414植物生理第二章植物细胞生理思维导图

414植物生理第二章植物细胞生理思维导图，高等植物细胞有叶绿体——叶绿体是植物进行光合作用的场所，而植物的光合作用是植物体内重要的生命活动过程。

2 植物细胞生理

• 一、植物细胞概述
  • 1.细胞的共性
    • 相似的化学组成
      • 化学元素
      • 化合物
    • 具有磷脂双分子层和镶嵌蛋白组成的生物膜
    • 以DNA和RNA作为遗传和转录载体
    • 一分为二的分裂方式
    • 蛋白质合成的机器——核糖体（除个别非常特化的细胞）
  • 2.高等植物细胞特点
    • 有叶绿体——叶绿体是植物进行光合作用的场所，而植物的光合作用是植物体内重要的生命活动过程
    • 有细胞壁——植物的生长、发育、形态建成、物质运输、信号传递等都与细胞壁有关
• 二、植物细胞的亚显微结构与功能
  • 1.细胞壁
    • 组成（大分子聚合物组成，90%多糖，10%蛋白质、酶类、脂肪酸）
      • 多糖
        • 纤维素【由β（1→4）链接的D-葡萄糖组成的高分子聚合物】
          • 纤维素微纤丝赋予细胞壁刚性和张力性，沉积的方向由质膜下的微管控制
        • 半纤维素
          • 半纤维素通过氢键与纤维素微纤丝连接，限定了相邻的纤维素微纤丝，在控制细胞扩大中起重要作用
        • 果胶质
          • 包括半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖醛酸几类
          • 是构成高等植物细胞质的物质并使相邻近的细胞壁相连，生长中的细胞细胞壁含果胶质较多，因此细胞初生壁的含水量较高。当植物体受到病原菌侵染时，从细胞壁释放的果胶质碎片能够启动植物体的防卫反应。
          • 是α-（1→4）连接的D-半乳糖醛酸组成的链状结构，水解产物是半乳糖醛酸
      • 蛋白质
        • 结构蛋白
          • 主要是伸展蛋白（富羟脯氨酸），通过肽键交联构成的网状结构增加了细胞壁的强度和刚性。
        • 酶类
          • 与细胞壁相关的蛋白激酶能跨越质膜，将细胞壁信号传递到细胞之中。
        • 调节蛋白
          • 扩张蛋白、钙调素。扩张蛋白可以可逆地结合在细胞结晶纤维素微纤丝和其他多糖结合的交叉处，使其非共价键断裂，从而使细胞壁松弛。
    • 结构（在细胞分裂过程中形成）
      • 胞间层
      • 初生壁
        • 更多果胶质、结构蛋白、酶
      • 次生壁
        • 纤维素、木聚糖、木质素
    • 生理功能
      • 1.维持细胞形状，控制细胞生长
      • 2.物质运输与信息传递：允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白质通过，而将大分子或微生物·阻于其外
      • 3.防御性和抗性：细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素的形成
      • 4.其他功能
        • 参与植物与根瘤菌共生固氮的相互识别作用
        • 细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝聚素还可能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应
  • 2.植物细胞膜系统
    • 生物膜（外周膜即质膜和内膜的统称，是植物生理活动的中心所在）
      • 特性
        • 选择透性
      • 基本成分
        • 脂质，主要是磷脂、是各种膜的骨架，调控细胞多种功能
        • 蛋白质，主要是糖蛋白、脂蛋白，有结构、运输及传递信息等作用
        • 糖类
      • 结构
        • 流动镶嵌模型
        • 结构特点
          • 由磷脂双分子层和镶嵌的蛋白质组成
          • 磷脂的亲水性头部在表面，疏水性尾部在膜内部
          • 不对成性
          • 流动性 不饱和脂肪酸的含量影响脂的流动性和植物的抗寒能力
    • 内膜系统
      • 内质网
        • 类型
          • 粗糙型，表面附着许多核糖体，合成蛋白质的场所
          • 平滑型，合成亲脂性物质（糖蛋白寡链、脂质）的场所
        • 功能
          • 物质合成
          • 分隔作用
          • 运输、贮藏、和通讯，可以通过胞间连丝成为细胞之间物质与信息的传递系统
      • 高尔基体
        • 位于内质网和质膜之间
        • 功能
          • 物质集运
          • 生物大分子的装配
          • 参与细胞板细胞壁的组成
          • 分泌细胞壁物质和其他物质
      • 液泡及囊泡
        • 细胞质中的泡状结构
        • 功能
          • 调节功能，植物细胞通过液泡转运营养物质、代谢物和废物
          • 类溶酶体作用，液泡含有多种水解酶
          • 代谢库的作用，可以有选择性的吸收和积累各种物质
          • 有花青素，可以赋予细胞不同颜色
  • 3.细胞骨架
    • 微管
      • 微管蛋白聚成，α-微管蛋白和β-微管蛋白组成的二聚体，是可延伸的不对称原丝
      • 功能
        • 控制细胞分裂和细胞壁的形成
        • 保持细胞形状
        • 参与细胞运动与细胞内物质运输
    • 微丝
      • 两条单体肌动蛋白丝相互螺旋盘绕排列组成，有明显的极性正极端聚合更快。
      • 功能
        • 参与胞质运动
        • 参与物质运输和细胞感应
    • 中间纤维
      • 韧性很强的蛋白质丝，由丝状亚基组成，比其他俩复杂
      • 角蛋白是重要组分 中间纤维蛋白亚基组成后首先合成双股超螺旋的二聚体然后再组装成四聚体，最后组装成为圆柱状的中间纤维
      • 功能
        • 支架作用
        • 参与细胞发育与分化
  • 4.胞间连丝
    • 细胞膨压和钙离子浓度的提高，胞间连丝逐渐缩小至关闭
• 三、植物细胞信号转导
  • 1.细胞信号转导概述
  • 2.植物细胞信号转导途径
    • 3个阶段
      • 胞外信号（环境刺激和胞间信号）感受
      • 膜上信号转换
      • 胞内信号转导
  • 3.胞间信号 第一信使
    • 是细胞信号转导过程中的初级信号，也称第一信使，包括物理信号和化学信号
  • 4.跨膜信号转导
    • 受体
    • G蛋白
      • GTP结合调节蛋白，在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号之间往往要进行信号转换，所以又称为偶联蛋白或信号转换蛋白
      • G蛋白循环 α亚基（活性位点）可与GTP结合，形成α-GTP并解离出β、γ。GTP酶又可以水解α-GTP，并产生α亚基与β、γ形成异三聚体G蛋白
  • 5.胞内信号转导 第二信使
    • 钙信号系统
      • 钙调素
      • 钙依赖型蛋白激酶
        • 蛋白磷酸酶与蛋白激酶二者构成细胞内磷酸化与去磷酸化的蛋白活性开关系统
        • 蛋白激酶可使下游蛋白质磷酸化，蛋白磷酸酶使蛋白去磷酸化
    • 肌醇磷脂信号系统 双信号分子
      • 胞外信号被膜受体接受后，以G蛋白为中介，由质膜中的磷酸酯酶C（PLC）水解PIP2而产生肌醇-1,4,5-三磷酸（IP3）和二酰甘油（DG。DAG）两种信号分子
      • IP3通过调节Ca2+浓度，DAG通过激活蛋白激酶C（PKC）来传递信息
    • 环腺苷酸信号系统
      • cAMP信使系统调节胞内的物质代谢并且在转录水平上调节基因表达
      • cAMP通过激活cAMP依赖的蛋白质激酶A(PKA)而对某些特异的转录因子进行磷酸化，这些转录因子再与被调节的基因特定部位结合从而调控基因的转录