植物学细胞壁的研究讲义ppt

胞质分裂 (cytokinesis)
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1．细胞核分裂
（1）前期
特征：染色质凝缩成染色 体，核仁解体，核膜破裂， 纺锤体开始形成。
（2）中期
特征：染色体排到赤道面 上，纺缍体完全形成。
前期
中期
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（3）后期
特征：各个染色体 的染色单体分开， 分别由赤道面移向 细胞两极。
（4）末期：
特征：染色体解螺 旋、核膜，核仁重 新出现，纺锤丝逐 渐消失，形成两个 子核。
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2．细胞质分裂
• 核分裂的晚后期或早末期，两极 的纺锤丝消失，极间微管的中间 部分和区间微管在两个子核间密 集形成桶状结构，称为成膜体 （phragmoplast）。来源于高尔 基体和内质网的小泡（含有半纤 维素、果胶质）汇集到赤道面， 并且和成膜体的微管融合成为组 成细胞板（cell plate）。最初 细胞板像一片悬浮在中央的圆盘 状结构，逐渐离心地扩展，直到 和母细胞的壁接触，形成新的细 胞壁，这样就将母细胞细胞质分 隔开来，完成胞质分裂。
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减数分裂的意义
由于同源染色体准确地
分配到四个子细胞中，保
证了子细胞能得到一半的
染色体，在以后发生的有
性生殖过程中，两个配子
结合形成合子，使染色体
数目又恢复到亲本的水平，
从而确保了遗传的稳定
性；同时，由于同源染色
体发生联会、交叉和片段
互换，从而使同源染色体
上父母本的基因发生重组，
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初生纹孔场
初生壁生长时并不是均匀增厚的，一些明显的
凹陷区域称初生纹孔场 (primary pit field) 。
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纹 孔(pit)
纹孔：细胞在形成次生壁时， 初生纹孔场不被次生壁物质所 覆盖，因而形成一些凹陷的区 域，这种次生壁层中未增厚的 部分称为纹孔。 纹孔对：相邻两细胞的纹孔通 常成对存在，合称纹孔对。 纹孔膜：纹孔对中的胞间层和 两边的初生壁及质膜合称纹孔 膜。 纹孔腔：纹孔中间的空腔。

调节细胞生长
细胞膜和细胞壁协同作用，通过调节细胞内外物质的交换和信号传递，控制细胞的生长和分裂。
影响因素及调控机制
环境因素
温度、光照、水分等环境因素会影响细胞膜和细胞壁的结 构和功能，进而影响细胞生理活动。
激素调节
植物激素如生长素、细胞分裂素等通过调节细胞膜和细胞 壁相关基因的表达，影响细胞膜和细胞壁的结构和功能。
实验结果比较
将不同实验条件下的观察结果进行比较，分 析处理条件对细胞壁结构的影响。
实验问题讨论
针对实验过程中出现的问题进行讨论，提出 可能的解决方案和改进措施。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
扫描和透射模式选择
根据观察目的选择合适的扫描或透射模式，以获取细胞壁的超微结构信息。
图像记录和分析
使用数字成像系统记录电子图像，并进行定性和定量分析。
特异性染色技术应用
荧光染色
利用荧光染料对细胞壁进行染色，通过荧光显微镜观察 细胞壁的结构和组成。
酶细胞化学染色
利用酶对细胞壁进行特异性染色，以显示细胞壁中不同 成分的空间分布。
镜头选择
根据观察需求选择合适的物镜和目镜，以获 得清晰的视野。
调焦技巧
使用粗准焦螺旋和细准焦螺旋进行调焦，避 免压碎样品或损坏镜头。
视野调整
通过移动载物台和调节光阑，使样品位于视 野中央并保持清晰。
电子显微镜观察方法
样品制备
将植物细胞切成薄片或进行染色处理，以便在电子显微镜下观察。
加速电压调整
根据样品厚度和观察需求调整加速电压，以获得清晰的电子图像。
木质素合成过多或过少
分别导致细胞壁过于坚硬或松软，影响植物体的正常生理功能和对环 境的适应性。

细胞壁的结构与功能
(四) 细胞壁形成
细胞壁的结构与功能
(四) 细胞壁形成
与细胞壁形成有关的细胞器是: 内质网 高尔基体 微管
细胞壁的形成需要 多种亚细胞结构的参与
细胞壁的结构与功能
二、细胞壁的功能 1. 支持作用 2．运输通道 3．保护作用 4．参与各种代谢活动
细胞壁的结构与功能
1.支持作用：细胞壁可增加植物的机械强度，充当植物的骨架。
细胞壁的结构与功能
二、细胞壁的功能 4．参与各种代谢活动：细胞壁中的酶类参与细胞壁高分子合成，转移及水解，细胞外 物质输送到细胞内以及防御作用等。
细胞壁的结构与功能
另外:细胞壁参与了植物与根瘤菌共生固氮的相互识别以及共同完成侵染作用；细胞壁 中的多聚半乳糖醛酸酶可能参与了砧木和接穗之间嫁接过程中的识别反应。总之，高 等植物细胞壁积极参与各种代谢活动包括细胞的生长、分化、细胞识别及抗病抗逆机 制等方面。
格，形成细胞壁内的高层次上的结构。
细胞壁的结构与功能
3.果胶物质(pectic substances)也是细胞壁的组成成分。胞间层基本上是由果胶物质组成 的，使相邻的细胞粘合在一起。果胶物质是半乳糖醛酸组成的多聚体。
细胞壁的结构与功能
果胶物质根据其结合情况及理化性质，可分为三类：
果胶酸(pectic acid) 是由约100个半乳糖醛酸通 过α-1，4键连接而成的直链。果胶酸是水溶性的，易 与钙起作用生成果胶酸钙的凝胶。
果胶(pectin) 是半乳糖醛酸酯及少量半乳糖醛 酸通过α-1，4-糖苷键连接而成的长链高分化合物。
原果胶 果胶分子量在25000～50000之间，每条链 含200个以上的半乳糖醛酸残基。果胶能溶于水，存在 于中胶层和初生壁中，甚至存在于细胞质或液泡中。

)
蛋白质位于细胞膜的什么位置呢？
推测:? ? ? ? ? ?
“蛋白质-脂质-蛋白质”三层的统一结构模式图
标本用干冰等冰冻。后用冷刀 断开，升温后暴露断裂面。
蛋白质在膜中的分布是不对称的 蛋白质镶嵌，贯穿，覆盖在磷脂双分子层中。
人细胞
荧光标记 蛋白质
诱导 融合
40分钟后
C
鼠细胞
实验结论: 细胞膜具有流动性
• 磷酸分子是一端亲脂而另外一端亲水的两 性分子，亲水性一端朝外，与有水的环境 接触，亲脂性一端朝内，形成一个亲脂的 小环境，才能形成稳定的双层结构。
1、变形虫的任何部位都能伸出伪足，这一 生理过程的完成依赖于细胞膜的 A 、保护作用 B、 一定的流动性 C 、全透性 D、信息交流
2、下列物质中最容易通过细胞膜进入细 胞的是 A、葡萄糖
应用化学手段分析表明：
膜的主要成分是脂质和蛋白质 组成膜的脂质中磷脂含量最多
二、细胞膜的成分
细 胞 膜 的 成 分
脂质（磷脂最丰富）大约占50%
蛋白质
大约占40%
大约占2%—10%
糖类
功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 种类和数量越多。
脂质和蛋白质是怎样有机结合 构成膜的呢？
二、质膜的结构模型(流动镶嵌模型）
1.质膜：细胞膜又叫质膜
2.透性：质膜有允许某种物质透过的特性，称为 质膜对该物质的透性。
质膜为什么会有选择透性，我们知道 结构与功能是相统一的，因此需要从 它的结构谈起。
时间：19世纪末（1895年）
实验：欧文顿(E.Overton)用500多种化学物质对植物细胞的 通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性是 不一样的：可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容 易通过细胞膜。

小资料(关于电镜成像)
电子束照射大分子物质散射度高，黑暗；照射小分子物质，散射度低，光亮。
提出静止的三明治模型观点： 蛋白质—脂质—蛋白质（单位膜）
标本用干冰等冰冻。后用冷刀断 开，升温后暴露断裂面。
蛋白质镶在、嵌入、横跨在磷脂双分子层中。
蛋白质在膜中的分布是不对称的。
问题4、蛋白质和脂质在细胞膜中的 位置是静止不动的吗？
于腹肌细胞。
同一细胞在不同的生理状态下线粒体 的数量不同。分裂时期的细胞通常含有较多的线粒体
此外，不同细胞的线粒体嵴的数量也有
差异
叶 绿 体
4、核糖体
5、高尔基体
蛋白质的“装配机器”
1、单层膜结构：
2、双层膜结构：
3、非膜结构：
4、植物细胞特 有的结构：
分布：主要分布在高等植物的叶肉细 胞
1.存在：动物细胞 2.结构构。：单层膜结 3.成酶分。：多种水解 4.作用：酶的仓库、
细胞内的消化系 统
成分：液泡膜为单层膜结构，细胞液内含有糖类、无机盐、 氨基酸、蛋白质、色素（主要是花青素）
（3）类型：滑面型内质网和粗面型内质网（上附核糖体）
（4）分布：绝大多数动植物细胞中。
（5）作用：A、增大细胞内的膜面积，因为膜上有许多酶， 种化学反应正常进行提供有利条件。
所以为各
B、粗面型内质网是将核糖体上合成的蛋白质运输到高尔基体的运输通道。
C、滑面型内质网与细胞中的蛋白质、脂类、糖类的合成有关。（是有机物合成 的“车间”）
糖脂
细胞膜的流动镶嵌模型 在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与多糖 结合形成的糖蛋白，叫做糖被。有些多糖与磷脂分子结合 形成糖脂。
膜中各种组分的作用
细胞控制：

• 胞间层（中间层，middle lamella，ML）:
细胞分裂时在两个新细胞之间形成的一层薄膜。(木 素、果胶）
• 初生壁（primary wall，P层）：纤维素、半纤维 素等物质在胞间层的内侧沉积形成。具有柔软性 和可塑性，厚度仅有0.1µm。 （纤维素、半纤维素、木素） • 次生壁（ secondary wall ， S 层）：原生质体所 分泌的纤维素等产物在初生壁内侧沉积形成，厚 度在5～10µm。分为外层（S1）、中层（S2）、 内层（S3）.
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第六节 植物纤维细胞壁的微细结构 （Ultrastructure）
• 微细结构、电子显微镜下的结构、超结构。
• 主要讨论细胞壁的层状结构，细胞壁中微细纤维走
向，各主要组成在细胞壁中的分布等。指原料中超 越普通光学显微镜的分辨能力的细节。包括纤维细 胞的层次构成、层次的厚度分布、不同层次微细纤 维的取向、微细纤维的精细结构和纤维细胞壁上纹 孔的微细结构等。
Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
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Chapter 1 The Composition and Structure of Wood
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一、纤维细胞壁的结构
• 细胞壁由原生质体所分泌的物质形成， 分为胞间层、初生壁和次生壁。 • 细胞壁上的纹孔、胞间联丝等结构以实 现细胞之间水分及其他物质的输导和流 通。

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• 纤维素（cellulose）
1）成分
纤维素，以微纤丝的 (microfibril)形式存在，约占 初生壁的20%－30%。
纤维素分子是由 （1－4）糖苷键连接的D-葡
聚糖组成的高分子聚合物，并通过分子内氢键
使其形成一种类螺旋状的结构。不分支、不溶
于水。
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以二聚糖β1→4 D-葡聚糖为重复单位
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连丝小管
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胞间连丝的类型
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由胞间连丝将原生质连成一体的体系称 为共质体(symplast)；
概念 由细胞壁及细胞 间隙等空间以及 导管称为质外体 (apoplast)。
在植物体内物质 运输和信息传递 中起重要作用
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胞间连丝的功能
• 物质运输 • 信息传递 • 电波传递 • 病毒的胞间运动
是 植物细胞间质膜的管 状延伸，直径40-50nm， 是相邻细胞间通过细胞 壁的细胞质通路。
概念
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结胞 构间 图连 解丝
Electron micrographs of plasmodesmata in longitudinal and cross-sections, accompanied the terminology aoolied to frequently observed structural features. (B) A model of smodesmal substructure based on observations of freeze-substituted tobacco leaves
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