植物学细胞壁的研究ppt..pptVIP

细胞壁的科研动态及其知识延展 细胞壁 起源认知 　　细胞(英文名cell）是原核生物和真核生物的结构和功能的基本单位。除病毒外，一切生物均由细胞构成，根据细胞内核结构分化程度的不同，细胞可以分为原核细胞和真核细胞两大类型。由是否有成形的细胞核来区分。细胞壁（cellwall）是细胞的外层，在细胞膜的外面，细胞壁之厚薄常因组织、功能不同而异。植物、真菌、藻类和原核生物（除了支原体）都具有细胞壁，而动物细胞不具有细胞壁。细胞壁本身结构疏松，外界可通过细胞壁进入细胞中。 位 置 细胞膜之外紧挨着细胞膜 限制范围 植物、原核生物与真核生物 出现时间 大约在35亿年前 植物细胞 细胞壁的组成 细胞壁的主要组成成分是纤维素，它形成细胞壁的框架，内含其他物质。 此外，在一些植物表皮细胞壁中，常有蜡质、角质、木栓质。在一些成熟和加厚的细胞壁中，常沉积木质素。在禾本科、木贼科植物的表皮细胞壁中含有硅。在真菌类的细胞壁中还有甲壳质。 细胞壁的胞间层基本上是由果胶质组成。 细菌细胞壁主要成分则是肽聚糖。 真菌细胞壁中主要成分为几丁质、纤维素、葡聚糖、甘露聚糖等，这些多糖都是单糖的聚合物。 动植物细胞比较图 化石研究表明，大约在35亿年前地球就已出现了原核细胞，大约在12～14亿年前才出现真核细胞。关于真核细胞的起源，主要有两种假说：一是“内共生假说”，认为真核细胞的各部分别起源于几种共生的原核细胞，需氧细菌穿入异养厌氧的 原核生物变为线粒体，蓝藻穿入变成叶绿体，螺旋体穿入变成鞭毛和纤毛等；一是“质膜内褶假说”，认为古原核生物随着体积增大，质膜发生内褶而形成内质网等细胞器，以及核膜造成细胞核等；同时，DNA复制成许多拷贝，质膜围绕着DNA发生内褶，最后形成有双层膜的细胞器，如线粒体、叶绿体等。 细胞壁的形成 细胞壁的形成是多种细胞器配合作用的结果。新细胞壁的形成开始于细胞分裂的晚后期或早期。细胞分裂时，在两组染色体之间，也就是在母细胞的赤道板(不是实际存在的）面上，有许多大小不一的分泌囊泡(secretoryvesicles)不规则地汇聚在一块，这些小囊泡是由高尔基体和内质网分泌而形成的，它们借助与细胞赤道板垂直方向上存在的微管的运动，逐渐整齐地排列成片，组成成膜体(phragmoplast)。成膜体中的囊泡膜相互融合与连接形成细胞的质膜，其中的内含物连成一体构成细胞板，这是雏形的中层结构。 细胞板组成后，高尔基体小泡运输造壁物质释放到质膜外，以充实新形成的壁。当细胞板中逐渐有果胶质和少量纤维素分子不断地填充和掺入时便构成了中层，在中层两侧陆续有纤维素和半纤维素等物质的沉积则形成了质地柔软的初生壁，这时两个子细胞便形成。此后，大多数细胞的初生壁内侧又分层、定向地沉积着纤维素分子，它们经纬分明地交叉加固，这是增强植物体支持能力的重要基础。纤维素分子的定向分层沉积与微管的活动有关，秋水仙素(colchicine)可阻止微管的形成，抑制纤维素分子的定向排列。微管的另一个重要作用是使新形成的细胞板上保留某些通道，即参与胞间连丝的形成，使原生质在两个子细胞间能保持联系。 可见，细胞壁的形成是在生活细胞分裂、成长以至分化的过程中逐步完成的。在细胞分裂以及新细胞壁形成时，除了有高尔基体、内质网和微管参与外，还有生长素和多种酶类的作用，而所有的活动又要靠线粒体来提供能量，这正体现了细胞内各部位相互配合来共同完成生命活动的特征。 细胞壁的种类 细菌细胞壁 植物细胞的细胞壁 真菌的细胞壁 细胞壁的功能 维持细胞形状，控制细胞生长细胞壁增加了细胞的机械强度，并承受着内部原生质体由于液泡吸水而产生的膨压，从而使细胞具有一定的形状。 物质运输与信息传递细胞壁允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白质通过，而将大分子或微生物等阻于其外。 防御与抗性细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素的形成，它们还对其它生理过程有调节作用，这种具有调节活性的寡糖片断称为寡糖素。 其他功能细胞壁中的酶类广泛参与细胞壁高分子的合成、转移、水解、细胞外物质输送到细胞内以及防御作用等。 参与细胞间的相互粘连，即“胞间连丝”。 对藻类单细胞的研究表明壁的定向分泌可以稳定极的轴向，结果表现为细胞壁的非对称性。细胞壁的非对称性这一重要特性在确定分裂面的方向发挥着作用，同时也决定着两个子细胞的命运。 单细胞假根的细胞壁获得了一套不同的生物大分子与合子的保留壁截然不同，推测可能是肌动蛋白微丝调整众多的高尔基体小泡的胞吐作用的结果。 细