植物细胞的形态结构.ppt
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1、第一节 植物细胞的形态结构,Section 1 The morphylogical Structures of Plant cell,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,二、植物细胞的形状和大小,三、植物细胞的基本结构,四、植物细胞的后含物,五、原核细胞和真核细胞,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞的发现 Cells discovery,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,细胞的发现与显微镜的发明是密切相关的,显微镜是在16末发明的,第一架复式显微镜由荷兰眼镜制造商詹森(Janssen)兄弟于1590年
2、试制成功的。17世纪(1665年)英国学者虎克用显微镜观察软木薄片,第一次发现了细胞(cell“小室”),一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,虎克的发现引起人们对生物显微结构的兴趣,人们广泛利用显微镜观察动植物材料,观察壁以内的结构到十九世纪中期,人们已逐渐形成了“一切生物是由细胞组成的”的概念。因而导致细胞学说的建立。细胞是有机体结构和功能的基本单位。细胞学说的建立,是由于当时许多学者们发奋工作和激烈争论总结而成的,尤其是德国植物学家施莱
3、登和动物学家施旺二人贡献显著,他们都分别指出细胞是构成动、植物体结构的基本单位,并由后者在1839年第一次提出了“细胞学说”这一名词。,1、细胞学说的建立 The Establishment of cell theory,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,细胞学说的要点:所有的植物和动物组织由细胞构成;所有的细胞来自其它细胞,不是由于细胞分裂就是细胞融合;卵和精子是细胞;单个细胞可分裂而形成组织。,1、细胞学说的建立 The Establ
4、ishment of cell theory,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,恩格斯对细胞学说的创立给予了高度的评价。将其列为十九世纪自然科学的三大发现之一(即细胞学说、达尔文进化论、能量守恒定律)。,2、细胞学说建立的意义 The significance of cell theory establishment,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit
5、 that is made up of plant material,细胞学说创立的重要性就在于:从细胞水平提供了有机界统一的证据,证明了植物与动物有着细胞这一共同的起源。从而为十九世纪自然哲学领域中辩证唯物主义战胜形而上学的唯心主义,提供了一个有力的证据,为近代生物科学的发展接受有机界进化的观念准备了条件。如果没有细胞学说,达尔文主义也很难胜利完成。,2、细胞学说建立的意义 The significance of cell theory establishment,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit th
6、at is made up of plant material,为近代生物学的发展,接受生物进化的观点奠定了基础,推动了近代生物学的研究。,2、细胞学说建立的意义 The significance of cell theory establishment,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,在本世纪初期,细胞的各主要显微结构均已查明。但对各结构与其功能的关系还不甚了解。到二十世纪的30-40年代,由于细胞学与生物化学的结合,对细胞结构与功能
7、的关系开始有所了解,从而提高了对细胞的认识。认识到细胞不仅是生物体结构的基本单位,而且是生物体功能的基本单位。,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,在30-40年代,由于透射电子显微镜(transmission electron microscopy,缩写TEM)的研制成功,以电磁透镜代替了玻璃透镜,突破了光学显微镜的局限性。应用于生物学的研究中,从而提示了细胞一个新的研究领域超微结构。,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cel
8、l theory,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,60年代末,扫描电子显微镜(scanning electron microscopy)问世并被广泛应用,使人们能直接观察到生物,乃至细胞立体、生物的结构。随着现代化观察仪器和设备的研制和应用,人类对细胞的研究和探讨会更加深入和完善。,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,应当指出:在生物界还存在着比细胞更
9、为简单的生命有机体,如病毒(virus)、噬菌体等。像病毒只是由蛋白质外壳包围着遗传物质核酸芯子所构成,尚未分化出一般细胞的结构,故称非细胞生物(non-cellular life)。但当它生活在一定种类的寄主体内,就表现出生命特征,有增殖、遗传、变异等生命现象。因此,细胞是生命有机体的基本功能单位,但不是生命有机体的最小结构单位。,一、植物细胞是构成植物体的基本单位,细胞学说 Cell theory,Plant Cell is a basic unit that is made up of plant material,一百年来细胞学研究的几个主要阶段:细胞的发现及细胞学说的建立(16651
10、890)经典时期细胞,有丝分裂,受精,被子植物双受精,减数分裂。实验细胞时期(18871955)。分子细胞学时期。在自然界,还有比细胞更简单的生命有机体,如 病毒是目前已知的最小的生命单位,它们只是由蛋白质外壳包围核酸芯子所组成。,二、植物细胞的形状和大小,植物细胞的形状 Shape of plant cell,Plant cells shape and size,植物细胞的形状是多样的,有球状体、多面体、纺锤形和柱状体等(图11)。理论上典型的未经分化的薄壁细胞是十四面体(图12)。由于适应不同的功能(形态与功能相适应)出现了多种多样的形状。,二、植物细胞的形状和大小,植物细胞的大小 Siz
11、e of plant cell,Plant cells shape and size,一般很小,但也有较大差异。最小:球菌直径0.5m。最大:苎麻纤维细胞长550mm。种子植物中一般直径10100m较大的如番茄果肉,西瓜瓤细胞达1mm,肉眼可见细胞小的原因:受细胞核所能控制的范围的制约有利物质的交换(相对表面积大)和转运。,二、植物细胞的形状和大小,植物细胞的大小 Size of plant cell,Plant cells shape and size,细胞大小变化的一般规律:生理活跃的常常小,而代谢活动弱的细胞则往往较大受外界条件的影响,水、肥、光、温、化学药剂等微米,过去单位符号用,现改
12、用m;纳米,过去单位符号用m(毫微米),现用nm;(埃)是习惯使用而应废除的单位,现改用10-1nm(=0.1nm)。,三、植物细胞的基本结构,植物细胞由原生质体(protoplast)和细胞壁(cell wall)两部分组成。原生质体是由生命物质原生质(protoplasm)所构成。细胞壁是包围在原生质体外面的坚韧外壳,长期以来,人们认为它是植物细胞的非生命部分,但近期,越来越多的研究证明,细胞壁和原生质体之间有着结构和机能上的密切联系,尤其是在幼年的细胞中,二者是一个有机的整体。在光学显微镜下,原生质体可以明显地区分为细胞核(nucleus)和细胞质(cytoplasm)。,Basic s
13、tructure of plant cells,三、植物细胞的基本结构,细胞核呈一个折光较强、粘滞性较大的球状体,与细胞质有明显的分界。细胞质是原生质体除了细胞核以外的其余部分。它们二者都不是匀质的,在内部还分化出一定的结构,其中有的用光学显微镜可以看到,而有的必须借助于电子显微镜才能显得出来。,Basic structure of plant cells,三、植物细胞的基本结构,人们把在光学显微镜下呈现的细胞结构称为显微结构(microscopic structure),而将在电显微镜下看到的更为精细的结构称为亚显微结构(submicroscopic structure)或超微结构(ultr
14、amicroscopic structure)。同样,细胞壁也有精细的构造。,Basic structure of plant cells,三、植物细胞的基本结构,1、原生质 protoplasm:细胞内具有生命活动的物质,是细胞结构和生命活动的物质基础。组成原生质的主要化学物质有:无机物:含量最大的是水,可占细胞全重的6090%,其它有气体、无机盐以及多种呈离子状态的元素,如铁、铜、锌、锰、镁、钙、钾、钠、氯等。有机物:蛋白质、核酸、脂类和糖类。原生质是具有一定粘度的、半透明的、不均一的亲水胶体,具有新陈代谢的生命特征。,原生质和原生质体的概念 Conceptions of protopla
15、sm and protoplast,Basic structure of plant cells,三、植物细胞的基本结构,2、原生质体 protoplast:即原生质的总体。有时作为细胞的同义语,在动物学中称“细胞”为“一团原生质”,在植物学中则把细胞区分为原生质体和壁两部分。,原生质和原生质体的概念 Conceptions of protoplasm and protoplast,Basic structure of plant cells,新陈代谢 metabolism:植物体与外界的物质和能量交换以及植物体内物质和能量转变的过程。包括同化作用和异化作用。可分为物质代谢、能量代谢。新陈代谢
16、是生命的基本特征之一。,三、植物细胞的基本结构,Basic structure of plant cells,细胞壁 质膜 细胞质 细胞器 胞基质植物细胞 原生质体 核膜 细胞核 核质 后含物 核仁,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,三、植物细胞的基本结构,结构:核膜:双层单位膜、有核孔 染色质 核质:为均匀透明的胶状物质 核液 核仁:一至几个折光性强的球状小体,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of pl
17、ant cell,1、细胞核 Nucleus 位于细胞质中,其形状位置和所占体积随着细胞的生长而发生变化。形态:球或半球或圆饼形。,三、植物细胞的基本结构,核膜(nuclear membrane)细胞核外的一层薄膜,与细胞质分界。核膜是物质进出细胞核的门户,起着控制核与细胞质之间物质交流的作用。,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,1、细胞核 Nucleus,三、植物细胞的基本结构,核膜为双层,由外膜和内膜组成。膜上具核孔(nuclear
18、pore)。这些孔能随着细胞代谢状态的不同进行启闭,所以,不仅小分子的物质能有选择地透过核膜,而且,某些大分子物质,如RNA或核糖核蛋白体颗粒等,也能通过核孔而出入,由此反映出细胞核与细胞质之间具有密切而能控制的物质交换,这种交换对调节细胞的代谢具有十分重要的作用。,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,1、细胞核 Nucleus,三、植物细胞的基本结构,核仁(nucleolus)细胞核中的一到几个折光强的球状小体。核仁是核内合成和贮藏RNA
19、的场所,它的大小随细胞生理状态而变化,代谢旺盛的细胞,如分生区的细胞,往往有较大的核仁,而代谢较慢的细胞,核仁较小。,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,1、细胞核 Nucleus,三、植物细胞的基本结构,核质(nucleoplasm)核膜内充满的均匀透明胶状物质。包括染色质和核液。染色质(chromatin)是细胞中遗传物质存在的主要形式,在电子显微镜下显出一些交织成网状的细丝,主要成分是DNA和蛋白质。当细胞进行有丝分裂时,这些染色质丝
20、便转化成粗短的染色体。,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,1、细胞核 Nucleus,三、植物细胞的基本结构,染色质:是核质内一种嗜碱性物质,易被洋红、苏木精等碱性染料着色,着色深的区域称异染色体、浅的称常染色质,常染色质为功能活跃的部分(正在复制)核液(nucleochylema)是核内没有明显结构的基质,化学成分尚不清楚,可能含有蛋白质、RNA和多种酶。,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Pr
21、otoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,1、细胞核 Nucleus,三、植物细胞的基本结构,细胞核的功能:主要有以下几点。储存、复制及传递遗传信息,在细胞遗传中起重要作用;控制细胞中蛋白质的合成;调节、控制细胞内的各项生理活动,物质代谢的途径,从而“指导”细胞的生长、发育和遗传。故称细胞核为细胞的控制中心。,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,1、细胞核 Nucleus
22、,三、植物细胞的基本结构,关于细胞核的主要功能,可用很多实验方法去证实,常用的方法是采用伞藻。这种植物生活在海水中,整个植物体由一个细胞组成,分伞帽和伞柄两部分,细胞核位于伞柄基部的“假根”内。具体实验如下:,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,1、细胞核 Nucleus,三、植物细胞的基本结构,此实验证实了要形成一个再生伞帽所需的信息是存在于细胞核中。但必须了解,细胞核并不是储存形成生物所有性状信息的唯一场所,有的信息就贮存在细胞质中,如
23、形成某些作物雄性不育的信息。此实验证实了要形成一个再生伞帽所需的信息是存在于细胞核中。但必须了解,细胞核并不是储存形成生物所有性状信息的唯一场所,有的信息就贮存在细胞质中,如形成某些作物雄性不育的信息。,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,1、细胞核 Nucleus,三、植物细胞的基本结构,质膜Plasmalemma,Plasma membrane 是包围在细胞质中表面的一层薄膜。在动物细胞中通常称为细胞膜。由于它很薄,通常又紧贴细胞壁,因
24、此,在光学显微镜下较难识别。如果采用高渗溶液处理,使原生质体失水而收缩,与细胞壁发生分离(即质壁分离),就可看到质膜是一层光滑的薄膜。,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,2、细胞质 Cytoplasm充满在细胞核和细胞壁之间的物质。是壁的内核以外的原生质体部分,为半透明的粘稠物质。组成:质膜、胞基质、细胞器,三、植物细胞的基本结构,结构:在电镜下具有暗-明-暗三层结构。超微结构(75-100)外层:蛋白质,暗带,2nm中层:类(磷)脂,明
25、带,3.5nm 单位膜内层:蛋白质,暗带,2nm(unit membrane)单位膜(unit membrane):在电镜下显示出具有三层结构成为一个单位的膜,称为单位膜。质膜是一层单位膜。成分:磷脂+蛋白质,Basic structure of plant cells,一)原生质体 Protoplast,植物细胞的结构组成 Structure compositions of plant cell,2、细胞质 Cytoplasm 质膜Plasmalemma,Plasma membrane,膜的流动镶嵌模型(Fluid mosaic model):这一学说认为,在膜上有许多球状蛋白,以各种方式镶
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