第一章植物細(xì)胞生理§1.植物細(xì)胞概述§2.細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與功能§3.生物膜的結(jié)構(gòu)與功能§4.植物細(xì)胞的亞微結(jié)構(gòu)與功能第一章土壤養(yǎng)分

§1.植物細(xì)胞概述

一、高等植物細(xì)胞的特點(diǎn)

根據(jù)細(xì)胞的進(jìn)化程度，可將其分為兩大類(lèi)型：原核細(xì)胞(prokaryoticcell)和真核細(xì)胞(eukaryoticcell)。第一章土壤養(yǎng)分

種子植物各種形狀的細(xì)胞第一章土壤養(yǎng)分第一章土壤養(yǎng)分二原生質(zhì)的性質(zhì)原生質(zhì)：構(gòu)成細(xì)胞的生活物質(zhì)，是細(xì)胞生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。分3部分組成：1.水(大部分)

蛋白質(zhì)2.有機(jī)物核糖碳水化合物脂類(lèi)3.無(wú)機(jī)物原生質(zhì)的物理性質(zhì)原生質(zhì)的膠體性質(zhì)原生質(zhì)的液晶性質(zhì)第一章土壤養(yǎng)分圖1-2植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖解

第一章土壤養(yǎng)分植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖返回第一章土壤養(yǎng)分§2.

細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)與功能

細(xì)胞壁(cellwall)是植物細(xì)胞外圍的一層壁，具一定彈性和硬度，界定細(xì)胞形狀和大小。一、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)二、細(xì)胞壁的化學(xué)組成三、細(xì)胞壁的形成四、細(xì)胞壁的功能

第一章土壤養(yǎng)分一、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)典型的細(xì)胞壁是由

胞間層(intercellularlayer)

初生壁(primarywall)

次生壁(secondarywall)組成

細(xì)胞壁是在細(xì)胞分裂過(guò)程中形成的,先在分裂細(xì)胞之間形成胞間層，主要成分是果膠質(zhì),再在胞間層的兩側(cè)形成有彈性的初生壁，有些細(xì)胞還形成堅(jiān)硬的次生壁。第一章土壤養(yǎng)分

細(xì)胞壁的亞顯微結(jié)構(gòu)圖解

S1次生壁外層；S2次生壁中層；S3次生壁內(nèi)層；CW1初生壁；ML胞間層

第一章土壤養(yǎng)分

構(gòu)成細(xì)胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白質(zhì)、酶類(lèi)以及脂肪酸等。細(xì)胞壁中的多糖主要是纖維素、半纖維素和果膠類(lèi)，它們是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。次生細(xì)胞壁中還有大量木質(zhì)素。①胞間層(中膠層）：果膠質(zhì)②初生壁：纖維素，半纖維素，果膠質(zhì)，蛋白質(zhì)③次生壁：纖維素，半纖維素，木質(zhì)素，果膠質(zhì)二.細(xì)胞壁的化學(xué)組成第一章土壤養(yǎng)分

1.纖維素

纖維素(cellulose)是植物細(xì)胞壁的主要成分，它是由1000～10000個(gè)β-D-葡萄糖殘基以β-1,4-糖苷鍵相連的無(wú)分支的長(zhǎng)鏈。分子量在50000～400000之間。

纖維素內(nèi)葡萄糖殘基間形成大量氫鍵，而相鄰分子間氫鍵使帶狀分子彼此平行地連在一起，這些纖維素分子鏈都具有相同的極性，排列成立體晶格狀，可稱(chēng)為分子團(tuán)，又叫微團(tuán)(micellae)。微團(tuán)組合成微纖絲(microfibril)，微纖絲又組成大纖絲(macrofibril)，因而纖維素的這種結(jié)構(gòu)非常牢固，使細(xì)胞壁具有高強(qiáng)度和抗化學(xué)降解的能力。第一章土壤養(yǎng)分第一章土壤養(yǎng)分

2.半纖維素

半纖維素(hemicellulose)往往是指除纖維素和果膠物質(zhì)以外的，溶于堿的細(xì)胞壁多糖類(lèi)的總稱(chēng)。

半纖維素的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，它在化學(xué)結(jié)構(gòu)上與纖維素沒(méi)有關(guān)系。不同來(lái)源的半纖維素，它們的成分也各不相同。有的由一種單糖縮合而成，如聚甘露糖和聚半乳糖。有的由幾種單糖縮合而成，如木聚糖、阿拉伯糖、半乳聚糖等。

第一章土壤養(yǎng)分3.果膠類(lèi)

果膠物質(zhì)是由半乳糖醛酸組成的多聚體。根據(jù)其結(jié)合情況及理化性質(zhì)，可分為三類(lèi)：即果膠酸、果膠和原果膠。(1)果膠酸是水溶性的，很容易與鈣起作用生成果膠酸鈣的凝膠。(2)果膠果膠能溶于水，存在于中層和初生壁中，甚至存在于細(xì)胞質(zhì)或液泡中。(3)原果膠主要存在于初生壁中，不溶于水，在稀酸和原果膠酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘墓z。果膠物質(zhì)分子間由于形成鈣橋而交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它們作為細(xì)胞間的中層起粘合作用，可允許水分子自由通過(guò)。果膠物質(zhì)所形成的凝膠具有粘性和彈性。鈣橋增加，細(xì)胞壁襯質(zhì)的流動(dòng)性就降低；酯化程度增加,相應(yīng)形成鈣橋的機(jī)會(huì)就減少，細(xì)胞壁的彈性就增加。第一章土壤養(yǎng)分

4.木質(zhì)素

木質(zhì)素(lignin)不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的單體所構(gòu)成的聚合物，在木本植物成熟的木質(zhì)部中，其含量達(dá)18%～38%，主要分布于纖維、導(dǎo)管和管胞中。木質(zhì)素可以增加細(xì)胞壁的抗壓強(qiáng)度，正是細(xì)胞壁木質(zhì)化的導(dǎo)管和管胞構(gòu)成了木本植物堅(jiān)硬的莖干，并作為水和無(wú)機(jī)鹽運(yùn)輸?shù)妮攲?dǎo)組織。第一章土壤養(yǎng)分5.蛋白質(zhì)與酶

細(xì)胞壁——伸展蛋白(extensin)

富含羥脯氨酸的糖蛋白(hydroxyprolinerichglycoprotein,HRGP)，大約由300個(gè)氨基酸殘基組成，這類(lèi)蛋白質(zhì)中羥脯氨酸(Hyp)含量特別高，一般為蛋白質(zhì)的30%～40%

氨基酸順序有特征性的結(jié)構(gòu)單位為：

Ser-Hyp-Hyp-(x)-Hyp-Hyp第一章土壤養(yǎng)分

迄今已在細(xì)胞壁中發(fā)現(xiàn)數(shù)十種酶，大部分是水解酶類(lèi)，其余則多屬于氧化還原酶類(lèi)。比如果膠甲酯酶、酸性磷酸酯酶、過(guò)氧化物酶、多聚半乳糖醛酸酶等。

6.礦質(zhì)

細(xì)胞壁的礦質(zhì)元素中最重要的是鈣.據(jù)研究,壁中Ca2+濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于胞內(nèi),估計(jì)為10-5～10-4mol·L-1，所以細(xì)胞壁為植物細(xì)胞最大的鈣庫(kù)。鈣調(diào)素(calmodulin,CaM)在細(xì)胞壁中也被發(fā)現(xiàn)，如在小麥細(xì)胞壁中已檢測(cè)出水溶性及鹽溶性?xún)煞N鈣調(diào)素。

第一章土壤養(yǎng)分三、細(xì)胞壁的形成細(xì)胞壁的形成是多種細(xì)胞器配合作用的結(jié)果。新細(xì)胞壁的形成開(kāi)始于細(xì)胞分裂的晚后期或早期。細(xì)胞分裂時(shí)，在兩組染色體之間，也就是在母細(xì)胞的赤道板面上，有許多大小不一的分泌囊泡(secretoryvesicles)不規(guī)則地匯聚在一塊，這些小囊泡是由高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分泌而形成的，其中富含組成細(xì)胞壁的各種糖類(lèi)，它們借助與細(xì)胞赤道板垂直方向上存在的微管的運(yùn)動(dòng)，逐漸整齊地排列成片，組成成膜體(phragmoplast)。成膜體中的囊泡膜相互融合與連接形成細(xì)胞的質(zhì)膜，其中的內(nèi)含物連成一體構(gòu)成細(xì)胞板，這是雛形的中層結(jié)構(gòu)。

第一章土壤養(yǎng)分第一章土壤養(yǎng)分四、細(xì)胞壁的功能

1.維持細(xì)胞形狀，控制細(xì)胞生長(zhǎng)2.物質(zhì)運(yùn)輸與信息傳遞：細(xì)胞壁允許離子、多糖等小分子和低分子量的蛋白質(zhì)通過(guò)，而將大分子或微生物等阻于其外。

3.防御與抗性：細(xì)胞壁中一些寡糖片段能誘導(dǎo)植保素（phytoalexin）的形成。

4.其他功能：研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞壁還參與了植物與根瘤菌共生固氮的相互識(shí)別作用，此外，細(xì)胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素還可能參與了砧木和接穗嫁接過(guò)程中的識(shí)別反應(yīng)。返回第一章土壤養(yǎng)分

五植物細(xì)胞間的通道

一.胞間連絲二.共質(zhì)體與質(zhì)外體第一章土壤養(yǎng)分一.胞間連絲（plasmodesma）

胞間連絲(plasmodesma)是穿越細(xì)胞壁，連接相鄰細(xì)胞原生質(zhì)（體）的管狀通道，通道由質(zhì)膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜或連絲微管所構(gòu)成。

胞間連絲三種狀態(tài)：封閉態(tài)，可控態(tài)，開(kāi)放態(tài)。

通過(guò)胞間連絲，兩細(xì)胞之間的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相通，質(zhì)膜連續(xù)。一般每μm2面積的細(xì)胞壁上有1～15條胞間連絲，而篩管分子和某些傳遞細(xì)胞(transfercell)之間，胞間連絲特別多。

第一章土壤養(yǎng)分圖1-6胞間連絲的超微結(jié)構(gòu)

A.兩個(gè)相鄰細(xì)胞的胞壁電子顯微圖，顯示胞間連絲

B.具有兩種不同形狀胞間連絲的細(xì)胞壁示意圖第一章土壤養(yǎng)分第一章土壤養(yǎng)分第一章土壤養(yǎng)分第一章土壤養(yǎng)分返回第一章土壤養(yǎng)分

二.共質(zhì)體與質(zhì)外體

胞間連絲使植物體中的細(xì)胞連成一個(gè)整體，所以植物體可分成兩個(gè)部分：由于胞間連絲使組織的原生質(zhì)體具有連續(xù)性，因而將由胞間連絲把原生質(zhì)體連成一體的體系稱(chēng)為共質(zhì)體(symplast)；而將細(xì)胞壁、質(zhì)膜與細(xì)胞壁間的間隙以及細(xì)胞間隙等空間稱(chēng)為質(zhì)外體(apoplast)。共質(zhì)體與質(zhì)外體都是植物體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和信息傳遞的通路。

概念第一章土壤養(yǎng)分橫切縱切木質(zhì)部導(dǎo)管11第一章土壤養(yǎng)分返回細(xì)胞質(zhì)胞間連絲液泡細(xì)胞壁細(xì)胞間隙第一章土壤養(yǎng)分§3.生物膜的結(jié)構(gòu)與功能

一、生物膜的化學(xué)組成二、生物膜的結(jié)構(gòu)三、生物膜的功能

生物膜(biomembrane)是指構(gòu)成細(xì)胞的所有膜的總稱(chēng)。按其所處位置可分為兩種：一種處于細(xì)胞質(zhì)外面的一層膜叫質(zhì)膜，也可叫原生質(zhì)膜；另一種是處于細(xì)胞質(zhì)中構(gòu)成各種細(xì)胞器的膜，叫內(nèi)膜(endomembrane)。質(zhì)膜可由內(nèi)膜轉(zhuǎn)化而來(lái)(如子細(xì)胞的質(zhì)膜由高爾基體小泡融合而成)。第一章土壤養(yǎng)分一、生物膜的化學(xué)組成

在真核細(xì)胞中，膜結(jié)構(gòu)占整個(gè)細(xì)胞干重的70%～80%。生物膜由蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、糖、水和無(wú)機(jī)離子等組成。蛋白質(zhì)約占60%～65%，脂類(lèi)占25%～40%，糖占5%。這些組分，尤其是脂類(lèi)與蛋白質(zhì)的比例，因不同細(xì)胞、細(xì)胞器或膜層而相差很大。由于脂類(lèi)分子的體積比蛋白質(zhì)分子的小得多，因此生物膜中的脂類(lèi)分子的數(shù)目總是遠(yuǎn)多于蛋白質(zhì)分子的數(shù)目。如在一個(gè)含50%蛋白質(zhì)的膜中,大概脂類(lèi)分子與蛋白質(zhì)分子的比為50∶1。這一比例關(guān)系反映到生物膜結(jié)構(gòu)上，就是脂類(lèi)以雙分子層構(gòu)成生物膜的基本結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)分子則“鑲嵌”于其中。

第一章土壤養(yǎng)分(一)膜蛋白

生物膜中的蛋白質(zhì)約占細(xì)胞蛋白總量的20%～30%，它們或是單純的蛋白質(zhì),或是與糖、脂結(jié)合形成的結(jié)合蛋白。根據(jù)它們與膜脂相互作用的方式及其在膜中的排列部位，可以大體地將膜蛋白分為兩類(lèi)：外在蛋白與內(nèi)在蛋白。

第一章土壤養(yǎng)分

(二)膜脂

在植物細(xì)胞中，構(gòu)成生物膜的脂類(lèi)主要是復(fù)合脂類(lèi)(complexlipids)，包括磷脂、糖脂、硫脂等。

磷脂分子結(jié)構(gòu)既有疏水基團(tuán)，又有親水基團(tuán)。第一章土壤養(yǎng)分第一章土壤養(yǎng)分二、生物膜的結(jié)構(gòu)流動(dòng)鑲嵌模型流動(dòng)鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)由辛格爾(S.J.Singer)和尼柯?tīng)柹?G.Nicolson)在1972年提出，認(rèn)為液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層中鑲嵌著可移動(dòng)的蛋白質(zhì)，圖1-7展示了此模型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。內(nèi)在蛋白嵌合在磷脂分子層中，內(nèi)在蛋白或其聚合體可橫穿膜層，兩端極性部分伸向水相，中間疏水部分與脂肪酸部分呈疏水結(jié)合，外在蛋白與膜兩側(cè)的極性部分結(jié)合。第一章土壤養(yǎng)分圖1-7細(xì)胞膜的構(gòu)造第一章土壤養(yǎng)分(二)板塊鑲嵌模型

板塊鑲嵌模型(platemosaicmodel)由賈因(M.K.Gain)和懷特(White)在1977年提出。

第一章土壤養(yǎng)分三、生物膜的功能

1.分室作用細(xì)胞的膜系統(tǒng)不僅把細(xì)胞與外界環(huán)境隔開(kāi)，而且把細(xì)胞內(nèi)的空間分隔，使細(xì)胞內(nèi)部的區(qū)域化。2.代謝反應(yīng)的場(chǎng)所細(xì)胞內(nèi)的許多生理生化過(guò)程在膜上有序進(jìn)行。3.物質(zhì)交換質(zhì)膜的另一個(gè)重要特性是對(duì)物質(zhì)的透過(guò)具有選擇性，控制膜內(nèi)外進(jìn)行物質(zhì)交換。4.識(shí)別功能質(zhì)膜上的多糖鏈分布于其外表面,似“觸角”一樣能夠識(shí)別外界物質(zhì)，并可接受外界的某種刺激或信號(hào),使細(xì)胞作出相應(yīng)的反應(yīng)。返回第一章土壤養(yǎng)分§4.植物細(xì)胞的亞微結(jié)構(gòu)與功能

一.微膜系統(tǒng)

1.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

2.高爾基體

3.溶酶體

4.液泡

5.微體

6.圓球體

二.微梁系統(tǒng)

1.微管

2.微絲

3.中間纖維第一章土壤養(yǎng)分一、細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)

(一)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

1.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,ER)是交織分布于細(xì)胞質(zhì)中的膜層系統(tǒng)，通常可占細(xì)胞膜系統(tǒng)的一半左右。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)大部分呈膜片狀(圖1-13)，由兩層平行排列的單位膜組成，膜厚約5nm，也有的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)呈管狀，此外，在兩層膜空間較寬的地方內(nèi)質(zhì)網(wǎng)則呈囊泡狀。

第一章土壤養(yǎng)分圖1-13植物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能區(qū)模型圖第一章土壤養(yǎng)分2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能(1)物質(zhì)合成粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，而光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與糖蛋白的寡糖鏈和脂類(lèi)的合成。(2)分隔作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)布滿(mǎn)了整個(gè)細(xì)胞質(zhì)，將細(xì)胞質(zhì)分隔成許多室，使各種細(xì)胞器均處于相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境中，有序地進(jìn)行各自的代謝活動(dòng)。(3)運(yùn)輸、貯藏和通訊作用內(nèi)質(zhì)網(wǎng)形成了一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸和貯藏系統(tǒng)。它還可通過(guò)胞間連絲，成為細(xì)胞之間物質(zhì)與信息的傳遞系統(tǒng)。另外，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的造壁物質(zhì)參與了細(xì)胞壁的形成。第一章土壤養(yǎng)分(二)高爾基體1.高爾基體的結(jié)構(gòu)高爾基體(Golgibody)是由膜包圍的液囊垛疊而成。液囊呈扁平盤(pán)狀，囊的兩邊稍變曲，中央為平板狀。通常1個(gè)高爾基體由3～12個(gè)液囊平疊而成。囊的邊緣可分離出許多小泡——高爾基體小泡(圖1-14)。第一章土壤養(yǎng)分圖1-14高爾基體透射電鏡圖

第一章土壤養(yǎng)分圖1-6高爾基體的亞顯微結(jié)構(gòu)及功能圖解A.高爾基體的結(jié)構(gòu)B.高爾基體的分泌活動(dòng)1.高爾基體的扁囊2.高爾基體小泡3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)4.質(zhì)膜第一章土壤養(yǎng)分2.高爾基體的功能(1)物質(zhì)集運(yùn)

蛋白質(zhì)合成后輸送到高爾基體暫時(shí)貯存、濃縮，然后再送到相關(guān)部位。運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程可能是：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→高爾基體小泡→液泡(分泌液泡)。

第一章土壤養(yǎng)分圖1-15經(jīng)由高爾基體的物質(zhì)集運(yùn)

A.木糖葡萄糖的集運(yùn)B.果膠多糖的集運(yùn)第一章土壤養(yǎng)分(2)生物大分子的裝配

高爾基體也參與某些物質(zhì)的合成或生物大分子的裝配。它利用單糖和含硫單糖合成多糖和含硫多糖，是許多多糖生物合成的地點(diǎn)。在合成糖蛋白或糖脂類(lèi)的碳水化合物側(cè)鏈時(shí)，高爾基體也起一定的作用，很可能糖蛋白中的蛋白質(zhì)先在核糖體上合成，然后再在高爾基體中把多糖側(cè)鏈加上去。第一章土壤養(yǎng)分(3)參與細(xì)胞壁的形成在植物細(xì)胞中，高爾基體的一個(gè)重要作用是參與細(xì)胞板和細(xì)胞壁的形成。例如，組成細(xì)胞壁的糖蛋白就是經(jīng)高爾基體加工，由高爾基體小泡運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)膜，然后小泡與質(zhì)膜融合，把內(nèi)含物釋放出來(lái)，沉積于細(xì)胞壁后形成的。(4)分泌物質(zhì)高爾基體除分泌細(xì)胞壁物質(zhì)外，還分泌多種其它物質(zhì)。

第一章土壤養(yǎng)分(三)溶酶體1.溶酶體的結(jié)構(gòu)

溶酶體(lysosome)是單層膜圍繞，內(nèi)含多種酸性水解酶類(lèi)的囊泡狀細(xì)胞器。溶酶體內(nèi)含有酸性磷酸酶、核糖核酸酶、糖苷酶、蛋白酶和酯酶等幾十種酶。第一章土壤養(yǎng)分2.溶酶體的功能(1)消化作用溶酶體中的水解酶能分解蛋白質(zhì)、核酸、多糖、脂類(lèi)以及有機(jī)磷酸化合物等，進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)的消化作用。(2)吞噬作用溶酶體通過(guò)吞噬等方式消化、溶解部分由于損裂而喪失功能的細(xì)胞器和其它細(xì)胞質(zhì)顆粒或侵入其體內(nèi)的細(xì)菌、病毒等，所得產(chǎn)物可被再利用。(3)自溶作用在細(xì)胞分化和衰老過(guò)程中，溶酶體可自發(fā)破裂,釋放出水解酶,把不需要的結(jié)構(gòu)和酶消化掉,這種自溶作用在植物體中是很重要的。第一章土壤養(yǎng)分(四)液泡1.液泡的結(jié)構(gòu)

液泡是植物細(xì)胞特有的，由單層膜包裹的囊泡。它起源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體的小泡。在分生組織細(xì)胞中液泡較小且分散，隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)，這些小液泡融合、增大，最后可形成大的液泡，有的中央液泡(centralvacuole)的體積往往占細(xì)胞體積的90左右%。細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核則被擠到貼近細(xì)胞壁處。

第一章土壤養(yǎng)分圖1-7植物細(xì)胞的液泡及其發(fā)育A-E.幼期細(xì)胞到成熟的細(xì)胞，隨細(xì)胞的生長(zhǎng)，細(xì)胞中的小液泡變大，合并，最終形成一個(gè)大的中央液泡第一章土壤養(yǎng)分2.液泡的功能(1)調(diào)節(jié)功能

中央液泡的出現(xiàn)使細(xì)胞與外界環(huán)境之間構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng),從而可調(diào)節(jié)細(xì)胞的吸水機(jī)能,維持細(xì)胞的挺度。(2)類(lèi)似溶酶體作用

液泡含有多種水解酶，通過(guò)吞噬作用，消化分解細(xì)胞質(zhì)中的外來(lái)物或衰老的細(xì)胞器，起到清潔和再利用作用。(3)代謝庫(kù)的功能

液泡可以有選擇性地吸收和積累各種溶質(zhì)，如無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸、氨基酸、糖等。

(4)賦予細(xì)胞不同顏色第一章土壤養(yǎng)分(五)微體1.微體的結(jié)構(gòu)和種類(lèi)

微體(microbody)外有單層膜包裹，直徑為0.2～1.5μm，膜內(nèi)基質(zhì)是均一的，或呈顆粒狀，無(wú)內(nèi)膜片層結(jié)構(gòu)。根據(jù)功能不同，微體可分為過(guò)氧化物體和乙醛酸體。通常認(rèn)為微體起源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。

第一章土壤養(yǎng)分2.微體的功能

(1)過(guò)氧化物體與光呼吸過(guò)氧化物體(peroxisome)含有乙醇酸氧化酶、過(guò)氧化氫酶等，所催化的反應(yīng)參與光呼吸過(guò)程。高光呼吸的C3植物葉肉細(xì)胞中的過(guò)氧化物體較多，而低光呼吸C4植物的過(guò)氧化物體大多存在于維管束鞘細(xì)胞中。

(2)乙醛酸體與脂類(lèi)代謝乙醛酸體(glyoxysome)中含乙醛酸循環(huán)酶類(lèi)、脂肪酰輔酶A合成酶、過(guò)氧化氫酶、乙醇酸氧化酶等。其生理功能是糖的異生作用，即從脂肪轉(zhuǎn)變成糖類(lèi)。第一章土壤養(yǎng)分二、微梁系統(tǒng)（細(xì)胞骨架）

細(xì)胞骨架(cytoskeleton)是指真核細(xì)胞中的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架體系，包括微管、微絲和中間纖維等。它們都由蛋白質(zhì)組成，沒(méi)有膜的結(jié)構(gòu)，互相聯(lián)結(jié)成立體的網(wǎng)絡(luò)，也稱(chēng)為細(xì)胞內(nèi)的微梁系統(tǒng)(microtrabecularsystem)。細(xì)胞骨架不僅在維持細(xì)胞形態(tài),保持細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有序性方面起重要作用，而且還與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞、細(xì)胞分裂和分化、基因表達(dá)等生命活動(dòng)密切相關(guān)。植物的許多生理過(guò)程，象極性生長(zhǎng)、葉綠體運(yùn)動(dòng)、保衛(wèi)細(xì)胞分化、卷須彎曲等也都有細(xì)胞骨架的參與。第一章土壤養(yǎng)分(一)微管1.微管的結(jié)構(gòu)

微管(microtubule)是存在于細(xì)胞質(zhì)中的由微管蛋白(tubulin)組裝成的中空管狀結(jié)構(gòu)。微管粗細(xì)均勻，可彎曲，不分支，直徑20～27nm，長(zhǎng)度變化很大，有的可達(dá)數(shù)微米。微管的主要結(jié)構(gòu)成分是由α-微管蛋白與β-微管蛋白構(gòu)成的異二聚體，這些微管蛋白組成念珠狀的原纖絲，由13條原纖絲按行定向平行排列則組成微管(圖1-11A)。管壁上生有突起，通過(guò)這些突起(或橋)使微管相互聯(lián)系，或與質(zhì)膜、核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等相連。第一章土壤養(yǎng)分圖1-11微管和微絲的分子結(jié)構(gòu)模型

A.微管，示13條原纖絲，α、β為微管蛋白B.微絲第一章土壤養(yǎng)分2.微管的功能(1)控制細(xì)胞分裂和細(xì)胞壁的形成

在細(xì)胞分裂中，有絲分裂器——紡錘體(spindle)是由微管組成的，它與染色體的著絲點(diǎn)相連，并牽引染色單體移向兩極。其后，細(xì)胞板的形成與生長(zhǎng)也有微管的參與。第一章土壤養(yǎng)分(2)保持細(xì)胞形狀

植物的精細(xì)胞常呈紡綞形，這與微管的排列和細(xì)胞長(zhǎng)軸方向一致有關(guān)。當(dāng)用秋水仙素處理破壞微管，精細(xì)胞就變成球形。

(3)參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)與細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸

如纖毛運(yùn)動(dòng)、鞭毛運(yùn)動(dòng)以及紡錘體和染色體運(yùn)動(dòng)都有微管的參與。

植物細(xì)胞中與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的幾類(lèi)微管馬達(dá)蛋白(microtubulemotorprotein)。如煙草花粉中的驅(qū)動(dòng)蛋白(kinesin),萱草花粉中的動(dòng)力蛋白(dynamin)，這些微管馬達(dá)蛋白都與細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸和細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)相關(guān)。

第一章土壤養(yǎng)分(二)微絲1.微絲的結(jié)構(gòu)

微絲(microfilament)比微管細(xì)而長(zhǎng)，直徑為4～6nm。微絲由收縮蛋白構(gòu)成,它類(lèi)似于肌肉中的肌動(dòng)蛋白，呈絲狀，同時(shí)還與肌球蛋白、原肌球蛋白等構(gòu)成復(fù)合物質(zhì)。微絲在植物細(xì)胞中有著廣泛的分布：通常是成束地存在于細(xì)胞的周質(zhì)中，其走向一般平行于細(xì)胞長(zhǎng)軸；有的疏散成網(wǎng)狀，與微管一起形成一個(gè)從核膜到質(zhì)膜的輻射狀網(wǎng)絡(luò)體系；在早前期微管帶、紡錘體及成膜體中也有大量微絲存在。第一章土壤養(yǎng)分圖1-11微管和微絲的分子結(jié)構(gòu)模型

A.微管，示13條原纖絲，α、β為微管蛋白B.微絲第一章土壤養(yǎng)分2.微絲的功能

(1)參與胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)關(guān)于胞質(zhì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)制已基本清楚。大體是微絲中的肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白在胞質(zhì)內(nèi)外界面上形成三維的網(wǎng)絡(luò)體系；肌動(dòng)蛋白位于外質(zhì)，肌球蛋白位于內(nèi)質(zhì)，肌球蛋白連結(jié)著胞質(zhì)顆粒，在