二、原生质体

原生质体（protoplast）是细胞内全部有生命的物质的统称，是细胞的主要成分，也是细胞各类代谢活动进行的场所。原生质（protoplasm）是组成原生质体的物质基础，主要化学成分是蛋白质与核酸，此外，还有水、无机盐、糖类、脂类和各种微量有机物等。这些成分随着细胞的新陈代谢而不断地变化，并进一步分化形成细胞质、细胞核和细胞器。

（一）细胞质

细胞质（cytoplasm）是原生质体中细胞核及细胞器以外的原生质部分，为半透明而带黏滞性的基质，由质膜和胞基质组成。

1.胞基质（cytoplasmic matrix） 又称胞质溶胶（cytosol），为细胞质中均质且半透明的胶状物，没有明显的结构，主要含水、无机盐、大分子（酶、多糖、核酸）和小分子（氨基酸、单糖、核苷）等。胞基质是细胞内重要的代谢场所，并为各类细胞器完成其功能活动提供了必要的原料。随着细胞的新陈代谢，胞基质常按一定的方向运动，称胞质环流，胞质环流可以促进细胞内营养物质的流动。

2.细胞质膜（plasma membrane） 又称质膜，为包裹在细胞质外，与细胞壁相接触的一层薄膜，可将细胞的内环境和外环境分开，维护细胞内环境的相对稳定。质膜为磷脂和蛋白质组成的双分子层结构。质膜主要的特性为选择透过性，既能阻止细胞内有机物的渗出，又能使水、无机盐和其他营养物质进入，并使废物排出。此外，质膜在抵御病菌侵害，传递和接受细胞间信号，合成细胞壁，调节细胞活动中也发挥重要作用。

（二）细胞核

在植物界，除细菌和蓝藻没有细胞核外，其他植物细胞均有明显的细胞核（nucleus）。通常一个细胞只有一个细胞核，但有些低等植物的细胞会具有两个或多个细胞核，少数细胞在成熟后可失去细胞核，如韧皮部中的筛管分子。细胞核的形状、大小、位置常随细胞的生长而改变。在年幼的细胞中，细胞核呈球形，较大，位于细胞中央，但随着细胞的成熟和中央液泡的形成，细胞核所占比例逐渐减小，形状也逐渐发生改变，位置也被中央大液泡压迫到细胞的一侧。细胞核的主要作用是储存和传递植物遗传信息、控制蛋白质的合成、调节细胞内的生理活动。细胞核是细胞生命活动的控制中心，失去细胞核的细胞将停止生长和代谢，并很快死亡。同样，细胞核也不能脱离细胞质而孤立生存。细胞核的内部结构可分为核膜、核液、核仁和染色体等四部分。

1.核膜（nuclear membrane） 是细胞核外围的生物膜，可将细胞质与细胞核分隔开。核膜具双层结构，膜上有许多直径为50～80nm的小孔，称为核孔（nuclearpore）。核孔是由许多蛋白质分子构成的通道，具有选择通过性，能控制细胞核与细胞质之间的物质交换。

2.核液（nuclear sap） 是细胞核内透明的黏滞胶状物质，其中含蛋白质、RNA、核糖体和多种酶，这些物质为DNA复制和RNA转录的基础。核仁和染色体便分散在核液中。

3.核仁（nucleolus） 为细胞核中致密的圆球状小体，数量为一个或多个，主要由蛋白质、RNA、类脂和少量DNA组成。核仁是核内RNA和蛋白质合成的主要场所，亦与核糖体的形成密切相关。

4.染色体（chromosome） 为散布在核液中易被碱性染料（甲基绿）染色的物质，主要由DNA、组蛋白和少量RNA组成。染色体是遗传信息贮存、复制和传递的物质基础，对植物的遗传有着重要作用。不同植物的染色体在数目、形状和大小等方面都存在差异，但就同一种植物而言则是相对稳定的，故染色体的性质可在植物分类和生药鉴定中发挥重要作用。

（三）细胞器

细胞器（organelle）是细胞质中具有特定结构、组成和功能的微器官，也称拟器官。细胞器包括质体、液泡、线粒体、高尔基体、内质网、核糖体、微管等。质体和液泡在光学显微镜下便能观察到，而其余的细胞器则须借助电子显微镜才能看到。

1.质体（plastid） 为植物细胞特有的细胞器，具有双层膜结构，数目不一，其主要组成为蛋白质、DNA和类脂，并含有多种脂溶性色素。根据质体的功能及所含色素类型的不同，可将质体分为叶绿体、白色体和有色体（图13）。

（1）叶绿体（chloroplast）：高等植物的叶绿体多呈球状或卵球状，直径4～10μm，厚1～2μm，每个细胞中数十个不等。常分布于植物的茎、叶或果实等器官的绿色部位，特别集中分布于叶肉细胞中。叶绿体含有多种与光合作用有关的酶和维生素等，是植物进行光合作用和合成同化淀粉的场所。叶绿体含有的色素主要有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素四种，其中以叶绿素的含量最多，进而屏蔽了其他色素的颜色，所以叶绿体呈绿色。

在电子显微镜下观察，叶绿体呈现出复杂的超微结构，外部有双层膜包被，内部为无色的基质（matrix），其中常有同化淀粉，基质中分布有若干基粒（grana），每个基粒由十几个扁平状的类囊体（thylakoid）重叠而成，叶绿素和诸多与光合作用有关的酶分布在基粒中；在基粒之间，有基粒间膜（frets）相联系（图1-4）。

（2）白色体（leucoplast）：为不含色素的微小质体，呈球形、纺锤形或其他形状，多分布在不曝光组织的贮藏细胞中，并集中于细胞核附近。白色体与贮藏物质的积累有关，它包括合成淀粉的造粉体、合成脂肪和脂肪油的造油体及合成蛋白质的蛋白质体。

（3）有色体（chromoplast）：仅含胡萝卜素和叶黄素的质体，呈杆状、圆形和不规则状。多存在于植物的花、果实和根中，使植物呈黄色、红色或橘红色，如胡萝卜的根、金莲花的花瓣、红辣椒的果实中均存在有色体。目前有色体的生理作用还并不十分清楚。

植物根、茎的分生组织中常分布有较小的、无色或浅绿色的、未分化的质体，称原质体（proplastid），原质体为其他质体的前体，可转变成叶绿体、白色体和有色体，并且各质体之间在一定条件下可互相转变。如最初番茄中的质体为白色体，经过长期的光照后，白色体逐渐转变为叶绿体，使幼果呈绿色，当果实成熟后，叶绿体又转变成有色体，番茄的颜色也由绿色变为红色。又如胡萝卜根暴露在地上的部分，经长期的日光照射，渐渐地由橙红色变为绿色，这也是有色体转变成叶绿体的缘故。

2.液泡（vacuole） 是植物细胞另一种特有的细胞器，由单层生物膜包围其内的液体构成，这层膜称液泡膜（tonoplast），液泡膜是原生质体的组成部分，具有选择透过性，能控制液泡内外的物质交换；液泡膜内的液体，称细胞液（cell sap），其中主要成分为水，并储存有新陈代谢过程中产生的各种物质，包括糖类、盐类、有机酸、蛋白酶及次生代谢产物，如生物碱、苷类、鞣质、挥发油、树脂等，其中许多化学物质为中药的有效成分。另外，植物的花瓣、果实、叶片会呈现蓝色、紫色、鲜红色等各种鲜艳的颜色，均与液泡中的一种水溶性色素——花青素有关。花青素的颜色随着细胞液的酸碱度不同而改变，在酸性细胞液中显红色，而在碱性细胞液中显蓝色。

年幼细胞无液泡或液泡不明显，且体积小而分散，但随着细胞发育成熟，液泡会逐渐增大，彼此联合成几个大液泡或一个中央大液泡，占据成熟细胞总体积的80％～90％，并将细胞质、细胞核等挤向细胞的周边（图1 5）。液泡中储存有诸多代谢产物，这样便在细胞中形成高渗环境，使细胞吸水膨胀，具有保持幼嫩细胞形态的作用。液泡中还含有大量水解酶，细胞器均可被水解酶降解，当衰老细胞的液泡破裂后，其中的水解酶释放出来，导致细胞自溶。

除质体和液泡外，植物体尚有许多细胞生活和物质代谢必不可少的细胞器，如线粒体（mitochondrion）为细胞内物质氧化的中心，与能量转换有关；高尔基体（golgi body）主要与细胞合成产物的加工、包装和运输有关；内质网（endoplasmic reticulum）主要与细胞内蛋白质、脂类和多糖的合成、转运和贮藏有关；核糖体（ribosome）为蛋白质合成的场所；圆球体（spherosome）为脂肪积累和分解的场所；微管（microtube）主要与细胞的生长分化、染色体的运动和细胞壁的形成有关；溶酶体内含有多种水解酶，能销毁衰老的细胞器，并杀死侵入细胞的病菌。