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1、第二章植物的细胞 1、植物细胞植物细胞： 是构成植物体的形态结构和生命活动的基本单位。是构成植物体的形态结构和生命活动的基本单位。 2、模式植物细胞模式植物细胞(Structureofatypicalplantcell)： 为了便于学习和掌细胞的构造，现将各种细胞的主要构造为了便于学习和掌细胞的构造，现将各种细胞的主要构造 集集 中在一个细胞中加以说明，这个细胞称为模式植物细中在一个细胞中加以说明，这个细胞称为模式植物细 胞（或胞（或 典型植物细胞）。典型植物细胞）。 3、显微结构显微结构是指在光学显微镜下观察到的结构。是指在光学显微镜下观察到的结构。单位:m 光学显微镜的有效放大倍数一般不超
2、过光学显微镜的有效放大倍数一般不超过12001200倍。倍。 4、超微结构超微结构是指在电子显微镜下观察到的结构。是指在电子显微镜下观察到的结构。单位：世界上第一架显微镜是荷兰眼镜商Z.Jansen(1588-1628)于1604年创制的。用来观察跳蚤，故称为“跳蚤镜”。16651665年，英国物理学家罗伯特年，英国物理学家罗伯特虎克（虎克（Robert Robert HookeHooke）设计了）设计了结构相当复杂的显微镜。有一次，结构相当复杂的显微镜。有一次，他切了一块他切了一块软木软木（木栓）的薄片，（木栓）的薄片，放在自己制造的显微镜下观察，放在自己制造的显微镜下观察，看到这块软木片是
3、由很多小室构看到这块软木片是由很多小室构成的，各个小室之间都有壁隔开，成的，各个小室之间都有壁隔开，像蜂房似的。像蜂房似的。 虎克给这样的小室结构取名虎克给这样的小室结构取名为为“细胞细胞”。其实，软木是由死。其实，软木是由死细胞构成的，只有细胞壁，没有细胞构成的，只有细胞壁，没有原生质。原生质。虎克发表的图片虎克发表的图片植物细胞模式图 植物细胞基本结构植物细胞基本结构一一个个典典型型植植物物细细胞胞基基本本构构造造是是由由细细胞胞壁壁、原原生生质质体体、细细胞胞后后含含物物和和生生理理活活性性物物质质三三部部分分组成。组成。典型的典型的植物细胞植物细胞 原生质体原生质体细胞质细胞质贮藏的营
4、养物质：淀粉、蛋白质、脂肪扣脂肪油贮藏的营养物质：淀粉、蛋白质、脂肪扣脂肪油液泡液泡:细胞液及其内含物细胞液及其内含物后含物后含物细胞器细胞器细胞后含物和细胞后含物和生理生理活性物质活性物质 细胞壁细胞壁 ：胞间层、初生壁、次生壁胞间层、初生壁、次生壁细胞核细胞核 质质 体：叶绿体、有色体、白色体体：叶绿体、有色体、白色体 细胞器细胞器 线粒体线粒体 高尔基体高尔基体 核糖体核糖体 溶酶体溶酶体生理活性物质：酶、维生素、植物激索生理活性物质：酶、维生素、植物激索植物细胞的基本构造植物细胞的基本构造植物细胞的形态和大小植物细胞的形态和大小植物细胞的形态和大小植物细胞的形态和大小形态：由于植物的种
5、类、细胞存在于植物体的部位以及执行的机能不同，其形状和大小随之而异。游离或排列疏松的细胞：多呈类圆形排列紧密：多呈多角形或其他形状执行机械作用的细胞：细胞壁增厚，是圆柱形、纺锤形等执行输导作用的细胞：多为长管状植物细胞的大小植物细胞的大小大小植物的细胞一般都较小，约为10-100m。必须在显微镜下才能看见。细菌的细胞最小，直径l2m，种子植物的薄壁细胞：20-100m储藏组织细胞直径可达1mm，肉眼可见。亚麻纤维细胞较细长，长达4cm左右苎麻纤维长达200mm，甚至可达550mm最长的细胞是无节乳管，长达数米数十米植物细胞的基本构造植物细胞的基本构造原生质体原生质体：是指单个细胞内的原生质，它
6、是细胞内有生命的物细胞内有生命的物质质，是细胞的最主要部分，细胞的一切代谢活动都在这里进行。原生质原生质：是细胞内有生命活性的物质细胞内有生命活性的物质。细胞质细胞质：细胞膜内细胞核外的原生质部分细胞膜内细胞核外的原生质部分。包括透明粘液状的基质和悬浮于其中的细胞器以及细胞的代谢产物，如色素粒、分泌粒、脂滴和糖原等。接近细胞膜的细胞质叫外质外质，粘滞度较高，在光学显微镜下，通常透明无颗粒，含有许多微管、微丝，对维持细胞的表面形状及细胞运动有关。外质内粘滞度较低称内质内质，在光学显微镜下，可见到有颗粒存在。内质网、高尔基体、中心体等许多重要结构都主要位于内质区。1.细胞壁（细胞壁（Cell Wa
7、ll)2.质体质体（Chloroplast)3.液泡（液泡（Vacuole)植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征为：一、质体质体是绿色真核植物所特有的细胞器。在幼龄细胞中，质体尚未分化成熟，称为原质体或前质体。根据色素和功能的不同，可分为：叶绿体有色体白色体质体三种质体的关系三种质体的关系白色体在一定条件下，一种质体可转变为另一种质体。在一定条件下，一种质体可转变为另一种质体。有色体多从叶绿体转化而来，积累脂类和淀粉。白色体 ，近球形，存在于甘薯（番薯）、马铃薯地下贮藏器官中，种子的胚及少数植物叶的表皮细胞中也有存在。包括合成淀粉的造粉体、合成脂肪和油的造油体，合成蛋白质的糊粉体等等。 造粉体
8、造油体糊粉体三种质体的关系三种质体的关系叶绿体叶绿体白色体白色体有色体有色体你能够举例吗？二、植物细胞的含物液泡 液泡外有液泡膜把细胞液和中质隔开。 液泡膜是有生命的，是属于原生质体的一个组成部分，而细胞液是细胞代谢过程中产生的多种物质的混合液，是无生命的。 这里把液泡当成一种细胞器，是因为液泡在植物细胞生理活动中有重要地位。幼小的细胞中无液泡或液泡不明显，小而分散，随着细胞分化成熟，液泡逐渐增大，并彼此合并成几个大液泡或一个中央大液泡，而将细胞质、细胞核和质体等挤向细胞的周边。后含物（ergastic substance）： 细胞在生活过程中产生的各种无生命的物质,统称为细胞的后含物。 细胞
9、后含物种类很多，有些在医疗上具有重要的价值，是植物可供药用的主要因素，有些是具有营养价值的贮藏物，是人类食物的主要来源，有些是细胞的废物。 它们的性质或形态是中草药鉴定的主要依据它们的性质或形态是中草药鉴定的主要依据。 后含物（ergastic substance）： 淀粉粒 菊糖 糊粉粒 脂肪油 结晶体 1淀粉：是由多分子葡萄糖脱水缩合而成。一般绿色植物经光合作用所产生的葡萄糖，暂时在叶绿体内转变成的淀粉称为同化淀粉同化淀粉。同化淀粉再度分解为葡萄糖，转运到贮藏器官中，而在造粉体造粉体内重新形成的淀扮称为贮藏淀粉贮藏淀粉。贮藏淀粉是以淀粉粒的形式常贮存在植物根、块贮藏淀粉是以淀粉粒的形式常贮
10、存在植物根、块茎和种子等薄壁细胞中茎和种子等薄壁细胞中。淀粉积累时，先形成淀粉的核心（脐点），然后环绕核心继续积聚。因为有日夜交替的变化，淀粉沉积的疏密不同，因而显出轮纹（层纹）。淀粉粒的形状有圆球形、卵圆形、长圆形或多角形等，脐点的形状有颗粒状、裂隙状、分叉状、星状等，有的在中心，有的偏于一端。淀粉淀粉starch:以淀粉粒的形式贮存在细胞中。分为三种类型：单粒淀粉：单粒淀粉：只有一个脐点复粒淀粉：复粒淀粉：有两个以上的脐点，每个脐点有各自的层纹。半复粒淀粉：半复粒淀粉：有两个以上的脐点，不仅有各自的层纹，还有共同的层纹。鉴别鉴别：加碘化钾-碘液蓝紫色淀粉粒的扫描电镜照片菊糖菊糖Inulin
11、Inulin：由果糖分子聚合而成。呈球状、半球状、扇形。分布：多存在菊科和桔梗科植物的细胞中。鉴别：加25%的-萘酚浓硫酸液紫红色而溶解。蛋白质蛋白质proteinprotein： 贮藏蛋白质是非活性的，以糊粉粒糊粉粒的状态存在于细胞中，常呈无定形的小颗粒或结晶体。结构结构分为结晶蛋白质体、球晶体和蛋白质基质。 鉴别：加碘液暗黄色；遇硫酸铜加苛性碱水溶液紫红色。脂肪和油脂肪和油fat and fat oilfat and fat oil： 由脂肪酸和甘油结合而成，常温下固态称脂肪，液态称油类。 鉴别：加苏丹橙红色 晶体crystal（草酸钙结晶）草酸钙结晶草酸钙结晶:植物细胞中最常见的晶体单晶
12、单晶:又称方晶或块晶，多单独存在于细胞中。针晶针晶:为两端尖锐的针状，多成束存在存在于粘液细胞中，称针晶束。如半夏、黄精等。簇晶簇晶:由许多菱状晶集合而成，一般呈多角形星状。如大黄、人参等。砂晶砂晶:为细小的三角形、箭头状或不规则形，聚集在细胞里。柱晶柱晶:为长柱形，长度为直径的四倍以上。晶体晶体crystal（碳酸碳酸钙结晶钙结晶)碳酸钙结晶碳酸钙结晶: :多存在于植物叶的多存在于植物叶的表层细胞中，其一表层细胞中，其一端与细胞壁连接，端与细胞壁连接，形状如一串悬垂的形状如一串悬垂的葡萄，通常呈钟乳葡萄，通常呈钟乳石状态，所以称石状态，所以称钟钟乳体乳体。无花果叶内钟乳体切面观：无花果叶内钟
13、乳体切面观：1.表皮和皮下层2.栅栏组织3.细胞腔和钟乳体无花果叶内钟乳体切面观无花果叶内钟乳体切面观草酸钙结晶与碳酸钙结晶区别草酸钙结晶与碳酸钙结晶区别草酸钙结晶草酸钙结晶: :不溶于醋酸，遇不溶于醋酸，遇2020硫酸溶解并硫酸溶解并形成硫酸钙针状结晶析出；形成硫酸钙针状结晶析出；碳酸钙结晶碳酸钙结晶: :加醋酸则溶解，并放出加醋酸则溶解，并放出COCO2 2气泡，气泡，可与草酸钙区别。可与草酸钙区别。三、细胞壁细胞壁细胞壁cell wall 细胞壁是植物细胞特有的结构之一细胞壁作用细胞壁作用: :保护和支持细胞的作用。保护和支持细胞的作用。 1. 1.细胞壁的层次：分为胞间层、初生壁、次生
14、壁细胞壁的层次：分为胞间层、初生壁、次生壁三层。三层。 2. 2.纹孔和胞间连丝：纹孔有单纹孔、具缘纹孔、纹孔和胞间连丝：纹孔有单纹孔、具缘纹孔、半具缘纹孔三种。半具缘纹孔三种。 3.3.细胞壁的特化：有木质化、木栓化、角质化、细胞壁的特化：有木质化、木栓化、角质化、粘液化和矿质化五种。粘液化和矿质化五种。 细胞壁是原生质体生命活动的产物，是植物细胞周围没有生命的部分，具有一定的坚韧性。1.中胶层（胞间层）细胞壁2.初生壁3.次主壁1.中层中层是细胞分裂时最初形成的一层，为相邻细胞所共有，它主要由果胶质组成（果胶质的分解和破坏便引起细胞的分离）。以后在中层上形成初生壁并渐次增大，它主要由纤维素
15、、半纤维素和果胶质组成。2.初生壁初生壁一般薄而有弹性，一些细胞在停止增大后，又在初生壁的内方继续加厚，这时所构成的细胞壁称为次生壁，它主要是纤维素组成，但往往还沉积其他一些物质（如木质素）。3.次生壁次生壁一般较厚而硬，它使细胞有很大的机械强度。胞间层、初生壁、次生壁区别形成时期形成时期成分成分特点特点胞胞间间层层细胞分裂末期果胶粘合力强，性质不稳定，容易在酸、碱、酶的作用下破坏初初生生壁壁细胞生长过程中纤维素、半纤维素、少果胶厚1-3m，填充生长，网架结构，薄而可延伸，可随细胞生长不断扩大表面积次次生生壁壁细胞停止生长后纤维素、半纤维素及其它物质厚5-10m，附加生长，厚而坚韧，只有厚度的
16、增加，没有面积的扩大较厚的次生壁又可分为内、中、外三层。两相邻细胞的初生壁和它们之间的中胶层三者合称为“复合中层”。植物细胞一般都具有初生壁，但并不都具有次生壁。 纹孔（纹孔（ pit ）：次生壁在加厚的过程中，在很多地方留有一些没有增厚部分，只有胞间层和初生壁，这种较薄的区域，称为纹孔纹孔。纹孔在相邻的两个细胞相同部位的细胞壁上成对出现，称为纹纹孔对孔对。结构结构：分为纹孔膜、纹孔腔、纹孔口纹孔膜、纹孔腔、纹孔口。作用作用：有利于细胞间物质的运输。纹孔的类型 纹孔纹孔有三种类型： 1.1.单纹孔单纹孔：次生壁上未加厚的部分呈圆筒形，即从纹孔膜至纹孔口的纹孔腔呈圆筒状。 2.2.具缘纹孔：具缘
17、纹孔：纹孔边缘的次生壁向细胞腔内呈拱状隆起，成半圆球形或拱状的纹孔腔。正面观可见三个同心圈：外圈为纹孔腔的边缘，中圈为纹孔塞的边缘，内圈为纹孔口的边缘。 3.3.半缘纹孔：半缘纹孔：相临纹孔对的一边是单纹孔，另一边是具缘纹孔。 辣椒果皮细胞（示纹孔辣椒果皮细胞（示纹孔pit）胞间连丝胞间连丝胞间连丝( (plasmodesmata): 细胞间有许多纤细的原生质丝，穿过细胞壁上的微细孔眼或纹孔彼此联系着，这种原生质丝叫胞间连丝。即穿过细胞壁上纹孔的原生质细丝。胞间连丝作用作用：细胞的正常通道，保持细胞间生理上的有机的联系。 细胞壁主要是由纤维素构成。（鉴别：纤维素遇氧化铜氨液氧化铜氨液能溶解溶解
18、，加氯化锌碘试氯化锌碘试液液呈蓝色蓝色或紫色紫色）。由于环境的影响，生理机能的不同，细胞壁常常沉积不同物质而产生特化，以致发生理化性质的变化。1.木质化（lignification）2.木栓化（suberization）细胞壁常分为5种特化3.角质化（cutinization）4.粘质化（mucilagization）5.矿质化（mineralization）(三) 细胞壁的特化1.1.木质化（木质化（lignificationlignification）细胞壁由于细胞产生的木质素木质素的沉积而变得坚硬牢固，增加了植物支持重力的能力，树干内部的木质细胞即是由于木质化的结果。当木质化细胞变得很厚
19、时，多趋于衰老衰老或死亡死亡，如导管、管胞、导管、管胞、木细胞、木纤维、石细胞木细胞、木纤维、石细胞等。木质化细胞壁鉴别木质化细胞壁鉴别：1.木质化的细胞壁加间苯三酚间苯三酚溶液一滴，待片刻，再加浓盐酸浓盐酸一滴，即显红色红色。2.加氯化锌碘氯化锌碘显黄色黄色或棕色棕色反应。2.2.木栓化（木栓化（suberizationsuberization）是细胞壁内渗入了脂肪性的木栓质木栓质（suberin）的结果。木栓化的细胞壁不透水和空气，细胞内原生质体与周围环境隔绝而死亡死亡。木栓化细胞有保护作用，如树皮外面的粗皮就是由木栓化细胞组成的木栓组织。栓皮栎的木栓特别发达，可作为热水瓶的瓶塞。 木栓化
20、细胞壁鉴别木栓化细胞壁鉴别：1.木栓化细胞壁遇苏丹遇苏丹试液试液可染成红色红色；加苛性钠苛性钠加热，则木栓质溶解成黄色油滴溶解成黄色油滴。3.角质化（cutinization）细胞产生的脂肪性角质（角质（cutincutin）除填充细胞壁本身外，常在茎、叶或果实的表皮外侧形成一薄层无色透明的角质层（cuticlecuticle）。它可防止水分过度蒸散和微生物的侵害。 角质化细胞壁鉴别：角质化细胞壁鉴别：角质化细胞壁遇苏丹苏丹试液试液可染成红色红色；加苛性钾苛性钾加热，不变不变。4.4.粘液质化（粘液质化（mucilagizationmucilagization）是指细胞壁中的果胶质和纤维素等成
21、分发生变化而成为粘液。粘液质化所形成的粘液在细胞的表面常呈固体状态，吸水膨胀后则成粘滞状态。 如车前、芥菜、亚麻的种子和鼠尾草果实均含粘液化细胞。 中药车前子入汤剂需纱布包煎，就是防止粘锅、糊化、焦化。 粘液质化细胞鉴别：粘液质化细胞鉴别： 1. .粘液质化的细胞壁遇玫红酸钠醇溶液玫红酸钠醇溶液染成玫瑰红色玫瑰红色； 2.粘液质化的细胞壁遇钌红试液钌红试液染成红色红色。5.矿质化（mineralization）有些植物的细胞壁中含有硅质硅质或钙质钙质等，其中以含硅质的最常见，如：禾本科植物的茎、叶以及木贼茎中和硅藻的细胞壁内含大量硅酸盐（硅质）。 由于二氧化硅的存在，增加了细胞壁的硬度，可作磨擦料应用。 硅质化细胞鉴别：硅质化细胞鉴别：二氧化硅能溶于氟化氢，但不溶于醋酸或浓硫酸（可区别于碳酸钙和草酸钙）。 特化类特化类型型附加成分附加成分作用作用鉴别鉴别木质化木质化木质素增强机械力间苯三酚和盐酸红色木栓化木栓化木栓质（脂肪性物质）保护作用苏丹红色加苛性钠溶解成黄色油滴黄色油点角质化角质化角质（脂肪性物质）保护作用苏丹红色粘液化粘液化果胶、纤维素变成粘液或树胶 利于种子萌发玫红酸纳酒精液玫瑰红色钌红试液红色矿质化矿质化硅质、钙质增强机械力氢氟酸溶解
