第一章植物细胞生理.pdf

《植物生理学习题集》 第一章 植物细胞生理 Ⅰ 教学大纲基本要求和知识要点 一、教学大纲基本要求 了解高等植物细胞的特点与主要结构；了解植物细胞原生质的主要特性；熟悉植物细胞 壁的组成、结构和功能以及胞间连丝的结构和功能；了解生物膜的化学组成、结构和主 要功能；了解植物细胞主要的细胞器如细胞核、叶绿体和线粒体、细胞骨架、内质网、 高尔基体、液泡以及微体、圆球体、核糖体等的结构和功能； 了解植物细胞信号传导的 途径； 了解植物细胞的基因组和基因表达的特点。 二、知识要点 细胞是生物体结构和功能的基本单位，可分为原核细胞 ( 如细菌、蓝藻 ) 和真核细胞 ( 其他单细胞和多细胞生物 ) 两大类。原核细胞简单，没有细胞核和高度分化的细胞器。 真核细胞结构复杂。植物细胞的细胞壁、质体 ( 包括叶绿体 ) 和液泡是其区别于动物细 胞的三大结构特征，细胞是由多糖、脂类、蛋白质、核酸等生物大分子和其他小分子等 成分所组成的。原生质的物理特性、胶体性质和液晶性质与细胞的生命活动密切相关。 细胞壁由胞间层、初生壁、次生壁所构成，其化学成分主要是纤维素、半纤维素、果胶、 蛋白质等物质。细胞壁不仅是细胞的骨架与屏障 ，而且在物质运输、抗病抗逆、细胞识 别等方面起积极作用。胞间连丝充当了细胞间物质运输与信息传递的通道。 磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构，其中镶嵌的各种膜蛋白决定了膜的大部分功能。 “流动镶嵌模型”是最流行的生物膜结构模型。生物膜是细胞实现区域化的屏障，也是细胞 同外界、细胞器间以及细胞器同细胞基质间进行物质交换的通道。此外，生物膜还是生 化反应的场所，并具有细胞识别、传递信息等功能。细胞核是细胞遗传与代谢的调控中 心。染色体由核酸与蛋白构成，它是核内最重要的结构物质。叶绿体和线粒体是植物细 胞内能量转换的细胞器，并有环状 DNA 及自身转录 RNA 与翻译蛋白质的体系，被称 为第二遗传信息系统。它们与细胞核都具有双层被膜。 微管、微丝、中间纤维等构成了细胞骨架 ，是植物细胞的蛋白质纤维网架体系，它们在 维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性、推动细胞器的运动和物质运输等方面起重 要的作用。内膜系统是在结构、功能或发生上有联系的一类亚细胞结构。内质网内接核 膜、外连质膜，甚至经胞间连丝与相邻细胞相连 ，参与细胞间物质运输、交换和信息传 递。高尔基体则与内质网密切配合，参与多种生物大分子的合成以及膜结构、壁物质与 细胞器的组建。 溶酶体与液泡内都富含水解酶 ，参与细胞内物质的分解和细胞的自溶反应。此外，液泡 还具有物质贮藏、调控细胞水分平衡以及参与多种代谢的作用。过氧化体是光呼吸的场 所，而乙醛酸循环体则为脂肪酸代谢所不可少 ，圆球体为油脂积累和代谢所必需。核糖 体是蛋白质合成场所。 在看似无稳定结构的细胞质基质里 ，进行着一系列复杂而有序的生理生化反应。细胞质 基质、细胞器和生物膜系统协调配合 ，使细胞的结构和功能达到高度的统一。 植物细胞还能感应外界环境的刺激，并且形成或产生某种 ( 些 ) 信号物质，这些信号物 质传递到达作用部位，通过胞内信号转导系统最终引起一系列生理生化响应。已确认的 胞间信号有脱落酸、吲哚乙酸、细胞分裂素、多胺、乙酰胆碱、水杨酸、寡聚糖等化学 信号和电波、水压等物理信号，胞内信号有钙信号系统、肌醇磷脂信号系统和环核苷酸 信号系统等。胞间与胞内信号的转化则通过质膜上的受体和 G 蛋白。而引起生理生化反 应则需通过蛋白质的磷酸化作用与脱磷酸化作用。蛋白质的可逆磷酸化作用在植物信号 转导过程中，有非常重要的作用 ( 图 1.1) 。 图 1.1 细胞信号传导的主要分子途径 IP 3 ．三磷酸肌醇；DG ．二酰甘油；PKA ．依赖 cAMP 的蛋白激酶；PK Ca 2 ＋. 依赖 Ca 2 ＋的蛋白激酶； PKC ．依赖 Ca 2 ＋与磷脂的蛋白激酶；P