植物生理学第一章课件

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1、,,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,,*,第一章,植物细胞的结构、功能及信号转导,,,第一章,,**,细胞概述,§1. 细胞壁,的结构与功能,§2. 生物膜,的结构与功能,§3. 植物细胞,的亚显微结构与功能,,§4. 植物细胞间的通道,§5. 细胞,信号转导,,,** 细胞概述,几乎所有的生物都是由细胞所构成，,细胞,是生物体结构和功能的基本单位。,,1、原核细胞和真核细胞区别,,根据细胞的进化程度，可将其分为两大类型：,,原核细胞,(prokaryotic cell),,,真核细胞,(eukaryotic cell)。,,细

2、胞概述,,,,几乎所有的生物都是由细胞所构成，细胞是生物体结构,原核细胞和真核细胞比较,,,,原核细胞,,真核细胞,,典型代表,,细菌和蓝藻,,绝大多数单细胞与全部多细胞生物,,形态,,一般很小，直径由0.2～10μm不等,,较大，直径约10～100μm,,细胞核,,裸露的环状DNA分子构成的拟核体,,有明显的膜包裹，界限分明的细胞核,,细胞质分化程度,,分化简单，仅有核糖体,,高度分化，形成多种细胞器,,繁殖方式,,无丝分裂,,有丝分裂,,,,,原核细胞和真核细胞比较 原核细胞真核细胞典型代表细菌和蓝藻绝,2、植物细胞和动物细胞比较,,,植物细胞,动物细胞,细胞壁,有,无,液泡,具有明显的中

3、央大液泡,无明显的中央大液泡,叶绿体,有,无,胞间连丝,有,无,,,2、植物细胞和动物细胞比较 植物细胞动物细胞细胞壁有无液泡具,,,植物生理学第一章课件,3、植物细胞的组成,,,,3、植物细胞的组成,第一节 细胞壁的结构与功能,,,细胞壁(cell wall)是植物细胞所特有的，具一定弹性和硬度，包在细胞质膜之外并界定细胞形状的复杂结构。,,,,第一节 细胞壁的结构与功能 细胞壁(cell,1、细胞壁的结构特点,,,典型的细胞壁是由,胞间层,(intercellular layer，middle lamella),和,初生壁,(primary wall),组成，有的细胞还具

4、有,次生壁,(secondary wall),。,,一、细胞壁的结构和化学组成,,,1、细胞壁的结构特点一、细胞壁的结构和化学组成,,,植物生理学第一章课件,,,植物生理学第一章课件,2、细胞壁化学组成,,,,构成细胞壁的物质，主要成分是,90%,左右的,多糖,和,10%,左右的,蛋白质,以及酶类、脂肪酸等。,,,,2、细胞壁化学组成,胞间层:果胶质,初生壁:果胶质、纤维素、半纤维素、蛋白质,次生壁:果胶质、纤维素、半纤维素、木质素,,各层的主要组成成份：,,,胞间层:果胶质各层的主要组成成份：,果胶质(pectic substances),：半乳糖醛酸组成的多聚体。,纤维素,(cellul

5、ose)：,葡萄糖分子形成的的无分支的长链。,半纤维素,(hemicellulose)：,是多种单糖的聚合物。,木质素,(lignin),：由苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚合物，在木本植物成熟的木质部中含量很高。,木脂素lignan,,,果胶质(pectic substances) ：半乳糖醛酸组,,,植物生理学第一章课件,,,植物生理学第一章课件,二、 细胞壁形成,有关细胞器,内质网,高尔基体,微管,,形成顺序：,分裂时的细胞板,胞间层,初生壁,次生壁,,,,,,二、 细胞壁形成有关细胞器内质网形成顺序：分裂时的细胞板胞间,,,,,,1.,支持作用,：,维持细胞形状，控制细胞生长,,2．,运

6、输通道,：参与并调节,物质运输与信息传递,3．,保护作用,：,防御、表现抗性、识别,4．,其它功能,：如参与各种代谢活动等,,三、细胞壁的功能,,,,1. 支持作用：维持细胞形状，控制细胞生长 三、细胞壁的功能,第二节,,生物膜的结构与功能,,生物膜(biomembrane)是指构成细胞的所有膜的总称。可分为：,,质膜（原生质膜) ：通常称为细胞膜,,内膜（内膜系统) ：各膜质细胞器上的膜,,,,第二节 生物膜的结构与功能 生物膜(biomembrane,1.,膜脂,:,约占25%-40%,构成脂双分子层,包括磷脂、糖脂和硫脂等,2.,膜蛋白,:,约占60%-75%,外在蛋白,内在蛋白,3

7、.,膜糖,:,约占5%,与蛋白质和脂类结合,一、生物膜的组成成分,,,,1.膜脂:约占25%-40%,构成脂双分子层,包括磷脂、糖脂,,,植物生理学第一章课件,,,植物生理学第一章课件,二、生物膜的结构模型,,关于生物膜的分子结构有许多假说与模型，其中最有代表性的有三种。,,单位膜模型,板块镶嵌模型,流动镶嵌模型,,,,二、生物膜的结构模型 关于生物膜的分子结构有许多假,膜具有由蛋白质——脂质——蛋白质构成的三层结构。,1、单位膜模型(unit membrane model),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,电子光密度大,电子光密度小,脂类,蛋白质

8、,电子光密度大,,,膜具有由蛋白质——脂质——蛋白质构成的三层结构。1、单位膜模,2、板块镶嵌模型,,,2、板块镶嵌模型,3、,流动镶嵌模型,1.生物膜的母体是类脂双分子层.,2.膜蛋白是球蛋白,是嵌合在膜中的,.,3.膜具有不对称性.,4.膜具液晶态结构,有流动性.,5.膜是经常处于不断更新之中的.,,,3、流动镶嵌模型1.生物膜的母体是类脂双分子层.,,,植物生理学第一章课件,,,植物生理学第一章课件,1.分室作用,：使,细胞与外界环境、细胞内不同代谢途径分隔开,,2.反应场所,：,细胞内的许多生理生化过程在膜上有序进行,,3.,物质交换,：对,物质的透过具有选择性，控制膜内外物质交换

9、,4.识别功能,：,多糖链及各种受体能感应刺激，传导信息，调控代谢,三、生物膜的主要功能,,,,1.分室作用：使细胞与外界环境、细胞内不同代谢途径分隔开 三,生物膜及其内所包含的亚细胞结构与组份统称,原生质体。,可分为颗粒形态的,细胞器,和胶体状态的,细胞浆,。,第三节 植物细胞亚显微结构与功能,,,,,生物膜及其内所包含的亚细胞结构与组份统称原生质体。可分为颗粒,一. 微膜系统,1.,内质网,,2.,高尔基体,3.,溶酶体,4.,液泡,5.,线粒体,6.,质体,7. 微体、圆球体,,细胞器可分为三类：,二. 微梁系统,1.,微管,2.,微丝,3.,中间纤维,三.,细胞核,及,核糖体,,,,

10、,一. 微膜系统细胞器可分为三类：二. 微梁系统三. 细胞核及,1、内质网,由单层膜而成的层状膜体，在细胞内构成网状系统。根据是否含核糖体，分为：,粗糙型（粗面）内质网,平滑型（滑面）内质网,,主要,功能,是作为,蛋白质和脂质合成,的场所，并起到运输、通讯等作用。,,,1、内质网由单层膜而成的层状膜体，在细胞内构成网状系统。根据,,,,植物生理学第一章课件,由几层扁平的泡囊或束隔组成的碟形体。,2、高尔基体,主要功能是将蛋白质、脂质、多糖等大分子进行加工、分拣、浓缩及输出。,,,由几层扁平的泡囊或束隔组成的碟形体。2、高尔基体主要功能是将,,,植物生理学第一章课件,高尔基体透射电镜图,,,,高

11、尔基体透射电镜图,3、溶酶体,,结构：单层包被的球形体，由被膜和基质组成，基质中含大量分解酶类。,,功能：消化、吞噬、自溶等。,,,3、溶酶体,,,,植物生理学第一章课件,4、液泡,,结构：单层包被的球形体，由被膜和基质组成，溶有各种大分子和小分子。,,功能：转运、吸收和积累物质；吞噬和消化作用；调节细胞水势等。,,,,4、液泡,5、线粒体,结构：双层膜细胞器，内膜内折成嵴，外形呈圆形或卵形棒状结构。,功能：呼吸作用的场所，细胞内主要产能器官。,,,5、线粒体结构：双层膜细胞器，内膜内折成嵴，外形呈圆形或卵形,,,,植物生理学第一章课件,6、叶绿体,结构：椭圆形双层膜细胞器，内膜折叠成类囊体

12、。,功能：光合作用的场所，植物体物质、能量转换的主要器官。,,,6、叶绿体结构：椭圆形双层膜细胞器，内膜折叠成类囊体 。,,,,植物生理学第一章课件,1、微管,结构：无被膜 ，由蛋白质构成管状结构,功能：,1）控制细胞分裂和细胞壁的形成 ；,2）保持细胞形状；,3）参与细胞运动与细胞内物质运输。,,,,1、微管结构：无被膜 ，由蛋白质构成管状结构 功,2、微丝,结构：由收缩蛋白质组成的束状结构。,功能： 1）参与胞质运动；,2）参与物质运输和细胞感应。,,,2、微丝结构：由收缩蛋白质组成的束状结构。功能： 1）参与胞,,,植物生理学第一章课件,,,,植物生理学第一章课件,3. 中间

13、纤维,结构：柔韧性很强的蛋白质丝，由丝状亚基组成。,,功能：,1）支持作用；,2）参与细胞发育与分化。,,,,3. 中间纤维结构：柔韧性很强的蛋白质丝，由丝状亚基组成。,,,植物生理学第一章课件,,,,植物生理学第一章课件,1、细胞核,结构：,核一般呈圆球状（分生组织细胞）或呈扁平状（有大液泡的细胞）,。,核膜,染色质,基质,核仁,,,外膜,内膜,功能：细胞遗传信息合成和复制的场所和代谢的调控中心。,,,1、细胞核结构：核一般呈圆球状（分生组织细胞）或呈扁平状（有,,,,植物生理学第一章课件,2、核糖体,不具膜，由rRNA和蛋白质组成，是蛋白质合成场所。,,,,2、核糖体不具膜，由rRNA和蛋

14、白质组成，是蛋白质合成场所。,1.细胞浆的组成,细胞内的无结构基质(细胞基质)，主要由水及其中溶解的无机离子、有机小分子、可溶性生物大分子组成。,,,1.细胞浆的组成细胞内的无结构基质(细胞基质)，主要由水及其,2.细胞浆的特性,细胞浆的胶体性质,细胞浆的液晶性质,,,2.细胞浆的特性细胞浆的胶体性质,溶胶和凝胶在一定条件下可通过凝胶作用或溶胶作用以相互转化。,,溶胶,凝胶,凝胶作用,溶胶作用,,,,溶胶和凝胶在一定条件下可通过凝胶作用或溶胶作用以,第四节,胞间连丝,胞间连丝(plasmodesma)是穿越细胞壁，连接相邻细胞原生质（体）的管状通道。,胞间连丝可有三种状态：封闭态，可控态，开

15、放态。,一、定义,,,第四节 胞间连丝胞间连丝(plasmodesma)是穿越细,二、胞间连丝的结构,,,二、胞间连丝的结构,,,植物生理学第一章课件,,,植物生理学第一章课件,,共质体,：植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝形成的连续整体。,,质外体,：共质体以外的胞间层、细胞壁、胞间隙及导管空腔形成的一个连续整体。,三、共质体与质外体,物质在胞间运输时将分别进入,共质体途径,和,质外体途径,。,,,共质体：植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝形,胞间连丝的功能可概括为两个方面：,物质运输,、,信息传递,四、胞间连丝的功能,,,,胞间连丝的功能可概括为两个方面：物质运输、信息传递四,第五节

16、细胞信号转导,细胞信号转导（cell signal transduction),是指偶联各种,胞外刺激信号,与其相应的,生理反应,之间的一系列,分子反应机制,。即研究各种胞内外信息是如何传递，如何引起细胞的相应反应。,,,第五节 细胞信号转导细胞信号转导（cell signal,外界环,细胞膜,境刺激,cAMP PKA,酪蛋 细,G Ca,2+,PKCa,2+,白磷 胞,胞间信号,,受体,蛋,效应器,CaM,酸化 反(第一信使),白 PKC,修饰 应,IP,3,CaM,Tyr蛋白 DG 结合蛋白,激酶,,膜上信号 胞内

17、信号,转换系统 (第二信使),,,外界环 细胞膜,细胞信号转导的分子途径可分为三个阶段：,,胞间刺激信号传递,跨膜信号转换,胞内信号传递及蛋白质可逆磷酸化,,,细胞信号转导的分子途径可分为三个阶段： 胞间刺激信号传,一、胞间信号传递,外界环境及植物自身生理变化所产生的,物理信号,（电脉冲、水力学信号）或,化学信号,（生长激素、有机小分子）在维管束及共质体-质外体间传递。,,,,一、胞间信号传递外界环境及植物自身生理变化所产生的物理信号（,二、跨膜信号转换,1. 受体：,质膜上能识别信号分子并与其特异结合的内在蛋白。通常形成,信号分子-受体复

18、合物,。,2. G蛋白：,将信号分子-受体复合物与效应器（催化胞内信号分子合成的酶）相偶联的蛋白质分子。,,,,二、跨膜信号转换1. 受体：,三、胞内信号传递及蛋白质磷酸化,胞内信号系统,即不同的效应器，目前研究得比较深入的是以下几种：,钙信号系统,肌醇磷脂信号系统,环核苷酸信号系统,,,三、胞内信号传递及蛋白质磷酸化 胞内信号系统钙信号系统,2. 蛋白质的可逆磷酸化,在信号分子-受体复合物诱导所形成的胞内信号分子称为,第二信使,；第二信使将引起细胞内的一系列代谢反应，其中最重要的一种就是通过,蛋白质的可逆磷酸化,改变酶活性，从而调节细胞代谢。,,,2. 蛋白质的可逆磷酸化在信号分子-受体复合物诱导所形成的胞,,,植物生理学第一章课件,