细胞结构与功能教课.pptx
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会计学第一节植物细胞的结构与组成细胞是植物体进行生命活动的基本单位,细胞生理功能的实现,是与组成它的各种无机和有机小分子、基本生物分子、生物大分子等的特点有关。(一)原核细胞和真核细胞原核细胞与真核细胞的区别图1-2植物细胞结构图解B显微结构/动植物细胞的比较大液泡、叶绿体和细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征二、原生质的性质(一)原生质的物理特性(二)原生质的胶体特性3.凝胶作用胶体有两种存在状态,即溶胶(sol)和凝胶(gel)。溶胶是液化的半流动状态,近似流体的性质。在一定条件下,溶胶可以转变成有一定结构和弹性的半固体状态的凝胶,这个过程称为凝胶作用。凝胶和溶胶可以相互转化,凝胶转为溶胶的过程称为溶胶作用。(三)原生质的液晶性质第二节细胞壁的结构与功能细胞壁的亚显微结构图解S1次生壁外层;S2次生壁中层;S3次生壁内层;CW1初生壁;ML胞间层(二)细胞壁的化学组成1.纤维素1.纤维素/2.半纤维素半纤维素(hemicellulose)往往是指除纤维素和果胶物质以外的,溶于碱的细胞壁多糖类的总称。半纤维素的结构比较复杂,它在化学结构上与纤维素没有关系。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、阿拉伯糖、半乳聚糖等。半纤维素在纤维素微纤丝的表面,它们之间虽彼此紧密连接,但并非以共价键的形式连接在一起。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,形成细胞壁内高层次上的结构。胞间层基本上是由果胶物质组成的,果胶使相邻的细胞粘合在一起。果胶物质是由半乳糖醛酸组成的多聚体。根据其结合情况及理化性质,是由约100可分为三类:即果胶酸、果胶和原果胶。(1)果胶酸果胶酸(pecticacid)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,很容易与钙起作用生成果胶酸钙的凝胶。它主要存在于中层中。(2)果胶果胶(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子化合物,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,存在于中层和初生壁中,甚至存在于细胞质或液泡中。(3)原果胶原果胶(protopectin)的分子量比果胶酸和果胶高,甲酯化程度介于二者之间,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。果胶物质所形成的凝胶具有粘性和弹性。4.木质素(四)细胞壁的功能2.细胞壁具有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。因此,细胞壁参与了物质运输、降低蒸腾作用、防止水分损失(次生壁、表面的蜡质等)、植物水势调节等一系列生理活动。3.细胞壁具有防御与抗性细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素(phytoalexin)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(oligosaccharin)。将一种庚葡萄糖苷寡糖素施加于大豆细胞时,会使负责合成抑制霉菌生长的抗菌素的基因活化而产生抗菌素。多种寡糖素的功能复杂多样,如有的作为蛋白酶抑制剂诱导因子,在植物抵抗病虫害中起作用;有的寡糖素可使植物产生过敏性死亡,使得病原物不能进一步扩散;还有的寡糖素参与调控植物的形态建成。细胞壁中的伸展蛋白除了作为结构成分外,还有防病抗逆的功能。4.细胞壁具有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。研究发现,细胞壁还参与了植物与根瘤菌共生固氮的相互识别作用,此外,细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素还可能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应。应当指出的是,并非所有细胞的细胞壁都具有上述功能,每一类细胞的细胞壁功能都是由其特定的组成和结构决定的。二、胞间连丝图1.27细胞中的胞间连丝(A)两个相邻细胞分离的胞壁电子显微图,显示胞间连丝。(B)具有两种不同形状的胞间连丝的细胞壁示意图。决定了胞间连丝分子筛的特性。共质体与质外体都是植物体内物质和信息传递的通路。(二)胞间连丝的功能第三节生物膜的结构与功能一、生物膜的化学组成(一)膜蛋白(二)膜脂(A)磷脂酰胆碱分子的空间填充模式(B)磷脂酰胆碱分子功能群的图表说明二、生物膜的结构流动镶嵌模型强调膜的不对称性和流动性膜的不对称性主要是由脂类和蛋白质分布的不对称造成的。蛋白质在膜中有的半埋于内分子层,有的半埋于外分子层,即使贯穿全膜的蛋白质也是不对称的。另外,寡糖链的分布也是不对称的,它们大多分布于外分子层。膜的流动性其一是脂类分子是液晶态可动的,脂类分子随温度改变经常处于液晶态和液态的动态平衡之中,两相