植物细胞和组织

第一章植物细胞和组织

第一节植物细胞

一、概述

1．概念

世界上的植物种类繁多,千差万别，但就其结构来说，所有的植物体都是由细胞构成的。

细胞不仅是植物结构单位,也是功能单位。

细胞并不是生命有机体（包括植物）唯一的结构单位，如病毒。

2．发现

一般细胞都很小,要用显微镜才能看到。1665年,英国人Hooke用他改进的显微镜观察软木的结构,发现并命名了细胞。

二、原生质的化学组成

构成细胞的生活物质为原生质，它是细胞活动的物质基础。原生质有着相似的基本成分。

1．水和无机物

原生质含有大量的水，一般占全重的60-90%。

幼嫩植株含水60-90%。

种子（成熟的）含水10-14%。

水的作用：游离水作为溶剂而参加代谢过程；作为原生质结构的一部分；影响代谢活动；调节原生质温度变化，维持原生质正常的生命活动。

除水之外，原生质中还含有无机盐及许多呈离子状态的元素，如铁、锌、锰、镁、钾、钠、氯等。

2．有机化合物

组成原生质的物质有：

蛋白质

核酸

脂类

糖类

①蛋白质

蛋白质分子由20多种氨基酸组成。由于氨基酸的数量、种类、排列顺序不同，形成各种蛋白质。

蛋白质可以作为原生质的结构蛋白，而且还以酶的形式起重要作用。例如，使物质分解的淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶等。

②核酸

生活的原生质都含有核酸，核酸都和蛋白质结合形成核蛋白。核酸由核苷酸构成。

单个的核苷酸由一个含氮碱基、一个五碳糖和一个磷酸分子组成。

核酸根据含糖不同，可分为含有核糖的核糖核酸（RNA）和含有脱氧核糖的脱氧核糖核酸（DNA）。

DNA的双螺旋结构。

③脂类

凡是经水解后产生脂肪酸的物质属于脂类。

在植物体内，有的作为结构物质，例如磷脂和蛋白质结合，构成细胞的各种膜。有些脂类形成角质，木栓质和蜡，参与细胞构成。

细胞表面的蜡、木栓层。

④糖类糖类是光合作用的同化产物，参与构成原生质和细胞壁。细胞中最重要的糖可分为。

单糖：例如：葡萄糖、核糖

双糖：例如：蔗糖、麦芽糖

多糖：例如：纤维素、淀粉

原生质中除上述四大类物质以外，还含有极微量的，但生理作用很大的有机物，称为：生理活跃物质，如：酶、维生素、激素、抗菌素。

人们日常所食用的五谷以及水果中都可以见到这些物质的踪影。原生质中的蛋白质，核酸，多糖等生物大分子，分散在原生质所含的水溶液中，形成胶体。失去水分为凝胶，吸收水分则为溶胶。

三、植物细胞的形态、结构和功能

植物细胞一般都很小，不同种类的细胞，大小差异悬殊。

植物细胞的形态多种多样，常见的多为球形、多面体形、椭圆形、长柱形及长棱性等。

植物细胞虽然大小不同，形状多样，但是一般有相同的基本结构。

（一）原生质体

1. 细胞膜

流体镶嵌模型

生活在细胞原生质外表，都有一层膜包围，称为细胞膜或质膜。细胞膜由磷脂和蛋白质组成，其功能是维持胞内环境的稳定，调节、控制物质或信息在细胞内外的运输。

质膜横断面在电镜下呈现“暗-明-暗”三条平行带，暗带为蛋白质分子组成，明带为脂类物质组成，称为单位膜。

2．细胞质

细胞质是细胞核外围的原生质。可分为胞基质和细胞器。

（1）胞基质是包围细胞器的细胞质部分。它是一种化学成分很复杂的胶体物，

在光学显微镜下是近于透明、均匀一致的。

生活的细胞中，胞基质处于不断流动状态，称做胞质运动，有两种：旋转运动和循环运动。

（2）细胞器细胞器是细胞质内具有特定结构和功能的亚细胞结构。

①质体

质体是植物细胞特有的细胞器，幼期未分化成熟的，成为前质体。

分化成熟的质体可根据其颜色和功能不同，分为叶绿体（Chloroplast）、有色体（Chromoplast）和白色体（leucoplast）三种主要类型。

⑴叶绿体

高等植物的叶绿体主要存在于叶肉细胞内，含有叶绿素。电镜观察表明：叶绿体外有光滑平滑的双层单位膜，内膜向内叠成内囊体，存在基粒片层和基质片层。

在个体发育上，叶绿体来自前质体，由前质体发育成叶绿体。

⑵有色体

有色体含有类胡萝卜素。类胡萝卜素包括：叶黄素（黄色）、胡萝卜素（红色），部分植物的花瓣，成熟的果实，胡萝卜的贮藏根，衰老叶片都存在有色体。有色体的形状有球形和不规则形状。

⑶白色体

白色体不含色素，存在于甘薯、马铃薯等植物的地下贮藏器官中。按照功能不同，可以分为：造粉体、造油体和造蛋白质体。在植物发育过程中，质体可以相互转化。

②线粒体

线粒体是进行呼吸作用的主要细胞器。电镜观察，线粒体是双层单位膜构成，内膜形成

片状或管状的内褶，称为嵴。内膜及其所在的嵴的内表面，均匀地分布有形似大头针的结构，称为电子传递粒。

③核糖核蛋白体

生活的细胞中都存在核糖核蛋白体，它是合成蛋白质的主要场所，存在于胞基质，内质网等处。核糖体由蛋白质和RNA组成，结构上为两个近半球形而大小不等的亚单位结合而成的。常几十个到几百个聚合在一起，成为多聚核糖体。

④内质网

细胞内存在内质网，它是由膜围成的扁平的囊、槽、池或管，形成互相沟通的网状系统。

内质网的外表面有的结合有核糖体，称为粗面内质网，有的没有，成为光滑型内质网。

⑤高尔基体

高尔基体是一叠由平滑的单位膜围成的囊组成。高尔基体是动态结构，有形成面和成熟面，与细胞壁的形成有关。

⑥液泡

由单位膜构成的细胞器。液泡的膜称为液泡膜，液汁称为细胞液。幼期细胞，液泡很小，但随着细胞生长，液泡长大。小液泡逐渐合并为大液泡，位于细胞中央。具渗透调节、贮藏和消化等功能。

⑦溶酶体

溶酶体是分解蛋白质、核酸、多糖的细胞器，由单层单位膜构成，内含多种水解酶，可分解从外面进入到细胞内的物质，也可消化局部细胞器或整个衰老的细胞。

⑧微体

微体也由单位膜包围成，呈球形。在植物细胞中，已明确的两种微体是过氧化物酶体和乙醛酸循环体。过氧化物酶体常和叶绿体，线粒体结合在一起，执行光呼吸。乙醛酸循环体存在于油料植物种子中，脂肪经它含的几种酶逐步分解。

⑨微管和微丝

微管与微丝微管普遍存在于植物细胞中，它是由两种不同的微管蛋白围成的长管状结构。直径约25nm。除了微管之外，植物细胞中还有比微管更细的直径约6～8nm的微丝。微管与微丝在细胞内形成了错综复杂的立体网架，它们对维持细胞的形状、细胞壁的建造、细胞分裂时纺锤丝的构成和染色体的移动、胞质运动和物质运输等都起着重要作用。

3.细胞核

细胞核为生活细胞中最显著的结构，细胞内的遗传物质DNA，几乎都存在于核内，为细胞的控制中心。

（1）细胞核的形态

各种细胞内都有细胞核，其形态多种多样。

（2）结构与功能

细胞核的结构，随细胞周期的改变而变化，可分为分裂期和间期。

间期核可分为核膜、核仁和核质。核膜为双层膜、上有核孔。核孔是物质进出细胞核的通道。核仁常有一个或几个，是细胞内形成核蛋白亚体的部位。形状因不同部位而不同。

核质可分为着色的物质--染色质和不着色的部分--核液。染色体为核酸和蛋白质的复合体。

（二）细胞壁

细胞壁是植物细胞特有的结构，它是由原生质体分泌的物质构成的，一般认为是无生命的。

1．细胞壁的结构

细胞壁是在细胞分裂、生长和分化过程中形成的。由于功能不同，细胞壁的结构和成分