主要成分为果胶质 初生壁：纤维素、半纤维素和果胶质 次生壁：纤维素、木质素等,（2）化学组成,细胞壁的化学组成,纤维素(cellulose):由葡萄糖分子串联而成。结构单位：微团(micelle)、微纤丝(microfibre)、大纤丝(macrofibre)纤维素的网络结构中交联半纤维素和果胶类物质。,细胞壁的附属结构,1.胞间连丝,2.纹孔,单纹孔具缘纹孔纹孔对半具缘纹孔,纹孔基本结构,纹孔腔,纹孔膜,细胞壁上的附器,胞间连丝(plasmodesma):由质膜包围的直径狭窄的通道，内质网贯穿其中。原生质体间物质运输和信号转导的桥梁。,初生纹孔场(primary pit field):初生壁生长的不均匀增厚，初生壁上非常薄的区域。,纹孔(pit),次生壁形成时，初生壁不被次生壁覆盖，结果形成许多凹陷的区域。,半具缘纹孔,具缘纹孔,单纹孔,纹孔基本结构,纹孔腔,纹孔膜,具缘纹孔,单纹孔,第三节植物细胞的生长和分化,植物细胞生长：是指植物细胞体积的增长，包括植物细胞纵向的延长和横向的扩展，使植物体表现出明显的伸长或扩大。植物细胞在生长过程中，细胞内原来小而分散的液泡逐渐长大和合并，最后成为中央液泡，细胞质成为紧贴细胞壁的一薄层，细胞核随细胞质由中央移向侧面。,1 植物细胞的生长,植物细胞生长过程,2 植物细胞的分化,细胞结构和功能上的特化，称为细胞分化（cell differentiation）。细胞分化表现在内部生理变化和外部形态变化两个方面，生理变化是形态变化的基础。细胞分化使多细胞植物中细胞功能趋向专门化，这样有利于提高各种生理功能的效率，因此，分化是进化的表现。,第四节植物的组织和组织系统,组织(tissue):指植物体内许多形态结构、机理相同的细胞，在器官发育中有相同来源，且相互密切联系共同完成一种或几种生理功能的细胞群。分为：简单组织(simple tissue):由一种类型细胞构成的组织。复合组织(compound tissue):由多种类型细胞构成的组织。如输导组织.,植物组织的类型,分生组织(meristematic tissue or meristem)保护组织(protective tissue)薄壁组织(parenchyma)机械组织(mechianical tissue)输导组织(conducting tissue)分泌组织(secretory tissue),成熟组织,(mature tissue),1.分生组织的概念 指植物体内保留的具有持久分裂能力的组织。2.分生组织组成细胞的特点:细胞壁薄、体积小、原生质浓厚、细胞核大、液泡不明显。,分生组织,分生组织的类型：按位置分：顶端分生组织(apical meristem)分布于根、茎顶端形成初生植物体。侧生分生组织(lateral meristem)分布于双子叶植物和裸子植物根、茎侧面形成植物体的次生结构。居间分生组织(intercalary meristem)位于植物节上顶端分生组织被成熟组织隔离而保留下来的部分。,顶端分生组织,侧生分生组织,居间分生组织,（1）原生分生组织(promeristem)直接由植物胚胎里的细胞分裂保留 下来的组织。（2）初生分生组织(primary meristem)由原分生组织衍生细胞组成，已出现了分化，仍具有分裂能力。分为：原表皮 基本分生组织 原形成层（3）次生分生组织(secondary meristem)由成熟组织经反分化成为具分裂能力的细胞。分为：维管形成层和木栓形成层。,按来源和性质分：,两类分生组织的对应关系表解,植物组织的类型,分生组织(meristematic tissue or meristem)保护组织(protective tissue)薄壁组织(parenchyma)机械组织(mechianical tissue)输导组织(conducting tissue)分泌组织(secretory tissue),成熟组织,(mature tissue),保护组织,覆盖于植物体表起保护作用，包括表皮(epidermis)和周皮(periderm).表皮：幼嫩部分的表皮层细胞。一层板状细胞，排列紧密，无细胞间隙（除气孔外）,保护组织覆盖于植物体的外表，由一至几层细胞组成，主要有防止水分过分蒸发，抵抗病虫害的侵袭等作用。,保护组织,初生保护组织表皮,表皮外常覆盖有角质膜。角质和蜡质角质膜（角质层）角质和纤维素（角化层）,表皮气孔,气孔气体进出植物体的门户。由二个特殊的保卫细胞和它们间的开口共同组成。保卫细胞成肾形或哑铃形，含叶绿体，具特殊不均匀增厚的细胞壁，通过改变细胞的形态，而使孔口开放或关闭。,表皮表皮毛,单细胞或多细胞的表皮毛，具有保护及防止水分丧失的功能。腺毛：具分泌功能的表皮毛。非腺毛：不具分泌功能。,表皮根表皮,根表皮主要与水分和无机盐吸收有关。具薄的细胞壁和薄的角质层。根毛：根表皮细胞外壁向外延伸，形成管状突起。增加根的吸收面积。,次生保护组织周皮,存在于加粗生长的根和茎的表面。木栓层木栓形成层 周皮 栓内层,周皮,木栓形成层 属于侧生分生组织（次生分生组织）。木栓层 由多层细胞径向排列，细胞横切面 呈长方形，细胞壁厚且强烈栓质化，成熟时原生质体死亡，细胞腔中充满 空气。栓内层 生活的薄壁细胞，通常一层。,周皮上的附属物：皮孔(lentical):周皮上的通气结构，气孔下方木栓形成层形成球形的补充细胞。,薄壁组织,进行各种代谢活动的主要组织。具薄的细胞壁，较少特化，细胞常呈等径的多面体，具生活的原生质体，具有限的分裂能力。具发达的细胞间隙。,根据生理功能不同，分为：同化组织 贮藏组织 储水组织 通气组织 传递细胞（细胞壁向内凸起；进行物质短途运输）,薄壁组织,同 化 组 织,苹果叶,能够进行光合作用的薄壁组织，它们的细胞中含有叶绿体，例如叶肉细胞。,贮藏组织,根、茎、果实和种子的薄壁细胞中常贮藏有大量的淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质，这类薄壁组织称为贮藏组织，如水稻、小麦种子的胚乳细胞。,储水组织,组织细胞储藏有丰富水分，细胞较大，液泡中含有大量的粘性汁液。一般存在于旱生的肉质植物中。,通气组织,湿生和水生植物体内的薄壁组织有特别发达细胞间隙，它们形成较大的气腔或贯连的气道，特称为通气组织。这类通气结构有利于气体交换，或适应于水中的漂浮生活，如水稻、莲等植物体内就有发达的通气组织。,传递细胞,传递细胞是一种特化的薄壁细胞，它们具有内突生长的细胞壁和发达的胞间连丝。这种内突生长的细胞壁是由非木质化的次生壁向细胞腔内突生长而成。传递细胞的这种结构有利于它的短途运输功能。细胞质膜紧贴这种多褶的胞壁内突物，使细胞的吸收、分泌以及与外界交换物质的面积大大增加。,厚角组织：细胞壁角隅处增厚（纤维素），生活细胞，常含叶绿体；具细胞分裂潜力 厚壁组织：细胞壁全部增厚，常木质化，死细胞,机械组织,机械组织,厚角组织(collenchyma):细胞的初生壁具不均匀的增厚。在细胞的角隅上增厚特别明显。故称厚角组织。有些细胞弦向壁也特别厚。化学成分：纤维素、果胶和半纤维素。具生活的原生体，具分裂潜能。分布于茎、叶柄、叶片和花柄等部位的表皮下，连续成筒或分离成束。生长茎和叶的支持组织。,厚角组织,分布于叶柄中的厚角组织,厚壁组织,具均匀增厚的、常木质化的次生壁，成熟后原生质体死亡。石细胞(sclereid or stone cell)纤维(fiber),厚壁组织石细胞,等径或不规则，细胞壁很厚、强烈木质化的次生壁，具纹孔道。分布于茎、叶、果实和种子中，增加器官的硬度和支持作用。,厚壁组织纤维,二端尖细成梭状的细长细胞，长度是宽度的许多倍。细胞壁的次生壁增厚，纹孔稀少成缝状，成熟时原生质体一般消失。少数纤维可保留原生质体。分布成熟植物体各部分，常相互重叠排列。,输导组织,木质部(xylem):运输水分和无机盐。韧皮部(phloem)：运输有机营养。,输导组织,维管束,韧皮部,木质部,筛管伴胞韧皮纤维韧皮薄壁细胞,导管管胞木纤维木薄壁细胞,输导组织木质部,组成分子：管胞、导管分子、纤维、薄壁细胞。管胞和导管分子：具厚壁伸长细胞，成熟无原生质体，次生壁具各种式样的木质加厚。,管胞为单个细胞，上下相邻细胞通过端部楔形的管胞壁上的纹孔相通。另兼有支持的功能。大多数蕨类和裸子植物植物通过管胞输导水分。,管胞,木纤维（壁增厚，纹孔变窄，支持）导管（端壁溶解，输导）,管胞,导管分子,导管分子端壁在发育过程过程中溶解，形成一个或几个穿孔(perforation),具穿孔的端壁特称为穿孔板(perforated plate)。导管(vessel):许多导管分子纵向连接成细胞列，通过穿孔直接沟通，这样的导管分子连称为导管。,输导组织韧皮部,组成分子：筛管分子(sieve-tube element)筛胞(sieve cell)、伴胞(companion cell)薄壁细胞纤维,筛管,筛管：筛管分子通过筛板连接成纵向的细胞行列。具伴胞。筛管分子：只具初生壁，主要成分为果胶和纤维素。端壁形成筛板(sieve plate)，其上具筛孔，筛孔四周垫有胼胝质，上下邻接的筛管分子的原生质体（联络索）通过筛孔密切相连。筛域(sieve area)：筛分子的细胞壁上簇生小孔的区域。,筛管分子,筛管分子具生活的原生质体，缺乏细胞核，成熟时液泡膜破裂。P-蛋白：成熟筛管分子中沿细胞壁分布并通过筛域或筛板上的筛孔的蛋白质体系。胼胝质(cellose)：分布于联络索周围的葡聚糖。胼胝体：胼胝质在筛孔附近形成的垫状物，堵塞筛孔。,伴胞,伴胞：与筛管由同一细胞衍生的，与筛管分子紧密相连的一种特化的薄壁细胞。具浓厚的细胞质，结构上类似分泌细胞。参与物质向筛管分子的运输。蛋白细胞：裸子植物中与筛胞相伴的一种特殊的薄壁细胞，功能与伴胞相似。,筛胞,细而长且两端尖削的细胞。细胞壁通常只有初生壁部分，具有不分化的筛域，均匀分布在整个细胞壁上，没有筛板。成熟时细胞核解体，原生质与液泡之间的界限不明显。蕨类植物和裸子植物运输有机物的细胞。,维管组织(vascular tissue),维管组织：木质部和/或韧皮部。维管植物：具有维管组织的植物：蕨类植物、裸子植物和被子植物。,外分泌结构：内分泌结构：腺 表 皮 分泌细胞 腺 毛 分泌腔（道）蜜 腺 乳汁管 排 水 器,能产生分泌物质的细胞或细胞组合，称为分泌结构。根据分泌物是否排出体外，通常又将分泌结构分为外分泌结构和内分泌结构两大类。,分泌结构(secretory structure),一个植物整体上，或一个器官上的一种组织，或几种组织在结构和功能上组成一个单位，称为组织系统（tissue system）。维管植物的主要组织可归并成三种组织系统，即皮组织系统（dermal tissue system）、维管组织系统（vascular tissue system）和基本组织系统（fundamental tissue system或ground tissue system），分别简称为皮系统（dermal system）、维管系统（vascular system）和基本系统（fundamentai system或ground system）。,组织系统(tissue system),皮组织系统(dermal tissue system),表皮 周皮,维管组织系统(vascular tissue system),木质部 韧皮部,基本组织系统(fundamental tissue system),薄壁组织 厚角组织 厚壁组织,