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第二章植物细胞和组织的形态结构概述——细胞发现与显微镜（一）细胞的发现1665年英国人胡克（RobertHooke)用自制的显微镜（放大40倍～140倍）观察软木薄片，发现了软木是由许多蜂窝状的小格子（小室）组成，并将其定名为“细胞(Cell)”。（二）细胞学说的建立1838年德国植物学家施莱登提出所有植物体都是由细胞组合而成，这一结果被德国动物学家施旺（1839年）在动物中证实。由此提出“细胞学说”：1、任何一个细胞都是从其他细胞中产生出来的；2、细胞是构成有机体的基本单位；3、植物和动物的细胞大致是相似的。（三）细胞的新概念——细胞是生命活动的基本单位1、一切生命有机体都由细胞构成——细胞是构成生命有机体的基本单位2、细胞具有独立有序的自控代谢系统——细胞是代谢与功能的基本单位3、细胞是生命有机体生长发育的基础4、细胞具有遗传信息的全能性——细胞是生命有机体遗传的基本单位5、没有细胞就没有完整的生命（四）各类显微镜（1）光学显微镜：复式显微镜、暗视野显微镜、相差显微镜、倒置显微镜、荧光显微镜等（2）电子显微镜：透射电子显微镜、扫描电子显微镜一、植物细胞的形状和大小形态多样：一般近球形，多面体，纺锤状——纤维，柱状——导管、筛管一般：10~100μm番茄1mm，棉花75mm，苎麻55cm形状与大小各异的细胞是生物进化的结果。二、植物细胞的形态结构原生质体的概念：（1）植物细胞由原生质体和细胞壁组成（2）原生质体：脱去细胞壁的细胞叫原生质体，具体包括细胞膜和膜内细胞质及其他具有生命活性的细胞器。原生质与原生质体的区别：（1）原生质体:是由生命物质——原生质所构成，它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。（2）原生质：植物细胞内具有生命活动的物质，它是构成生活细胞的基本物质，是细胞结构和生命活动的物质基础。1、细胞壁：A、细胞壁的结构大体可分为三层：胞间层、初生壁和次生壁。B、一般认为，细胞分化完成后仍保持有生活原生质体的细胞不具次生壁。（1）胞间层又称中胶层a是细胞分裂产生新细胞时形成的b是相邻细胞间共有的一层薄膜。c它的主要成分是果胶质d果胶是一类多糖物质。（2）初生壁,在细胞生长过程中，原生质体分泌的造壁物质在胞间层上沉积，构成细胞的初生壁。初生壁主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。（3）次生壁是细胞体积停止增大后加在初生壁内表面的壁层。a次生壁的主要成分有纤维素、半纤维素b且常有木质素等物质填充其内而发生质变。（角质、栓质、硅质、木质……）c纤维素是细胞壁的主要成分，它构成细胞壁的框架，其他物质可以填充在其内。壁层名称主要成分形成时间胞间层又称中胶层果胶新细胞形成时初生壁纤维素、半纤维素和果胶质。细胞生长过程中次生壁纤维素、半纤维素细胞停止生长后d纤维素分子是由链状系列葡萄糖基构成的，它聚集成微纤丝，微纤丝又聚集成大纤丝。2细胞膜（质膜）A植物细胞的细胞质外方与细胞壁紧密相接的一层薄膜，称为细胞膜或质膜。动物细胞无细胞壁，最外方为细胞膜。B膜的化学组成，几乎全由磷脂和蛋白质组成，此外，尚有少量的糖类。C在电子显微镜下看到的质膜是由两层染色深的暗层（一层蛋白质的分子层和脂类双分子层的亲水头），中间夹着一层染色浅的亮层（脂类双分子层的疏水尾）组成。这样的结构称为单位膜。*膜结构的液态镶嵌模型：在脂质双分子层中镶嵌着球蛋白分子。膜中的蛋白质有的是特异酶类，在一定条件下具有识别、捕捉和释放某些物质的能力，从而对物质的透过起主动的控制作用。*质膜具有多种生理功能:a维持稳定的细胞内环境；b控制细胞内外的物质交换，有选择性地使物质通过或排出废物；c吞食外围的液体或固体小颗粒；d参与胞内物质问胞外分泌；e接受外界的刺激和信号；f还参与细胞的相互识别的功能。3细胞核（间期核圆球形,幼小细胞核居中）a核被膜包在核外的双层膜，外膜可延伸与细胞质中的内质网相连。一些蛋白质和RNA分子可通过核被膜或核被膜上的核孔进入或输出细胞核。b核仁是核中颗粒状结构，富含蛋白质和RNA，核糖体的装配场所。大多数细胞的核内有1个或几个核仁。c染色质是核中由DNA和蛋白质组成并可被苏木精等染料染色的物质，染色质DNA含有大量基因片段，是生命的遗传物质。间期核染色质常伸展成网状细丝——染色质；分裂时，染色质高度螺旋化变粗——染色体。d染色质和核仁都被液态的核基质所包围。*细胞核的主要功能:是控制蛋白质的合成，控制细胞的生长、发育和遗传。因此，细胞核被强调为细胞的控制中心，在细胞遗传和代谢方面起着主导作用。4细胞质与细胞器a细胞质是质膜以内，细胞核以外的原生质。b细胞质可分胞基质和细胞器。c细胞器是细胞内具有特定结构和功能的亚细胞结构。d胞基质是无色透明的胶体物质。e胞基质能维持细胞器的实体完整性提供所需要的离于环境，供给细胞器行使功能所必须的物质。同时，胞基质本身还进行某些生化反应。*细胞器:细胞膜内是透明粘稠并可流动的细胞质基质，细胞器分布在细胞质基质中。细胞器主要包括：内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒体、质体、微体、液泡、微管、微丝等。（1）线粒体a形状和大小:除细菌、蓝藻和厌氧真菌外，生活的细胞一般都有线粒体。粒体呈粒状、棒状、丝状或分枝状。线粒体较小，直径一般为0.5-1μmb结构：显微镜下用詹纳斯绿B染色才能看到。用电子显微镜观察，线粒体有一层外膜和一层内膜，内膜在许多部位向内褶叠成管状或搁板状突起称为嵴。嵴间的空间为基质，其中含有DNA、蛋白质、核糖体、类脂球等。在基质和内膜中，有ATP酶和三羧酸循环酶等，与呼吸作用有关。c线粒体的功能：细胞进行有氧呼吸的场所，提供能量（2）质体：a质体是一类与碳水化合物的合成与贮藏密切有关的细胞器，它是植物细胞特有的结构。b根据色素的不同，可将质体分成三种类型：c叶绿体，有色体（或称杂色体），白色体质体的发育与转化：a前质体在光照条件下发育为叶绿体；在黑暗的条件下发育成白色体b如果黄化的植物再转入光下，白色体又可以发育成正常的叶绿体c有色体是由白色体或叶绿体转化而成的d例如发育中的番茄，最初含有白色体，以后转化成叶绿体，最后，叶绿体失去叶绿素而转化成有色体，果实的颜色也随着变化，从白色变成绿色，最后成为红色。e相反，有色体也能转化成其他质体，例如，胡萝卜根的有色体暴露于光下，就可发育为叶绿体。（3）内质网:脂类双分子层为基础形成的囊腔和管道系统。分为糙面内质网和光面内质网，光面内质网与脂类合成和代谢有关。糙面内质网膜上附有颗粒状的核糖体。核糖体是细胞合成蛋白质的场所，糙面内质网合成并运输蛋白质。内质网是许多细胞器的来源。（4）核糖体a核糖体是合成蛋白质的场所。核蛋白体含有大约40%蛋白质和60%的RNA。核糖体大小约15-30纳米的小颗粒，由大小两个亚单位组成。b核糖体常几个到几十个与信使RNA分子结合成念珠状的复合体，称为多聚核糖体。（5）高尔基体是一些聚集的扁的小囊和小泡。是细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出体外。高尔基体还与植物分裂时的新细胞壁和细胞膜的形成有关。（6）溶酶体a溶酶体常为圆球形，只有一层膜包围，含有活性范围非常广泛的各种水解酶类，以酸性磷酸酶为特有的酶。b溶酶体在细胞内起消化作用，能降解生物大分子。进行异体吞噬、自体吞噬甚至发生自溶作用。c溶酶体是内质网分离出来的小泡形成的。d溶酶体病——矽肺（7）圆球体a圆球体是一层膜包围的球状小体，圆球体含有脂肪酶，是积累脂肪的场所，因而是一种贮藏细胞器，贮藏油滴、脂肪等。b圆球体也具有溶酶体的性质。近年来，认为圆球体与周围细胞质构界面上存在半单位膜，能被饿酸强烈还原，故圆球体又被称为类脂球。（8）微体a膜内有一单位膜，含有酶，都含有过氧化氢酶、乙醇酸氧化酶与尿酸酶。b分为两种类型：一是过氧化物酶体，与光呼吸有密切关系；另一种为乙醛酸循环体，与脂肪代谢有关，能将脂肪分解成糖。（9）液泡a具有一个大的中央液泡是成熟的植物生活细胞的显著特征b幼小的植物细胞（分生组织细胞），具有许多小而分散的液泡，它们在电子显微镜下才能看到。c随着细胞的生长，液泡也长大，相互并合，最后在细胞中央形成一个大的中央液泡，它可占据细胞体积的90％以上。d这时，细胞质的其余部分，连同细胞核一起，被挤成为紧贴细胞壁的一个薄层*细胞液a含有多种有机物和无机物的复杂的水溶液。b储藏物：例如糖、有机酸、蛋白质、磷脂等c代谢废物：例如草酸钙、花色素*液泡膜具有特殊的选择透性，能使许多物质大量积聚在液泡中a含有大量蔗糖，具有浓厚的甜味。b含有丰富的有机酸，造成强烈的酸味。c含大量丹宁而具涩味，并使破损后伤口很快变成黑色d含丰富的植物碱，如罂粟的吗啡，烟草的尼古丁，茶叶和咖啡的咖啡碱等。e细胞液中溶解有花色素，从而使花瓣、果实或叶片显出红色、紫色或蓝色。f细胞液还含有很多无机盐，有些盐类因过饱和而成结晶*液泡的生理功能:①贮藏作用;②消化作用;③液泡在维持细胞质的内环境的稳定上起着重要的作用；④液泡形成的内环境可以缓冲外界条件的突然变化，因而液泡与植物抗性有关。(10)细胞骨架a细胞质中存在着骨架结构，称为细胞骨架。构成细胞骨架的三种结构是微管、微丝和居间纤丝（中间纤维）。它们和细胞质基质中更细微的纤维状蛋白系统，称为微梁系统。b微管呈中空管状或纤丝状结构,微管的管壁由13条原纤丝集合而成，每条原纤丝由α和β球状蛋白，即微管蛋白的亚基组成双体，沿着管径的长轴呈斜向交替排列。微管在细胞中起支架作用，使细胞保持一定的形状；微管还参与构成纺锤丝；参与细胞壁的形成和生长；微管也与胞质运动和鞭毛运动有关。c微丝是比维管更细的纤丝。d维持着细胞的形态结构和内部结构的有序性。*植物细胞的基本结构1、细胞膜和细胞壁2、细胞核3、细胞质和细胞器，细胞器有：①线粒体②质体（叶绿体、有色体、白色体）③内质网④核糖体⑤高尔基体⑥溶酶体⑦微体⑧液泡⑨微丝微管三、植物细胞的后含物A后含物是细胞中不参与原生质组成的代谢中间产物、废物和贮藏物质等的总称。B最重要的后含物：淀粉、脂肪和蛋白质C废物：各种晶体,其他有机物，如丹宁、树脂、树胶、橡胶和植物碱等1、淀粉a淀粉呈颗粒状，有脐和轮纹。b不同植物的淀粉粒有不同的形态，可作为商品检验、生药鉴定的依据。c淀粉（starch）是葡萄糖分子聚合而成的长链化合物，它是细胞中碳水化合物最普遍的贮藏形式，在细胞中以颗粒状态存在，称为淀粉粒d淀粉粒遇碘呈蓝到紫色反应。*淀粉的形成a脐点；围绕脐点有许多亮暗相间的轮纹b淀粉粒类型：单粒淀粉粒、复粒淀粉粒、半复粒淀粉粒2、蛋白质贮藏蛋白质常以糊粉粒的形式存在于细胞质中，遇碘呈黄色反应。3、脂肪和油类a在常温下为固体的称为脂肪，液体的则称为油类b脂肪可用苏丹III或IV染色，呈橙红色反应色c质体和圆球体都能积聚脂类物质，发育成油滴。4、晶体a最常见的是草酸钙晶体，少数植物中也有碳酸钙晶体。b它们一般被认为是新陈代谢的废物，形成晶体后便避免了对细胞的毒害。c根据晶体的形状可以分为单晶、针晶和簇晶三种。*植物细胞的生长与分化a细胞生长指细胞体积和重量的增加b细胞分化指细胞形态和功能特化，变成彼此互异的过程。四植物的组织和组织系统1、植物组织的概念a形态结构相似，生理功能相同，在个体发育中来源一致的细胞群组成的结构和功能单位，称为组织b由一种类型细胞构成的组织，称简单组织c由多种类型细胞构成的组织，称复合组织2、植物组织的类型a植物组织分成分生组织和成熟组织两大类。b成熟组织是已经分化成熟的组织，依据所承担的生理功能不同，分保护组织,基本组织,机械组织,输导组织,分泌组织（1）分生组织a分生组织：植物体内由一些具备持续分裂能力的细胞组成的细胞群b存在部位：植物的生长部位c生理特点：代谢旺盛，分裂能力强；细胞排列紧密，无细胞间隙；壁薄，质浓，核大。d生理功能：制造新细胞e分生组织类型：顶端分生组织，侧生分生组织居间分生组织A.保护组织a特点：位于根茎表面，细胞形状不规则，排列紧密，壁厚，表面有气孔或皮孔，细胞内不含叶绿体，或细胞木栓化死亡。b作用：保护作用。B.基本组织C.机械组织a特点：细胞壁局部（角