植物细胞(新)课件

药用植物学与生药学,药学专业、药物制剂、制药工程 本科专业课,药用植物学,安徽中药学院药学院中药与资源教研室制作,本课件根据全国高等医药教材建设研究会规划教材药用植物学与生药学（郑汉臣主编；人民卫生出版社)制作而成。 为了兼顾药学专业之外的学生，如药物分析、药物制剂、医药贸易等专业的同学学习，本课件也结合了我校教学的实际情况编写而成。,编者前言,本课件可做为药学专业、药物制剂、制药工程药用植物学与生药学的教学及课外学习材料，同样也适合于药物分析、医药贸易专业等专业的同学进行药用植物学与生药学的课外学习。,植物学是研究自然界中植物的形态、解剖、进化、亲缘关系及分类、生理生态生化及选育栽培、化学成份及应用技术等诸多方面的一门大型综合性学科。药用植物学则是将植物学的知识用于中药学和天然药物化学这些专业课的一门专业基础课。,绪论（药用植物学）,我国的传统中药中约有百分之九十的药材为植物药，因此，药用植物学是学习中药入门的一门专业基础课。 与中药学有关的植物学知识有：植物形态学、植物解剖学、植物分类学和植物化学。我们将结合药学专业的特点和需求有选择地讲授有关方面的知识。,为什么要学药用植物学,第一篇 药用植物学,研究植物显微结构被称为植物解剖学，是研究植物微观（即必须借助显微镜等仪器方可观察的）形性状态的一门基础学科。 研究植物器官形态被称为植物形态学，是研究植物宏观（即以肉眼或普通放大镜可察的）形性状态的一门基础学科。 研究整个植物界的起源、亲缘关系和进化发展规律的学科植物分类学,是对极其繁杂的各种各样植物进行鉴定、分群归类、命名，按照分类系统排列起来，进行研究 这些课程的许多内容我们在中学已经学过，另一些可能是生疏的，以下的讲授过程将有所侧重。,药用植物学部分主要学习章节： 第一部分 植物的细胞和组织 第一章 植物的细胞 第二章 植物的组织,第二部分 植物的形态与构造 第一章 根的形态与显微构造 第二章 茎的形态与显微构造 第三章 叶的形态与显微构造 第四章 花的形态与功能 第五章 果实的类型 第六章 种子,第三部分 植物的分类,第一部分 植物的细胞 和组织,第一章 植物的细胞,植物细胞,是构成植物体的基本单位，也是植物生命活动的基本单位。植物细胞因其存在植物体内的部位和执行的功能不同，其形态也各异。小的细胞直径如细菌只有1/5个微米，大的可达1个毫米。通常在10100个微米之间。植物细胞具有全能性，是一个具有相对独立性的单位。,植物细胞概念,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10-100m之间，但也有直径达1mm，西红柿、西瓜；苎麻细胞长200mm，有的达550mm。,植物细胞的基本结构,一个典型的植物细胞是由细胞壁、原生质体和后含物组成的。其中原生质体以包括细胞膜、细胞质、细胞核、质体、线粒体、高尔基体、核糖体、溶酶体等有生命物质组成。这些都是细胞学的最重要的内容。,典型的植物细胞组成,植物模式细胞的结构,细胞膜,细胞质,细胞核,液泡,叶绿体,细胞壁,植物细胞结构模式图,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,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。 (一）细胞质 （二）细胞器 1、质体 叶绿体、有色体、白色体 2、液泡 3、其他细胞器 （三）细胞核,（一 ）细胞质 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。,（二）细胞器,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。,1、质体,2、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：参与细胞内物质的转移和贮藏。参与细胞内物质的生化循环。调节细胞内水势和膨压。与植物的抗旱、抗寒有关。隔离有害物质，避免细胞受害。防御病菌侵害。,3、其他细胞器 线粒体、高尔基体、内质网、核糖体、溶酶体和圆球体,(三)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。,二、植物细胞的后含物,后含物 是指植物细胞在代谢活动中产生的各种非生命物质 贮藏的营养物质 代谢产生的废物 （它常是我们用以鉴别中药来源的重要依据。）,后含物的概念,（一）.淀粉粒： 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。 淀粉粒成分：葡萄糖聚合而成。,后含物的类型,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,1、 形状：形状为类圆形、三角形、多边形、不规则形等等。 2、 特征 （1）脐点，为淀粉粒形成初期的晶核。常为点状，在淀粉干燥后则可形成裂隙状、人字状或星状。 （2）层纹，为淀粉沉积时留下的纹理。水装片时可以观察到有亮暗相间的层纹。脐点位于纹理的中心。,马铃薯的淀粉粒,淀粉粒图,3、淀粉粒类型： 单粒淀粉粒 复粒淀粉粒 半复粒淀粉粒,（1）单粒淀粉：一个淀粉只有一个脐点和层纹。 （2）复粒淀粉：具有2至多个脐点，每个脐点有各自层纹。 （3）半复粒淀粉：具有2至多个脐点，每个脐点除了有各自层纹之外，在外面又有共同的层纹。,3、淀粉粒类型,努力学习,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。,1.草酸钙结晶 主要可分为草酸钙方晶、草酸钙簇晶、草酸钙针晶、草酸钙砂晶和草酸钙柱晶。 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120%硫酸溶液则溶解而形成针状的硫酸钙结晶析出,（二）结晶体,(1)草酸钙方晶又称单晶，通常单个存在于植物细胞中，呈正方形、斜方形、菱形长方形或多边形块状。 (2)草酸钙簇晶由许多菱形晶体集合而成，呈星状。 (3)草酸钙针晶多成束存在，称针晶束；少数呈散乱聚集。单个晶体呈两端尖有针状。 (4)草酸钙砂晶呈细小的三角形或不规则形聚集在细胞中，此细胞可称为砂晶细胞。 （5）草酸钙柱晶为长柱形。,草酸钙结晶的类型,草酸钙簇晶,草酸钙结晶图,草酸钙方晶,草酸钙砂晶,草酸钙针晶,草酸钙柱晶,2.碳酸钙结晶 常呈钟乳体状态存在，故称钟乳体。 多存在于植物茎叶的表层细胞中，其一端与细胞壁相连，形如石钟乳，称钟乳体。 常分布于桑科、爵床科、荨麻科 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。,2、碳酸钙结晶,钟乳体,示钟乳体,（三）.菊 糖,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，因此用乙醇进行处理植物或生药材料。,贮藏蛋白质也是细胞代谢过程中形成的一种贮藏性营养物。 一般以糊粉粒形式存在于细胞中。多贮藏于植物的种子中。 部分糊粉粒比较大，有一定的结构。如蓖麻，它的糊粉粒外面有一层蛋白质膜，中有无定形的蛋白质基质和蛋白晶体。有些糊粉粒中有细小的草酸钙方晶或簇晶。 糊粉粒在滴加硫酸铜和氢氧化钠溶液后显紫红色。,4、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。,5.脂肪油与脂质,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，脂肪油在植物中常呈圆形的油滴。 理化鉴别： （1）遇苏丹试液显橘红色、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,淀粉粒、菊糖、糊粉粒和脂肪油均是植物的贮藏物，在植物营养供给不足的时候，它们可以降解形成营养物质再参与生命活动,三、细胞壁,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 (一）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,1.胞间层： 细胞最外一层。又称中胶层。 是细胞分裂时形成的两个细胞间最初的隔离层， 成分：果胶质。 可以在酸或酶的条件下解离。,胞间层,2.初生壁： 细胞形成后，在胞间层的内侧形成的一层壁。 成分：纤维素、半纤维素和少量果胶质组成。 初生壁富弹性，能随细胞体积的变大而延伸。由于壁上物质的增加与壁的延伸多处于一个动态的平衡，所以，初生壁大多很薄。 “复合中层”是由两个相邻细胞的一层胞间层和两层初生壁组成。由于它们都十分薄，三层间没有明显的界线，也就一层生物膜。具良好的通透性。,初生壁,3.次生壁： 次生壁是细胞停止增大，细胞壁也停止延伸后，在初生壁的内侧沉积下来的壁，主要是加厚。 成分 ：纤维素、半纤维素、木质素等。 次生壁通常明显加厚，坚硬而少弹性，通透性差。一旦次生壁形成，细胞的大小和形状也将逐渐稳定，也逐渐成熟。,次生壁,细胞壁的层数,1、定义：植物细胞的次生壁加厚是不均匀的，在一些地方会留下空隙，这称为纹孔。 即纹孔次生壁生长时留下的没有沉积细胞壁物质的空隙。 简言之没有次生壁沉积的空隙。,（二）纹孔,纹孔有利于细胞间物质的交换。 相邻的两细胞常在相同部位的细胞壁上出现纹孔，称为纹孔对， 纹孔对之间的复合中层称为纹孔膜。 纹孔开口于细胞腔的口，称纹孔口 纹孔可分为单纹孔、具缘纹孔和半缘纹孔,2、纹孔类型 单纹孔 结构简单 纹孔腔的直径是相同的，投影看，纹孔缘为一圈。 分布 石细胞 韧皮纤维 木薄壁细胞 具缘纹孔 纹孔边缘的次生壁向细胞腔内突出，形成纹孔缘部叫具缘纹孔，这种突起部分称为纹孔缘,植物细胞的胞间层、初生壁和次生壁的生成动画,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,单纹孔,具缘纹孔,纹孔图,3、纹孔对的类型 单纹孔对相邻的二边都是单纹孔 盲纹孔个细胞一侧为单纹孔，而另一细胞另一侧不形成纹孔，或为细胞间隙。 具缘纹孔对相邻二边都形成具缘纹孔 半缘纹孔边是导管或管胞为具缘纹孔，而另一边为木薄壁细胞为单纹孔，这一对称之。,细胞壁的特化 植物 细胞壁由于环境的影响和生理机能不同，常发生不同的特化，主要有木质化、木栓化、角质化。（掌握三种特化，鉴别没有特化的细胞壁（纤维素）+氯化锌碘液 兰紫色）,（三）细胞壁特化,1、木质化 细胞壁内填充和附加了木质素 作用 细胞群的机械力增加。如导管，纤维。（不只次生壁木化、初生壁也有木化） 鉴定 +间苯三酚+浓盐酸（或H2SO4）樱桃红 木化程度强、色深 +番红 红色,细胞壁特化类型,木质化的导管和纤维 甘草,木质化图,2、栓质化（木栓化） 细胞壁中增加了木栓质（脂肪类化合物） 作用 不透气 不透水 在植物器官最外，保护 鉴定 +苏丹 （苏丹）（溶于Et2O） 桔红色,木栓化,木