02药用植物学-植物细胞.

药用植物学PharmaceuticalBotanyGuizhouInstituteofTechnology2016年8月《药用植物学》内容相互关系植物体器官营养器官生殖器官根茎叶花果实种子组织分生组织保护组织薄壁组织疏导组织机械组织分泌组织细胞植物界低等植物高等植物藻类植物菌类植物地衣植物苔藓植物蕨类植物裸子植物被子植物双子叶植物单子叶植物离瓣花植物合瓣花植物长度关系及显微镜的观察范围KmmmmumnmA。10001000dmcm1000100010植物细胞细胞壁胞间层初生壁次生壁原生质体细胞质细胞器：液泡；质体；线粒体；高尔基体；核糖体；溶酶体；内质网细胞核：核膜；核仁；核液；染色体后含物：淀粉；菊糖；蛋白质；脂肪；脂肪油生理活性物质：酶；纤维素；植物激素；抗生素上篇植物器官形态和显微结构第一章植物的细胞第二章植物的组织第三章植物器官的形态与构造第一章植物的细胞第一节植物细胞的基本结构第二节植物细胞分裂细胞形态细胞模式结构细胞壁原生质体细胞后含物有丝分裂无丝分裂减数分裂细胞是构成植物体的形态结构和生命活动的基本单位。细胞的形状有类球形、长管状和不规则形状等。细胞大小一般在10-100μm之间，但也有直径达1mm，西红柿、西瓜；苎麻细胞长200mm，有的达550mm。第一节植物细胞的基本结构植物模式细胞的结构初生壁植物细胞模式结构细胞壁原生质体细胞后含物和生理活性物质胞间层次生壁细胞膜细胞质细胞核基质细胞器线粒体高尔基体核糖体溶酶体质体液泡后含物：淀粉、蛋白质、脂肪、晶体生理活性物质：酶、维生素、激素1.细胞壁2.细胞膜3.细胞质4.细胞核5.液胞6.溶酶体7.高尔基8.叶绿体9.线粒体10.光滑11.粗糙12.核糖体植物模式细胞结构图细胞显微结构和超微结构概念:☆细胞显微结构—在光学显微镜下观察到细胞的结构，称为显微结构（microscopicstructure）。有效放大倍数小于1200倍。☆细胞超微结构—在电子显微镜下观察到细胞结构，称为超微结构（ultramicroscopicstructure）。有效放大倍数大于100万倍。一、原生质体原生质体—指除了细胞壁之外，壁内所有的有生命的物质总称，包括细胞质、细胞核和其他细胞器等。原生质—指生活细胞的质膜以内的所有生活物质，是组成原生质体的物质基础。（一）细胞质（cytoplasm）为半透明、半流动，无固定的结构的基质，外面有质膜，其内分布着细胞器。1.质膜（plasmicmembrane）—是指细胞质与细胞壁相接触的一层薄膜，在电子显微镜下观察质膜有三层结构，双鳞酯分子层中，贯穿着蛋白质分子，将具有三层结构组成一个单位的膜—“单位膜”。细胞膜的分子结构流动镶嵌模型（fluid-mosaic-membranemodel）：细胞膜结构是由液态脂质双分子层镶嵌可移动的球形蛋白质形成的。2、细胞膜的功能：①物质的跨膜运输—简单扩散、促进扩散、主动运输、内吞作用、外排作用。②细胞识别—是对自己同类或异类的细胞的辨认功能。③信号传导—组成植物体的每个细胞经常感受、接受外界各种信号（如：光、热、水、病虫害及机械刺激），并做出一定反映。(二)细胞器1.细胞核细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，真核细胞一般都具有细胞核，细胞核由核被膜、染色体、核仁和核基质组成。核膜—2层膜，外膜与表面附有大量核糖体，与内质网相连通，内膜与染色质紧密相连。核纤层—核被膜内侧有一层蛋白质网络结构，为核膜和染色质提供了结构支架。核孔—核内外膜在一定部位相互融合，形成一些环形开口，由于核孔在核膜上分布是有规律，并具有复杂结构，称为核孔复合体。核孔是细胞核与细胞质间物质运输的通道。(1)核被膜核被膜(2)染色质（chromatin）染色质—是细胞间期细胞核内DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的线形复合体，是间期细胞核遗传物质的存在形式。当细胞核进行分裂时，染色质成为一些螺旋状扭曲的染色质丝，进而形成棒状的染色体(chromosome)。(3)核仁核仁—是细胞核中椭圆形的颗粒状结构，没有膜包被，是rRNA合成、加工和装配核糖体亚单位的重要场所。一般一个细胞核有1~2个核；在电子显微镜下可区分核仁为3个区域：1、浅染色区—含有转录rRNA基因。2、纤维区—是活跃进行rRNA合成区域。3、颗粒区—是核糖核蛋白组成的颗粒。质体包括叶绿体、有色体和白色体.叶绿体—有双层膜、基质和基粒（由内囊体组成）有色体—为脂溶性的色素体，主含类胡萝卜素和叶黄素。白色体—不含任何色素的质体，主要存在贮藏细胞中，它包括合成淀粉粒的造粉体,合成脂肪、油的造油体，合成蛋白质的蛋白质体。叶绿体、有色体和白色体都是由前质体发育而来的，在一定条件下，可以相互转化。叶绿体白色体有色体2、质体白色体有色体叶绿体质体的种类3、线粒体线粒体是真核细胞的“动力工厂”，贮藏在营养物质中能量，在线粒体中氧化，转化为细胞可利用的化学能—ATP，一部分以热能形式消散。4、内质网内质网—由一层膜围成的小管、小囊或扁囊构成的网状系统。内质网与细胞核的外膜相连，与质膜相连，并通过胞间连丝穿过细胞壁，与相邻细胞的内质网发生联系。内质网有粗面内质网，膜上附有核糖体，主要功能与蛋白质的合成、修饰、加工和运输有关；光面内质网，膜没有核糖体，主要与脂质和糖类的合成关系密切。5、高尔基体高尔基体是与细胞分泌作用有关的细胞器，散布在细胞质中，由4~8个扁囊平行排列在一起，周围有许多小囊泡，主要功能：参与植物细胞中多糖合成和分泌；糖蛋白的合成、加工和分泌有关。6、液泡植物成熟细胞具有大液泡，占据细胞90%以上，动物细胞没有液泡。液泡由一层膜包围，其内为复杂的细胞液，溶有无机盐、氨基酸、酶、糖类、脂质、生物碱、色素等多种复杂成分。液泡的主要功能：①参与细胞内物质的转移和贮藏。②参与细胞内物质的生化循环。③调节细胞内水势和膨压。④与植物的抗旱、抗寒有关。⑤隔离有害物质，避免细胞受害。⑥防御病菌侵害。7、溶酶体和圆球体溶酶体—是由单层膜包围的、富含多种水解酶、具有囊泡状结构的细胞器，主要有高尔基体和内质网分离的小泡生成。内含多种酶（酸性磷酸酶、蛋白质酶、脂酶、核糖核酸酶等）。功能：①正常的分解与消化。②自体吞噬。③自溶作用。圆球体—由膜包被的球状体，有水解酶，具有溶酶体性质，还含有脂肪酶，能积累脂肪，并在一定条件下，将脂水解成甘油和脂肪酸。湖粉粒—存在植物种子的子叶和胚乳中，具有贮藏蛋白质功能，同时也具有溶酶体性质。8、核糖体核糖体附着内质网表面，是合成蛋白质的细胞器，能将氨基酸装配成肽链。二、细胞后含物和生理活性物质细胞后含物和生理活性物质为细胞代谢过程中所产生的无生命的产物。(一)细胞后含物(ergasticsubstance)细胞在代谢过程中产生的贮藏的营养物质和废物的统称。以成形或不成形的形式分布在细胞质或液泡中。由于其种类和形式多样，并因植物而异，故是中药鉴定的依据之一。1.淀粉(starch)淀粉是细胞中糖类最普遍的贮藏形式，常以颗粒状存在，称为淀粉粒。主要存在薄壁细胞中，尤以各类贮藏器官更为集中，如种子胚乳、子叶、块根、块茎、球茎、根茎等更为丰富。(1)淀粉粒成分：葡萄糖聚合而成。＊(2)淀粉粒形成：造粉体在形成淀粉粒时，由一个中心开始，由内向外层层沉积，中心即脐点，层层沉积，因淀粉沉积时，直链淀粉与支链淀粉相互交替分层沉积，二者亲水性有异，遇水膨胀不一，显示折光上差异，而出现层纹，在光镜下可观察到。淀粉粒的形成淀粉粒Amagnifiedviewofapotatoshowsitsstarchgrains马铃薯淀粉粒(3)淀粉粒类型：单粒淀粉粒复粒淀粉粒半复粒淀粉粒（4）理化鉴别：直链淀粉遇稀碘液显蓝色，支链淀粉遇稀碘液显紫红色。一般植物淀粉粒两类均有，则遇稀碘液呈蓝紫色。2.菊糖(inulin)由果糖分子聚合而成，是淀粉的异构体，多含在菊科和桔梗科植物的细胞中。能溶于水，不溶于乙醇3.蛋白质理化鉴别：（1）遇浓硝酸并微热，可见黄色沉淀析出，冷却片刻再加过量氨液，沉淀变为橙黄色。（2）遇碘液显棕色或黄棕色。（3）遇硝酸汞试液显砖红色。（4）遇硫酸铜和苛性碱的水溶液则显紫红色。贮藏蛋白质—化学性质稳定的非生命物质。一般以糊粉粒状态存在于细胞中。糊粉粒有一定的形态结构。主要分布于种子胚乳和子叶细胞中。有时形成糊粉层。几种植物的糊粉粒4.脂质由脂肪酸和甘油结合而成的脂。在常温下呈固体或半固体的称为脂，呈液体的称为油。主要分布于种子内。理化鉴别：（1）遇苏丹Ⅲ试液显橘红色、红色或紫红色。（2）遇紫草试液显紫红色；（3）遇四氧化锇显黑色。生姜的油滴5.晶体晶体常见有：草酸钙晶体、碳酸钙晶体。（1）草酸钙晶体常见草酸钙的类型：簇晶；砂晶；柱晶；方晶；针晶或针晶束。簇晶柱晶针晶砂晶方晶草酸钙晶体的理化检验：☆草酸钙结晶不溶于稀醋酸，加稀盐酸溶解而无气泡产生;☆遇1—20%硫酸溶液则溶解而形成针状的硫酸钙结晶析出。（2）.碳酸钙结晶（钟乳体）（1）分布：桑科、爵床科、荨麻科（2）显微制片方法：水合氯醛透化制片。（3）检验：碳酸钙结晶加醋酸或稀盐酸溶解，同时有CO2气泡产生，可与草酸钙区别。示钟乳体（二）、次生代谢产物酚类化合物类黄酮生物碱非蛋白氨基酸包括酚、单宁（鞣质）、木质素。具有防腐（抑制细菌和真菌的侵染）、强烈吸收紫外线，使植物避免紫外线伤害、保护作用，能使蛋白质变性。药用收敛止血，常见有花色素苷、黄酮醇、和黄酮，在植物体中，呈现颜色，吸引动物以传粉、受精、保护植物免受紫外线灼伤，防病原微生物侵袭。是植物体内含有一类含氮的碱性有机化合物,可使植物免受其它生物侵害。是一类不被结合到蛋白质内的游离氨基酸，在植物体内起着防御作用。三、细胞壁1、细胞壁在细胞生命活动中作用（1）维持细胞形状（2）调控细胞生长（3）机械支持（4）维持细胞水分平衡（5）参与细胞识别（6）是植物细胞的天然屏障2、分层及成分胞间层——主要为果胶初生壁——纤维素、半纤维素（一般较薄）；次生壁——纤维素、半纤维素、少量木质素及其它成分3、细胞壁的生长纤维素的维纤丝形成细胞壁的骨架，组成细胞壁的其他物质如果胶、半纤维素、胼胝质、蛋白质、水、栓质和木质等填充各级维纤丝网架中。细胞壁生长包括面积增长和厚度增长。初生壁的形成阶段，常为面积扩大；而次生壁生长是壁增厚。增厚方式有内添和附着生长，内添是壁物质插入原有的结构中，附着生长是新的壁物质成层附着在内表面。细胞壁的层数4.纹孔与胞间连丝（1）初生纹孔场—在细胞的初生壁上，有一些明显凹陷的较薄区域，称为初生纹孔场，该区域集中分布一些小孔，其上有胞间连丝穿过。（2）胞间连丝—在相邻两个细胞的初生壁上，有许多细胞质细丝，穿过初生纹孔场，这些细胞质细丝称为胞间连丝。植物细胞的胞间层、初生壁和次生壁的生成动画（3）纹孔—在细胞壁的次生壁形成时，原初生纹孔场处，不形成次生壁，这种没有次生壁区域称为纹孔。纹孔对：相邻细胞在相同部位出现纹孔，称纹孔对。单纹孔具缘纹孔具缘纹孔的正面观和侧面观放大这个纹孔观察它的发育过程5.细胞壁的特化（1）木质化——壁内填充和附加了木质素，硬度增强。常见于纤维、石细胞、导管和管胞。理化鉴别：木质素+间苯三酚盐酸红色或紫红色（时间长易退色）木质素+番红显红色（可长久保持）。（2）木栓化——壁内增加木栓质，不透气和水。常见于木栓细胞。（3）角质化——填充于壁中使之角质化，并常积聚壁表面成无色透明角质层，可防水分过度蒸发和微生物侵害。常见于表皮细胞。理化鉴别木栓质+苏丹Ⅲ橘红色或红色角质+苏丹Ⅲ橘红色或红色木栓质+苛性钾加热溶解成黄色油滴状角质+碱液加热能较持久保持。（4）粘液质化——壁中果酸质，纤维素变成粘液。粘液化所形成的粘液在细胞表面常呈固体状态，吸水膨胀呈粘滞状态，常见于车前、芥菜、亚麻种子等表皮细胞中。理化鉴别：遇玫红酸钠酒精溶液可染成玫瑰红色；遇钙红试液可染成红色。（5）矿质化——壁中含硅质或钙质，可见于禾本科的茎、叶，木贼茎中。理化鉴别：