在高倍光镜下,叶绿体外围由双层膜包围里面充满有无色的基质,在基质中含有圆盘,叫做类囊体锥积而成,类囊体也叫基粒片层。一个叶绿体内可有40—60个基粒,基粒中类囊体的层数是从10—100片不等。
在基质中还有一些片层把基粒错综地连接起来,这些片层叫基质片层。 叶绿体的主要功能是光合作用。此外它也能合成自己的DNA、RNA和蛋白质等。 6CO2+12H2O674千卡光能 C6H12O6+6H2O+6O2↑ 叶绿
光合作用的整个过程分成两个阶段:
光反应:叶绿素在光下光能转化为化学能。反应在类囊体上进行
暗反应:利用化学能从CO2 合成碳水化合物的过程。反应是在基质中进行。 白色体:是一种不含色素的质体,也叫无色体。常存在于幼嫩或不见光的组织的细胞中。特别在贮藏组织的细胞中较多。通常成 颗粒壮或不规则的形状。数目较多,多聚集于细胞核的附近。白色体在光的作用下能转变成叶绿体,有些白色体能合成淀粉、脂肪或蛋白质。
有色素:是含绿色以外色素的质体,所含色素为胡萝卜和黄素,故呈现黄色、红色或橙色。通常存在于花和果实中 ,但有时营养器官中也有。 (五)核蛋白体
核蛋白体是无膜结构的细胞器,常呈长圆形直径约150—250A,主要分布于内质网的表面或游离于细胞中,主要成分40%的蛋白质和约占60%RNA所组成。它的主要功能是哈成蛋白质的主要成所。 (六)高尔基体:
高尔基体是由一些排列整齐的扁吏组成,每一个扁吏是由双层平行膜构成,一个高尔基体有4-8个扁吏叠生而成,吏的边缘可以不断形成细胞壁的物质,如纤维素、木质素、果胶质等。所以它的功能是参与细胞壁和质膜形成。 (七)溶酶体:
溶酶体是由单层膜围成,无内部结构,里面含有很多种水解酶类的一种细胞器。大小约为0.5—几个um。呈球形或圆球形。它的主要功能为: ①正常分解细胞内贮存物质。②自体吞噬。消化分解自身的局部细胞质或细胞器。③自溶作用,即溶解衰老与不需要的细胞,以利分化及个体发育。 (八)圆球体:
它是直径约为0.5—1um的由单层膜围成的小圆颗粒,内含多种水解酶,它具有溶酶体的性质外还含有脂肪酶,能积累脂肪,起储存细胞作用。 (九)微体:
微体是直径约为0.2—1.5um的单层膜包围的圆球形小体,一般都与内质网相
连。由于所含酶系统的不同可以分为:
过氧化酶体: 主要存在于叶肉细胞中。它与叶绿体、线粒相连参与醇酸循环,
把光合作用中的乙醇酸转化成已糖。
乙醛循环体: 主要出现在有粒种子散发时,它与圆球体线粒体相配合,把储藏
的脂肪转化为米广类。
(十)微管微丝和细胞骨架:
微管:是一个直径约20—30um的中空圆筒,长达几个um由球状蛋白质亚单位组成。主要分布于靠近质膜的细胞质中。它的主要功能有:①构成细胞的网状支架维持细胞的形状固定和支持细胞器的位置。②参与形成纺锤丝并牵引染色体分裂和位移,与细胞器的位移相关。③参与细胞收缩和运动是纤毛鞭毛等运动器官的基本结构成分。④参与细胞内物质的运输。
微丝 是有肌动蛋白和肌球蛋白组成的直径为5—6um的细长丝。在细胞中常成出现。在每吏中由几条至20多条微丝组成。在细胞内横交织存在,具有收缩和运动功能。
所谓细胞骨架,也叫微染系统,它是由微管微丝中间纤微和微染四种不同粗细的蛋白质性质的纤微状细丝交织形的网络系统,也称细胞骨架。 三、液泡及细胞内含植物 (一) 液泡的形成
液泡是细胞内含有水溶解的小腔,所含液泡液。幼嫩细胞不具有液泡或仅具有很多小而不明显的液泡。当细胞生态时代谢产物增多细胞从外界吸收大量水分,于是形成液泡或小液泡增大,彼此合并,最后形成一个液泡,占细胞整个体积的90%称中央液泡。这样细胞质和细胞核,被大的中央液泡所推移而靠近细胞壁。在细胞质与液泡接触部分具有一层很薄的膜称为液泡膜。
液泡中所含细胞液的主要成分是水,水中溶有细胞生命活动过程中所产生的各种代谢产物:如糖、脂肪、蛋白质、有机酸、单宁、植物碱、色素和无机盐等因此,可以细胞具有甜、酸、涩、苦等味道。细胞液的作用有:
(1)调节细胞的渗透压控制水分养分出入细胞(2)维持一定的膨压(3)参与物质的代谢活动。 (二) 细胞内含物
细胞在生长分化过程中,原生质体不断进行新陈代谢活动陈胜的各种代谢产物叫细胞含物。
细胞内含物有的存在于细胞液中,有的存在于细胞质中,或两处均有存在。在内含中有的是贮藏物质,有的是胜利活性物质,有的代谢的中间产物。 1、藏的营养物质:
淀粉:是淀粉粒的形成时,先从白色体上的一点开始形成淀粉粒的核心,以环绕核心继续积累最后整个白色体全被淀粉所充满,由于白天和黑夜形成淀粉的量和淀粉含水量不同,使核心周围出现轮纹。各种植物淀粉粒的形态、大小、结构是不同的,这些特征可作为鉴定植物种类的特征之一。淀粉不溶于水,遇碘呈蓝色,这是淀粉的特制反映,可以根据这个反应鉴定淀粉。 淀粉粒有三种类型 单粒:马铃薯
复粒:小麦、燕麦 半复粒:蚕豆、小麦
蛋白质:贮藏的蛋白质是没有生命的,和构成原生质的蛋白质不同。常以无定形或结晶状态存在于细胞中,称糊淀粉粒,蛋白质遇碘—碘化钾溶液呈黄色反应,可以根据这个反应鉴定蛋白质。蛋白质在油类种子中贮藏最多。如:胡桃、花生、大豆、芝麻等。
脂肪:是一种高能量的贮藏物质通常以油滴状态存在于细胞质内,折光率很强。用苏丹Ⅲ滴染立即呈现橙黄色或桔红色。普遍存在于植物种子和果实的细胞中。如:花生、芝麻等 3、 生理活性物质:
细胞在新陈代谢过程中产生一些含量很少,但对于细胞生命活动起着非常重要作用的物质。这些物质统称为生理活性物质,如:酶、维生素、植物激素等。生理活性物质保证细胞内一切生化反应的顺利进行,调节和控制植物生长发育繁殖一致遗传,变异等一系列生命活动过程。 4、 其它物质:
a糖类,b有机物 如:苹果酸、柠檬酸、酒石酸等c单宁:是一种缺氮的有机化合物,有涩味、遇铁呈蓝色至黑色。d精油:一种挥发性的芳香物质。E花青素:是植物体内比较普遍存在的一种色素,通常溶解在细胞中。花青素的颜色与细胞液的酸碱等有关,酸性呈红色,碱性呈蓝色,中性呈紫色。F植物碱:是一种含旦的有机化合物,如咖啡碱、烟碱等。除此之外还有无机盐和一些结晶体等物质。
四、细胞壁
细胞壁是植物细胞显著特征之一,它是具有一定硬度和弹性的固体结构,是包围在植物细胞质膜的一层透明外壳,对细胞起着保护和巩固作用。 (一) 细胞壁的结构:
细胞壁的结构和组成成分,因细胞的年龄种类和功能不同而有差异。它是由原生质体分泌的物质形成的,主要物质是果胶质和纤微素。根据细胞壁形成的先后,化学成分和结构方面的不同,壁可分为三层。
1、胞间层:细胞分裂产生新细胞时,两个子细胞之间形成的一层薄膜。是细胞的最外一层,它是由果胶质或果胶酸钙和果胶酸镁所组成。胞间层对相邻两个细胞起连接和缓冲作用。也不会阻碍细胞的生长。
2、初生壁:在细胞生长时形成的细胞壁。在细胞分裂末期胞间层形成后,原生质添加在胞间层上,就构成初生壁。它具有弹性和可塑性,能随着细胞生长,不断增厚面积。
3、次生壁:细胞停止生长后细胞壁继续增生,所增厚的部分在初生壁的内侧,叫次生壁。一般厚约5—10um,它是由纤微素和其它非纤微素的物质构成。
所有植物细胞都具有细胞间层和初生壁,但并不都具有次生壁。
纹孔:细胞壁增厚时并不是全面均匀增厚,形成了许多薄壁区域。这些薄壁的区域叫纹孔。相邻细胞纹孔常常成对而生。纹孔是细胞间水分和物质交换的通道。根据纹孔加厚的情况不同,可以以下几种类型: 具缘纹孔:主要发生在次生壁强烈加厚的细胞上。 单纹孔:主要发生在薄壁细胞上。
半具缘纹孔:主要发生在厚壁细胞与薄壁细胞相邻的细胞壁上。
穿孔:有些植物细胞,细胞达成熟阶段,细胞壁局部溶解形成真正相通的小孔,叫穿孔。 胞间连丝:
在相邻的生活细胞间,细胞质常常以极细的细胞质丝穿过细胞壁而彼此相互联系,这种穿过细胞壁的细胞质丝叫胞间连丝。
它们常成束存在,在纹孔处发生有时也可任意分布在整个细胞壁上。 (二) 细胞壁的超微结构:
在电镜下,组成细胞壁的主要物质纤微素成纤微状的细丝交织排列组成细胞的骨架,其它组成壁壁的的物质如果果胶质,半纤微素木质等等填充在骨架的空隙中。葡萄糖→纤微素→基本纤丝或微团→微纤丝→大纤丝(微纤丝束)
(三) 细胞壁的生长和特化:
细胞壁的特化:是指细胞生长分化过程中,由原生质体合成一些特殊的物质渗入
壁内,改变壁的性质以适应一定功能。
木化:细胞壁上增加木质的叫木化。木化的细胞壁硬度和韧性增加,增强细胞的
支持力。
角化:细胞壁中增加角质的叫角化。角化的细胞壁透水性降低,可减少对水分的
散失,增强对细胞的保护作用。
栓化:细胞壁中增加栓质的叫栓化。栓化的细胞壁不透水,不透气,增加了保护
作用。
矿化:细胞壁中增加矿质的叫矿化。矿化的细胞壁硬度增加从而增加植物的支持
和保护作用。
第三节 植物细胞的分裂
一、细胞周期:
所谓细胞周期:是指从上一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束之间所经历的
全部过程。这一过程包括分裂间期和分裂期。分裂间期是细胞有丝分裂的准备阶段,它包括以下三个时期
G1期、即DNA合成前期:细胞内合成RNA蛋白质和磷脂等
S期、即DNA合成期:DNA进行复制,RNA和蛋白质的合成继续进行 G2期、即DNA合成后期:RNA和蛋白质合成继续进行。ATP 二、染色质和染色体
染色质是指间期细胞核内由DNA和蛋白质等组成的细丝状结构。染色体是指有丝分裂过程中染色质丝高度螺旋化,折叠宿短变粗的结构。
染色体的形状、大小随植物种类不同,所处的细胞分裂时期不同而异。一般常成杆状、V形、L形。每条染色体上有相对不着色而直径较小的主溢痕区域,叫着丝点。
染色体的数目因植物的种类不同而异。但在同一种生物中,每个细胞里的染色体数目一般总是恒定的。
一种生物的体细胞具有一定数目和大小,形状的染色体这些特征的总和叫染色体组型。生殖细胞所含染色体数目只有体细胞染色体数目的一半,即生殖细胞只含有一个染色体组为单体倍体。用n表示。而体细胞含有两个染色体组,为二倍体。用2n表示。 三、有丝分裂: