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1、第一章 植物细胞一、 植物细胞的大小和形态大小差异很大，通常以m微米来计算，1m=10-6m，1=10-4m=10-10m，1nm=10-9m，细胞的直径一般为20-50m，要在显微镜下才能观察。但西红柿、西瓜的果肉细胞直径较大，可达1mm，肉眼可见。苎麻的纤维长度为55cm。形状：由于植物体是多细胞体，细胞彼此间相互挤压，呈多面体，长宽近于相等，根尖、茎尖生长锥细胞近于等径，细胞的形状为14面体。但这种理想化的细胞形状很难见到。一般看到的有球形、椭球形、多面体、纺锤形、柱状体。细胞的形状由它所处的位置，执行的功能有关，是由遗传因素也就是细胞核控制的。二、 植物细胞的结构：植物体的细胞由原生质
2、体和细胞壁两部分组成。原生质体是活的具有生命特征的部分，细胞壁包在原生质体的外面。（一） 原生质体protoplast原生质体的概念：构成生活细胞的除细胞壁以外所包含的各部分，如细胞质、细胞核等，共12种结构。原生质的概念：构成原生质体的主要物质称为原生质。细胞中具有生命的物质基础；植物细胞中生活的胶状内含物；在生活细胞中提供生命过程的基础化合物。原生质是生命活动的物质基础，细胞内的一切代谢活动都在原生质内进行。原生质的化学组成：复杂，不是单一成份，新陈代谢使化学组成不断变化。蛋白质占原生质干重的60%左右，加核酸、糖类、脂类型，约占干重的90%，其他为无机盐等。在生活状态时，原生质呈胶体状态
3、，水占全部原生质90%左右。原生质的物理性质：m的微小颗粒，分散在胶态的液体中，胶粒表面吸附一层水膜，带电荷，由于同种电荷的排斥，使胶体均匀分散，不会凝聚。亲水胶体颗粒的性状：(1)由于胶粒高度分散，有很大的表面积，有利于物质交换和各种生化反应。(2)由于包有水膜，在干旱、寒冷情况下有一定的水分维持生命活动。在种子干燥时，原生质由液胶凝胶，在种子萌发时吸收水分，原生质由凝胶液胶。（3） 由于溶胶体（液胶）的半流动性，所以产生原生质的流动现象，有利于细胞内物质的交换和运输。1 细胞质cytoplasm：细胞质由质膜和细胞基质（简称胞基质）组成。质膜也称为细胞膜，但广义细胞膜包括质膜和细胞内的内膜
4、系统（内质网、高尔基体和微体、液泡等的膜）。质膜又称外周膜、外膜，与内膜系统合称为膜系统。质膜又称为生物膜，因为动植物的细胞膜有相似的基本构造，基本成份为蛋白质和类脂。质膜厚度为75-100，质膜结构的解释的其中一个理论流体镶嵌模型：由一层单位膜组成。单位膜为三层结构：球状蛋白磷脂双分子层球状蛋白。质膜具有“选择透性”，因而能控制细胞内外物质的交换。细胞基质中含有蛋白质、类脂、核酸、水分等物质，呈胶体状态，有一定的粘度和弹性。细胞核及其他细胞器都包埋于其中。细胞基质在生活细胞中处于不断运动状态，能带动细胞器在细胞内作有规则的持续运动，称为细胞质运动。细胞质运动可分为循环式运动（只有单个大液泡）
5、；流走式运动（细胞内有多个液泡，各小流有不同的流动方向）。细胞质运动是生活细胞的标志之一，细胞死亡，运动也就停止。2 细胞核nucleus：真核细胞均具有细胞核。高等植物只有一核，一些低等植物有双核，多核。形状、位置随细胞年龄而变；也有的在成熟细胞中被许多线状细胞脊索悬吊在细胞中央。细胞核由核膜、核质和核仁等部分组成。核膜由两层单位膜组成。在核膜上均匀或不均匀分布的核孔，核孔可开闭，对细胞核间的物质交换起控制作用。核膜以内，核仁以外的胶态物质，易被碱性染料着色的称为染色质，不易被染色或染色很浅的是染色液。染色质：在电镜下呈念珠状，在细胞分裂时这种染色质高度螺旋化，形成在光学显微镜下可见到的染色
6、体，是细胞中遗传物质存在的主要形式，主要成份是DNA和蛋白质。核液是没有明显结构的基质。核仁：在核质中有1-几个折光性很强的小球体，这就是核仁。核仁无膜，是细胞核内合成和贮藏RNA的场所。如果把核仁去掉，细胞将很快死亡，不能完成有丝分裂的一过程。细胞核的主要功能:控制细胞的遗传和调节细胞内物质的代谢途径,对细胞的生长,发育,有机物质的合成等均具有重要的作用。细胞核的作用与细胞质密不可分，互相依存，互相影响的。以前认为核起主导作用，细胞质处于被控制地位，现在认为遗传性状的表现是核与细胞质共同起作用。3 质体plastid：除菌类和蓝藻外，一切绿色植物都具有形状如圆盘形式、卵圆形，直径4-8m，外
7、有单位膜构成的质膜，质体内吸附色素的质体。根据所含的不同色素，可划分成叶绿体chloroplast，有色体chromoplast和白色体leucoplast。叶绿体chloroplast： 绿色，叶片、嫩茎皮层细胞可找到叶绿体。高等植物的叶绿体形状大小比较接近，呈卵形而略扁，直径为4-10m，厚度为1-2m。在低等植物中，叶绿体有各种形状，如杯状、带状和各种不规则形状。高等植物的叶绿体含4种色素：叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）、胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）。叶绿素a和b含量较多，能吸收太阳光能，直接参与光合作用，其余两种色素协助捕捉太阳光能，把吸收的光能传递给叶绿素，不能直接进行
8、光合作用。颜色与细胞叶绿体的4种色素有关。遮光或缺光时，韭黄或豆芽变成黄绿色。叶绿体的构造：具双层膜：内膜和外膜。膜内充满无色溶胶状态的基质，基质中有基粒，基粒由圆盘状类囊体叠合而成，称基粒片层，基粒有膜，基粒之间有基质片层相联系。基粒或基质有光合作用所需的各种酶，分别完成光合作用中不同的化学反应，光反应在基粒上进行，暗反应在基质中进行。有色体chromoplast：含黄素和胡萝卜素及类胡萝卜素，呈橙红、橙黄的颜色。存在于植物的花瓣、果实和根中，如番茄、辣椒果实，胡萝卜根。有色体形状多样：球形、椭圆形、纺锤形，使植物的果实、花瓣呈现鲜艳的颜色，吸引动物、昆虫，有利于传粉和果实种子的传播。白色体
9、leucoplast：不含色素，呈颗粒状，多见于幼嫩或不见光的组织细胞中，多见于贮藏器官如块根、块茎，番薯、马铃薯，植物种子的胚。茎顶的分生组织中，质体因无色，称前质体，有的含原叶绿素，见光变绿。白色体近球形，在细胞生长过程中能积累淀粉，称为造粉体，或参与油脂的形成，称为造油体。三种质体在一定的条件下可以发生转变。4 线粒体mitochondria：除细菌、蓝藻外都具有线粒体，它细小，圆球状、棒状，直径0.5-1m，长1-3m，由双层单位膜构成，外面一层称外膜，内膜向内形成管状突起称“嵴”cristae，在嵴上附有很多功能与呼吸作用有关的酶，由于“嵴”的形成增大了内膜的表面积，“嵴”与“嵴”之
10、间是一些可溶性的蛋白质称基质matrix，由蛋白质、类脂组成。线粒体是细胞进行呼吸作用的重要场所，其呼吸释放出大量能量把糖、蛋白质、脂肪等（含能物质）氧化产生CO2和水这一过程中产生能量被传递到含磷的分子中，形成含高能量的三磷酸腺苷ATP，并透过膜传递到细胞的其他部分，提供各种代谢活动的需要。线粒体是释放能量的中心，被形容为“细胞的动力工厂”。5 高尔基体golgi body或dictyosome：高尔基体是意大利科学家Golgi 从动物细胞中发现的。高尔基体由一层单位膜围成扁平的泡囊“槽库”，若干泡囊叠合成复合体。泡囊周边有分枝的小管，连成网状，小管末端膨大成泡状，小泡由膨大部分收缩断裂而脱
11、离高尔基体，游离到细胞基质中。高尔基体与细胞的分泌作用有关，把从粗糙内质网运来的蛋白质物质进行加、浓缩、储存、运输，最后形成分泌小泡，小泡脱离高尔基体成熟后最后排出细胞外。高尔基体能合成纤维素，半纤维素等多糖类物质，有丝分裂时参与细胞壁的形成。6 内质网 endoplasmic reticulum：由一层单位膜围成的管状、泡状、片状结构，分枝形成网状复杂结构。内质网有两种，在膜的外侧附有有许多核糖体颗粒的，称为粗糙内质网rough ER，在膜的外侧不附有核糖体的，称为光滑内质网Smooth ER.由于内质网是核糖体集中分布的场所，而核糖体是合成蛋白质的细胞器，因而推测粗糙内质网与蛋白质的合成有
12、关。光滑内质网主要合成和运输脂类和多糖。内质网可与细胞壁的形成有关。内质网可与核膜的外膜、质膜相连，甚至通过细胞壁的胞间连丝而与相邻细胞的内质网发生联系。因此有人认为内质网构成一个细胞内和细胞间物质运输的管道系统。7 核糖体ribosom：与称核糖核蛋白体，长圆形或球形，直径为15-25nm，主要成份是RNA和蛋白质，大量分布在细胞质中和附着在内质网的外表面。核糖体是细胞中蛋白质合成的中心。在执行蛋白质合成功能时，多个核糖体常串联在一起，形成多核糖体。由转移核糖核酸tRNA将胞基质中的氨基酸运至核糖体处，在那里按信使核糖核酸mRNA模板将氨基酸合成各种蛋白质。核糖体被喻为“蛋白质的的装配机器”
13、。8 溶酶体lysosome：外形大小都很象线粒体，但仅具有1层单位膜，内部无“嵴”，膜内含有多种很高浓度的水解酶、核酸酶、蛋白酶、糖甙酶、酸性磷酸酶、组织蛋白酶、脂酶，它们能分解所有生物大分子。一般认为在溶酶体的外膜没有破裂或损坏时，溶酶体内存在的酶是不活化的；当细胞缺氧时，受伤时，溶酶体膜破裂，水解酶释放出来，把细胞中的各种化合物分解，细胞被破坏，为细胞自溶现象。细胞内含物的破坏是很多植物细胞，特别是维管细胞成熟的一种特征。9 圆球体spherosome：圆球体是生活细胞中随细胞质运动的小圆颗粒，直径为0.1-1m，具有一层单位膜，是积累脂肪的场所。10 微体microbodym的细胞器，
14、统称为微体。微体只有1层单位膜，内无“嵴”。可分为过氧化物酶体，乙醛酸酶循环体。过氧化物酶体：存在于高等植物的绿色细胞内，常与叶绿体、线粒体相配合，参与乙醇酸循环，将光合作用产生的乙醇酸转化成已糖。乙醛酸循环体：油料作物（蓖麻、向日葵）种子萌发时，与圆球体和线粒体配合，把储藏脂肪转化成糖类。11 微管和微丝microtube and microfilament：微管和微丝普遍存在于真核细胞内，微管是中空的细管，长数微米，直径为20-25nm，主要由微管蛋白组成13条原丝，纵行螺旋排列而成。微丝的纤维较细，直径为5-6nm，其主要成份是具有收缩功能的蛋白。微管可能在细胞中起支架作用，保持细胞一定
15、的形状。在植物细胞有丝分裂和减数分裂过程中，微管是纺缍丝组成部分，指导着染色体移动和纤维素微纤丝沉积方位。微管也可能与细胞壁的增厚有关。一些藻类的鞭毛也由微管组成，微管因此也与鞭毛的运动有关。微管与细胞的移动和细胞质运动有密切关系。12 液泡vacuole：植物细胞中最显著的内部结构，也是一种细胞器。液泡由一层膜包围，膜内充满细胞液。液泡膜选择透性膜，通透性比质膜高。幼年细胞液泡多、小、分散，随着细胞生长，吸收水分，代谢产物增多，液泡合并，增大，最后形成中央大液泡，体积占整个细胞的90%，将细胞质挤在一边，细胞核及各种细胞器被挤到紧贴细胞壁。液泡内的细胞液的主要成份是水及溶于水中的碳水化合物、
16、脂肪、蛋白质、无机盐、有机酸、植物碱、花青素等。甘蔗的液泡内含有大量蔗糖，柿、番石榴未成熟时细胞液中含有单宁，罂粟中有吗啡碱，烟草中尼古丁。色素主是花青素，呈溶解状态，如果实、花的颜色，有红、蓝、紫等色。无机盐类：钙、镁、钾盐，呈溶解状态。如果无机盐浓度很高，便析出在结晶状态，最常见的是碳酸钙、草酸钙结晶，结晶状态有单晶、复晶、针晶。液泡的功能：（1） 维持细胞的渗透压（2） 高浓度的细胞液使植物有一定的抗寒、抗旱能力，细胞液只有在零下很低的温度才冻结，不至损伤细胞。（3） 由于液泡本身吸水，液泡膨胀，产生一种压力，使细胞有一定的紧张度，使植物体保持饱满和坚挺，维持一定的形状。（4） 细胞代谢产物的贮藏场所，参与细胞中的物质循环，必要时细胞液中的酶能破坏、消化细胞中各种细胞器，分解贮藏物质等。近年发
