微亚讲座--每周读点植物学
WEEK 6:植物细胞的组成(三)质体
前两回,我们聊了一些关于细胞壁和细胞质膜的知识,这一次我们接着向细胞的内部探究,一起来看看细胞质。细胞质是质膜以内,细胞核以外的部分,一般呈透明或半透明的溶胶态,其内包含细胞质基质、细胞器与包含物(糖类、脂质、蛋白质等),是细胞进行多种物质代谢的场所。细胞器是细胞质内具有一定形态结构和特定功能的微器官。植物细胞的细胞器包括质体、液泡、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体、微体、微管微丝等等。
首先,作为植物细胞与动物细胞三大不同中的第二名,我们来一起了解一下质体。
你或许知道植物具有可以进行光合作用的叶绿体,但说到质体也许比较陌生,其实叶绿体是质体的三种类型之一。质体是一类合成和积累同化产物的细胞器的统称,根据色素和功能的不同,分为叶绿体、有色体和白色体三种。
叶绿体是光合作用的主要细胞器,主要存在于叶片和茎中,内含有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素四种,叶片的颜色与色素的比例有关,每当秋天来临,树叶就会变黄,那是因为气温低,叶绿素被破坏,叶片呈黄色(由叶黄素和胡萝卜素呈现)。从结构上来看,叶绿体是由叶绿体双层单位膜包裹,内含片状结构--内囊体,光合作用中色素和蛋白质都在片状的内囊体上,一堆内囊体构成基粒,环绕内囊体的液体部分为叶绿体基质,在基质中我们还可以见到噬锇颗粒(富含蛋白质和脂质,电镜下呈球形、高电子密度)和暂存的淀粉粒(椭球形、偏白色)。茶叶的香味和噬锇颗粒的多寡有关,噬锇颗粒含量高的茶叶往往香气越浓郁。
图1 电镜下叶绿体的超微结构
有色体含有叶黄素和胡萝卜素,能积累淀粉、脂质,存在于花瓣、成熟的果实和胡萝卜根等位置,植物液泡里也会积累一些色素,这些色素赋予花果叶片鲜艳的色彩,让我们能观赏到多彩的植物世界。有色体内的基粒和基质片层多已解体,内含大量的含胡萝卜素的小球体。
图2 光镜和电镜下的有色体
白色体不含色素,存在于幼嫩或不见光组织中,尤其以贮藏组织较多,能积累淀粉、蛋白质和脂质的分别叫做造粉体、造蛋白体和造油体。
图3. 左图. 百合花花药内的绒毡层的细胞含有密集的富含油的质体;右图. 电镜下的两个造粉体.
三种质体都是由前质体发育而来,可以在特定条件下互相转化。白色体在见光的情况下可转变为叶绿体。放在家里的土豆如果长时间不吃,你会发现土豆变绿了,那是因为块茎暴露在光下则逐渐呈现绿色。西红柿的果实,随着发育由绿色可转变为红色,说明叶绿体也可随细胞的发育和外界温度的变化而转变成有色体。这种颜色的变化,反映了细胞内质体转化状况。
参考资料:
1 《植物学》张爱芹
2 《植物生理学》Lincoln Taiz 宋纯鹏 译
3 《Plant Anatomy》 Richard Crang
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