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第一章 植物细胞

第一节 细胞的基本特征

第二节 植物细胞的基本结构和功能 第三节 植物细胞的增殖、生长与分化

19 世纪初，两位德国生物学家施莱登和施旺正式明确提出：

一切生物，从单细胞到高等动、植物都是由细胞组成的，细胞是植物体和动物体的基本结构单位。

第一节 细胞的基本特征 一、细胞的概念

1. 细胞是植物有机体的基本结构单位。 2. 细胞也是代谢和功能的基本单位。 3. 细胞还是有机体生长、发育的基础。

4. 细胞又是遗传的基本单位，具有遗传上的全能性。 原核细胞

? 没有典型的细胞核：其遗传物质集中在某一区域，没有核膜包被。 ? DNA呈环状，不与或很少与蛋白质结合。 ? 没有以膜为基础的细胞器。

? 细胞通常体积很小，直径为0.2～10 μm不等。 ? 由原核细胞构成的生物称原核生物。植物界（两界系统）中的细菌和蓝藻属于原核生物。 真核细胞

? 具有典型的细胞核结构。

? 基因组DNA为线状，并且与组蛋白结合。 ? 具有以膜为基础的多种细胞器。 ? 细胞较大，直径一般为20-50微米。

由真核细胞构成的生物称真核生物，高等植物和绝大多数低等植物均由真核细胞构成。 二、植物细胞的基本特征 （一）植物细胞的形态、大小 1.大小：一般20-50微米。

特例：棉花种子的表皮毛细胞可长达70mm， 成熟的西瓜果实和番茄果实的果肉细胞，其直径约1 mm，苎麻茎的纤维细胞长达550 mm。 2.形状：球状体、多面体、纺锤形和柱状体等。 （二）植物细胞与动物细胞的主要区别

? 植物细胞有一些特有的细胞结构是动物细胞所没有的，如细胞壁、液泡、质体和胞间连丝等。有些动物细胞的结构，如中心粒，是植物细胞内不常见到的。 第二节

植物细胞的基本结构和功能

? 真核植物细胞由细胞壁、原生质体和后含物三大部分组成。

? 原生质体是指活细胞中细胞壁以内各种结构的总称，是细胞内各种代谢活动进行的场所。包括细胞膜、细胞质、细胞核等。

? 植物细胞中还常有一些贮藏物质和代谢产物称后含物。 一、原生质体

(一) 质膜（细胞膜）

(二) 细胞质：细胞器：质体、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体、圆球体、细胞骨架 （微管、微丝、居间 纤维）

细胞质基质 （三）细胞核 二、细胞壁

三、后含物（细胞代谢产物） （二） 细胞质 1．细胞器

(1) 质体 质体是植物细胞特有的细胞器。根据所含色素及结构的不同，可分为叶绿体、有色体与白色体三种。 叶绿体

? 叶绿体含有叶绿素、叶黄素和胡萝卜素三种色素，是主要进行光合作用的质体，其中叶绿素是主要的光合色素。

叶绿体的形状、数目和大小随不同植物和不同细胞而异。如衣藻有1个杯状的叶绿体；水绵细胞中有1～4条带状的叶绿体；高等植物细胞中叶绿体通常呈椭圆形或凸透镜形，数目较多，少者20个，多者可达100个以上，典型叶绿体其长轴4～10 μm，短轴2～4 μm。

叶绿体的超微结构 ? 外膜、内膜

? 基粒类囊体（基粒片层）由单层膜所围成的扁圆状或片层状的囊称为类囊体。基粒类囊体扁圆状，垛叠而成基粒。

? 基质类囊体（基质片层）类囊体片层状，其内腔与相邻基粒的类囊体腔相通。 ? 基质 基质中有环状的DNA和核糖体，能合成自身的部分蛋白质。

② 有色体(chromoplast) 有色体是仅含有类胡萝卜素与叶黄素等色素的质体。成熟的红、黄色水果如番茄、辣椒以及秋天叶色变黄主要因细胞中含有这类质体。有色体中还能积累脂类。花果等因有色体而具有鲜艳的红、橙色，吸引昆虫传粉，或吸引动物协助散布果实或种子。

③ 白色体 白色体是不含任何色素，普遍存在于植物贮藏细胞中的一类质体，根据其贮藏物质的不同可分为三类：贮藏淀粉的称为造粉体，贮藏蛋白质的称为造蛋白体，而贮藏脂类的称为造油体。

（2）Mitochondria（线粒体） 线粒体的主要功能

（内含环状DNA、RNA 、核糖体、蛋白质、酶类、脂类、氨基酸等。线粒体具有遗传的半自主性）

（3）内质网

内质网（endoplasmic reticulum，ER）

? 内质网是由一层膜围成的小管、小囊、或扁囊构成的一个网状系统。

? 内质网膜厚度约5～6 nm，比质膜要薄的多，两层膜之间的距离只有40 ~ 70 nm 。 ? 内质网的膜与细胞核的外膜相连接，内质网内腔与核膜间的腔相通。同时，内质网也可

与质膜相连，有的还随同胞间连丝穿过细胞壁，与相邻细胞的内质网发生联系，因此内质网构成了一个从细胞核到质膜，以及与相邻细胞直接相通的膜系统。

内质网主要有两种类型：

? 粗糙型内质网(rough endoplasmic reticulum，rER)，其特点是膜的外表面附有核糖体，主要功能是与蛋白质的合成、修饰、加工和运输有关。

? 光滑型内质网(smooth endoplasmic reticulum，sER)，它的主要特点是膜上无核糖体，它与脂类和糖类的合成关系密切，在分泌脂类物质的细胞中，常有较多的光滑型内质网。 （4）高尔基体(golgi apparatus)

高尔基体是与植物细胞的分泌作用直接相关的细胞器。它是意大利学者高尔基(C.Golgi)于1898年在猫的神经细胞中首先发现的。

每个高尔基体一般由4～8个扁囊(或称潴泡cisternae)平行垛叠而成。

每个扁囊由一层膜围成，中间是腔，边缘分枝成许多小管，周围有很多囊泡，它们是由扁囊边缘?°出芽?±脱落形成的。

? 高尔基体常略呈弯曲状，一面凸，一面凹。 ? 凸面又称形成面：附近有来自内质网的囊泡，接近凸面的扁囊的形态及染色性质与内质网膜相似。

? 凹面又称成熟面：扁囊膜的形态与化学组成很像质膜。 高尔基体的形态结构 高尔基体

高尔基体功能

? 参与植物细胞中多糖的合成和分泌。

细胞壁内非纤维素多糖在高尔基体内合成，包在囊泡内，囊泡运往质膜，囊泡膜与质膜融合，内含的多糖掺入到细胞壁中。 ? 糖蛋白的合成、加工和分泌。 ? 参加新细胞膜和新细胞壁的形成。

参与新细胞膜和新细胞壁的形成 （5）溶酶体(lysosome)

? 单层膜包围的、富含多种水解酶的、具有囊泡状结构的细胞器。 ? 一般为球形，直径。溶酶体中含有多种水解酶，如酸性磷酸酶、核糖核酸酶、蛋白酶、脂酶等，它们可以分解所有生物大分子。 ? 在平时由于溶酶体膜的限制，使这些水解酶和细胞质的其它组分隔开。当溶酶体的外膜破裂以后，其中的水解酶释放出来，造成各种化合物水解。 溶酶体（lysosome）的主要功能

? ①自溶作用(autolysis)。即溶解衰老与不需要的细胞，在植物发育进程中，有一些细胞会逐步正常地死亡，这是在基因控制下，溶酶体膜破裂，将其中的水解酶释放到细胞内，引起细胞自身溶解死亡，以利于个体发育，如导管。