植物细胞的生理基础.ppt

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1、第一章植物细胞的生理基础本章提要细胞是植物体结构和功能的基本单位。植物的各种代谢活动和生长发育都是以细胞为基础的。本章从原生质的化学组成及胶体的特性、生物膜的机构及功能、酶的化学组成及作用特性等方面阐述细胞与植物体内各种代谢活动的关系。第一节原生质的化学组成和胶体特性复习与回顾植物细胞（细胞壁和原生质体）原生质体（质膜、细胞核、细胞质、细胞质机质、各种细胞器）单层膜细胞器：液泡、微体、内质网、高尔基体双层膜细胞器：线粒体、各种质体(叶绿体、有色体、白色体)无膜细胞器：核糖体、微丝、微管、中间纤维植物细胞与动物细胞一、原生质的化学组成及

2、其功能（一）碳水化合物占细胞干重的60%-90%，光合作用的主要产物，植物体的主要成分之一，植物体骨架的主要物质，也是植物体内新陈代谢和能量储存的基本物质。存在形式：单糖（三碳糖—七碳糖）、寡糖（蔗糖、麦芽糖）、多糖（淀粉、纤维素、果胶）（二）蛋白质是生活细胞的最重要成分，直接参与细胞内活跃的代谢活性活动。蛋白质是生命的体现者，没有蛋白质就没有生命。依其功能分为：酶蛋白(数量最多)、结构蛋白、贮藏蛋白。（三）核酸是生物遗传的基本物质，依其组成可分为：核糖核酸RNA(mRNAtRNArRNA)脱氧核糖核酸DNA(双螺旋结构，遗传信息的携

3、带者)（四）脂类凡是水解后能产生脂肪酸的化合物都属于脂类。按功能可分为：1.真脂是贮藏脂（代谢上处于惰性，不溶于水）2.磷脂和糖脂是复合脂（带疏水的脂肪酸长链+亲水基团）双分子层结构（亲水头部外层，疏水尾部内层，成为生物膜的骨架物质）二．原生质的胶体特性胶体：是物质的一种分散状态，凡能以1-100nm颗粒分散于另一种物质之中时，就可形成胶体。在原生质中，大分子有机物与无机离子以聚合状态存在，形成的颗粒直径与胶体颗粒的直径相似，因此可以把原生质看成是一种胶体。胶体性质：由于胞基质主要成分是可溶性的蛋白质或酶，其分子直径恰在胶体颗粒范围（

4、1～100nm）之内，因此，细胞溶胶就是一种亲水胶体系统，并具有胶体性质，如亲水性、带电性、比表面积（表面积与体积之比）大、表面能高、吸附作用和吸胀作用强以及溶胶化与凝胶化等性质。（一）亲水性原生质的大分子有机物上带有能吸附水分子的极性基团（-NH2-OH–COOH）所以，原生质胶粒为亲水胶粒。根据水分在原生质胶粒周围的存在状况，可分为：束缚水（低温不易结冰，高温不易蒸发，抗逆性强）自由水（可自由流动，随温度易结冰、蒸发，可参与生化反应和生理过程）自由水/束缚水比值代谢活跃，生长快，抗逆性差；比值低代谢弱，生长慢，抗逆性强（二）溶胶和

5、凝胶溶胶和凝胶是胶体的两种状态。溶胶是液化的半流动状态，近似流体的性质。在一定状态下，溶胶可以转变成有一定结构和弹性的半固体状态的凝胶，这个过程就是胶凝作用。凝胶也可以转化成溶胶，这个过程就是胶溶作用。溶胶===============→凝胶（分散流动）（近似固体，不流动）温度较低，胶体动能减小，胶粒之间形成网状←================温度升高，分子运动加快，胶粒联系消失，网结构不存在1.原生质以哪种状态出现，取决于原生质中自由水的多少。当原生质处于溶胶状态时，生长旺盛，但抗逆性较弱；当原生质处于凝胶状态时，细胞生理活性降低

6、，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。2.当细胞的代谢活动趋于旺盛时，凝胶可以通胶溶作用变为溶胶，使各种代谢活动顺利进行；当细胞的代谢活动减弱时，溶胶可以通过胶凝作用变为凝胶，是植物对不良环境的抵抗力提高。第二节生物膜生物膜由脂类和蛋白质组成的具有一定结构和生理功能的细胞内所有被膜的总称。在真核细胞中，膜结构占整个细胞干重的70%-80%，主要由蛋白质、脂类、糖和无机离子等组成。蛋白质约占60%-65%，脂类占25%-40%，糖占5%，这些组分，尤其是蛋白质和脂类的比例，因不同细胞、细胞器而相差很大。按生物膜所

7、处的位置可分为：质膜（细胞膜）包围在原生质的外膜。内膜包围细胞器或直接组成细胞器的膜。一、生物膜的组成成分（一）膜脂主要由磷脂、糖脂、硫脂、甾醇，磷脂含量最高，他们都是两性分子，具有一个亲水的头部和两条亲脂的尾部，双分子结构平行排列，构成膜的骨架。（二）膜蛋白膜蛋白是膜功能的主要承担者，按排列位置分为外在和内在蛋白两类。外在蛋白（有亲水性，与膜脂的亲水头部松散的或可逆的结合，这种结合不牢固）内在蛋白（有疏水性，与膜脂的亲脂尾部相互结合，非常牢固。）二、生物膜的亚显微结构关于生物膜的结构有许多假说与模型，下面介绍较为合理的模型：流动镶嵌

8、模型1972辛格（S.JSinger）和尼柯尔森(G.Nicolson)提出。(见后图)流动镶嵌模型认为：膜的“骨架”由膜脂双分子层构成，疏水的尾部向内，亲水的头部向外，一般为液晶状态。膜蛋白也不是均匀的分布在膜脂的两侧