天然藥物學(xué) 課件 第三章第一節(jié)植物的顯微結(jié)構(gòu)

第三章植物的顯微結(jié)構(gòu)天然藥物學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握細(xì)胞的基本構(gòu)造。2.熟悉植物組織概念、植物組織類型及結(jié)構(gòu)特征，熟悉根、莖、葉內(nèi)部基本構(gòu)造。熟悉維管束的類型。能力目標(biāo)：會(huì)辨認(rèn)各種細(xì)胞、各種后含物、纖維、石細(xì)胞、導(dǎo)管、腺毛、非腺毛。素養(yǎng)目標(biāo)：通過(guò)植物顯微知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成細(xì)致入微的觀察習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)目標(biāo)掌握：植物細(xì)胞的一般構(gòu)造。熟悉：植物組織概念、植物組織類型及結(jié)構(gòu)特征及根、莖、葉內(nèi)部基本構(gòu)造。了解：了解維管束的類型重點(diǎn)難點(diǎn)辨認(rèn)細(xì)胞各種后含物、纖維、石細(xì)胞、導(dǎo)管、腺毛、非腺毛根、莖、葉內(nèi)部基本構(gòu)造第一節(jié)植物的細(xì)胞

1665年，英國(guó)的RobertHooke利用自制的顯微鏡，觀察軟木薄片（木栓），發(fā)現(xiàn)很多象蜂房樣的小室，他把這種小室命名為cell-細(xì)胞。Apieceofcork植物細(xì)胞的形狀和大小

一般植物細(xì)胞直徑為10—100μm；少數(shù)植物細(xì)胞較大，如番茄果肉、西瓜瓤的細(xì)胞。細(xì)胞的大小受細(xì)胞核的控制作用相關(guān)。細(xì)胞越小，相對(duì)表面積越大，有利于細(xì)胞與周圍環(huán)境間物質(zhì)和能量的交換和轉(zhuǎn)運(yùn)。外界自然和人為因素影響。植物細(xì)胞的形態(tài)

細(xì)胞的形狀隨著植物種類、在植物體中的部位以及細(xì)胞所執(zhí)行的功能有關(guān)。單獨(dú)或排列疏松的細(xì)胞植物，細(xì)胞常呈球形、類圓形等；排列緊密的細(xì)胞多呈多角形或其他形狀。一、植物細(xì)胞的基本構(gòu)造

顯微結(jié)構(gòu)在光學(xué)顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

超微結(jié)構(gòu)（亞顯微結(jié)構(gòu)）在電子顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

模式細(xì)胞將植物各種細(xì)胞的主要形態(tài)特征都集中在一個(gè)細(xì)胞里加以說(shuō)明，這個(gè)細(xì)胞稱模式細(xì)胞或典型的植物細(xì)胞。典型的植物細(xì)胞細(xì)胞壁（包圍在原生質(zhì)體外面的堅(jiān)硬外殼）細(xì)胞器細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞后含物(原生質(zhì)體的代謝產(chǎn)物,非生命物質(zhì))原生質(zhì)體（細(xì)胞生命活動(dòng)部分）一、原生質(zhì)體

細(xì)胞的主要部分，是細(xì)胞內(nèi)有生命的物質(zhì)總稱。其物質(zhì)基礎(chǔ)是原生質(zhì)（protoplasm)，按原生質(zhì)在形態(tài)、作用及組分上的差異，分為細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和細(xì)胞器。原生質(zhì)：主要成分是蛋白質(zhì)與核酸。核酸（nucleicacid)：去氧核糖核酸（DNA）核糖核酸（RNA）

（一）細(xì)胞質(zhì)

是原生質(zhì)體的基本組成部分，為半透明、半流動(dòng)無(wú)固定結(jié)構(gòu)的的基質(zhì)。

1.質(zhì)膜（plasmalemma）電子顯微鏡下，質(zhì)膜顯示出暗-明-暗的三層結(jié)構(gòu)，中央明帶的主要成分是類脂，厚度為3.5nm，兩側(cè)暗帶的主要成分是蛋白質(zhì)，厚度為2nm，這三層結(jié)構(gòu)組成一個(gè)單位的膜，稱單位膜。

細(xì)胞質(zhì)內(nèi)具特定結(jié)構(gòu)和功能的微器官，也稱擬器官。顯微結(jié)構(gòu)細(xì)胞核、質(zhì)體、液泡、線粒體亞顯微結(jié)構(gòu)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、微管、高爾基體、圓球體、溶酶體、微體等（二）細(xì)胞器(organelle)

除細(xì)菌和藍(lán)藻外，所有植物細(xì)胞都有細(xì)胞核。在高等植物細(xì)胞中通常具有單細(xì)胞核，但在低等植物細(xì)胞中具有雙核或多核。⑴形態(tài)：通常為球形或半球形。⑵結(jié)構(gòu)核膜：雙層膜（外膜和內(nèi)膜），上有小孔稱核孔?？刂坪伺c細(xì)胞質(zhì)之間物質(zhì)交流。核質(zhì)：核仁：1—多個(gè)，核內(nèi)合成和儲(chǔ)藏RNA的場(chǎng)所。堿性染料染色

核液（淺色）染色質(zhì)（深色）

1.細(xì)胞核（nucleus）（核仁）（核膜）（核液）（染色體）（核孔）

細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)控制中心，控制植物遺傳、生長(zhǎng)發(fā)育和調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝。DNA貯藏、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的場(chǎng)所決定蛋白質(zhì)的合成控制質(zhì)體、線粒體中主要酶的形成調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理活動(dòng)

⑶功能2.質(zhì)體(plastid)

植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器?；窘M成為蛋白質(zhì)和類脂。根據(jù)所含色素不同，分為葉綠體（含葉綠素甲、乙和胡蘿卜素、葉黃素）、有色體（只含胡蘿卜素、葉黃素）和白色體（不含色素）。

（1）葉綠體(chloroplast)

主要由蛋白質(zhì)、類脂、RNA和色素組成。常存在于植物體內(nèi)透光的部分，以葉肉細(xì)胞中最多。光學(xué)顯微鏡下,高等植物的葉綠體為球形、卵形或凸透鏡形顆粒狀。電子顯微鏡下，葉綠體具精細(xì)的結(jié)構(gòu)。（基質(zhì)）（類囊體）（基粒）（膜間隙）

（內(nèi)膜）

（外膜）進(jìn)行光合作用的質(zhì)體，是綠色植物制造有機(jī)養(yǎng)料的工廠。氧氣ATP光水光反應(yīng)碳水化合物二氧化碳暗反應(yīng)CO2+H2O[CH2O]+O2光能葉綠體光反應(yīng)：在基粒上進(jìn)行。暗反應(yīng)：在基質(zhì)中進(jìn)行。葉綠體的功能（2）白色體(leucoplast)最小的一類質(zhì)體，不含色素，呈無(wú)色圓形、橢圓形或紡錘形顆粒狀。常存在于植物體的儲(chǔ)藏細(xì)胞中，其功能為合成和儲(chǔ)藏淀粉和脂類。（3）有色體(chromoplast)

有色體含有胡蘿卜素和葉黃素，常呈桿狀、針狀、圓形、多角形或不規(guī)則形，它們常存在與果實(shí)、花瓣和植物體的其它部分，使植物體呈現(xiàn)黃色、橙色、和橙紅色。

功能：①積聚淀粉和脂類；②在花和果實(shí)中具有吸引昆蟲傳粉及傳播種子的作用。

質(zhì)體的形成和相互轉(zhuǎn)變：起源上均由前質(zhì)體分化而來(lái)，在一定條件下可互相轉(zhuǎn)變。如：番茄、蘿卜質(zhì)體的發(fā)育3.線粒體(mitochondria)

細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行呼吸作用的場(chǎng)所。常為球狀、棒狀或細(xì)絲狀顆粒，光學(xué)顯微鏡下，需特殊染色，才可辨別，電子顯微鏡下，可分為：外膜、內(nèi)膜、嵴、和基質(zhì)。

線粒體呼吸釋放的能量，透過(guò)膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的其它部分，提供細(xì)胞各種代謝的需要，被稱為“動(dòng)力工廠”或“能量轉(zhuǎn)換器”。

4.液泡（vacuole）

是植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。具有一個(gè)大的中央液泡是成熟的植物生活細(xì)胞的顯著特征。液泡內(nèi)的細(xì)胞液中主要成分除水分外，還有新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種代謝物,細(xì)胞液是含有新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種物質(zhì)的混合液，其中許多成分具有強(qiáng)烈生理活性，是植物藥的有效成分，具有重要的藥用價(jià)值。

液泡外的液泡膜，將膜內(nèi)的細(xì)胞液與細(xì)胞質(zhì)隔開。液泡膜具有特殊的選擇透性，控制膜內(nèi)外的物質(zhì)交換維持細(xì)胞的滲透壓和膨壓提高細(xì)胞的抗旱和抗寒能力液泡的發(fā)育二、細(xì)胞的后含物及生理活性物質(zhì)

（一）后含物植物細(xì)胞在生活過(guò)程中，由于新陳代謝活動(dòng)而產(chǎn)生的各種非生命物質(zhì)，統(tǒng)稱為后含物（ergasticsubstance)。后含物以液體、晶體和非結(jié)晶固體形態(tài)存在于細(xì)胞質(zhì)和液泡中，其形態(tài)和性質(zhì)隨植物的不同而異，其特征是植物類生藥顯微鑒定和理化鑒定的重要依據(jù)。具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的貯藏物細(xì)胞的廢棄物質(zhì)1、淀粉

常以淀粉粒(starchgrain)的方式儲(chǔ)存在植物根、莖和種子等器官的薄壁細(xì)胞中。單粒淀粉粒復(fù)粒淀粉粒半復(fù)粒淀粉粒

EDCACF

A、馬鈴薯B、大戟C、菜豆D、小麥E、水稻F、玉米淀粉粒類型及常見植物的淀粉粒臍點(diǎn)輪紋淀粉粒理化性質(zhì)不溶于水，熱水中膨脹而糊化，與酸、堿共煮分解為葡萄糖；直鏈淀粉粒與碘顯藍(lán)紫色，支鏈淀粉粒與碘顯紫紅色；淀粉粒在偏光顯微鏡下常顯偏光現(xiàn)象，糊化的淀粉粒無(wú)偏光現(xiàn)象。2、菊糖(inulin)

由果糖分子聚合而成。多含在菊科、桔?？坪妄埬懣频炔糠种参锔募?xì)胞中。顯微觀察：植物材料浸于乙醇，一周后作成切片，可見類圓形或扇形結(jié)晶的菊糖。理化鑒別：菊糖遇25%α-奈酚濃硫酸液,顯紫紅色而溶解。3、蛋白質(zhì)(protein)

植物細(xì)胞中的貯藏蛋白質(zhì)是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的無(wú)生命物質(zhì)。以擬晶體（結(jié)晶狀態(tài)）和糊粉粒（無(wú)固定形狀態(tài)）兩種方式存在?；瘜W(xué)鑒別：遇碘呈暗黃色；遇硫酸銅加苛性堿水溶液顯紫紅色。細(xì)胞內(nèi)貯藏的蛋白質(zhì)糊粉粒擬晶體4、脂肪和油滴

是由脂肪酸和甘油結(jié)合而成的脂，也是植物貯藏的一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在常溫下呈半固體的為脂肪，液體的為油滴。常貯藏在種子、胚和分生組織細(xì)胞中。

理化性質(zhì)：不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑；遇堿皂化；遇蘇丹Ⅲ溶液顯橙紅色、紅色或紫紅色；遇四氧化鋨顯黑色。5、晶體

為細(xì)胞的代謝產(chǎn)生的廢物。大多數(shù)是鈣鹽結(jié)晶，主要有草酸鈣結(jié)晶和碳酸鈣結(jié)晶。（1）草酸鈣結(jié)晶植物代謝物草酸與鈣鹽結(jié)合而成，可減少體內(nèi)過(guò)多草酸對(duì)細(xì)胞的毒害，被貯藏在細(xì)胞的特殊部分（常在液泡中），常為無(wú)色透明晶體。根據(jù)形狀大小不同，可分為單晶、針晶、簇晶、砂晶、柱晶。

晶體的類型：1、單晶2、簇晶3、針晶（2）碳酸鈣結(jié)晶

是細(xì)胞壁的特殊瘤狀突起上聚集了大量的碳酸鈣或少量的硅酸鈣而形成。通常呈鐘乳體狀態(tài)存在，又稱鐘乳體。某些植物體內(nèi)還存在其他類型的結(jié)晶，如檉柳葉中含有硫酸鈣結(jié)晶；菘藍(lán)葉中含靛藍(lán)結(jié)晶；槐花中含蕓香苷結(jié)晶等。草酸鈣結(jié)晶：不溶于稀醋酸；加稀鹽酸溶解而無(wú)氣泡產(chǎn)生；遇20%硫酸時(shí)溶解，形成硫酸鈣針狀晶體析出碳酸鈣結(jié)晶：加醋酸或稀鹽酸溶解，產(chǎn)生CO2氣泡

（二）植物生理活性物質(zhì)

。

是細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)和生理活動(dòng)起調(diào)節(jié)作用物質(zhì)總稱。

酶：由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物大部分為蛋白質(zhì)，也有極少部分為RNA；具有高度專一性和可逆性。維生素：參與酶的形成，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)、呼吸及物質(zhì)代謝。植物激素：一類復(fù)雜的調(diào)節(jié)代謝的有機(jī)物質(zhì)，對(duì)植物生理過(guò)程產(chǎn)生顯著作用。如赤霉素、激動(dòng)素、脫落酸。抗生素和植物殺菌素：抗生素指微生物產(chǎn)生的殺死或抑制某些微生物生長(zhǎng)的物質(zhì)，如青霉素、鏈霉素、赤霉素；植物殺菌素指植物產(chǎn)生的殺菌物質(zhì)，如蒜辣素、辣椒素。三、細(xì)胞壁

分層

化學(xué)成分

特性

形成時(shí)期胞間層

果膠較強(qiáng)親水性，易分解形成胞間隙。細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞時(shí)在兩個(gè)細(xì)胞間形成的。初生壁纖維素、半纖維素、果膠厚度較薄，具有彈性和可塑性細(xì)胞生長(zhǎng)增大體積時(shí)形成，存在于胞間層內(nèi)側(cè)。次生壁纖維素、木質(zhì)較厚，常木質(zhì)化細(xì)胞體積停止增大后形成，加在初生壁內(nèi)表面。（一）細(xì)胞壁的分層胞間層（中層）初生壁初生壁次生壁次生壁（一）細(xì)胞壁的分層

1、紋孔（pit）次生壁上未增厚的部分，其形成有利于細(xì)胞間物質(zhì)交換，有利于水和其他物質(zhì)的運(yùn)輸。包括紋孔膜和紋孔腔。初生紋孔場(chǎng)：初生壁上凹陷的區(qū)域。紋孔對(duì)：相鄰的兩個(gè)細(xì)胞都在相同部位的細(xì)胞壁出現(xiàn)紋孔稱對(duì)。

（二）紋孔和胞間連絲

紋孔的類型：1.單紋孔（紋孔腔內(nèi)均勻一致），其形成有利于細(xì)胞間物質(zhì)交換，有利于水和其他物質(zhì)的運(yùn)輸。2.具緣紋孔（重紋孔，紋孔腔直徑不同）3.半具緣紋孔即紋孔對(duì)的一邊有架拱狀隆起的紋孔緣，而另一邊形似單紋孔，沒(méi)有紋孔塞，正面觀具兩個(gè)同心圓。

胞間層初生壁

初生紋孔場(chǎng)2、胞間連絲（plasmodesmata）

通過(guò)初生紋孔場(chǎng)的原生質(zhì)細(xì)絲，穿過(guò)初生壁上的微細(xì)孔眼彼此相聯(lián)系，有利于細(xì)胞間保持生理上的聯(lián)系。

細(xì)胞壁主要化學(xué)成分為纖維素，還常有果膠、半纖維素和多糖等，具有韌性和彈性。細(xì)胞壁還因?yàn)樵谥参矬w部位不同，由于環(huán)境影響和適應(yīng)不同生理功能的需求，常發(fā)生各種特殊變化：角質(zhì)化、礦質(zhì)化、栓質(zhì)化、黏液質(zhì)化和木質(zhì)化。（三）細(xì)胞壁的特化細(xì)胞壁的各種特化木質(zhì)化細(xì)胞壁在附加生長(zhǎng)時(shí)填充了較多的木質(zhì)素而變得堅(jiān)硬。

如：導(dǎo)管、木纖維、石細(xì)胞

鑒別：木質(zhì)化的細(xì)胞壁加間苯三酚溶液和濃鹽酸，即顯紅色。木栓化是細(xì)胞壁內(nèi)增加了脂肪性木栓質(zhì)的結(jié)果，細(xì)胞壁不透水也不透氣而成為死細(xì)胞。鑒別：木栓化細(xì)胞壁遇蘇丹Ⅲ溶液顯紅色。角質(zhì)化：植物細(xì)胞產(chǎn)生的脂肪性角質(zhì)，常在莖、葉或果實(shí)的表皮外側(cè)形成一角質(zhì)層。鑒別：角質(zhì)層遇蘇丹Ⅲ溶液顯橘紅色。黏液質(zhì)化：細(xì)胞壁中的纖維素和果膠質(zhì)等成分發(fā)生變化可發(fā)生黏液質(zhì)。

鑒別：遇玫紅酸鈉乙醇溶液可被染成玫瑰紅色；遇釕紅試劑可被染成紅色。礦質(zhì)化：某些植物細(xì)胞壁中含有硅質(zhì)或鈣質(zhì)等，增強(qiáng)了細(xì)胞壁的硬度，增加了植物的機(jī)械支持能力。如：禾本科植物的莖、葉。

鑒別：細(xì)胞壁能溶于氟化氫，但不溶于醋酸或濃硫酸。細(xì)胞壁的各種特化課程小結(jié)

一．細(xì)胞的一般構(gòu)造及超微結(jié)構(gòu)在光學(xué)顯微鏡下觀察到的細(xì)胞構(gòu)造，稱為植物的顯微結(jié)構(gòu)；在電子顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，稱為超微結(jié)構(gòu)或亞顯微結(jié)構(gòu)。細(xì)胞器是細(xì)胞質(zhì)內(nèi)具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)、成分和特定功能的微器官，也稱擬器官。

典型的植物細(xì)胞

細(xì)胞壁

原生質(zhì)體

后含物及生理活性物質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)：原生質(zhì)體的最基本組成部分

細(xì)胞核：控制細(xì)胞的遺傳和生長(zhǎng)發(fā)育質(zhì)體：植物細(xì)胞特有線粒體：細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行呼吸作用的場(chǎng)所

葉綠體白色體有色體

二．細(xì)胞壁的特點(diǎn)