第一章细胞生理要点.pptVIP

植物生理学plant physiology 主讲教师：向邓云 dyxiang01@163.com第一篇 细胞生理 第一章 植物细胞的超微结构与功能 第一节 细胞壁 第二节 原生质体 第三节 胞间连丝 第四节 植物细胞的信号转导 第五节 植物细胞的全能性及其基因表达 第一章 植物细胞的超微结构与功能 细胞的概述 除病毒外，生物体都是由细胞所构成，细胞是生物体结构和功能的基本单位。 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： 第一章 植物细胞的超微结构与功能 第一章 植物细胞的超微结构与功能 第一章 植物细胞的超微结构与功能 第一章 植物细胞的超微结构与功能 第一章 植物细胞的超微结构与功能 第一节 细胞壁 细胞壁(cell wall)是植物细胞所特有的，具一定的弹性和硬度，在细胞质膜之外并界定细胞形状的复杂结构。 一、细胞壁化学组成 细胞壁的主要成分是多糖, 占90%左右，包括纤维素、半纤维素和果胶物质；此外还含有蛋白质、木质素和矿物质等。 1、纤维素(cellulose) 是细胞壁的主要成分，它是由成百上千甚至上万个β-D-葡萄糖分子以β-1,4-糖苷键相连的无分支的长链。 第一节 细胞壁 纤维素分子链之间都具有相同的极性，排列成立体晶格状，称为分子团或微团(micella)。微团组合成微纤丝(microfibril)，微纤丝又组成大纤丝(macrofibril)，因而纤维素的这种结构非常牢固，使细胞壁具高强度和抗化学降解的能力。 第一节 细胞壁 2、半纤维素(hemicellulose) 是指除纤维素和果胶物质以外的、能溶于碱的细胞壁多糖类物质的总称。它在化学结构上与纤维素没有关系。半纤维素的结构比较复杂。不同来源的半纤维素，它们的成分也各不相同。有的由一种单糖缩合而成，如聚甘露糖和聚半乳糖。有的由几种单糖缩合而成，如木聚糖、阿拉伯聚糖、半乳聚糖等。半纤维素在纤维素微纤丝的表面及它们之间，彼此紧密而非共价健的连接在一起。因此，它们覆盖在微纤丝之外并通过氢键将微纤丝交联成复杂的网格，形成细胞壁内的高层次上的结构。 第一节 细胞壁 3.果胶物质(pectic substances) 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，根据其结合情况及理化性质，分为三类： 果胶酸(pectic acid) 是由约100个半乳糖醛酸通过α-1,4糖苷键连接而成的直链。果胶酸是水溶性的，易与钙起作用生成果胶酸钙的凝胶，主要存在于胞间层中。 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。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，存在于胞间层和初生壁中，甚至存在于细胞质或液泡中。 第一节 细胞壁 原果胶（protopectin） 由果胶酸、果胶与其它多糖结合形成，因而分子量较高，主要存在于初生壁中，不溶于水，在稀酸和原果胶酶的作用下转变为可溶性的果胶。 4、蛋白质 结构蛋白（structural protein） 伸展蛋白（extensin）：在初生壁中一类富含羟脯氨酸的结构糖蛋白，大约由300个氨基酸组成，又称伸展素。 酶 植物细胞壁含有数十种酶；主要是水解酶类，少数为氧化还原酶类；以可溶性的、离子型结合和共价结合的三种形式存在。 第一节 细胞壁 植物凝集素（lectins） 是一类存在于细胞壁中能与多糖结合或使细胞凝集的蛋白质，多数为糖蛋白。 5、木质素(lignin) 不是多糖，是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，其含量达18%～38%，主要分布于纤维、导管和管胞中。 6、矿质元素 第一节 细胞壁 二、细胞壁的形成 与细胞壁形成有关的细胞器是:内质网、高尔基体、微管。 第一节 细胞壁 三、细胞壁的结构 典型的细胞壁是由胞间层(intercellular layer)、初生壁(primary wall)和次生壁(secondary wall)组成。 第一节 细胞壁 细胞壁就是以纤维素微纤丝为主体所构成的网状结构。 细胞生长过程中，在内质网核糖体形成的伸展蛋白，经高尔基体分泌到细胞壁中通过肽键交联形成一个独立的网状系统，与纤维素网系互为补充。 第一节 细胞壁 细胞壁的“经纬”模型假说：认为初生壁是由两个交连在一起的多聚物——纤维素微纤丝和伸展蛋白网络之间相互交织而成的结构，悬浮在亲水的果胶—半纤维素胶体基质中。其中，微纤丝是“经”（warp），平行于壁平面排列，而伸展蛋白是“纬