园林植物学.ppt

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园林植物学课件,张俭卫2009、12,第1章植物的细胞和组织,第一节植物的细胞第二节植物的组织,教学目的,1了解细胞学说的提出在自然科学发展史上的重大意义。

2掌握细胞膜的结构及其主要功能，主要细胞器的结构和功能，细胞核的结构和功能。

3掌握细胞分裂对于生物体维持一切生命活动和延续物种的重要意义，细胞分裂的三种方式（无丝分裂、有丝分裂、减数分裂）及各个分裂时期的特点。

4通过做细胞有丝分裂的实验，观察和理解植物细胞有丝分裂的过程。

重点,

（1）细胞、原生质的概念；

（2）构成细胞各种化合物的含量、存在形式和生理作用；（3）细胞结构和功能；（4）细胞器的结构功能；（5）染色体的结构和功能；（6）细胞分裂的意义和方式；（7）有丝分裂的过程、特点和意义,难点,

（1）细胞的结构和功能；

（2）染色质与染色体的成分和两者的相互关系及细胞有丝分裂过程中，染色体和DNA的变化。

在学习过程中要注意运用比较的方法，围绕染色体的均等分配这一中心，在染色体、DNA、细胞核、纺锤体等方面去掌握有丝分裂各个时期的主要变化。

第一节植物的细胞,一、植物细胞的概念及意义二、植物细胞的形态和大小三、原生质四、植物细胞的构造五、植物细胞的繁殖,一、植物细胞的概念及意义,世界上植物种类很多，各种植物的形态和结构也是千差万别，但是无论是参天的大树还是低矮的花草灌木都是由细胞组成的。

我们取植物的任何部分切片，放置显微镜下观察，都可以看到无数个细小的腔室，这就是细胞。

较为低等的植物，一个细胞就是一个植物体，它的一切生命活动包括新陈代谢、生长、发育、繁殖等，都是由一个细胞来完成。

而高等植物是由无数细胞构成的多细胞植物体，细胞之间并且有了形态构造上的分化和机能上的分工，共同完成整个植物体的生命活动。

由此可知，植物的细胞既是植物体的结构单位，也是功能和遗传的单位。

细胞一般很小，必须借助于显微镜观察，人类对细胞的认识是与显微镜的发明和改进分不开的。

1665年英国的物理学家虎克（RobertHooker）用自制的显微镜来观察软木切片，发现软木是由许多蜂窝状的小室组成的，他把这些小室定名为细胞。

他的这一发现，为人类探索生物体的微观世界开辟了新的途径。

虎克发表的图片,到了十九世纪，德国植物学家施来登（M.Schleden,1804-1881）和动物学家施旺（T.Schwan,1810-1882）,共同得出结论,提出了一切有机体,从简单的单细胞生物到复杂的多细胞生物都是由细胞组成的。

细胞是生物生命活动的基本单位的重要概念从而建立了细胞学说由于细胞学说的建立,使我们把动植物界统一起来。

因此，细胞学说被列为十九世纪自然科学的三大发现之一。

二十世纪六十年代，研制出电子显微镜，用电子束代替光束，从而使细胞学的研究水平，由显微结构发展到超微结构，细胞的精细结构均被发现。

同时伴随着同位素示踪法、放射自显影术、X射线、细胞匀浆、超速离心等生化技术的应用使细胞学又进入到分子结构的研究水平。

细胞内的遗传物质RNAT和DNA的分子结构也被揭示出来，使细胞学说进入现代新阶段。

二十世纪末，生命科学又有了新的飞跃，在纳米技术、克隆技术及基因图谱的绘制等方面都取得重大突破，进入二十一世纪后，细胞学说和生命科学必将产生更大的飞跃。

光学显微镜,双筒光学显微镜,目镜,物镜,聚光器,光源,二、植物细胞的形态和大小,形态由于植物种类不同，植物体内各细胞所处的位置和执行的生理机而其形态也不相同，常见的有球圆形、椭圆形、多面体形、梭形、星形、纺锤形、圆筒形和纤维形等,A、纤维形子B、长柱形C、圆筒形D、椭圆形E、根毛的细胞F、气孔的保卫细胞G、表皮细胞H、多面体形I、星形,大小在植物体内，不同的部位的细胞大小也有所不同，通常直径在20-50微米之间，只有在显微镜下才能看到。

但有的植物细胞较大，如松树的管胞，葡萄的导管，成熟的西瓜果肉细胞直径达1-2厘米，苎麻的张维细胞可长达200厘米以上，肉眼可以看到,三、原生质,细胞内具有生命活动的物质，称为原生质，由它组成原生质体，它是细胞结构和生命活动的物质基础。

原生质具有极其复杂的化学成分，并且不同生物体中或同一植物体的不同细胞中，甚至同一细胞的不同发育时期，原生质的组成都存在差异。

尽管如此，它们的基本组成成分大致是相同的。

1水水占细胞全重的60%-90%。

原生质中的含水量多少，直接影响原生质的粘性和弹性，间接的影响细胞的组成和功能。

2蛋白质蛋白质占原生质干重的60%以上，它既是原生质重要的结构成分，又是细胞内参与调节各种代谢活动，酶的基本组成物质；细胞内重要的贮藏物质，完成各种功能，维持生命活动过程不可缺少的重要物质。

3核酸核酸是细胞中主要的的遗传物质，担负着贮存和复制遗传信息的功能，同时还和蛋白质的合成有密切关系。

核酸在细胞遗传、生长、发育、变异、细胞分裂以及蛋白质和其它细胞成分的合成中起到了重要的作用。

4、类脂是细胞中重要的结构物质和贮藏物质，如磷脂参与各种膜结构的组成；核桃、花生等种子中含有大量的脂肪。

5糖类是由碳、氢、氧组成的化合物，糖类是光合作用的产物，同时又是植物生命活的能量基础，并可转化成有机酸、脂肪、蛋白质和核酸。

6无机盐类原生质中含有某些无机盐类，是植物细胞生命活动中不可缺少的物质。

原生质的化学组成除以上所述外，还有含量极少，但生理作用颇大的有机物质，如维生素、植物激素、抗生素等，它们都是细胞正常生活必不可少的物质。

四、植物细胞的构造,植物体内的各类细胞虽然外部特征差异很大，但它们的基本结构是相同的。

生活的植物细胞由细胞壁、原生质体和细胞内含物三部分组成。

细胞壁包在原生质体外面，成为细胞的骨架；原生质体是细胞内一切有生命物质的总称；随着细胞的生长发育，细胞内产生了贮藏物质和代谢产物称为细胞内含物。

植物模式细胞结构图,1.细胞壁2.细胞膜3.细胞质4.细胞核5.液胞6.溶酶体7.高尔基8.叶绿体9.线粒体10.光滑11.粗糙12.核糖体,

（一）原生质体原生质体是细胞内全部有生命物质的总称，是细胞的最主要部分。

它包括细胞壁以内一切有生命的物质，如细胞质、细胞质膜、细胞核以及其它各种细胞器等。

1、细胞质膜,细胞质膜在细胞质的外面，紧贴细胞壁的内侧包围着一层薄而柔软的膜，称为细胞质膜，简称质膜。

在电子显微镜下观察质膜有三层结构，双鳞酯分子层中，贯穿着蛋白质分子，将具有三层结构组成一个单位的膜“单位膜”。

细胞膜的分子结构,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。

糖,蛋白质,脂类,流动镶嵌模型,流动镶嵌模型,质膜的分子结构,双分子层,流动镶嵌模型特性,质膜的生理功能,质膜是细胞内重要的结构，它保证了细胞内细胞器按室分工，同时具有对物质选择吸收的能力；能控制细胞内外的物质交换；调解物质的运输，并有细胞识别、信息传递等功能。

细胞膜选择透性细胞膜只允许某些分子或离子进入或者排出细胞的特性，是细胞膜最基本的功能。

它能阻止细胞内的许多有机物（如糖和可溶性蛋白）从细胞内渗出，又能调节水和盐类及其他营养物质进入细胞，使细胞能在复杂的环境中保持相对的稳定性，从而维持细胞正常的生命活动。

膜结构在原生质体中普遍存在，这些膜组成各细胞器的界限，是细胞内生化活动的场所，它们构成相互联系的膜系统，使细胞的生命活动连成一个整体。

2、细胞质,细胞质细胞质是质膜以内，为半透明而带粘滞的无结构的基质。

含有丰富的蛋白质、类脂及各种代谢产物。

是细胞内进行各种代谢活动的场所，同时还不断为细胞器行使功能提供必需的营养物质。

在生活的细胞中，细胞质处于不断的运动状态，它能带动其中的细胞器，在细胞内作有规则的持续流动，这种运动称为胞质运动。

常见的有旋转运动和回旋运动。

细胞质的运动能促进细胞内的营养运输、气体交换、生长发育及创伤恢复等，是生命活动的一种标志。

A.旋转运动B.回旋运动,3、细胞器,在细胞质中浸埋着各种由原生质分化形成的，具有特定形态结构和生理功能的亚细胞结构，称为细胞器。

线粒体、质体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、（中心体）、液泡等。

（1）线粒体,线粒体是所有生活细胞中进行呼吸与能量代谢的重要细胞器。

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，与呼吸作用有关。

线粒体结构,线粒体主要功能,线粒体是真核细胞的“动力工厂”，贮藏在营养物质中能量，在线粒体中氧化，转化为细胞可利用的化学能ATP，一部分以热能形式消散。

线粒体基质内有自身的DNA、RNA及蛋白质、酶系和生化过程中间产物等液态物质。

因此，DNA可自我复制，具有一定的遗传独立性,细胞中线粒体的数目的多少是细胞呼吸作用强弱的标志数量多说明细胞生长旺盛，反之则衰弱。

（2）质体,质体是绿色植物细胞特有的细胞器。

根据质体所含色素和生理功能不同，可分为叶绿体、白色体和有色体三种，它们都是由非常小的前质体发育而来。

质体早在1883年就被提出。

也是具有双层膜结构的细胞器，质体随细胞的生长而增大，并能分裂增殖。

与细胞的代谢过程密切相关。

叶绿体,叶绿体是一种绿色的质体，含有叶绿素、胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素约占所含色素总量的2/3，故呈绿色。

主要分布在高等植物的绿色部分的细胞中以及部分藻类植物的细胞中。

叶绿体基本结构,叶绿体的生理功能,主要生理功能是进行光合作用。

此外，叶绿体中含有多种酶，所以叶绿体不仅是光合作用的中心，而且也是细胞内生化活动的中心之一.,白色体,白色体是一种无色的质体，多分布于幼嫩茎叶或不见光组织的细胞中，特别在贮藏组织的细胞中较多，通常呈颗粒状，多聚集于细胞核的周围。

有些白色体在细胞生长过程中，能合成淀汾，称为造粉体。

有些参与脂肪和油的形成，称为造油体。

在光照条件下，白色体上能产生色素而转变成叶绿体和有色体。

有色体,有色体是一种红色、橙色或黄色的质体，含叶黄素和胡萝卜素，呈多种形状。

分布于花瓣、果实及部分的块根、块茎等部位。

有色体能积累淀粉、脂肪和胡萝卜素，同时赋于花、果实以鲜艳的色彩，具有吸引昆虫和其它动物传粉及种子的传播的功能。

有色体多从叶绿体转化而来，也有直接由前质体产生。

三种质体转换关系,叶绿体、有色体和白色体都是由前质体发育而来的，在一定条件下，可以相互转化。

叶绿体,白色体,有色体,三种质体的关系,3、内质网,内质网由一层膜围成的小管、小囊或扁囊构成的网状系统。

内质网与细胞核的外膜相连，与质膜相连，并通过胞间连丝穿过细胞壁，与相邻细胞的内质网发生联系。

内质网基本类型,粗面内质网：

膜上附有核糖体，主要功能与蛋白质的合成、修饰、加工和运输有关；光面内质网：

膜没有核糖体，主要与脂质和糖类的合成关系密切。

内质网功能,1、蛋白质的合成2、脂类的合成,、高尔基体,高尔基体是与细胞分泌作用有关的细胞器，散布在细胞质中，由48个扁囊平行排列在一起，周围有许多小囊泡，,高尔基体功能,主要功能：

参与植物细胞中多糖合成和分泌；糖蛋白的合成、加工和分泌有关。

、液泡,液泡是植物细胞的显著特征之一。

液胞内的液汁称细胞液，其主要成分是水，并含有糖、有机酸、脂类、蛋白质、酶、氨基酸、树胶、粘液、植物碱、花青素和无机盐等物质。

液泡的形成过程,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。

6、细胞核,细胞核是细胞内最大而且最重要的细胞器，是控制细胞活动的中心。

常呈球形或椭圆形。

细胞核由核膜、核仁、核质三部分组成,核膜,核仁,核质,1、核膜是双层膜，在电子显微镜下可观察到，它是细胞核与细胞质的界膜。

核模上具有许多孔，沟通细胞核和细胞质间的物质运输。

2、核中有1-多个核仁，核仁中的成分有蛋白质、RNA和DNA。

核仁的结构也十分复杂，是合成RNA的场所。

核膜与核仁之间充满以核酸和蛋白质为主要成分的胶态物质，称为核质。

核质分为核液和染色质两部分。

核液是细胞核内无明显结构的基质，染色质和核仁浸埋其中，核液中含有蛋白质RNA和多种酶，这些物质保证了DNA的复制和RNA的转录。

染色质主要是由DNA、RNA和蛋白质组成的复合体。

染色质与染色体,染色质是指间期细胞内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质存在的形式。

染色体:

是指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构。

染色体,短臂,着丝粒,DNA,长臂,染色单体,中期染色体分类图示,细胞核不仅是遗传物质贮存和复制的主要场所，同时还能控制蛋白质的合成，对细胞的生长、发育和遗传起主导作用。

（二）细胞壁,一个成熟细胞的细胞壁可分为胞间层、初生壁和次生壁三层,

（1）胞间层,胞间层是两个相邻的细胞间所共有的一层薄膜。

是细胞分裂时最早形成的，其主要成分是果胶质，具有粘性和弹性，能使相邻细胞互相粘合，并可缓冲细胞之间的压力。

（2）初生壁,初生壁在细胞形成和生长阶段，原生质分泌出的代谢产物加在胞间层的内侧。

主要成分是纤维素、半纤维素和少量果胶质，仍具有柔软和弹性，可随细胞的伸长而增大其面积，并且水分和溶质可随意通过。

（3）次生壁,次生壁随着细胞的生长，原生质体仍继续分泌代谢产物加在初生壁的内侧，使细胞壁不断加厚，这些加厚的部分称之为次生壁。

其主要成分是纤维素和半纤维素，并常有木质素等物质填充其中。

，使其外壁厚而坚硬，胞腔渐小。

所有的植物细胞都具有初生壁，但并不是都有次生壁。

细胞壁的特化,

（1）木化细胞壁中渗入木素所引起的变化称木化。

它可使细胞壁硬度增大，加强了细胞的机械和支持能力。

（2）栓化细胞壁中渗入木栓质所引起的变化称栓化。

栓化的细胞壁不透水、不透气，导致细胞内一切生活物质失去活性，成为死细胞。

多发生在植物体的表面，具有保护植物体内部细胞的作用。

（3）角化细胞壁中渗入角质化合物所引起的变化称角化。

它能使细胞壁透水性降低，以减少水分蒸腾和微生物的入侵，具有增强植物对干旱和病菌的抵抗能力。

（4）矿化细胞中渗入矿质化合物所引起的变化称矿化。

它能使细胞壁坚硬,纹孔,纹孔细胞壁的加厚是不均匀的，在不加厚的部位形成许多薄壁状态的小孔，称为纹孔。

相邻两细胞壁上的纹孔，通常相对而生，称为纹孔对。

纹孔是细胞间水分和物质交换的通道。

正面观,侧面观,胞间连丝,胞间连丝在相邻的活细胞之间，细胞质形成细丝，穿过纹孔而相互连接，这种细胞质丝称为胞间丝。

它可使所有活细胞联系起来，进行物质交换，形成一个统一的植物体。

（三）细胞后含物,细胞在生命活动过程中，由于新陈代谢活动，不仅为自身的生长发育提供营养物质和能量，同时还产生代谢中间产物、贮藏物质和废物等，这些物质统称为细胞后含物。

有的贮藏在液泡和细胞质中，有的在细胞生命活动过程中被再利用。

多数细胞内含物是人类生活中的食物、医药、工业原料等的重要来源，大致分为以下三个类型：

1贮藏物质,

（1）淀粉绿色植物在光合作用过程中所产生的碳水化合物，除供植物本身生长发育所需之外，剩下部分转化为淀粉，以淀粉粒的形式贮藏在细胞质中。

不同植物的淀粉粒有不同的形态，可作为鉴定植物种类的依据之一。

淀粉不溶于水，遇碘呈蓝到紫色反应。

水稻、水麦、玉米、榛子、板栗等的种子中都含有丰富的淀粉，是人类食物的主要来源。

马铃薯淀粉粒图示单粒、复粒、半复粒甘薯块根、小麦胚乳图，示淀粉粒,淀粉粒形成：

造粉体在形成淀粉粒时，由一个中心开始，由内向外层层沉积，中心即脐点，层层沉积，因淀粉沉积时，直链淀粉与支链淀粉相互交替分层沉积，二者亲水性有异，遇水膨胀不一，显示折光上差异，而出现层纹，在光镜下可观察到。

淀粉粒的形成,