《植物生物学》01-1 植物细胞的结构与功能.ppt

植物细胞 原核细胞( procaryotic cell ) 与真核细胞( eucaryotic cell ) 一 、 细胞（质）膜 Cell membrane (plasmalemma) 质膜 ( 细胞膜cell membrane，外周膜（biomembrane） 细胞内膜 生物膜( biological membrane ) 动、植物细胞中膜的统称。由脂类、蛋白质以及糖等物质组成 。 D-葡萄糖→ β-1，4葡聚糖→链状纤维素分子→微纤丝 →大纤丝→细胞壁的主要构架 β-1，4葡聚糖→链状纤维素分子→微纤丝 →大纤丝→细胞壁的主要构架 纹孔和胞间连丝（细胞间的联络结构） 细胞生长 细胞壁延伸 细胞分化 生壁 植物原生质体 信号转导 cAMP、钙离子和肌醇磷脂等 细胞信号转导过程图解 二、 细胞壁(cell wall) 细胞壁的分层 细胞壁的化学组成与超微结构 初生壁的结构模型 细胞壁的次生加厚、次生变化和局部降解 细胞壁是一个有代谢活性的结构，它参与细胞的生长、发育、分化、识别、物质代谢等过程。在植物形态建成中起重要作用。 初生壁 胞间层 次生壁 纤维细胞细胞壁的分层 胞间层 初生壁 2.1细胞壁分层 细胞壁为什么在显微镜下会呈现不同的层次？ 薄壁细胞细胞壁的分层 2.2、细胞壁的化学组成 主要构架物质 衬质 交联聚糖-联锁纤维素骨架 细胞壁的主要构架成分------纤维素 大纤丝. 微纤丝 β-1，4葡聚糖 分子团 纤维素分子 有花植物微纤丝直径为5~12 nm 冷杉根皮层中的石细胞在非偏振光显微镜下（A）和 偏振光显微镜下（B〕所见的细胞壁构象。 微纤丝的结构：结晶区（Ｑ）与非结晶区（Ｎ） 纤维素合酶复合体 细胞壁的主要构架——纤维素合成和微纤丝（microfibril)的组装 微纤丝（microfibril)的组装 UDP-G 衬质：填充于细胞壁构架内的物质，由非纤维素的多糖 （果胶多糖、半纤维素、胼胝质、粘液、树胶）和蛋白质、水分组成 蛋白质 蛋白质约占细胞壁干重的5％～10％。 1、结构蛋白 ： 富含羟脯氨酸糖蛋白：伸展蛋白(extensin)。 富脯氨酸蛋白 富甘氨酸蛋白等 2、 细胞壁中的酶： 水解酶类，如蛋白酶、核糖核酸酶、淀粉酶、果胶酯酶等 氧化还原酶，如过氧化物酶、过氧化氢酶、苹果酸脱氢酶等 3、胞壁松弛因子 扩展蛋白(expansin)。 1992年，Cosgrove实验室从黄瓜下胚轴和燕麦胚芽鞘细胞壁中分离出，使细胞壁松弛的作用。。 4、凝集素 一类能与糖结合的蛋白质或糖蛋白， 凝集素参与植物对细菌、真菌和病毒等的防御作用，参与细胞识别。 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？ 电镜下细胞壁的分层 胞间层（intercellular layer) 与胞间隙（space between cells） 胞间层：为相邻细胞间的粘接层，主要成分为果胶多糖。 胞间隙：有些细胞在生长过程中，果胶质分解，彼此间形成的大小、形状、位置不一的空隙。 初生壁(primary wall)：在细胞停止生长之前形成的，常较薄而柔软，有韧性，适合细胞生长。成分为纤维素、半纤维素、果胶多糖和蛋白质。 三明治模型（Albersheim 1973） 经纬模型（Lamport and Epstein 1983） 威尔逊-福莱模型（Wilson-Fry 1986） 千层饼模型（Tollbot and Ray 1992） 2.3初生壁结构模型 初生壁：由三个独立而又相互作用的网络构成 ： 微纤丝---半纤维素网络 果胶网络、 蛋白质网络（有些单子叶植物由苯丙烷类物质构成了第三个网络） 初生壁的结构 初生壁的形成与生长 ? ? ? ? 填充生长 形成：在细胞质分裂 过程中形成。细胞板 的形成是先导。 次生壁(secondary wall)：细胞停止生长或部分停止生长时形成，位于初生壁之内，均匀加厚或部分加厚。主要成分为纤维素,还含有木质素、栓质等成分，常呈现不同层次，质地坚硬，具抗张强度。 电镜下细胞壁的分层 2.3细胞壁的次生加厚、次生变化和局部降解 胞间层 初生壁 次生壁 纤维细胞细胞壁的分层 14000个葡萄糖分子聚合的纤维素分子 2500个葡萄糖分子聚合的纤维素分子 什么调控了微纤丝走向？ 次生壁 S3 次生壁 S2 次生壁 S1 初生壁 胞间层 微纤丝（microfibril)的组装 实验