《植物生物学》课程教学资源（授课教案）第一章 植物细胞的结构与功能

中国农业大学生物学院教案2009.9～2010.7学年课程名称：植物生物学教材名称：植物生物学（主编杨世杰）授课对象：生物各专业，生命科学试验班、资源与环境学院各专业开课时间：全年授课学时：48主讲教师：《植物生物学》课程组教学章节：第一章编写时间：2009.09

中 国 农 业 大 学 生 物 学 院 教 案 2009.9 ~ 2010.7 学年 课程名称：植物生物学 教材名称：植物生物学（主编杨世杰） 授课对象：生物各专业，生命科学试验班、资源与环境学院各专业 开课时间：全年 授课学时：48 主讲教师：《植物生物学》课程组 教学章节：第一章 编写时间： 2009.09

第一章植物细胞的结构与功能教学内容：植物细胞的结构与执行的生理功能总学时：4教学目标：掌握植物细胞的基本结构，植物细胞壁、质膜的结构与功能，植物细胞中各种细胞器、细胞核、胞间连丝的结构与功能，植物细胞中常见的后含物教学重点：：植物细胞的超微结构、细胞壁、质体、液泡及胞间连丝的组成、结构特点及功能教学难点：电镜下细胞超微结构的识别，具缘纹孔等细胞器的立体结构教学手段：多媒体教学教学过程章学备注主要教学内容及安排节时引言1.5第植物细胞一一植物体结构与执行功能的基本单位我们知道细胞是很小的结构，小到一般肉眼是看不到的，那么如何节衡量其大小呢？首先我们来看一下有关的长度及显微镜。（长度见投影）从上面的介绍可以看出，人眼是看不到大部分细胞的，那么我们如何探知其结提问细构？对，借助显微镜。胞知识显微镜（见幻灯片）质从17世纪（Hooke.（1635~1703）制造了第一架简单但有科学研究拓展膜价值的显微镜（放大倍数40一100倍）看到了植物木栓细胞。和在此后的三百年间，工程师和细胞生物学家们设计制造出了各种各细样的光学显微镜，如荧光显微镜、偏（振）光显微镜、相差显微镜、微胞分干涉差显微镜等，观察效果各不相同。此后电子显微镜（分辨率0.2nm）壁的发明应用使我们对物体的分辨力比光学显微镜（分辨率200nm以内）提高了500倍，可以将生物样品放大100万倍观察。使人类能够更好的研究微观世界。简介各种显微镜的应用和制片方法（幻灯）总的来说显微镜依据光源分为光学显微镜和电子显微镜两大类。前总结者以可见光（紫外线显微镜以紫外光）为光源，后者则以电子束为光源。光镜下显现的是显微结构，透射电子显微镜观察的结构称为亚显微结构（submicroscopicstructures）或超微结构（ultramicroscopic structures；ultrastructures)。正是通过显微镜的观察我们可以看到生物体的基本组成单位即生命的存在形态。现在我们知道，具有生命的物体也就是生物主要以两种形态存在一一细胞形态和非细胞形态（见幻灯）。大部分动植物体都是以细胞为基本单位构成的，细胞是除病毒（类病毒、噬菌体）以外一切生物体结构和功能的基本单位。19世纪细胞学说德的提出被喻为当时的三大发现。在生命起源与演化的历史长河中，细胞的出现是一个重要的里程碑。由于不同生物在进化过程中采用不同方式适应环境，因此细胞也形成了不同的特征，有原核细胞与真核细胞之分。原核细胞与真核细胞（见幻灯片---原核细胞与真核细胞结构特点细胞出现的意义）对于我们学习的这门课程而言，我们关心的是高等植物的真核细胞

第一章 植物细胞的结构与功能 教学内容：植物细胞的结构与执行的生理功能 总学时：4 教学目标 ：掌握植物细胞的基本结构，植物细胞壁、质膜的结构与功能，植物细胞中各种细 胞器、细胞核、胞间连丝的结构与功能，植物细胞中常见的后含物 教学重点： 植物细胞的超微结构、细胞壁、质体、液泡及胞间连丝的组成、结构特点及功能 教学难点：电镜下细胞超微结构的识别，具缘纹孔等细胞器的立体结构 教学手段：多媒体教学 教学过程 章 节 学 时 主要教学内容及安排 备注 第 一 节 细 胞 质 膜 和 细 胞 壁 1.5 引 言 植物细胞——植物体结构与执行功能的基本单位 我们知道细胞是很小的结构，小到一般肉眼是看不到的，那么如何 衡量其大小呢？首先我们来看一下有关的长度及显微镜。（长度见投影） 从上面的介绍可以看出，人眼是看不到大部分细胞的，那么我们如何探知其结 构？对，借助显微镜。 显微镜（见幻灯片） 从 17 世纪（Hooke.(1635~1703） 制造了第一架简单但有科学研究 价值的显微镜（放大倍数 40－100 倍）看到了植物木栓细胞。 在此后的三百年间，工程师和细胞生物学家们设计制造出了各种各 样的光学显微镜，如荧光显微镜、偏（振）光显微镜、相差显微镜、微 分干涉差显微镜等，观察效果各不相同。此后电子显微镜（分辨率0.2nm） 的发明应用使我们对物体的分辨力比光学显微镜（分辨率 200nm 以内） 提高了 500 倍，可以将生物样品放大 100 万倍观察。使人类能够更好的 研究微观世界。 简介各种显微镜的应用和制片方法（幻灯） 总的来说显微镜依据光源分为光学显微镜和电子显微镜两大类。前 者以可见光（紫外线显微镜以紫外光）为光源，后者则以电子束为光源。 光镜下显现的是显微结构，透射电子显微镜观察的结构称为亚显微 结构（submicroscopic structures）或超微结构（ultramicroscopic structures； ultrastructures）。 正是通过显微镜的观察我们可以看到生物体的基本组成单位即生 命的存在形态。现在我们知道，具有生命的物体也就是生物主要以两种 形态存在——细胞形态和非细胞形态（见幻灯）。 大部分动植物体都是以细胞为基本单位构成的，细胞是除病毒（类 病毒、噬菌体）以外一切生物体结构和功能的基本单位。19 世纪细胞 学说德的提出被喻为当时的三大发现。 在生命起源与演化的历史长河中，细胞的出现是一个重要的里程 碑。由于不同生物在进化过程中采用不同方式适应环境，因此细胞也形 成了不同的特征，有原核细胞与真核细胞之分。 原核细胞与真核细胞（见幻灯片-原核细胞与真核细胞结构特点细胞 出现的意义） 对于我们学习的这门课程而言，我们关心的是高等植物的真核细 胞， 提问 知 识 拓展 总结

复习植物真核细胞的一般特征与基本结构（见幻灯片一复习）植物细胞的形态与大小（见幻灯片一不同类型细胞）思考从大小上看植物细胞一般几十个微米大小，但大的也可达数厘来长如纤维细胞。植物细胞的特征那么植物细胞的结构与动物细胞相比有何不同呢，大家中学都学过，我们借助这张图（幻灯）回忆一下。动植物细胞的不同在哪儿呢？对，一个是细胞壁，一个是具有叶绿体，能进行光合作用，还有就是中央大液泡和胞间连丝。这些不同的结构特点与许多植物的基本生理过程密切相关。复习导入不同的植物细胞由于其存在部位不同，所处发育阶段不同，执行功能不同，结构也会不同。新课下面介绍细胞基本结构植物细胞由细胞壁(cellwall)和原生质体（protoplast）两大部分组成，植物细胞细胞壁以内的部分均由生活物质构成，我们称之为原生质体，构成它的物质即原生质（复习区分原生质、原生质体）。除了细胞壁和原生质体，细胞中还有新陈代谢积累的储存物及废物形成的后含物，我们从不同的角度出发对植物细胞的结构加以分类总结可以有以下分法（见幻灯）：考虑物质的性质分为.."，考虑内外位置可分为...·下面我们依次学习各部分结构与功能。第一节细胞质膜和细胞壁一、细胞（质）膜（见幻灯片）细胞膜(cellmembrane）又称质膜，包围在原生质体的表面的薄层结细胞构。细胞内还有构成各种细胞器的膜，称为细胞内膜。相对于内膜，质固表面结构膜也称外周膜。外周膜和细胞内膜统称为生物膜（biomembrane）。生物膜的产生是生命进化过程中及其重要的事件，没有细胞膜就没有细胞的产生，膜使细胞独立于周围环境，同时，细胞内的许多细胞器在膜围绕下能分别执行不同的生理功能，互不干扰。我们从以下几个方面学习膜结构1、膜的化学组成细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，脂类的主要成分是磷脂，磷脂分子有一个头部（磷脂酰碱基）和两个尾部（脂肪酸链）头部极性强亲水，尾部非极性，疏水。因此磷脂分子具有亲疏水双重特性，在水溶液中形成双分子层磷脂结构，极性头部伸向双分子层表面疏水尾部伸向内侧，这样的脂质双分子层就形成了膜的基本结构。此外尚有糖脂和胆固醇存在，后者加强膜的流动性、加固膜的稳定性，降低水溶性物质的膜通透性。膜蛋白赋予细胞膜非常重要的生物学功能，有接受外界信号的受体蛋白，运输物质的载体蛋白，通道蛋白，催化反应的酶。根据与膜脂分子结合方式及分离的难易分为内在蛋白和外在蛋白。外：水溶性，靠离子键或其他较弱的键与膜表面的蛋白或脂分子结合，高温改变离子强度均可将其从膜上分离。内：跨膜，与膜结合紧密基于以上组成的膜具有选择性透性，水、小分子可通过，大分子物

植物真核细胞的一般特征与基本结构（见幻灯片—复习） 植物细胞的形态与大小（见幻灯片—不同类型细胞） 从大小上看植物细胞一般几十个微米大小，但大的也可达数厘米长 如纤维细胞。 植物细胞的特征 那么植物细胞的结构与动物细胞相比有何不同呢，大家中学都学 过，我们借助这张图（幻灯）回忆一下。 动植物细胞的不同在哪儿呢？对，一个是细胞壁，一个是具有叶绿 体，能进行光合作用，还有就是中央大液泡和胞间连丝。这些不同的结 构特点与许多植物的基本生理过程密切相关。 不同的植物细胞由于其存在部位不同，所处发育阶段不同，执行功 能不同，结构也会不同。 下面介绍细胞基本结构 植物细胞由细胞壁(cell wall)和原生质体（protoplast）两大部分组成， 植物细胞细胞壁以内的部分均由生活物质构成，我们称之为原生质体， 构成它的物质即原生质（复习区分原生质、原生质体）。 除了细胞壁和原生质体，细胞中还有新陈代谢积累的储存物及废物 形成的后含物，我们从不同的角度出发对植物细胞的结构加以分类总结 可以有以下分法（见幻灯）：考虑物质的性质分为.，考虑内外位置可 分为.下面我们依次学习各部分结构与功能。 第一节 细胞质膜和细胞壁 一、 细胞（质）膜（见幻灯片） 细胞膜(cell membrane) 又称质膜，包围在原生质体的表面的薄层结 构。细胞内还有构成各种细胞器的膜，称为细胞内膜。 相对于内膜，质 膜也称外周膜。外周膜和细胞内膜统称为生物膜（biomembrane）。 生物膜的产生是生命进化过程中及其重要的事件，没有细胞膜就没 有细胞的产生，膜使细胞独立于周围环境，同时，细胞内的许多细胞器 在膜围绕下能分别执行不同的生理功能，互不干扰。 我们从以下几个方面学习膜结构 1、 膜的化学组成 细胞膜主要由脂类和蛋白质组成， 脂类的主要成分是磷脂，磷脂分子有一个头部（磷脂酰碱基）和两 个尾部（脂肪酸链）头部极性强亲水，尾部非极性，疏水。因此磷脂分 子具有亲疏水双重特性，在水溶液中形成双分子层磷脂结构，极性头部 伸向双分子层表面疏水尾部伸向内侧,这样的脂质双分子层就形成了膜 的基本结构。此外尚有糖脂和胆固醇存在，后者加强膜的流动性、加固 膜的稳定性，降低水溶性物质的膜通透性。 膜蛋白赋予细胞膜非常重要的生物学功能，有接受外界信号的受体 蛋白，运输物质的载体蛋白，通道蛋白，催化反应的酶。根据与膜脂分 子结合方式及分离的难易分为内在蛋白和外在蛋白。 外：水溶性，靠离子键或其他较弱的键与膜表面的蛋白或脂分子结合， 高温改变离子强度均可将其从膜上分离。 内：跨膜，与膜结合紧密 基于以上组成的膜具有选择性透性，水、小分子可通过，大分子物 复 习 思考 复 习 导 入 新课 细 胞 表 面 结构

质，极性物质则被阻挡或经过特殊的通道才能选择性穿过。2、膜的结构模型质膜厚约80A，在普通光学显微镜下是看不见的，在相当一段时间内，只能依靠生理功能、染料吸附和显微操作来证明它的存在。1959年JD.Robertson用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三层结构，厚约7.5nm。据此提出了“单位膜”模型。它由厚约3.5nm的双层脂分子（明）和内外表面各厚约2nm的蛋白质（暗）构成。单位膜模型的不足之处在于把膜的动态结构描写成静止的不变的。由手生物膜和生命科学中许多基本问题，如细胞起源、细胞分裂和分化、细胞识别、物质运输、信息传递、能量转换、代谢调节等都有密切关系，吸引了众多科学家从各个不同的角度进行研究，对膜的分子结构提出了许多模型。其中，JonSinger和GarthNicolson1972年提出的流体镶嵌模型(fluidmosaicmodel)受到广泛的支持，并且不断得到完善：细胞膜结构是由液态的脂类双分子层中镶嵌可移动的球形蛋白质形重点：流体成的。强调：镶嵌（1）、膜的流动性是生物膜基本结构特征之一。脂类分子可以侧向扩散旋转运动，左右摆动，伸缩振荡等，甚至脂类分子可从脂类双分子层的刮模型一层翻转到另一层。蛋白质分子也可以进行扩散和旋转运动。适宜的流(fluid动性是实现生物膜正常功能的必要条件。膜的流动性与物质的跨膜运输mosaic和抗逆性等密切相关。model)（2）、膜的不对称性。质膜的内外两层的组分和功能有明显的差异，称为膜的不对称性。膜脂、膜蛋白和复合糖在膜上均呈不对称分布，导致膜功能的不对称性和方向性，即膜内外两层的流动性不同，使物质传递有一定方向，信号的接受和传递也有一定方向等。（3）、膜的不均匀性。近年来研究表明，它们在双分子层“构架”中的分布不是均匀的，而且有的区域处于凝胶态，有的处于流动的液晶态，在膜上形成许多膜脂组成及流动性不同的微区(domain)，它们参与多种功能，如细胞信号转导、吞噬作用、稳定膜结构等。各种膜脂成分分布的不均匀性正在被深入研究。按照流动镶嵌模型，膜脂和膜蛋白由于膜的流动性趋于均匀分布，但近年来研究表明膜蛋白的分布有区域性，扩散也受一定限制，因此对此模型修正：认为在膜细胞质一侧有细胞骨架系统，膜下细胞骨架有锚定膜蛋白及限制其扩散的作用，此外膜蛋白与20-30%磷脂结合，也限制其流动性生物膜研究的过程经历了漫长的历史时期从1895年推测有脂类物质到提出模型近百年时间，可见科学研究不是一而就的。结合膜结3、质膜的功能构理质膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境：细胞与周围环境发解膜生的一切联系和反应，都要通过质膜。基本功能有：物质的跨膜运输；的生细胞信号转导：细胞识别：纤维素合成和微纤丝的组装等。（见幻灯片---—通过质膜的结构特点学习理解其功能：重点信号转换的概念、过理。功能程；纤维素合成和微纤丝的组装过程调控）：二细胞壁（cellwal1）（见幻灯片）植物细胞与动物细胞的一大区别是具有细胞壁

质，极性物质则被阻挡或经过特殊的通道才能选择性穿过。 2、膜的结构模型 质膜厚约 80Å，在普通光学显微镜下是看不见的，在相当一段时间 内，只能依靠生理功能、染料吸附和显微操作来证明它的存在。1959 年 J. D. Robertson 用超薄切片技术获得了清晰的细胞膜照片，显示暗-明-暗三 层结构，厚约 7.5nm。据此提出了“单位膜”模型。它由厚约 3.5nm 的双 层脂分子（明）和内外表面各厚约 2nm 的蛋白质（暗）构成。单位膜模 型的不足之处在于把膜的动态结构描写成静止的不变的。 由于生物膜和生命科学中许多基本问题，如细胞起源、细胞分裂和 分化、细胞识别、物质运输、信息传递、能量转换、代谢调节等都有密 切关系，吸引了众多科学家从各个不同的角度进行研究，对膜的分子结 构提出了许多模型。其中，Jon Singer 和 Garth Nicolson 1972 年提出的流 体镶嵌模型(fluid mosaic model)受到广泛的支持，并且不断得到完善： 细胞膜结构是由液态的脂类双分子层中镶嵌可移动的球形蛋白质形 成的。强调： （1）、膜的流动性是生物膜基本结构特征之一。脂类分子可以侧向扩散， 旋转运动，左右摆动，伸缩振荡等，甚至脂类分子可从脂类双分子层的 一层翻转到另一层。蛋白质分子也可以进行扩散和旋转运动。适宜的流 动性是实现生物膜正常功能的必要条件。膜的流动性与物质的跨膜运输 和抗逆性等密切相关。 （2）、膜的不对称性。质膜的内外两层的组分和功能有明显的差异，称 为膜的不对称性。 膜脂、膜蛋白和复合糖在膜上均呈不对称分布，导致 膜功能的不对称性和方向性，即膜内外两层的流动性不同，使物质传递 有一定方向，信号的接受和传递也有一定方向等。 （3）、膜的不均匀性。近年来研究表明，它们在双分子层“构架”中的 分布不是均匀的，而且有的区域处于凝胶态，有的处于流动的液晶态， 在膜上形成许多膜脂组成及流动性不同的微区(domain)，它们参与多种功 能，如细胞信号转导、吞噬作用、稳定膜结构等。各种膜脂成分分布的 不均匀性正在被深入研究。 按照流动镶嵌模型，膜脂和膜蛋白由于膜的流动性趋于均匀分布， 但近年来研究表明膜蛋白的分布有区域性，扩散也受一定限制，因此对 此模型修正：认为在膜细胞质一侧有细胞骨架系统，膜下细胞骨架有锚 定膜蛋白及限制其扩散的作用，此外膜蛋白与 20-30%磷脂结合，也限制 其流动性 生物膜研究的过程经历了漫长的历史时期从 1895 年推测有脂类物 质到提出模型近百年时间，可见科学研究不是一蹴而就的。 3、 质膜的功能 质膜为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境；细胞与周围环境发 生的一切联系和反应，都要通过质膜。基本功能有：物质的跨膜运输； 细胞信号转导；细胞识别；纤维素合成和微纤丝的组装等。 （见幻灯片-通过质膜的结构特点学习理解其功能：重点信号转换的概念、过 程；纤维素合成和微纤丝的组装过程调控）： 二 细 胞 壁(cell wall) （见幻灯片） 植物细胞与动物细胞的一大区别是具有细胞壁 重点： 流 体 镶 嵌 模 型 (fluid mosaic model) 结 合 膜 结 构 理 解 膜 的 生 理 功 能

细胞壁的分层：初生壁、胞间层、次生壁（有些细胞有）（见幻灯图首先认识细胞细胞壁为什么在显微镜下会皇现不同的层次？（引出下面内容）壁形态（一）细胞壁的化学组成结构细胞壁由多种大分子聚合物组成（见幻灯片）1纤维素纤维素（cellulose)是β-1，4连接的D-葡聚糖，可含有不同数量提问导的葡萄糖单位，几百到上万不等，棉花次生壁纤维素分子有15000个葡入萄糖残基。纤维素分子以伸展形式存在。数条平行排列纤维素链形成分子团，多个分子团再形成微纤丝（microfibri1)。大约30～100个纤维素分子平行排列组成微纤丝。平行排列的纤维素链之间和链内均有大量的氢键，纤维素的这种排列方式使之具有晶体性质，有高度的稳定性和抗化学降解的能力。由于纤维素的晶体性质，在偏振光显微镜下可见细胞壁有双折射现象。2半纤维素过去把植物细胞壁中以碱性溶液易于提取的一类多糖认为是纤维素生物合成的半成品，故称为半纤维素（hemicellulose），现在知道这是不对的，但这一名称却沿用至今。半纤维素是存在于纤维素分子间的一类基质多糖，它的种类很多，非常复杂，其成分与含量随植物种类和细胞类型不同而异。（见表）3、果胶多糖是中层(middlelamella，又称胞间层）和双子叶植物初生壁的主要化学成分，单子叶植物细胞壁中含量较少，使细胞壁具有弹性。它是一类重要的基质多糖，由α-(1→4)连接的D-半乳糖醛酸组成的线状链，除了作为基质多糖，在维持细胞壁结构中有重要作用外，果胶多糖降解形成的片段可作为信号，调控基因表达，使细胞内合成某些物质，抵抗真菌和昆虫的危害。果胶多糖能保持10倍于本身重量的水分，使质外体中可利用水分大大增加，在调节水势方面有重要作用。4、蛋白质（见幻灯片）（1）结构蛋白、（2）细胞壁中的酶（扩张蛋白（expansin））、（3）凝集素。上述儿种组分是构成初生壁的主要化学成分，细胞壁的化学组成和结构随细胞所执行的功能不同而发生相应的变化。有关细胞壁次生变化强调的木质素、角质、栓质、矿物质等将在后边介绍。纤维素、半纤维素、果胶多糖、蛋白质等各种成分在细胞壁各层中所占比例如提问何？它们之间如何连接，形成有序、完整的细胞壁？（引出下面内容）导入（二）：初生壁的结构（见幻灯片）研究者们先后提出了多个模型，其中影响较大的是Lamport和Epstein于1983年提出的“经纬模型”，此后又有若干个模型，如Hayashi&Fry（1989）、Gunning&Steer(1996）、Carpita(2000)等人发表了各自的模型。每一种模型都是研究者根据所用的材料的研究结果提出来的。实际上不同植物、组织，甚至同一细胞的不同区域细胞壁的分子组成及其排列和联结是有区别的，至今尚没有一个具普遍意义的初生壁结构模型。根据前人一系列的研究结果，可知双子叶植物和大约一半的单子叶植物的初生壁是由三个独立而又相互作用的网络构成。最基本的是纤维

细胞壁的分层：初生壁、胞间层、次生壁（有些细胞有）（见幻灯图） 细胞壁为什么在显微镜下会呈现不同的层次？（引出下面内容） （一）细胞壁的化学组成 细胞壁由多种大分子聚合物组成（见幻灯片） 1 纤维素 纤维素(cellulose)是β-1，4 连接的 D-葡聚糖，可含有不同数量 的葡萄糖单位，几百到上万不等，棉花次生壁纤维素分子有 15000 个葡 萄糖残基。纤维素分子以伸展形式存在。数条平行排列纤维素链形成分 子团，多个分子团再形成微纤丝(microfibril)。大约 30～100 个纤维素 分子平行排列组成微纤丝。平行排列的纤维素链之间和链内均有大量的 氢键,纤维素的这种排列方式使之具有晶体性质，有高度的稳定性和抗化 学降解的能力。由于纤维素的晶体性质，在偏振光显微镜下可见细胞壁 有双折射现象。 2 半纤维素 过去把植物细胞壁中以碱性溶液易于提取的一类多糖认为是纤维素 生物合成的半成品，故称为半纤维素(hemicellulose)，现在知道这是不 对的，但这一名称却沿用至今。半纤维素是存在于纤维素分子间的一类 基质多糖，它的种类很多，非常复杂，其成分与含量随植物种类和细胞 类型不同而异。(见表) 3、果胶多糖 是中层(middle lamella，又称胞间层)和双子叶植物初生壁的主要 化学成分，单子叶植物细胞壁中含量较少，使细胞壁具有弹性。它是一 类重要的基质多糖，由α-(1→4)连接的 D-半乳糖醛酸组成的线状链， 除 了作为基质多糖，在维持细胞壁结构中有重要作用外，果胶多糖降解形 成的片段可作为信号，调控基因表达，使细胞内合成某些物质，抵抗真 菌和昆虫的危害。果胶多糖能保持 10 倍于本身重量的水分，使质外体中 可利用水分大大增加，在调节水势方面有重要作用。 4、蛋白质（见幻灯片） （1）结构蛋白、（2） 细胞壁中的酶（扩张蛋白(expansin)）、（3）凝集 素。 上述几种组分是构成初生壁的主要化学成分，细胞壁的化学组成和 结构随细胞所执行的功能不同而发生相应的变化。有关细胞壁次生变化 的木质素、角质、栓质、矿物质等将在后边介绍。 纤维素、半纤维素、果胶多糖、蛋白质等各种成分在细胞壁各层中所占比例如 何？它们之间如何连接，形成有序、完整的细胞壁？（引出下面内容） （二） 初生壁的结构（见幻灯片） 研究者们先后提出了多个模型，其中影响较大的是 Lamport 和 Epstein 于 1983 年提出的“经纬模型”，此后又有若干个模型，如 Hayashi & Fry （1989）、Gunning & Steer(1996)、Carpita(2000)等人发表了各自的模型。 每一种模型都是研究者根据所用的材料的研究结果提出来的。实际上不 同植物、组织，甚至同一细胞的不同区域细胞壁的分子组成及其排列和 联结是有区别的，至今尚没有一个具普遍意义的初生壁结构模型。 根据前人一系列的研究结果，可知双子叶植物和大约一半的单子叶 植物的初生壁是由三个独立而又相互作用的网络构成。最基本的是纤维 首 先 认 识细胞 壁形态 结构 提问导 入 强调 提 问 导入

素和交联聚糖构成的网络（交联聚糖主要是半纤维素的木葡聚糖，一部分单子叶植物则是阿拉伯木糖葡糖醛酸内酯：纤维素一交联聚糖网络浸理在由果胶多糖构成的第二个网络中，第三个是结构蛋白网络。有些单子叶植物细胞壁中蛋白质较少，由苯丙烷类物质构成了第三个网络（见幻灯片）。（三）细胞壁的次生加厚、次生变化和局部降解1细胞壁的次生加厚很多细胞只有初生壁，有些细胞除初生壁以外，还有次生壁。它们在细胞分化开始时就开始了次生壁物质的沉积，这些物质沉积在初生壁的局部或全部表面上。次生壁中纤维素微纤丝的排列方向有一定的规律性。它有三层组成，各以不同的取向规则地排列，使细胞壁厚度增加，刚性增强，但没有延伸性。难点：初生纹孔场(primarypitfield)、纹孔(pit)、纹孔对(pit-pair)、单纹孔纹孔（simplepit）具缘纹孔、纹孔口，纹孔缘、纹孔膜、纹孔腔、纹孔塞、的立塞缘体结（见幻灯片一一认识纹孔立体结构、功能）。构纹孔有利于细胞间的沟通和水分的运输，胞间连丝较多地出现在纹孔内，有利于细胞间物质交换。大多数裸子植物管胞上具缘纹孔的纹孔膜中央，有一圆形增厚部分称为纹孔塞，其周围部分的纹孔膜，称为塞缘，质地较柔韧，其中许多微纤丝自纹孔塞向四周排成辐射状，水通过塞缘空隙在管胞间流动，若水流过速，就会将纹孔塞推向一侧，使纹孔口部分或完全堵塞，调节水流速度2、3先2细胞壁的次生变化自学，细胞壁的次生变化是指细胞生长分化过程中，细胞内合成一些特殊的以后结物质掺入壁内，改变壁的性质以适应功能的变化。不同功能细胞的细胞合组织壁的化学组成往往有别。部分内容进一木质化、栓质化、角质化、矿质化步学习3细胞壁的局部降解（四）细胞壁在细胞生命活动中的作用（见幻灯片学习）1机械支持、2细胞壁与细胞生长的调控、3细胞壁与物质运输4、细胞壁与细胞识别、5细胞壁与植物的防御功能、6.细胞壁与组胞分化（本教学单元内容小结）回顾本课程单元所讲主要内容，加深对教学重点的理解。5min第1.5第二节细胞质和细胞器二节一细胞质基质细细胞质中除细胞器和后含物以外的、较为均质半透明的液态胶状物质胞称为细胞质基质，或称胞质溶胶（cytosol）。质细胞质基质不是无序的。内膜系统和骨架系统的存在使其成为一种和高效、有序、复杂的结构体系。在其中进行的各种生化反应有序进行。细它是一些生化反应的场所，糖酵解、脂肪酸合成、光合细胞内蔗糖的合成等生

素和交联聚糖构成的网络（交联聚糖主要是半纤维素的木葡聚糖，一部 分单子叶植物则是阿拉伯木糖葡糖醛酸内酯)；纤维素－交联聚糖网络浸 埋在由果胶多糖构成的第二个网络中，第三个是结构蛋白网络。有些单 子叶植物细胞壁中蛋白质较少，由苯丙烷类物质构成了第三个网络（见 幻灯片）。 （三） 细胞壁的次生加厚、次生变化和局部降解 1 细胞壁的次生加厚 很多细胞只有初生壁，有些细胞除初生壁以外，还有次生壁。它们在 细胞分化开始时就开始了次生壁物质的沉积，这些物质沉积在初生壁的 局部或全部表面上。次生壁中纤维素微纤丝的排列方向有一定的规律性。 它有三层组成，各以不同的取向规则地排列，使细胞壁厚度增加，刚性 增强，但没有延伸性。 初生纹孔场(primary pit field)、纹孔(pit)、纹孔对 (pit-pair)、单纹孔 （simple pit）具缘纹孔、纹孔口，纹孔缘、纹孔膜、纹孔腔、纹孔塞、 塞缘 （见幻灯片——认识纹孔立体结构、功能）。 纹孔有利于细胞间的沟通和水分的运输，胞间连丝较多地出现在纹 孔内，有利于细胞间物质交换。 大多数裸子植物管胞上具缘纹孔的纹孔膜中央，有一圆形增厚部分， 称为纹孔塞，其周围部分的纹孔膜，称为塞缘，质地较柔韧，其中许多 微纤丝自纹孔塞向四周排成辐射状，水通过塞缘空隙在管胞间流动，若 水流过速，就会将纹孔塞推向一侧，使纹孔口部分或完全堵塞，调节水 流速度 2 细胞壁的次生变化 细胞壁的次生变化是指细胞生长分化过程中，细胞内合成一些特殊的 物质掺入壁内，改变壁的性质以适应功能的变化。不同功能细胞的细胞 壁的化学组成往往有别。 木质化、栓质化、角质化、矿质化 3 细胞壁的局部降解 （四）细胞壁在细胞生命活动中的作用（见幻灯片学习） 1 机械支持、2 细胞壁与细胞生长的调控、3 细胞壁与物质运输 ４、细胞壁与细胞识别、5 细胞壁与植物的防御功能、6. 细胞壁与细 胞分化 （本教学单元内容小结）回顾本课程单元所讲主要内容，加深对教学重点的理解。 5min. 难点： 纹 孔 的 立 体 结 构 2、3 先 自学， 以后结 合组织 部分内 容进一 步学习 第 二 节 细 胞 质 和 细 1.5 第二节 细胞质和细胞器 一 细胞质基质 细胞质中除细胞器和后含物以外的、较为均质半透明的液态胶状物质 称为细胞质基质，或称胞质溶胶(cytosol)。 细胞质基质不是无序的。内膜系统和骨架系统的存在使其成为一种 高效、有序、复杂的结构体系。在其中进行的各种生化反应有序进行。 它是一些生化反应的场所，糖酵解、脂肪酸合成、光合细胞内蔗糖的合成等生

胞理过程都在细胞质基质中进行：它为各个细胞器执行功能提供必需的物质和介质环器境：细胞的代谢活动常导致酸碱度变化，它作为一个缓冲系统可调节pH值，维持细胞正常的生命活动，有些学者认为细胞骨架是细胞质基质的主要成分，因而维持细胞形态、细胞运动、细胞内物质运输以及能量传递等均与细胞质基质有关二细胞器细胞质的基质内具有一定形态、结构、功能的小单位就是细胞器。双层单位膜结构细胞器依构造特征分为人单层单位膜结构细胞器非膜结构细胞器细胞器的大小怎样？数量如何？光镜下我们能看到哪些细胞器？不同细胞或细胞不同发育时期所具有的细胞器种类数量不同，与细胞类型，生活状态有关。（见幻灯片）下面我们依次学习：1、双层单位膜结构细胞器（1）线粒体（mitochondrion）一提起线粒体，大家马上会想到它是细胞内的“动力工厂”。储藏在目重点：糖、脂肪、蛋白质等营养物质中的能量最终在线粒体中经氧化磷酸化作用月线粒体超转化为细胞可利用形式的化学能ATP，一部分以热能的形式消散。微结电镜下观察，线粒体是由双层膜围成的囊状结构，由外膜（outer构及membrane）、内膜（inner membrane）、膜间隙（intermembrane space）和功能基质（matrix）组成（见幻灯片）外膜：完全包围着线粒体，平整、光滑，上有形成孔道的蛋白(channel-formingprotein），即孔蛋白（porin)，贯穿类脂双分子层形成圆柱体，其中央小孔直径约2～3nm，允许分子量为10kD以下的分子通过进入膜间隙。内膜：仅充许不带电荷的小分子出入，大分子和离子通过内膜出入需要特殊的运转系统。内膜向线粒体基质褶入形成（cristae），嘴能显著扩大内膜表面积（达5~10倍），（线粒体氧化磷酸化的电子传递链位于内膜，因此从能量转换角度来说，内膜起主要的作用。内膜的标志酶为细胞色素C氧化酶。）有两种类型：①板层状、②管状，植物为此类。嘴表面有许多圆球形颗粒，称为、基粒（elementaryparticle）：由头、柄和基部组成，它是ATP合成酶（ATPsyntheses，）复合体。膜间隙：充满无定形液体，内含许多与氧化磷酸化相关的酶、底物和辅助因子。基质（matrix）：为内膜和包围的空间。除糖酵解在细胞质中进行外，其他的生物氧化过程都在线粒体中进行。催化三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于基质中，其标志酶为苹果酸脱氢酶。（糖酵解产物丙酮酸进入线粒体）基质具有一套完整的转录和翻译体系。包括线粒体DNA（mtDNA分子为环状双链DNA分子，），70S型核糖体，tRNAs、rRNA、DNA聚合酶、氨基酸活化酶等，因此部分线粒体蛋白质可自身合成。线粒体可以半自我复制。（2）.质体（见幻灯片）细胞中另一双层膜包被的细胞器就是质体（plastid)了，它们是植物细胞特有的细胞器，根据发育程度有前质体和成熟质体之分。成熟质体由前质体发育形成。体积较线粒体大，常呈卵圆形，外被双层单位膜

胞 器 理过程都在细胞质基质中进行；它为各个细胞器执行功能提供必需的物质和介质环 境；细胞的代谢活动常导致酸碱度变化，它作为一个缓冲系统可调节 pH 值，维持细 胞正常的生命活动。 有些学者认为细胞骨架是细胞质基质的主要成分，因而维持细胞形态、细胞运 动、细胞内物质运输以及能量传递等均与细胞质基质有关 二 细胞器 细胞质的基质内具有一定形态、结构、功能的小单位就是细胞器。 双层单位膜结构细胞器 依构造特征分为 单层单位膜结构细胞器 非膜结构细胞器 细胞器的大小怎样？数量如何？光镜下我们能看到哪些细胞器？ 不同细胞或细胞不同发育时期所具有的细胞器种类数量不同,与细胞类 型，生活状态有关。（见幻灯片） 下面我们依次学习： 1、双层单位膜结构细胞器 （1）线粒体(mitochondrion) 一提起线粒体，大家马上会想到它是细胞内的“动力工厂”。储藏在 糖、脂肪、蛋白质等营养物质中的能量最终在线粒体中经氧化磷酸化作用 转化为细胞可利用形式的化学能 ATP，一部分以热能的形式消散。 电镜下观察，线粒体是由双层膜围成的囊状结构，由外膜(outer membrane)、内膜(inner membrane)、膜间隙(intermembrane space)和 基质(matrix)组成（见幻灯片） 外膜：完全包围着线粒体，平整、光滑，上有形成孔道的蛋白 (channel-forming protein)，即孔蛋白(porin),贯穿类脂双分子层形成 圆柱体，其中央小孔直径约 2～3nm，允许分子量为 10kD 以下的分子通过， 进入膜间隙。内膜：仅允许不带电荷的小分子出入，大分子和离子通过内 膜出入需要特殊的运转系统。内膜向线粒体基质褶入形成嵴（cristae）， 嵴能显著扩大内膜表面积（达 5~10 倍），（线粒体氧化磷酸化的电子传递链位 于内膜，因此从能量转换角度来说，内膜起主要的作用。内膜的标志酶为细胞色素 C 氧化酶。）嵴有两种类型：①板层状、②管状，植物为此类。嵴表面有许多 圆球形颗粒，称为、基粒(elementary particle):由头、柄和基部组成， 它是 ATP 合成酶(ATP syntheses，)复合体。膜间隙：充满无定形液体， 内含许多与氧化磷酸化相关的酶、底物和辅助因子。基质（matrix）：为 内膜和嵴包围的空间。除糖酵解在细胞质中进行外，其他的生物氧化过程 都在线粒体中进行。催化三羧酸循环，脂肪酸和丙酮酸氧化的酶类均位于 基质中，其标志酶为苹果酸脱氢酶。（糖酵解产物丙酮酸进入线粒体） 基质具有一套完整的转录和翻译体系。包括线粒体 DNA（mtDNA 分 子为环状双链 DNA 分子，），70S 型核糖体，tRNAs 、rRNA、DNA 聚 合酶、氨基酸活化酶等，因此部分线粒体蛋白质可自身合成。线粒体可以 半自我复制。 （2）.质体（见幻灯片） 细胞中另一双层膜包被的细胞器就是质体(plastid)了，它们是植物 细胞特有的细胞器，根据发育程度有前质体和成熟质体之分。成熟质体 由前质体发育形成。体积较线粒体大，常呈卵圆形，外被双层单位膜， 重点： 线 粒 体 超 微 结 构 及 功能

内有液态基质和发达程度不同的膜系统。一般不经染色就光镜可见。成熟质体根据所含色素分为：白色体（leukoplast）、有色体(chromoplast）和叶绿体（chloroplast）。前质体：（见幻灯片一介绍特点、存在部位）重点：叶绿体：是植物进行光合作用的细胞器，主要存在于叶肉细胞内，茎的皮各种层细胞、保卫细胞、花和未成熟的果实中也有。在高等植物中叶绿体象质体双凸或平凸透镜，在藻类中叶绿体形状多样，有网状、带状、裂片状和星形等等，的超微结而且体积巨大，可达100um。构叶绿体结构：（见幻灯片）电子显微镜下可见到叶绿体由外被、片层系统和基质组成。叶绿体含有3种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜和3种彼此分开的腔：膜间隙、基质和类囊体腔叶绿体外被（chloroplastenvelop）由双层膜组成，两层膜之间有10一20nm的膜间隙。外膜通透性强，内膜具有较强的选择透性，是细胞质和叶绿体基质之间的功能屏障。叶绿体内部有一复杂的内膜系统，它是由膜来回折叠、回绕而成，其基本结构单位是类囊体。类囊体：是单层膜围成的扁平小囊，沿叶绿体的长轴平行排列。膜上含有光合色素（叶绿素、胡萝卜素、叶黄素）和电子传递链组分，又称光合膜。许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒，组成基粒的类囊体，叫做基粒类囊体，构成内膜系统的基粒片层（granalamella）。基粒直径约0.25~0.8um，由10~100个类囊体组成。每个叶绿体中约有40~60个基粒。贯穿在两个或两个以上基粒之间的没有发生垛叠的类囊体称为基质类囊体，它们形成了内膜系统的基质片层，由于相邻基粒经网管状或扁平状基质类囊体相联结，全部类囊体实质上是一个相互贯通的封闭内膜系统。类囊体做为单独一个封闭膜囊的原始概念已失去原来的意义，它所表示的仅仅是叶绿体切面的平面形态。基质：是内膜与类囊体之间的空间，碳固定主要发生在此。主要成分包括：碳同化相关的酶类：如RuBP羧化酶占基质可溶性蛋白总量的60%。叶绿体DNA、蛋白质合成体系：如，ctDNA、各类RNA、核糖体等。一些颗粒成分：如淀粉粒、质体小球和植物铁蛋白等。自色体：不含可见色素，主要有贮藏功能.根据贮藏物质不同又分为造粉（质）体、造蛋白体等（见幻灯片）举例有色体（见幻灯片）：缺乏叶绿素而含有类胡萝卜素（carotenoid)的质体。说明质体的发育和相互转化（见幻灯片一—-举例说明）可见细胞内质体的分化和转化与环境条件有关，最明显的例子是光照影响叶绿体的形成。叶绿体也可通过已有的叶绿体的分裂增殖。总结叶绿体和线粒体比较（5分钟）2、单层单位膜结构细胞器内质网（见幻灯片-—-超微结构和功能）内质网（endoplasmicreticulum,ER)：是由单层膜围成的小管、小囊

内有液态基质和发达程度不同的膜系统。一般不经染色就光镜可见。 成熟质体根据 所含色素 分为：白 色体(leukoplast)、 有色体 (chromoplast)和叶绿体(chloroplast)。 前质体：（见幻灯片—介绍特点、存在部位） 叶绿体:是植物进行光合作用的细胞器，主要存在于叶肉细胞内，茎的皮 层细胞、保卫细胞、花和未成熟的果实中也有。在高等植物中叶绿体象 双凸或平凸透镜，在藻类中叶绿体形状多样，有网状、带状、裂片状和星形等等， 而且体积巨大，可达 100um。 叶绿体结构：（见幻灯片） 电子显微镜下可见到叶绿体由外被、片层系统和基质组成。叶绿体含有 3 种不同的膜：外膜、内膜、类囊体膜和 3 种彼此分开的腔：膜间隙、 基质和类囊体腔. 叶绿体外被(chloroplast envelop)由双层膜组成，两层膜之间有 10－ 20nm 的膜间隙。外膜通透性强，内膜具有较强的选择透性，是细胞质和 叶绿体基质之间的功能屏障。叶绿体内部有一复杂的内膜系统，它是由 膜来回折叠、回绕而成，其基本结构单位是类囊体。 类囊体： 是单层膜围成的扁平小囊，沿叶绿体的长轴平行排列。膜上含有光合色 素（叶绿素、胡萝卜素、叶黄素）和电子传递链组分，又称光合膜。 许多类囊体象圆盘一样叠在一起，称为基粒，组成基粒的类囊体，叫做 基粒类囊体，构成内膜系统的基粒片层（grana lamella）。基粒直径约 0.25~0.8μm，由 10~100 个类囊体组成。每个叶绿体中约有 40~60 个基 粒。贯穿在两个或两个以上基粒之间的没有发生垛叠的类囊体称为基质 类囊体，它们形成了内膜系统的基质片层，由于相邻基粒经网管状或扁 平状基质类囊体相联结，全部类囊体实质上是一个相互贯通的封闭内膜 系统。类囊体做为单独一个封闭膜囊的原始概念已失去原来的意义，它 所表示的仅仅是叶绿体切面的平面形态。 基质： 是内膜与类囊体之间的空间，碳固定主要发生在此。主要成分包括： 碳同化相关的酶类：如 RuBP 羧化酶占基质可溶性蛋白总量的 60%。 叶绿体 DNA、蛋白质合成体系：如，ctDNA、各类 RNA、核糖体等。 一些颗粒成分：如淀粉粒、质体小球和植物铁蛋白等。 白色体：不含可见色素，主要有贮藏功能.根据贮藏物质不同又分为: 造粉（质）体、造蛋白体等（见幻灯片） 有色体（见幻灯片）：缺乏叶绿素而含有类胡萝卜素(carotenoid)的质体。 质体的发育和相互转化（见幻灯片-举例说明） 可见细胞内质体的分化和转化与环境条件有关，最明显的例子是光照影 响叶绿体的形成。 叶绿体也可通过已有的叶绿体的分裂增殖。 叶绿体和线粒体比较（5 分钟） 2、单层单位膜结构细胞器 内质网（见幻灯片-超微结构和功能） 内质网(endoplasmic reticulum,ER)：是由单层膜围成的小管、小囊、 重点： 各 种 质 体 的 超 微 结 构 举 例 说明 总结

或扁囊构成的一个网状系统，在胞基质中形成立体网状结构。内部充满基质。由KR.Porter、A.Claude和EF.Fullam等人于1945年观案到。内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最多的膜。具有高度的多型性。内质网主要有两种类型：（1）粗糙型内质网ER）它的主要特点是膜的外表面有核糖体(ribosome)，主要功能是蛋白质的合成、修饰、加工和转移。重点：（2）光滑型内质网(sER),它的主要特点是膜上无核糖体，它与脂类和糖曹超微结构、类的合成关系密切，细胞中光面内质网一般少且与粗面的相连。动态、内质网是处于变化之中的结构，形态变异很大，不同细胞，甚至同一细胞的不同区域往往不同，同一种细胞在不同发育时期，随生理机能的变化，ER也不一样。功能内质网的膜与细胞核的外膜相连接，ER内腔与核膜间的腔相通，有时向内折选的质膜与内质网相连。内质网是细胞中除核酸外一系列大分子物质如蛋白质，脂类、糖类和成的基地。内质网是许多细胞器的来源。内质网的存在大大增加了细胞内膜的表面积，为多种酶提供了大面积的结合位点，同时内质网形成的完整的封闭体系将内质网上合成的物质与细胞基质中合成的物质分开，有利于加工输送。高尔基体（见幻灯片-—一超微结构和功能）高尔基体(Golgibody)或称高尔基器（Golgiapparatus)是意大利学者Golgi于1898年在猫的神经细胞中发现的。20世纪50年代以后才正确认识它的存在和结构（见幻灯片）是由数个单层膜围成的扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞器。边缘常分枝成许多小管，周围有很多囊泡，它们是由扁囊边缘“出芽”脱落形成的。常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形，凸出的一面对着内质网称为形成面（formingface）或顺面（cisface），内质网不断形成一些内含所合成的的蛋自质等成分的小泡进入高尔基体；凹进的一面对着质膜称为成熟面（maturingface）或反面（transface），不断由囊缘形成一些分泌泡离开高尔基体，因此高尔基体始终处于新陈代谢的动态平衡中。主要功能1、将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、与包装（蛋白质的糖基化，将蛋白水解为活性物质。。。。），然后分门别类地送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽。2、进行膜的转化功能高尔基体的膜无论是厚度还是在化学组成上都处于内质网和质膜之间，因此高尔基体在进行着膜转化的功能，在内质网上合成的新膜转移至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合，使新形成的膜整合到质膜上。3、参与形成溶酶体。4、参与植物细胞壁的形成。合成植物细胞壁中的除纤维素以外的一些物质。总结综合内质网、高尔基体、质膜、细胞壁的结构与功能的密切关系（幻灯片）（10分钟）

或扁囊构成的一个网状系统，在胞基质中形成立体网状结构。内部充满 基质。由 KR. Porter、A. Claude 和 EF. Fullam 等人于 1945 年观察到。 内质网膜约占细胞总膜面积的一半，是真核细胞中最多的膜。具有 高度的多型性。内质网主要有两种类型：（1）粗糙型内质网,rER),它的主 要特点是膜的外表面有核糖体(ribosome)，主要功能是蛋白质的合成、修 饰、加工和转移。 （2）光滑型内质网(sER),它的主要特点是膜上无核糖体，它与脂类和糖 类的合成关系密切，细胞中光面内质网一般少且与粗面的相连。 内质网是处于变化之中的结构，形态变异很大，不同细胞，甚至同一细胞的不 同区域往往不同，同一种细胞在不同发育时期，随生理机能的变化，ER 也不一样。 内质网的膜与细胞核的外膜相连接，ER 内腔与核膜间的腔相通，有 时向内折迭的质膜与内质网相连。 内质网是细胞中除核酸外一系列大分子物质如蛋白质，脂类、糖类 和成的基地。内质网是许多细胞器的来源。内质网的存在大大增加了细 胞内膜的表面积，为多种酶提供了大面积的结合位点，同时内质网形成 的完整的封闭体系将内质网上合成的物质与细胞基质中合成的物质分 开，有利于加工输送。 高尔基体（见幻灯片-超微结构和功能） 高尔基体(Golgi body)或称高尔基器（Golgi apparatus)是意大利学者 Golgi 于 1898 年在猫的神经细胞中发现的。20 世纪 50 年代以后才正确认识它 的存在和结构（见幻灯片） 是由数个单层膜围成的扁平囊泡堆在一起形成的高度有极性的细胞 器。边缘常分枝成许多小管，周围有很多囊泡，它们是由扁囊边缘“出 芽”脱落形成的。常分布于内质网与细胞膜之间，呈弓形或半球形，凸 出的一面对着内质网称为形成面（forming face）或顺面（cis face）， 内质网不断形成一些内含所合成的的蛋白质等成分的小泡进入高尔基 体；凹进的一面对着质膜称为成熟面（maturing face）或反面（trans face），不断由囊缘形成一些分泌泡离开高尔基体，因此高尔基体始终处 于新陈代谢的动态平衡中。 主要功能 1、将内质网合成的蛋白质进行加工、分类、与包装（蛋白质的糖基化， 将蛋白水解为活性物质。），然后分门别类地送到细胞特定的部位或分 泌到细胞外。 高尔基体对蛋白质的分类，依据的是蛋白质上的信号肽。 ２、进行膜的转化功能 高尔基体的膜无论是厚度还是在化学组成上都处于内质网和质膜之 间，因此高尔基体在进行着膜转化的功能，在内质网上合成的新膜转移 至高尔基体后，经过修饰和加工，形成运输泡与质膜融合，使新形成的 膜整合到质膜上。 ３、参与形成溶酶体。 ４、参与植物细胞壁的形成。合成植物细胞壁中的除纤维素以外的一些 物质。 总结综合内质网、高尔基体、质膜、细胞壁的结构与功能的密切关系(幻 灯片) (10 分钟) 重点： 超 微 结构、 动态、 功能

细胞内由单层膜包围的小泡、囊泡(vesicle)和液泡(vacuole)都属于液泡系(vacuome)。液泡系所包括的种类很多，有些是动、植物细胞共有的，如微体、溶酶体和高尔基体小泡等。它们有个共同特点就是其中的液体中总结常常有各种酶存在。综合液泡（见幻灯片）成熟植物细胞的典型特点是具有中央大液泡，不同发育时期液泡的大小、形状和数自差异很大。液泡最初发生于根尖茎尖分生组织中，以很小的原液泡存在,数目多，来源于高尔基体、内质网，具溶酶体性质。随细胞成熟，通过吞噬细胞质和水合作用逐渐扩大并融合在一起形成中央液泡。可占细胞体积80-90%以上，将细胞质挤在周围呈一薄层。它有一层单位膜包围，内含细胞液，有无机盐、有机酸、糖类、脂类、蛋白质、酶、酸、生物碱和花色素苷等，还含多种酸性水解酶。细胞液成分和浓度随植物种类和细胞类型不同而有别。在许多细胞中细胞质形成丝状结构跨越中央大液泡称原生质联络索，胞质环流围绕液泡进行。功能：调节细胞水势和膨压、参与细胞内物质的积累与移动、含有多种酶参与多种新陈代谢过程，如大分子物质降解、防御作用（结合实际举例）花青素？有色体？如何鉴别？（见幻灯片）溶酶体（见幻灯片）溶酶体(lysosome）是单层膜围合、内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，其主要功能是进行细胞内消化，主要由高尔基体和内质网出芽生成。具有异质性，它的形态和大小差异很大，一般为球形，直径0.2结合0.8μm。，内含的水解酶种类也可能有很大的不同，标志酶为酸性磷酸酶。生活1955年deDuve与Novikoff首次发现溶酶体（lysosome）。实际溶酶体的功能溶酶体的主要作用是消化作用，是细胞内的消化器官，自体吞噬：清除细胞中无用的生物大分子，衰老的细胞器等。自溶：植物发育过程中，在一定基因的调控下溶酶体适时崩解，释放酶而使细胞死亡。这是植物正常的程序性死亡，有利于植物生长，新老更替，物质循环利用。防御作用：外界病原菌。微体（见幻灯片）微体(microbody)是由单层膜包被的圆形小体，直径约0.5um左右，随不同细胞类型和环境条件而异。植物体内的微体有两种类型：一是过氧物酶体，也称过氧化酶体；另一是乙醛酸循环体过氧物酶体含有多种氧化酶，存在于绿色细胞中。绿色细胞在光下不仅吸收CO2放出O2，合成碳水化合物，同时发生依赖光的吸收氧气释放二氧化碳的反应，整个过程称为光呼吸作用(photorespiration)，由叶绿体、过氧物酶体和线粒体合作完成。光呼吸的底物乙醇酸被氧化为乙醛酸发生在过氧物酶体。高温，二氧化碳少导致光呼吸增加

细胞内由单层膜包围的小泡、囊泡(vesicle)和液泡(vacuole)都属于液泡系 (vacuome)。液泡系所包括的种类很多，有些是动、植物细胞共有的，如 微体、溶酶体和高尔基体小泡等。它们有个共同特点就是其中的液体中 常常有各种酶存在。 液泡（见幻灯片） 成熟植物细胞的典型特点是具有中央大液泡，不同发育时期液泡的大 小、形状和数目差异很大。 液泡最初发生于根尖\茎尖分生组织中,以很小的原液泡存在,数目 多，来源于高尔基体、内质网，具溶酶体性质。随细胞成熟,通过吞噬细 胞质和水合作用逐渐扩大并融合在一起形成中央液泡。可占细胞体积 80-90%以上，将细胞质挤在周围呈一薄层。它有一层单位膜包围，内含 细胞液，有无机盐、有机酸、糖类、脂类、蛋白质、酶、鞣酸、生物碱 和花色素苷等，还含多种酸性水解酶。 细胞液成分和浓度随植物种类和细胞类型不同而有别。 在许多细胞中细胞质形成丝状结构跨越中央大液泡称原生质联络索， 胞质环流围绕液泡进行。 功能：调节细胞水势和膨压、参与细胞内物质的积累与移动、含有多种 酶参与多种新陈代谢过程，如大分子物质降解、防御作用（结合实际举 例） 花青素？有色体？如何鉴别？（见幻灯片） 溶酶体（见幻灯片） 溶酶体(lysosome) 是单层膜围合、内含多种酸性水解酶类的囊泡状 细胞器，其主要功能是进行细胞内消化，主要由高尔基体和内质网出芽 生成。具有异质性，它的形态和大小差异很大，一般为球形，直径 0.2～ 0.8μm。，内含的水解酶种类也可能有很大的不同，标志酶为酸性磷酸酶。 1955 年 de Duve 与 Novikoff 首次发现溶酶体（lysosome）。 溶酶体的功能 溶酶体的主要作用是消化作用，是细胞内的消化器官， 自体吞噬：清除细胞中无用的生物大分子，衰老的细胞器等。 自溶：植物发育过程中，在一定基因的调控下溶酶体适时崩解，释放酶 而使细胞死亡。这是植物正常的程序性死亡，有利于植物生长，新老更 替，物质循环利用。 防御作用：外界病原菌。 微体（见幻灯片） 微体(microbody)是由单层膜包被的圆形小体，直径约 0.5μm 左右， 随不同细胞类型和环境条件而异。植物体内的微体有两种类型：一是过 氧物酶体，也称过氧化酶体；另一是乙醛酸循环体 过氧物酶体含有多种氧化酶，存在于绿色细胞中。绿色细胞在光下 不仅吸收 CO2 放出 O2，合成碳水化合物，同时发生依赖光的吸收氧气释 放二氧化碳的反应，整个过程称为光呼吸作用(photorespiration)，由叶绿 体、过氧物酶体和线粒体合作完成。光呼吸的底物乙醇酸被氧化为乙醛 酸发生在过氧物酶体。 高温，二氧化碳少导致光呼吸增加。 总 结 综合 结 合 生 活 实际