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2.大小:
(1)球菌0.5微米
(2)种子植物:
10~100微米
(3)番茄果肉、西瓜瓤细胞1mm,肉眼可见
(4)棉种子表皮毛75mm
(5)苎麻的纤维细胞550mm
细胞大小的限制因素:
第一,一个细胞核能控制细胞质的量有一定的限度范围
第二,细胞体积小,表面积大,有利于物质迅速交换和转运
代谢率与体积的关系
生理活跃的细胞常常较小;
代谢活动弱的细胞往往较大
三、植物细胞的结构
植物细胞包括细胞壁和原生质两部分
显微结构:
观察工具是光学显微镜;
亚显微结构(超微结构)—观察工具是电子显微镜
(一)细胞核
1.数目:
单核多数细胞;
二核:
绒毡层细胞;
多核:
乳汁管;
二核和多核常见于藻菌植物。
2.大小和位置
幼期细胞——细胞中央,球形,占较大体积
成熟细胞——靠近细胞壁,半球形和圆饼形,占较小体积
3.结构
核膜:
(1)双层膜:
外膜常分布有核糖体,内膜。
(2)核孔:
A大分子在细胞质与细胞核之间的通道。
如RNA,核糖核蛋白体颗粒。
B活跃代谢:
核孔大。
C冬季来临前,抗寒品种——核孔小;
不抗寒品种——核孔—大。
(3)核仁:
A通常一到几个球状小体B作用C大小:
代谢旺盛,核仁大;
代谢慢者核仁小
(4)染色质:
A容易被碱性燃料染成深色的物质B是遗传物质存在的主要形式。
主要由DNA和蛋白质构成C两种形态的转化。
染色质(细丝交织成网)——染色体(高度螺旋化)两者是同一物质在不同时期的两种形态。
(5)核液:
无明显的结构。
核质由染色质和核液构成。
4,功能:
存储和传递遗传信息,在遗传中起作用;
通过控制蛋白质的合成,对细胞的生理活动起调节作用。
(二)细胞膜
(三)细胞质
细胞器:
细胞质中具有一定形态结构和具有特定功能的小器官。
质体
1.叶绿体:
(1)存在:
植物的绿色细胞中,大小形态:
球形或椭球形,直径4~10微米
(2)数目:
几个到几十个
(3)成分:
光合色素的种类
秋天的叶子为何变红色?
色素
存在
吸收光
颜色
稳定性
叶绿素A/B
叶绿体
红、蓝紫
绿色
易破坏
叶黄素
蓝紫
黄色
稳定
胡萝卜素
橙黄色
花青素
液泡
变色酸红碱蓝
2.有色体
(1)色素:
只含类胡萝卜素,比例不同,黄色、橙色和橙红色
(2)存在:
果实、花瓣中
(3)形状:
颗粒状——在红辣椒果皮中;
针状——旱金莲花瓣中
(4)作用:
积聚淀粉和脂类;
在果实和花瓣中吸引昆虫传粉或传播种子
3白色体:
色素:
无
存在:
储藏细胞中
形状:
颗粒状
作用:
淀粉和脂肪的合成中心
特化:
淀粉体、造油体
3.质体的转化
线粒体
球状、棒状
比叶绿体小,光学显微镜下需经过特殊染色才能够辨别
3.结构:
4.功能:
细胞进行有氧呼吸的主要场所,主要是供能——动力工厂
5.数目与代谢
代谢旺盛耗能多
代谢旺盛耗能少
线粒体数目
多
少
嵴数目
内质网
高尔基体
1.结构:
单层膜
2.作用:
在动物细胞中,加工分泌物,并分泌出去
(1)分泌物——多糖、多糖与蛋白质复合体
(2)有丝分裂末期:
高尔基体旺盛,形成细胞壁
(3)松树的树脂道上皮细胞分泌树脂
3.高尔基器
指一个细胞的全部高尔基体的总称。
核糖核蛋白体——核糖体
1.主要成份:
RNA和蛋白质
2.存在:
两种形态:
游离态和附着态。
存在场所:
细胞质的基质、细胞核、线粒体和叶绿体
3.数目
蛋白质合成旺盛的细胞和快速繁殖的细胞数目较多。
4.多核蛋白体(多核糖体):
5~6个核糖体串联起来。
1.结构
(1)单层膜
细胞液:
有机物主要有:
糖、有机酸、蛋白质和磷酸;
无机物主要有草酸钙结晶
(2)花青素
酸性——红色,碱性——蓝色,中性——紫色
(3)细胞液的浓度
抗旱和抗寒品种的细胞液浓度高
(4)水解酶:
分解贮藏物质,参与代谢
贮存物质;
排出代谢物;
促进物质交换
溶酶体
2.成分:
各种水解酶,分解所有的大分子
酸性磷酸酶、核糖核酸酶、组织蛋白酶、脂酶等
3.作用:
溶酶体内进行消化——吞噬
细胞质中分解——解体
如:
导管、纤维成熟时,原生质体破坏
圆球体
单层膜、只有单位膜的一半
储藏细胞器,是脂肪积累的场所
内有脂肪酶,使脂肪水解成甘油和脂肪酸
微体
含有氧化酶、过氧化氢酶
3.分类:
过氧化物酶体——植物叶肉细胞中,能把乙醇酸转化为己糖
乙醛酸循环体——油料种子萌发时,脂肪转变成糖类
微管组织
细胞骨架:
由微管、微丝和中间纤维构成。
1.微管:
(1)形状中空管状
(2)成分:
微管蛋白和球蛋白
(3)特点:
不稳定的细胞器——迅速装配和快速解聚
(4)影响因素
低温、压力、秋水仙素、酶均能破坏微管。
(5)作用
A.维持细胞形状。
如精子用秋水仙素处理,由纺锤形变为球形
B.参与细胞壁的形成和生长
分裂末期:
微管
第一,能够用来形成成膜体,指导高尔基小泡的运动方向朝向细胞板
第二,决定细胞壁微纤丝的沉积方向
第三,细胞壁的增厚方式
C.与细胞运动和细胞器的运动有关
组成纤毛和鞭毛
纺锤丝——由微管组成
2.微丝
(1)成分:
类似于肌动蛋白和肌球蛋白的蛋白质
(2)特点:
能收缩
(3)作用:
A与微管配合,控制细胞器运动;
收缩——运动
B.与胞质流动有关。
与流动方向平行。
微丝:
在细胞松驰素的作用下,胞质流动停止;
去掉药物,胞质流动恢复。
说明是功能性抑制,没有破坏结构
(4)胞质运动
A.运动方向
单个液泡——单方向
多个液泡——可以有多个方向
B.特点:
是耗能运动
C.速度:
与生理状态有关
旺盛——快
死亡细胞——停止运动
四、细胞壁
(一)植物细胞特有的结构:
(二)细胞壁的层次
细胞壁包括:
胞间层、初生壁和次生壁
1.胞间层(中层)
(1)位置:
细胞壁的最外面
果胶——易被酸、酶溶解。
解离是使细胞“面”和“软”
(3)真菌能够分泌果胶酶,使胞间层分离
2.初生壁
(1)出现期:
在细胞停止生长之前原生质分泌形成
(2)位置:
在胞间层的内侧
(3)主要成份:
纤维素、半纤维素和果胶,少量的结构蛋白
(4)厚度:
一般较薄,约1~3微米质地柔软,可塑性大,能随细胞生长而延长
(5)可成为永久的细胞壁
3.次生壁
(1)出现时期:
在细胞停止生长后
在初生壁的内侧
纤维素,含少量半纤维素、常含木质
较厚,5~10微米
(5)层数:
分为3层
(6)分布:
在大部分的细胞中具有次生壁。
在纤维和石细胞中的细胞壁。
(7)
胞间层
初生壁
次生壁
厚度
薄
厚
位置
最外
中间
最内
成分
果胶
纤维素、半纤维素、果胶、蛋白
纤维素为主,半纤维素少,木质素
层数
1
3
分布
全部细胞
多数细胞
出现时期
细胞停止生长前
细胞停止生长后
特点
亲水、可塑易被酸、酶解体
可塑性大,能延展
作用
将细胞连在一起
保护
增强细胞壁的强度,支持保护
(三)纹孔和胞间连丝
1.初生纹孔场:
初生壁上不均匀增厚时,凹陷的区域。
2.胞间连丝:
(1)穿过细胞壁,沟通相邻细胞的原生质丝
(2)作用:
相邻细胞物质和信息的桥梁
(3)大小:
直径40纳米
(4)分布:
初生纹孔场多,其他部位少
3.纹孔:
(1)次生壁形成以后,初生壁完全不被次生壁覆盖的区域称为纹孔。
(2)一个初生纹孔场上,可以有几个纹孔
(3)结构:
一个纹孔包括纹孔腔和纹孔膜。
纹孔腔——次生壁围成的腔
纹孔膜——腔底的初生壁和胞间层的部分
(4)类型:
单纹孔和具缘纹孔。
具缘纹孔:
这种纹孔的开口变小。
裸子植物的管胞中具有纹孔塞,是增厚的初生壁,起到控制水流量的作用。
4.纹孔对
(1)纹孔成对存在
(2)纹孔膜:
初生壁、胞间层、初生壁
(四)化学成分
1.最主要成分——纤维素
2.果胶质、半纤维素、非纤维素多糖
3.角质化
(1)脂肪性物质
(2)不易透水
栓质化——同上
木质化——加强机械强度,透水
矿化——加强硬度,支持(碳酸钙、硅化物)
(五)亚显微结构
1.结构单位——微纤丝(电镜下)
2.大纤丝——(光镜)由微纤丝组成,微纤丝排列成3层,方向不同,使之坚固。
五、植物细胞的后含物
(一)淀粉
1.存在形态:
淀粉粒
2.分布:
所有薄壁细胞中
3.合成:
由淀粉体合成
4.形态结构:
脐点——向外层层沉积,直链淀粉和支链淀粉交替分层沉积。
直链淀粉的亲水性大于支链淀粉。
单粒淀粉粒——只有一个脐点;
复粒淀粉粒——有二个以上的脐点
半复粒淀粉粒——
(二)蛋白质
1.存在形态——固体形态,结晶的或是无定形的,拟晶体
2.分布——糊粉粒的本质是蛋白质;
糊粉层分布在胚乳最外层
(三)脂肪和油类
1.分布——种子、胚、分生组织中贮藏物质,在叶绿体中
(四)晶体
1.成分——无机盐
2.举例——草酸钙晶体
3.作用——代谢废物,使细胞免受害
4.类型
单晶——棱柱状或角锥状
针晶——针状、成束
簇晶——单晶联合起来合成复式结构或球状
5.形成场所——在液泡中
六、原核细胞和真核细胞
1.原核细胞
(1)三无:
无核膜,有核物质;
无染色体,有DNA;
无细胞器,有核糖体。
(2)小:
直径0.5~1微米之间。
(3)举例:
细菌、蓝藻——颤藻、念珠藻;
放线菌,支原体、衣原体、立克次氏体
第二节植物细胞的生长和分化
一、植物细胞的生长
1.细胞生长:
细胞体积的增长。
包括纵向的延长和横向的扩展。
在根茎伸长中起主要作用。
2.结构的变化:
(1)液泡增大
(2)干重、鲜重均增加
(3)内质网增加(稀网状变成密网状)
(4)质体发育(由前质体变为各类质体)
(5)细胞壁(初生壁)增厚,果胶、半纤维素为主,转变成纤维素和非纤维素多糖
二、植物细胞的分化:
结构和功能上的特化
第三节植物的组织和组织系统
组织:
在个体发育中,具有相同来源的同一类型,或不同类型的细胞群组成的结构和功能单位,称为组织。
简单组织:
由一种类型细胞构成的简单组织
复合组织:
由多种类型细胞构成的组织
一、植物组织的类型
植物组织:
分生组织、成熟组织
(一)分生组织
1.定义:
具有持续分裂能力的细胞群叫做分生组织。
特点:
(1)局限在某些部位
(2)一生中持续保持分裂能力
2.类型:
(1)按位置分:
顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织
A顶端分生组织
位置:
茎、根主轴和侧枝顶端
(1)伸长茎、根
(2)茎上形成侧枝、叶和生殖器官
细胞特点:
(1)细胞小而等径
(2)具薄壁
(3)细胞核位于中央,体积大
(4)液泡分散,原生质浓厚。
细胞内通常缺少后含物。
B.侧生分生组织
根茎的侧方的周围部分,靠近器官的边缘
主要有:
形成层——使根、茎加粗
木栓形成层——使长粗的根、茎表面或受伤的器官表面形成新的保护组织
主要存在于——裸子植物和木本双子叶植物
(1)形成层细胞大部分呈长梭形
(2)原生质体高度液泡化,细胞质不浓厚
(3)分裂活动往往随季节的变化具有明显的周期性
C.居间分生组织
单子叶的茎和叶中
茎的节间基部、叶基部。
落花生的雌蕊柄基部
拔节、抽穗
持续时间短。
此后,所有的细胞完全转变为成熟组织
(2)按来源的性质分(即按发育的早晚)
分为原生分生组织、初生分生组织和次生分生组织
原生分生组织:
来源——直接由胚细胞留下来
特点——持久而强烈的分裂能力
位置——根尖、芽的顶端分生组织
初生分生组织
来源——由原生分生组织产生的细胞组成
特点——已出现分化,但仍具很强的分裂能力
是边分裂边分化的组织。
由分生组织经过渡类型形成成熟组织。
次生分生组织
来源——由成熟细胞组成;
经过反分化作用;
产生的分生组织。
归类:
顶端分生组织分为原生分生组织和初生分生组织。
侧生分生组织是次生分生组织。
居间分生组织属于初生分生组织。
(二)成熟组织(永久组织)
1.概念:
含义
由分生组织衍生的大部分细胞(无分裂能力);
通过生长和分化;
产生各种组织。
现在认为成熟组织也可以脱分化(反分化)
2.成熟组织的类型
保护组织
薄壁组织
机械组织
输导组织
分泌组织
保护组织——表皮和周皮
表皮
分布:
幼嫩器官的表层细胞
结构:
特点有:
第一,有一层多种细胞;
第二,排列紧密;
第三,不具叶绿体,具有白色体、有色体,储存色素、单宁和晶体。
A.角质层:
细胞的弦向壁加厚;
角质层的表面蜡质、角质称为角质层。
而角质内蜡质和纤维素称为角化层。
B.气孔:
第一,保卫细胞不均匀加厚的细胞壁;
第二,含叶绿体;
第三,呈肾形或哑铃形。
C.表皮附属物
种皮表皮毛——棉、木棉纤维;
分泌表皮毛——芳香油、粘液、树脂和樟脑;
吸收表皮毛——根毛薄壁、薄角质层。
二种分裂和三个分裂方向
平周分裂——产生内外两层细胞;
垂周分裂——产生上下两层细胞。
三个方向:
径向切面——纵切,沿着直径向下切;
切向切面——纵切,在弦上向下切(相当于削胡萝卜皮),也叫弦向切面。
横向切面——横切。
与主干生长方向垂直。
周皮:
含义——取代表皮的次生保护组织。
存在——有加粗生长的根和茎的表面(裸子植物、木本双子叶植物)
来源——木栓形成层。
进行平周分裂。
向外产生木栓层,向内产生栓内层。
木栓层、木栓形成层及栓内层三者共同构成周皮。
木栓
第一,具有多层细胞;
第二,排列紧密,长方形;
第三,壁厚,强烈栓化;
第四,成熟时原生质体死亡解体,充满空气
栓内层
第一,常一层细胞;
第二,生活的薄壁细胞;
第三,由木栓形成层向外衍生出来。
皮孔
通气作用。
基本组织有:
薄壁组织;
机械组织(厚角组织和厚壁组织)
(2)薄壁组织
第一,具有薄的初生壁;
第二,少分化而近分生组织;
第三,呈等径多面体
第四种类有:
同化组织,储藏组织,储水组织,通气组织。
传递细胞:
(1)具有薄的初生壁
(2)活细胞,初生壁
(3)胞间连丝发达
(4)细胞核多样,细胞器发达
(3)机械组织:
厚角组织:
第一,细胞壁不均匀加厚,初生壁、角和现象壁厚
第二,细胞壁成分:
纤维素、果胶和半纤维素。
无木质。
果胶具有亲水性,珠光是水反光呈现的结果。
当观察永久制片时,珠光消失。
第三,生活细胞——有叶绿体,可形成木栓形成层。
第四,分布:
茎、叶柄、叶片和花柄外围处分布。
(根中一般不存在)
第五,作用:
正在生长的茎叶的支持组织。
第六,转化:
厚角组织可以转化成厚壁组织。
厚壁组织:
第一,本质:
均匀增厚的次生壁,且常木质化
第二,成熟:
死细胞
第三,类型:
石细胞和纤维
石细胞
(1)等径或略微伸长
(2)次生壁——厚,强烈木质化
(3)单纹孔——纹孔道
(4)成熟——死亡
(5)分布广,散生或成簇(梨、桃、核桃、椰子果实)
(6)特点——硬
纤维
(1)形状——细长细胞,两头尖细成梭形
(2)次生壁——纹孔比石细胞少,且呈缝隙状
(3)成熟——中空,少数保留原生质体
(4)分布——成束
(5)作用——成熟植物体的主要支持组织
作用——负责物质长途运输的主要组织
木质部:
运输水分和无机盐
韧皮部:
运输有机营养
管胞、导管、纤维、薄壁细胞
有管胞、导管、纤维和薄壁细胞。
管胞:
第一,由单个细胞构成
第二,末端呈楔形
第三,演化方向是木纤维和导管分子。
导管:
第一,有穿孔
第二,管径粗大
第三,输水效率高
在大多数裸子植物、蕨类植物中无导管。
藤本植物的导管可大数米。
纤维:
木质化、成熟时通常死亡。
薄壁细胞:
木薄壁细胞,后期木质化,含有淀粉和结晶
是复合组织。
有筛管或筛胞,伴胞、薄壁细胞和纤维
筛管:
第一,初生壁,无次生壁。
成分是果胶和纤维素。
第二,筛孔——在筛板上开孔
第三,筛板
第四,原生质联络索——穿过筛孔使上下两筛管分子相连通
第五,胼胝体
第六,筛域——在筛管分子的侧壁上实质是初生纹孔场
筛管的发育过程:
第一,生活状态——细胞核解体,液泡膜解体。
第二,存在结构——P—蛋白。
呈管状、纤丝状、颗粒状和结晶状。
特有——被子植物的筛管分子中特有。
线粒体、质体、部分内质网。
伴胞
第一,与筛管起源于同一个细胞(薄壁细胞)
第二,相邻筛管壁有筛域。
图示
韧皮纤维
第一种——长且木质化,如苎麻、亚麻、罗布麻。
可以用来制作衣服和帐篷。
第二种——短,有木质化。
如黄麻、亚麻等。
可以用来编织麻袋和绳索。
薄壁细胞
储存——结晶等。
横向运输。
(4)分泌结构
分泌——合成一些特殊的有机物、无机物
排出体外、细胞外、细胞内。
分泌物的种类:
糖、挥发油、有机酸、生物碱、单宁、树脂、油类、蛋白质、酶、抗生素、生长素、维生素及多种无机盐
外分泌部
分泌物排出体外。
腺表皮、腺毛、蜜腺和排水器
腺表皮
表皮细胞具有分泌功能。
矮牵牛和漆树的柱头表皮(细胞质浓、角质层薄),能够分泌糖、氨基酸和酚类化合物。
腺毛
结构分为头部和柄部。
头部是由单个或多个产生分泌物的细胞组成
柄部是由薄壁细胞组成,不具有分泌能力
如熏衣草、棉、烟草、天竺葵、薄荷、荨麻属——含有蚁酸和组织胺等。
排水器:
结构——由水孔、通水组织和维管束组成。
水孔,分布在叶尖或叶缘。
是气孔的变态形成的结构。
通水组织,水孔下一团变态的叶肉细胞组织。
特点是疏松,无叶绿体。
维管束。
蜜腺
分泌物——糖类
种类——花蜜腺和花外蜜腺。
花外蜜腺分布在茎、叶、叶柄和苞片。
分布——被子植物和蕨类植物
细胞特点——核大、质浓,发达的内质网和高尔基体,靠近维管束。
内部的分泌结构
分泌物不排出体外。
分泌细胞、分泌腔、分泌道和乳汁管
分泌细胞
第一,生活细胞或非生活细胞
第二,薄壁细胞,大于周围细胞
第三,单个存在
第四,类型——油细胞,粘液细胞,含晶细胞,鞣质细胞和芥子酶细胞。
分泌腔(道):
分两种类型即溶生型和裂生型。
溶生型——细胞解体形成(如橘子果皮)
裂生型——中层溶解,细胞分开而形成。
松柏的树脂道、漆树的漆汁道。
乳汁管
类型——无节乳汁管和有节乳汁管。
无节乳汁管——一个细胞不断伸长形成。
如夹竹桃、桑、大戟等。
有节乳汁管——多个细胞中间壁融化消失形成。
如菊科、罂粟科、番木瓜科、芭蕉科和旋花科
橡胶树——有节乳汁管——位于次生韧皮部;
——无节乳汁管——位于初生韧皮部
乳汁管均为初生壁。
乳汁的成分:
复杂
罂粟——植物碱;
菊科——糖类;
番木瓜——木瓜蛋白
二组织系统
一个植物整体上,或一个器官上的一种组织或几种组织在结构和功能上组成一个单位,称为组织系统。
2.种类:
皮组织系统(简称皮系统):
包括表皮和周皮
维管组织系统(简称微管系统):
包括韧皮部和木质部
基本组织系统(基本系统):
包括薄壁组织、厚角组织和厚壁组织。
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