植物的细胞

典型植物细胞的基本结构

一、原生质体Protoplast

是细胞内有生命物质的总称，包括细胞质、细胞核、质体、线粒体、高尔基体、核糖体、溶酶体等，是细胞的主要部分，细胞的一切代谢活动都在这里进行。

1. 细胞质：

（1）质膜：具选择透性和渗透现象

（2）细胞器：质体、线粒体、液泡系、内质网、高尔基体、核糖核蛋白体、溶酶体。

质体：具有一定形态结构、成分和功能的，并且是植物特有的细胞器。

质体Plastid——叶绿体chloroplast、有色体chromoplast、白色体leucoplast  

△质体比较表

                                                       

2.细胞核nucleus

数目：高等植物通常单核，藻类、菌类有双核、多核，花粉囊绒毡层在成熟期也有双核，乳管有多核。

形状：一般园球形，花粉营养核有的形成不规则裂瓣，禾本科保卫细胞哑铃形

大小：直径一般10-20um，苏铁受精卵核达1mm，真菌有的核仅1um。

组成：核膜nuclear membrane

核液nuclear sap

核仁nucleolus

染色质chromatin—当细胞核行将分裂时→螺旋状扭曲的染色质丝→棒状染色体chromosome，含有DNA、Pr、RNA

二、细胞后含物和生理活性物质

是细胞代谢过程中的产物，属非生命物质

一类是后含物——为贮藏物质或废弃物质，以成形或非成形形式分布在细胞质或液泡内。

另一类是生理活性物质——是对细胞内生物化学反应和生理活动起调节作用，含量少、效能高。

1.后含物ergastic substance

细胞在代谢过程中产生的非生命物质统称。

（1）淀粉Starch——是由葡萄糖分子聚合而成的长链化合物。

淀粉粒结构形成：造粉体在形成淀粉粒时，由一个中心开始，由内向外层层沉积，中心即脐点（hilium），层层沉积，出现层纹（annularstriation lamellae），因淀粉沉积时，直链淀粉与支链淀粉相互交替分层沉积，二者亲水性有异，遇水膨胀不一，显示折光上差异，而在光镜下观察到层纹。若用酒精脱水，层纹随之消失。

类型：单粒淀粉simple starch grain——单脐点（极少数2个以上，如川贝），层纹环绕脐点。

复粒淀粉compound starch grains——由若干分粒组成，每一变粒具2－多个脐点，每脐点有各自层纹环绕。

半复粒淀粉half compound starch grains——有2－多个脐点，每脐点除有各自层纹外，同时有共同的层纹。

（2）菊糖inulin

成分：由果糖分子聚合而成，溶于水，不溶于酒精。

观察时先将材料浸入乙醇中，一周后观察（切片）。

分布：菊科，桔梗科，龙胆科，百合科部分植物，山茱萸果皮。

形态：球形、半球形、扇形结晶存在于细胞内。

检验：加10%α-萘酚的乙醇溶液，再加硫酸，显紫红色，并很快溶解。

菊糖如下图3所示

（3）蛋白质Protein

贮藏Protein是化学性质稳定的非生命物质，在cell中呈固体状态，它与构成原生质体的活性protein完全不同。一般以糊粉粒aleurone grain状态存在于细胞中。

糊粉粒——有一定的形态结构，外面有一层单位膜包裹，里面为无定形的蛋白质，基质或蛋白质基质中还含有蛋白质的拟晶体，球状体及草酸钙结晶。

分布——在种子胚乳和子叶细胞中含有丰富的蛋白质。有时形成特殊的1－数层细胞（糊粉层）。

（4）脂肪fat和脂肪油fat oil

成分：由脂肪酸和甘油结合而成的脂。

形态：在常温下呈固体或半固体的称为脂，呈液体的称为油。

分布：通常呈小滴状分散在细胞质里，不溶于水，易溶于有机溶剂。常存在于种子里，有的种子所含脂肪可达种子干重45%—60%。

功能：是贮藏营养物质中最为经济的形式，在氧化时能放出较多的能量。

检验：①加苏丹Ⅲ试液显橘红色、红色或紫红色。

②加紫黄试液显紫红色；

③加四氧化锇显黑色。

（5）晶体Crystal——草酸钙结晶和碳酸钙结晶

①草酸钙结晶Calcium oxalate crystal

形状：无色透明，簇、针、方、砂、柱等形状

单晶Solitary crystal——又称方晶或块晶，通常正方、长方、斜方，八面体、三棱形等，单独存在，也有呈双晶twin crystals（茛菪）。

针晶（如图B）acicular crystal——两端尖锐的针状，在cell中多成束存在，称针晶束raphides，多存在于含粘液的细胞中，如半夏、黄精、玉竹等，也有分散，如苍术。

簇晶Cluster crystal；rosette aggregate——晶体由许多八面体、三棱形单晶聚集而成，通常呈球状或三角状星状，如人参、大黄、椴树、天竺葵叶、菊花等。

砂晶micro-crystal；crystal sand——晶体呈细小的三角形，箭头状或不规则状，通常密集于细胞腔中。因此聚集砂晶的细胞颜色较暗，易与其它细胞区别，茄科植物。

柱晶Columnar crystal；styloid——晶体呈长柱形，长度为直径的四倍以上，形如柱状，如射干等鸢尾科植物，淫羊藿叶、紫鸭跖草等。

②碳酸钙结晶Calcium carbonate crystal

位置——多存在于叶表皮cell中，是cell壁的特殊瘤状突起上聚集了大量碳酸钙或少量的硅酸钙而形成，通常呈钟乳状，又称钟乳体cysyolith。

分布——桑科、爵床科、荨麻科

③石膏结晶——柽柳叶

靛蓝结晶——菘蓝科

橙皮甙结晶——吴茱萸、薄荷叶

芸香甙结晶——槐花。

检验：草酸钙结晶不溶于稀醋酸，加稀盐酸溶解而无气泡产生，遇1—20%硫酸溶液则溶解而形成针状的硫酸钙结晶析出。

碳酸钙结晶加醋酸或稀盐酸溶解，同时有CO₂气泡产生，可与草酸钙区别。

2.生理活性物质——略讲。

三、细胞壁cell wall

细胞壁，质体，液泡是植物cell与动物cell不同的三大结构特征。

1.分层——胞间层，初生壁、次生壁

①胞间层intercellular layer（又称中层middle lamella）：是相邻2细胞共有的薄层。

②初生壁primary wall，一般厚1-3μm

形成——细胞生长时，原生质分泌的纤维素、半纤维素、果胶质增加在胞间层内方形成。

③次生壁secondary wall，一般厚而坚韧，5-10μm

形成——细胞停止生长后，原生质分泌的纤维素、半纤维素及少量木质素使壁加厚。

2.纹孔Pit与胞间连丝Plasmodesmata

纹孔——次生壁加厚时，有的地方未增厚，只有胞间层和初生壁，此薄区域即纹孔。

纹孔对——相邻细胞在相同部位出现纹孔，称纹孔对pit pair

①纹孔对类型

单纹孔simple pit——未加厚处圆筒形，次生壁厚时成孔道或沟。

具缘纹孔bordered pit——纹孔周围次生壁，向细胞腔内呈架拱状隆起，形成纹孔的缘部。有的具塞，正面观2圆或3个同心圆。

半缘纹孔half bordered pit——是薄壁细胞与管胞或导管间的纹孔，一边形似单纹孔，另一边呈架拱状隆起的纹孔缘，三塞。2圆。

②细胞壁的特化

通常：cell壁主要是由纤维素构成，具韧性和弹性。

纤维素遇氧化铜氨液能溶解。

加氯化锌碘试液，显蓝色或紫色。

木质化lignification——壁内填充和附加了木质素，硬度增强，细胞群机械力增加。又能透水，可防腐。

常见细胞：管胞、导管、木纤维、石细胞等。

显色反应：间苯三酚+盐酸，显红色或紫红色。

加氯化锌碘液显黄色或棕色。

木栓化suberization——壁内增加木栓质suberin，不透气和水。

死细胞，具保护作用，木栓层

显色反应：苏丹Ⅲ橘红色或红色。

苛性钾加热，木栓质溶解成黄色油滴状。

角质化cutinization——原生质体产生的角质填充于壁中使之角质化，并常积聚壁表面成无色透明角质层（cuticle），可防水分过度蒸发和微生物侵害。

显色反应：苏丹Ⅲ橘红色或红色，遇碱液加热能较持久保持。

粘液质化mucilagization——壁中果酸质，纤维素变成粘液。粘液化所形成的粘液在细胞表面常呈固体状态，吸水膨胀呈粘滞状态，车前、芥菜、亚麻种子等表皮细胞中。

显色反应：加玫红酸钠酒精溶液可染成玫瑰红色，加钙红试液可染成红色。

矿质化mineralization——壁中含硅质或钙质，如禾本科的茎、叶，木贼茎均含大量硅酸盐。

硅质化细胞壁加硫酸或醋酸无变化。

③细胞的壁向和细胞分裂方向