植物学教案:植物细胞的形态结构
考试专题 来源： 山西大同大学 植物学教案 2024-07-13 大 中 小
| 课程单元题目 | 第一节 植物细胞的形态结构 | |||||||||||||||||||||||
| 本单元学时 | 4 | 授课方式 | 讲授 |
教案更新 日期 |
2010.11 | |||||||||||||||||||
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第一节 植物细胞的形态结构 一．细胞是构成植物体的基本单位 1.细胞的发现 1665年，英国虎克用自制的显微镜观察软木切片，发现了细胞（Cell）。 2.细胞学说 德国植物学家施莱登和动物学家施旺于1839年首次提出了细胞学说。 内容：1）植物和动物组织由细胞构成。 2）所有细胞来自其它细胞，不是细胞分裂就是细胞融合。 3）精子和卵是细胞。 4）单个细胞可分裂形成组织。 意义：1）从细胞水平提供了有机界统一的证据，证明了动、植物有细胞这一共同起源。2)论证了生物进化的道路，物种由低级到高级，有力地批判了神创论。 二．植物细胞的形状和大小 （一）植物细胞的形状 细胞的形状多种多样，这与它们所处的环境条件及自身的生理功能有关。 球形——单细胞植物 多面体——植物体内 纺锤体——纤维 长柱形 ——导管分子 不规则形——叶片表皮细胞 （二）植物细胞的大小 植物细胞的体积很小，需要借助显微镜才能看到。 影响细胞大小的因素： 1.细胞核与细胞质的关系：核质之间有一定的比例关系，核只能控制一定量的细胞质。2.细胞体积与表面积之比：体积小，表面积相对就大，这对于物质交换和转运有利。3.代谢活动及细胞功能：代谢强的细胞小，代谢弱的细胞大。如分生细胞、储藏细胞。4.外界条件：水肥、 光照、 温度、 化学药剂等都能影响细胞的大小。 三．植物细胞的结构 植物细胞虽然在形状、结构和功能等方面有各自的特点，但它们的基本结构是一样的，由原生质体和细胞壁两部分组成。 显微结构———光镜下呈现的细胞结构。 亚显微结构———电镜下看到的结构。又称超微结构。 （一）原生质体一个细胞内的原生质称为原生质体。它是细胞最主要的部分，一切活动都在这里进行。 1.细胞核 1) 形态 生活的真核细胞，一般都有一个近球形的核。有些细胞多核。 核的大小、形状、及位置和细胞的年龄、功能和生理状况等有关。 2）结构 核由核膜、核仁和核质组成。 核膜：两层单位膜，膜上有孔，控制核与胞质之间的物质交换。 核质：包括核液和染色质。前者染色浅，后者染色深。 核仁：合成、贮藏RNA。其大小随细胞生理状态而变化。 3）功能 核是细胞的基因“仓库”，控制细胞的生长、分裂、分化和新陈代谢。如伞藻嫁接实验。 2.细胞质——质膜以内核以外的部分，其中含有细胞器和后含物。 1）细胞膜：包围在细胞质表面的一层薄膜，又称质膜。 A. 膜的化学组成(主要成分)：脂类、蛋白质、糖类 B.膜的结构 特点：具有流动性。 单位膜———电镜下显示出由三层结构组成为一个单位的膜。 单位膜是分子生物学研究的三大重点课题之一。 膜的分子结构——流动镶嵌模型学说认为：膜上球状蛋白以各种方式镶嵌在磷脂双分子层中，有的结合在膜的表面，有的嵌入磷脂层中，有的横穿整个双分子层。构成膜的磷脂和蛋白质都具有一定的流动性，使膜的结构处于不断变动的状态。 C.膜的功能 特点：选择透性。 1、保护(屏障)——使细胞具有一定的形状和功能。 2、运输（物质交换）——膜的主要功能。分主动、被动运输。 3、信息传递——膜上有各种特异的受体，如激素受体。 4、细胞识别——如雌蕊能否接受花粉受精就是细胞识别的过程。 2）细胞器（organella） 细胞质内有一定形态特点和不同功能的结构，由于它们的功能有点象体内的各种器官，故称细胞器。 A.质体（plastid） 绿色植物细胞所特有，依色素不同分为三类。 白色体：不含色素，常存在植物体各部分的储藏细胞中。 有色体：含叶黄素和胡萝卜素。多见于有色器官细胞中，如花瓣、果实。 叶绿体：含叶绿素、叶黄素和胡萝卜素。 叶绿体的形态：因植物种类而异。藻类网、带、杯状，高等植物中圆形、圆盘形。 叶绿体的结构：双层膜。内膜——内陷形成片层(fret)、类囊体（thylakoid）。 基粒：类囊体垛迭成柱状，含色素及光合作用有关的酶。 基质片层：位于基粒之间。 基质：不含色素，具某些酶类，进行暗反应。 叶绿体的功能： 光合作用 叶绿体的发育： 各类型质体间在发育上密切联系，在不同时期和不同组织中，按一定路线相互转化。 B.线粒体 除了原核细胞和哺乳动物成熟的红细胞外，所有细胞都有线粒体。 形态：球状、棒状、丝状颗粒。 结构：两层膜构成。 功能：参与三羧酸循环中的氧化反应；电子传递与能量转换；参与蛋白质合成。 C.内质网 除了原核生物、哺乳动物成熟的红细胞以外，所有动植物细胞都有内质网。 结构： 一层膜构成的网状管道系统。 类型：粗糙型内质网 附有核糖核蛋白体，又称颗粒型内质网。光滑型内质网 功能：参与蛋白质的合成和运输；参与脂类和多糖的合成与运输；与细胞壁的形成有关。 D.高尔基体 由意大利人高尔基于1898年在神经细胞中首次发现。后来研究发现它几乎存在所有细胞中。 结构： 由单层膜围成的扁平囊泡组成。 功能：与胞内某些分泌物的储存、加工和转运有关。 参与胞壁的形成（合成果胶、半纤维素、木质）。 E.核糖核蛋白体简称核糖体，由核酸（rRNA）和蛋白质组成。 主要成分： 核 酸——40％；蛋白质——60％ 功能： 合成蛋白质。 F.液泡（vacuole） 中央大液泡是成熟植物细胞的显著特征。它来源于内质网。 结构：一层单位膜构成。液泡内含有细胞液，为多种有机物和无机物的水溶液。 功能： 维持细胞渗透压。与水分的吸收、植物的抗寒性有关。 储藏代谢产物。如淀粉等。 参与代谢。 液泡中含多种酶。 G.溶酶体 植物细胞中也发现有类似溶酶体作用的结构， 结构： 一层单位膜围成的球形小体，内含多种水解酶。它来源于内质网。 功能： 溶解、消化。 H.圆球体 结构： 一层单位膜构成，来源于内质网。 功能： 贮藏、水解 I.微体 结构： 一层单位膜围成的球形颗粒。内含氧化酶、过氧化氢酶等。 类型： 过氧化物、乙醛酸循环体 功能：参与乙醇酸循环、乙醛酸循环。 J．微丝和微管 结构： 呈管状或纤丝状。它们构成细胞内骨骼状支架，又称微梁系统。 主要成分： 微丝——为类似肌球、肌动蛋白的蛋白质。微管——微管蛋白。 功能： 运动。支持。构成胞壁。 （二）细胞壁 细胞壁是植物细胞特有的结构，它的功能是保护原生质体。壁中含有少量的生理活性蛋白质，它参与壁的生长、物质的吸收、细胞间的识别等。 1.细胞壁的层次 按形成的先后和化学成分的不同分为三层。 胞间层——最先形成。成分为果胶类（pectin）,又称中胶层。粘连相邻细胞。 初生壁——细胞停止生长前形成。纤维素、半纤维素和果胶。薄而有弹性。 次生壁——细胞停止生长后形成。纤维素、半纤维素,常含木质。厚而硬，无伸缩性。 2.纹孔（pit）和胞间连丝（plasmodesmata） 1)初生纹孔场是初生壁上一些较薄的区域。其上有小孔。 2）胞间连丝：穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝，是细胞之间物质和信息联系的桥梁。 功能： 运输、传导电刺激、控制分化。 3）纹孔：次生壁形成，出现一些中断的部分，即初生壁不被次生壁覆盖的区域。 组成： 纹孔腔、纹孔膜。 类型： 单纹孔、具缘纹孔。 作用： 沟通细胞间物质联系、利于水分运输。 3.壁的化学组成 一般成分：纤维素（主要）、果胶、半纤维素、非纤维素多糖 其它：角质化、栓质化（脂肪类）、木质化（木质素）、矿质化（硅化物） 4.细胞壁的亚显微结构 微纤丝———构成细胞壁的结构单位 四．植物细胞的后含物 后含物———细胞在生长分化过程中，以及成熟后由于新陈代谢活动产生的一些贮藏物或废物。后含物不参与原生质的组成。 常见种类：糖类、蛋白质、脂肪及有关物质、结晶的无机盐、有机物。 （一）淀粉 淀粉———由葡萄糖分子聚合而成的长链化合物，在细胞中以颗粒状态存在，称为淀粉粒。存在于种子的胚乳、和子叶中，以及块根、块茎中。 类型： 单粒、复粒、半复粒。 不同种类的植物，其淀粉粒的大小、形状、类型、脐的位置，各有其特点，可利用显微镜进行鉴别，这在商品检验、生药学上有实践意义。 （二）蛋白质 贮藏蛋白质为固态，生理活性稳定，不同于构成原生质的胶态活性蛋白质。 糊粉粒———蛋白质贮存在液泡中，由于液泡失水，贮藏蛋白质成为不定形的固体颗粒。如蓖麻、油桐的胚乳细胞。 糊粉层———糊粉粒集中分布在某些特殊的细胞层。如玉米、小麦、水稻的胚乳最外一层细胞。 （三）脂肪和油类 脂肪————— 常温下为固体。油类——常温下为液体。 形成： 有多种途径，如质体、圆球体 积累脂类 油滴 （四）晶体 晶体———植物细胞中的无机盐形成的结晶。如草酸钙晶体、碳酸钙晶体。 作用： 避免细胞毒害。如草酸和钙的含量过高，对细胞有害。 类型： 单晶、针晶、簇晶 五、原核细胞和真核细胞 真核细胞———有核膜、有细胞器。 原核细胞———无核膜和细胞器。 原核细胞与真核细胞的区别
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