《土壤养分》课件

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1、第一章植物细胞生理§1.植物细胞概述§2.细胞壁的结构与功能§3.生物膜的结构与功能§4.植物细胞的亚微结构与功能§1.植物细胞概述一、高等植物细胞的特点根据细胞的进化程度，可将其分为两大类型：原核细胞(prokaryoticcell)和真核细胞(eukaryoticcell)。种子植物各种形状的细胞二原生质的性质原生质：构成细胞的生活物质，是细胞生命活动的物质基础。分3部分组成：1.水(大部分)蛋白质2.有机物核糖碳水化合物脂类3.无机物原生质的物理性质原生质的胶体性质原生质的液晶性质图1-2植物细胞结构图解植物细胞结构图返回§2.细胞壁的结构与功能细胞壁(cellwall)是植物细胞外围

2、的一层壁，具一定弹性和硬度，界定细胞形状和大小。一、细胞壁的结构二、细胞壁的化学组成三、细胞壁的形成四、细胞壁的功能一、细胞壁的结构典型的细胞壁是由胞间层(intercellularlayer)初生壁(primarywall)次生壁(secondarywall)组成细胞壁是在细胞分裂过程中形成的,先在分裂细胞之间形成胞间层，主要成分是果胶质,再在胞间层的两侧形成有弹性的初生壁，有些细胞还形成坚硬的次生壁。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胞间层构成细胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白质、酶类以及脂肪酸等。细胞壁中的多糖主要

3、是纤维素、半纤维素和果胶类，它们是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。次生细胞壁中还有大量木质素。①胞间层(中胶层）：果胶质②初生壁：纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白质③次生壁：纤维素，半纤维素，木质素，果胶质二.细胞壁的化学组成1.纤维素纤维素(cellulose)是植物细胞壁的主要成分，它是由1000～10000个β-D-葡萄糖残基以β-1,4-糖苷键相连的无分支的长链。分子量在50000～400000之间。纤维素内葡萄糖残基间形成大量氢键，而相邻分子间氢键使带状分子彼此平行地连在一起，这些纤维素分子链都具有相同的极性，排列成立体晶格状，可称为分子团，又叫微团(micellae)。微

4、团组合成微纤丝(microfibril)，微纤丝又组成大纤丝(macrofibril)，因而纤维素的这种结构非常牢固，使细胞壁具有高强度和抗化学降解的能力。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。3.果胶类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，可分为三类：即果胶酸、果胶和原果胶。(1)果胶酸是水溶性

5、的，很容易与钙起作用生成果胶酸钙的凝胶。(2)果胶果胶能溶于水，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。果胶物质分子间由于形成钙桥而交联成网状结构。它们作为细胞间的中层起粘合作用，可允许水分子自由通过。果胶物质所形成的凝胶具有粘性和弹性。钙桥增加，细胞壁衬质的流动性就降低；酯化程度增加,相应形成钙桥的机会就减少，细胞壁的弹性就增加。4.木质素木质素(lignin)不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚合物，在木本植物成熟的木质部中，其含量达18%～38%，主要分布于纤维、导管和管胞中。木质素可

6、以增加细胞壁的抗压强度，正是细胞壁木质化的导管和管胞构成了木本植物坚硬的茎干，并作为水和无机盐运输的输导组织。5.蛋白质与酶细胞壁——伸展蛋白(extensin)富含羟脯氨酸的糖蛋白(hydroxyprolinerichglycoprotein,HRGP)，大约由300个氨基酸残基组成，这类蛋白质中羟脯氨酸(Hyp)含量特别高，一般为蛋白质的30%～40%氨基酸顺序有特征性的结构单位为：Ser-Hyp-Hyp-(x)-Hyp-Hyp迄今已在细胞壁中发现数十种酶，大部分是水解酶类，其余则多属于氧化还原酶类。比如果胶甲酯酶、酸性磷酸酯酶、过氧化物酶、多聚半乳糖醛酸酶等。6.矿质细胞壁的矿质元素中

7、最重要的是钙.据研究,壁中Ca2+浓度远远大于胞内,估计为10-5～10-4mol·L-1，所以细胞壁为植物细胞最大的钙库。钙调素(calmodulin,CaM)在细胞壁中也被发现，如在小麦细胞壁中已检测出水溶性及盐溶性两种钙调素。三、细胞壁的形成细胞壁的形成是多种细胞器配合作用的结果。新细胞壁的形成开始于细胞分裂的晚后期或早期。细胞分裂时，在两组染色体之间，也就是在母细胞的赤道板面上，有许多大小不一的分泌囊