药用植物学（第一章植物细胞）

第一章植物细胞,一、细胞的概述二、原生质体三、植物细胞后含物四、细胞壁,一、植物细胞概述,1.植物细胞的基本概念在自然界，存在各种各样的美丽植物，有大树、小草，千姿百态，这成千上万种植物在显微镜下，都可以看到是细胞构成的。细胞:是构成生物有机体(病毒除外)结构和功能基本单位。,一、植物细胞概述,2.植物细胞的形状因细胞种类，在植物体内存在部位不同而异,一、植物细胞概述,3.细胞的大小1）表示大小的单位微米（m），1/1000毫米。2）细胞大小不同植物其大小不同，一般为10-20m;最小的是细菌细胞，直径仅有0.1m左右；最大的有西瓜瓤细胞直径约1毫米；苎麻茎纤维细胞长可达550毫米,一、植物细胞概述,4.植物细胞结构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,细胞壁细胞（质）膜细胞基质细胞原生质体细胞质-双层膜结构细胞核细胞器双层膜结构非膜结构后含物,典型的植物细胞,二、原生质体,1.原生质与原生质体原生质:是细胞内有生命物质的总称,是泛指的。原生质体:是指一个细胞内的原生质。包括：细胞膜、细胞核和细胞质。,二、原生质体,2.细胞膜生活原生质外表的一层膜称为细胞膜功能：选择透性成分：,二、原生质体,3.细胞质细胞质是细胞膜以内与细胞核之间的物质，分为细胞器和胞基质。1）细胞器概念：细胞中具有一定结构、组成和特定功能的微器官。双层膜细胞器：质体、线立体种类：单层膜细胞器：液泡、内质网、高尔基体、容酶体、微体和圆球体。非膜细胞器：核糖体，微管、微丝,二、原生质体,细胞器种类质体是植物细胞特有的结构；均有双层膜构成；基本成分为蛋白质和脂类；根据在植物体内存在部位、色素种类分为：白色体：不含可见色素，分为造粉体、造油体、造蛋白体成熟质体有色体：含类胡萝卜素等叶黄素、胡箩卜素）叶绿体：含叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等（2-4mX4-10m）,叶绿体,（chloroplast),在个体发育上，叶绿体来自前质体，由前质体发育成叶绿体。,内膜外膜叶绿体结构基质（核糖体，酶类）基粒（类囊体、叶绿素）基质片层,色素：叶绿素a、b，叶黄素和胡萝卜素功能：光合作用,有色体成分:有色体含有类胡萝卜素（叶黄素（黄色）、胡萝卜素（红色）。存在部位:花瓣、成熟的果实、胡萝卜的贮藏根、衰老叶片都存在有色体。形状:针形、颗粒状、杆状、不规则形。功能：胡萝卜素在光合作用中，是一种催化剂。使花的色彩鲜艳。,白色体形状：呈圆形、椭圆形或纺锤形，不含任何色素。存在部位：多存在于不暴光组织中。功能：造粉体、造油体、蛋白体,白色体,(leucoplast),叶绿体,有色体,前质体,白色体,光,光,暗,暗,质体的相互关系：,退化,光照,90学时（周一5-6节）,二、原生质体,细胞器种类液泡液泡是由单位膜构成的细胞器。液泡包括液泡膜和细胞液。细胞液成分十分复杂：代谢储藏物、排泄物、多种水解酶。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。,液泡形成过程,液泡的功能为：1.调节细胞水势和膨压，渗透调节2.贮藏：离子、盐类、酸类、单宁等花青素碱蓝早中性紫中酸红晚3.消化。含酶类。,二、原生质体,内质网内质网是由单层膜围成的扁平的囊、槽、池或管，形成互相沟通的网状系统。内与核的外膜相连，外与质膜相连，还可通过胞间连丝与相邻细胞的内质网相连。类型粗糙型内质网（rER）:内质网的外表面有结合的核糖体光滑型内质网（sER）:未结合核糖体的内质网。,内质网透射电镜照片,内质网模式图,功能粗糙型内质网：与蛋白质的合成与运输有关;光滑型内质网：合成和运输脂类与多糖。,二、原生质体,高尔基体高尔基体是动态结构.形成面（凸面）:与内质网相连成熟面（凹面）:与质膜相连。,高尔基体(golgibody,dictyosome),主要功能：1.合成：合成多糖、蛋白质、加工和分泌。（如细胞壁内非纤维素多糖在高尔基体内合成，包装在囊泡内运往质膜）2.参与细胞壁的形成。,090924,（4）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。,细胞核的形态各种细胞内都有细胞核，其形态多种多样。,细胞核的结构细胞核包括核被膜、核仁和核质,核被膜：包括核膜和核膜下核纤层。核膜：有两层膜组成，膜上的孔为核孔，直径为本50-100nm，几千至上万个。核纤层：核膜下纤维质的，厚度为本1020nm，成分是一种纤维蛋白。作用：为核膜与染色质提供支架，,核孔,核纤层,核质,核基质,核周腔,核膜,核仁,核质包括核液和染色质染色质：在细胞分裂间期核内被染上颜色的部分。主要成分DNA和蛋白质。染色质又分为常染色质和异染色质。常染色质：在间期核内染色质丝折叠压缩程度低，处于展开状态，用碱性染料染色浅的部分。异染色质：折叠程度高，染色深的染色质紧缩的部分。染色体：在细胞分裂过程中，染色质聚缩成杆状的部分。,常染色质,异染色质,染色体,细胞分裂间期,细胞分裂期,核仁细胞核中圆形或椭圆的颗粒结构，没有外膜。数目不等，多数个，也有个的成分:主要是功能:核仁是蛋白质合成的场所，蛋白质合成盛期的细胞中，常有较大较多的核仁。（3）细胞核的功能储存、传递遗传信息（控制细胞生长发育）协调细胞的代谢,三、后含物及生理活性物质,（一）后含物概念:植物细胞在生活过程中，新陈代谢过程中产生的非生命物质。,三、后含物及生理活性物质,1.营养物质1)淀粉分布：以淀粉粒的形式贮藏在植物根、茎及种子等器官薄壁细胞的细胞质中。形成：造粉脐点层纹（轮纹）类型：单粒淀粉、复粒淀粉、半复粒淀粉鉴别：不溶于水，遇热水膨胀而糊化。遇碘液显蓝色（直链淀粉）或紫色（支链淀粉）因植物种类不同，淀粉粒形状不同,积累淀粉,积累淀粉,马铃薯淀粉。,半复淀粉粒,单淀粉粒,复淀粉粒,淀粉粒类型,不同植物淀粉粒形状,三、后含物及生理活性物质,2)菊糖菊糖是由果糖分子聚合而成。分布：存在于菊科、桔梗等植物根的薄壁细胞中。性质：溶于水，不溶于乙醇。鉴别：为具放射状纹理的球状、半球状或扇状，遇25%奈酚溶液再加浓硫酸显紫红色而溶解,三、后含物及生理活性物质,3)蛋白质结构：形成糊粉粒。外有一层蛋白质膜，在其无定形蛋白质基质中分布有1多个圆形的球晶体、多角形的蛋白质结晶体。分布：存在于细胞的任何部分（液泡、细胞质、细胞核、质体中）。鉴别：蛋白质黄色反应；遇碘试液显棕色或黄棕色,蛋白质,三、后含物及生理活性物质,4)脂肪和脂肪油是贮藏物质中最经济的一种形式，氧化时能放出较多的能量。鉴别：加苏丹显橘红色、红色或紫红色；加紫草试液显紫红色；加四氧化锇显黑色。,三、后含物及生理活性物质,2.代谢废物晶体晶体是植物细胞生活过程中所产生的废物，对植物细胞有一定的保护作用，存在于细胞液泡中。草酸钙结晶：草酸钙结晶的形成是对植物体中类有毒害的过多草酸的中和，可以型减少过多的草酸对植物的毒害碳酸钙结晶：呈钟乳体状态存在。形状：有多种类型,（1）草酸钙结晶,簇晶由许多八面体、三棱形单晶体聚集而成，通常呈球状或三角状星形。人参根、大黄根茎、何首乌根等。,（1）草酸钙结晶,针晶呈两端尖锐的针状，在细胞中多成束存在，称为针晶束。一般存在于含有粘液的细胞中。半夏块茎、黄精和玉竹的根状茎等，在苍术根茎中多不规则分散在细胞中。,（1）草酸钙结晶,方晶通常呈正方形、斜方形、八面体、三棱状等，常为单独存在的单晶体。甘草、黄柏、秋海棠叶柄等。,（1）草酸钙结晶,砂晶呈细小的三角形、箭头状或不规则形，通常密集于细胞间隙中。地骨皮、牛膝、颠茄等。,（1）草酸钙结晶,柱晶呈长柱形，长度为直径的四倍以上，形如柱状。射干等鸢尾科植物等。,（2）碳酸钙结晶,通常分布于植物体的表层细胞中，是细胞壁的特殊瘤状突起上聚集了大量的碳酸钙或少量的硅酸钙而形成，呈钟乳体状态存在，又称为钟乳体。多存在于桑科、大麻科、荨麻科等植物体中。,碳酸钙结晶,钟乳体,钟乳体发育过程,草酸钙结晶与碳酸钙结晶的鉴别,结晶,稀醋酸,结晶,稀盐酸,结晶,10%20%硫酸,+,+,+,不溶,溶解,溶解无气泡,溶解有气泡,溶解析出结晶,草酸钙结晶,碳酸钙结晶,草酸钙结晶,碳酸钙结晶,草酸钙结晶,3.植物次生物质植物次生物质：是植物体内合成，对植物生命活动尚未确定一类化合物。作用：有些防止其他生物侵害抑制其他种群竞争吸引传媒和共生对象在进化中有一定的作用，亲缘关系近的相同。归纳起来有以下5大类酚类化合物、类黄酮、生物碱、生氰糖苷和非蛋白氨基酸。,酚类化合物：酚、单宁、黑素和木质素。单宁存在果实、叶、树皮中。作用：防紫外线照射，使植物免受伤害能使蛋白质变性，动物食用植物叶后，使唾液蛋白质沉淀，感到味道不好拒食。,类黄酮是一类重要次生物质，有4万种。有花色素、黄酮醇、查耳酮等，与植物颜色有关。花色素中常见的有花青素，随pH值变化呈现不同的颜色。分布：在花和果实中黄酮类作用：颜色变化；吸引动物传粉受精；防紫外线危害、病虫侵袭。,生物碱：是一类碱性的植物次生代谢物质，已发现有6000余种。分布：表皮、皮下组织、维管束鞘等生长活跃组织中。烟碱、小檗碱可驱虫，藜芦生物碱抑制植物生长，秋水仙素抑制纺锤丝形成。,生氰糖苷（甙）由氰醇衍生物的羟基和D-葡萄糖缩合形成的糖苷。生氰糖苷物质可水解生成高毒性的氰氢酸,从而对人体造成危害。细胞破损-生氰糖苷流出-产生氢氰酸抑制呼吸免受伤害。(入侵者)作用：保护自己,生氰糖苷介绍,由氰醇衍生物的羟基和D-葡萄糖缩合形成的糖苷,广泛存在于豆科,蔷薇科,稻科的10000余种植物中。生氰糖苷物质可水解生成高毒性的氰氢酸,从而对人体造成危害.含有生氰糖苷的食源性植物有木薯(Manihotesculenta),杏仁,枇杷和豆类等,主要是苦杏仁苷(Amygdalin)和亚麻仁苷(Linamarin),三、后含物及生理活性物质,（二）生理活性物质是原生质体在代谢过程中产生的。有：酶enzyme、Vitamin、激素auxin、抗生素antibiotic等。,周五（12-9-7，5-6节）,090924,四、细胞壁植物细胞所特有,细胞壁的分层,胞间层（果胶质）,次生壁（纤维素、半纤维素、木质素等）,初生壁（由纤维素、半纤维素、果胶质）,相邻细胞所共有,特化细胞所有,生活细胞所有,（一）细胞壁的分层,三层次生壁,细胞腔,中胶层,初生壁,（二）纹孔和胞间连丝,1.纹孔次生壁在加厚的过程中并不均匀地增厚，在很多地方留有没有增厚的部分，这里只具初生壁和胞间层，这部分区域称纹孔。几个概念：纹孔对、纹孔膜、纹孔腔、纹孔口,纹孔膜,纹孔口,纹孔腔,纹孔对,（二）纹孔和胞间连丝,1.纹孔纹孔对的类型：单纹孔对：纹孔膜两侧的纹孔均为单纹孔。具缘纹孔对：纹孔膜两侧的纹孔均为具缘纹孔。单缘（半缘）纹孔对：纹孔膜一侧为单纹孔，一侧为具缘纹孔。,（二）纹孔和胞间连丝,2.胞间连丝是穿过相邻两细胞壁的原生质细丝，连接内质网系统。柿、马钱子的胚乳细胞壁上可见。,（三）细胞壁的特化,1.纤维素细胞壁：遇氧化铜氨液溶解；加氯化锌碘液显蓝色或紫色。,细胞特化：细胞在分化过程中为了执行某些功能，在结构上发生特化，（在细胞壁上有某些物质沉积）,（三）细胞壁的特化,2.木质化细胞壁内填充和附加了木质素，细胞壁硬度增强，细胞群的机械力增加。细胞一般为死细胞，如导管、管胞、木纤维、石细胞等。鉴别：加间苯三酚和盐酸，细胞壁显红色或紫红色反应（木质化程度不同）。加氯化锌碘液显黄色或棕色反应。,（三）细胞壁的特化,3.木栓化细胞壁内填加了木栓质。细胞不易透水或透气，成为死细胞。根、茎表面细胞。鉴别：加苏丹试液显橘红色或红色；遇苛性钾加热，溶解成黄色油滴状。,（三）细胞壁的特化,4.角质化细胞壁内填加了角质。常形成角质层，可防止水分过度蒸发和病虫害侵袭。鉴别：角质层遇苏丹试液显橘红色或红色；遇碱液加热能持久保持。,（三）细胞壁的特化,5.粘液质化细胞壁内果胶质和纤维素变成粘液