藥用植物學(xué)第一植物的細(xì)胞

第一章植物的細(xì)胞本部分主要討論：第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本構(gòu)造一.原生質(zhì)體二.植物細(xì)胞的后含物三.細(xì)胞壁第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂一.有絲分裂二.無(wú)絲分裂三.減數(shù)分裂四.染色體、單倍體、二倍體、多倍體目的要求目的：

掌握植物細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)、細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和特化、紋孔的類型和后含物的種類及其鑒別方法。

熟悉各細(xì)胞器的主要功能。

了解植物細(xì)胞亞顯微構(gòu)造及細(xì)胞的分裂繁殖方式。

教學(xué)內(nèi)容植物細(xì)胞一般都較小，直徑在10～100μm之間。細(xì)菌的細(xì)胞最小，其直徑小于0.2μm。亞麻纖維細(xì)胞較細(xì)長(zhǎng)，長(zhǎng)達(dá)4cm左右，苧麻纖維長(zhǎng)達(dá)50cm。用顯微鏡觀察到的細(xì)胞構(gòu)造，通常稱為植物的顯微構(gòu)造(microscopicstructure)。光學(xué)顯微鏡的分辨極限不小于0.2μm，有效放大倍數(shù)不大于1600倍。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)(ultramicroscopicstructure)或亞顯微結(jié)構(gòu)(submicroscopicstructure)。通常不可能在某一個(gè)細(xì)胞里看到細(xì)胞的全部構(gòu)造。為了便于學(xué)習(xí)，現(xiàn)將各種植物細(xì)胞的主要構(gòu)造集中在一個(gè)細(xì)胞里加以說(shuō)明，這個(gè)細(xì)胞稱為典型的植物細(xì)胞或模式植物細(xì)胞。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)一、原生質(zhì)體原生質(zhì)體(protoplast)是細(xì)胞內(nèi)有生命的物質(zhì)的總稱，包括細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、質(zhì)體、線粒體、高爾基體、核糖體、溶酶體等。按照原生質(zhì)體內(nèi)物質(zhì)的作用，形態(tài)及組分上的差異，又分為細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和細(xì)胞器三部分。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)(一)細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)細(xì)胞質(zhì)是原生質(zhì)體的基本組成成分，為半透明、半流動(dòng)的基質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)可相對(duì)劃分為三層，即細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁相接觸的膜稱作細(xì)胞質(zhì)膜，與液泡相接觸的膜稱作液泡膜。細(xì)胞質(zhì)膜和液泡膜之間的部分稱作中質(zhì)(medium)。質(zhì)膜對(duì)各種物質(zhì)的通過(guò)具有選擇性。細(xì)胞質(zhì)膜和液泡膜還具有半滲透現(xiàn)象，即細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞外部液體之間存在著滲透作用。質(zhì)膜還能抵御病菌的侵害，接受和傳遞外界的信號(hào)，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動(dòng)。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

(二)細(xì)胞核(neucleus)細(xì)胞核具有一定的結(jié)構(gòu)，可分為核膜、核液、核仁和染色質(zhì)四部分。

1.核膜分隔細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核的界膜。膜上還有許多小孔，稱為核孔。

2.核液細(xì)胞核膜內(nèi)呈粘滯性的液體。

3.核仁細(xì)胞核中折光率更強(qiáng)的小球體，有一個(gè)或幾個(gè)。

4.染色質(zhì)散布在核液中，是易被堿性染料(如甲基綠)著色的物質(zhì)。對(duì)某一種植物來(lái)說(shuō)，則是相對(duì)穩(wěn)定的，所以染色體的數(shù)目、形狀和大小是植物分類鑒定的重要依據(jù)之一。細(xì)胞核在控制機(jī)體特性遺傳和調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝途徑方面起著主導(dǎo)作用。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

(三)細(xì)胞器(organelle)

細(xì)胞器是細(xì)胞中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)、組成和具有特定功能的微器官。細(xì)胞器包括質(zhì)體、液泡、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖核蛋白體、微管、高爾基體、圓球體、溶酶體、微體等。

1.質(zhì)體(plastid)質(zhì)體為植物細(xì)胞所特有的細(xì)胞器，質(zhì)體分為白色體、葉綠體和有色體。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

(1)白色體(leucoplast)白色體與物質(zhì)的積累和貯藏有關(guān)，它包括合成淀粉的造粉體，合成蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)體和合成脂肪、脂肪油的造油體。

(2)葉綠體(chloroplast)高等植物的葉綠體一般呈球形或扁球形，是進(jìn)行光合作用和合成同化淀粉的場(chǎng)所。

(3)有色體(chromoplast)常存在于花、果實(shí)和根中。其所含色素主要是胡蘿卜素和葉黃素。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)三種質(zhì)體在起源上均由前質(zhì)體(proplastid)衍生而來(lái)，而且它們之間在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化。例如發(fā)育中的番茄，最初含有白色體，見(jiàn)光后白色體轉(zhuǎn)化為葉綠體，使幼果成綠色，最后在果實(shí)成熟時(shí)，葉綠體逐漸轉(zhuǎn)變成有色體，番茄由綠而變紅。相反，有色體也能轉(zhuǎn)化成其它質(zhì)體，例如胡蘿卜根暴露在地面部分經(jīng)光照而變成綠色，這是有色體轉(zhuǎn)化為葉綠體的緣故。

第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

2.液泡(vacuole)液泡是植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。液泡內(nèi)含有新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種物質(zhì)的混合液，也稱細(xì)胞液，是無(wú)生命的。其主要成分除水分外，還有糖類、生物堿、甙類、單寧、有機(jī)酸、揮發(fā)油、色素、樹(shù)脂、結(jié)晶等，其中不少化學(xué)成分具有強(qiáng)烈生理活性，往往是植物藥的有效成分。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

植物的細(xì)胞器尚有：線粒體(mitochondrion)與細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換有關(guān)；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum)與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、類脂和多糖的合成、運(yùn)輸和貯藏有關(guān)；高爾基體(golgibody)與合成多糖與運(yùn)輸多糖有關(guān)；第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

植物的細(xì)胞器尚有：核糖體(ribosome)蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所；溶酶體(lysosome)和微體(microbody)含有各種不同的酶，能分解生物大分子，對(duì)細(xì)胞內(nèi)貯藏物質(zhì)的利用起重要作用；圓球體(spherosome)脂肪積累和分解的場(chǎng)所。這些細(xì)胞器都有一定的形態(tài)和功能，是細(xì)胞生活和代謝不可缺少的。

第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)二、植物細(xì)胞的后含物植物細(xì)胞在生活過(guò)程中，由于新陳代謝的活動(dòng)而產(chǎn)生各種非生命的物質(zhì)，統(tǒng)稱為后含物(ergasticsubstance)。細(xì)胞的后含物是生藥顯微鑒定和理化鑒定的重要依據(jù)之一。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)1.淀粉(starch)綠色植物經(jīng)光合作用所產(chǎn)生的葡萄糖，暫時(shí)在葉綠體內(nèi)轉(zhuǎn)變成的淀粉為同化淀粉(assimilationstarch)。同化淀粉再度分解為葡萄糖，轉(zhuǎn)運(yùn)到貯藏器官中，而在造粉體內(nèi)重新形成的淀粉稱為貯藏淀粉(reservestarch)。淀粉積累時(shí)，先形成淀粉的核心—臍點(diǎn)(hilum),然后環(huán)繞核心繼續(xù)由內(nèi)向外層層沉積。淀粉沉積時(shí)，直鏈淀粉和支鏈淀粉相互交替地分層沉積形成輪紋(層紋annularstriation)。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)淀粉有單粒、復(fù)粒、半復(fù)粒之分：一個(gè)淀粉只具有一個(gè)臍點(diǎn)的稱為單粒淀粉；具有2個(gè)或多個(gè)臍點(diǎn)，每個(gè)臍點(diǎn)有各自層紋的稱為復(fù)粒淀粉；具有2個(gè)或多個(gè)臍點(diǎn)，每個(gè)臍點(diǎn)除有它各自的層紋外，在外面另被有共同層紋的稱為半復(fù)粒淀粉。淀粉的形狀、大小、層紋和臍點(diǎn)常隨植物的不同而異，因此，可作為鑒定藥材的一種依據(jù)。含有直鏈淀粉的淀粉粒遇稀碘液顯藍(lán)紫色，支鏈淀粉則顯紫紅色。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

2.菊糖(inulin)由果糖分子聚合而成。多含在菊科、桔?？坪妄埬懣撇糠种参锔?。能溶于水，不溶于乙醇。呈類圓形或扇形結(jié)晶的菊糖。菊糖遇25%α-萘酚溶液再加濃硫酸顯紫紅色而溶解。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

3.蛋白質(zhì)(protein)種子的胚乳和子葉細(xì)胞里多含有豐富的蛋白質(zhì)，它們通常是以糊粉粒(aleuronegrain)的狀態(tài)貯存。它的外面有一層蛋白質(zhì)膜，在里面無(wú)定形的蛋白質(zhì)基質(zhì)中分布有蛋白質(zhì)擬晶體和環(huán)己六醇磷酯的鈣或鎂鹽的球形體。遇碘呈暗黃色；遇硫酸銅加苛性堿水溶液顯紫紅色。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

4.脂肪(fat)和脂肪油(fixedoil)由脂肪酸和甘油結(jié)合而成的酯。一般在常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)的稱脂肪，如烏桕脂，可可豆脂；若呈液態(tài)的稱脂肪油。脂肪和脂肪油均不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，遇蘇丹Ⅲ溶液顯橙紅色、紅色和紫紅色，遇鋨酸變成黑色。蓖麻油常用作瀉下劑，大風(fēng)子油用于治療麻瘋病，月見(jiàn)草油治療高血脂病等。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

5.晶體(crystal)(1)草酸鈣結(jié)晶植物體內(nèi)草酸鈣結(jié)晶的形成，被認(rèn)為是有解毒作用。

1)單晶又稱方晶或塊晶，如甘草、黃柏。

2)針晶常存在于粘液細(xì)胞中，如半夏、黃精等。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)3)簇晶由許多菱狀晶集合而成，如大黃根莖、人參根等。4)砂晶呈細(xì)小的三角形、箭頭狀或不規(guī)則形，如顛茄、牛膝、地骨皮等。5)柱晶長(zhǎng)柱形,長(zhǎng)度為直徑的四倍以上，如射干、淫羊藿等。植物種類不同而具有不同的形狀和大小，這些特征可作為鑒別生藥的依據(jù)。草酸鈣結(jié)晶不溶于醋酸，但遇20%硫酸便溶解并形成硫酸鈣針狀結(jié)晶析出。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)(2)碳酸鈣結(jié)晶(calciumcarbonatecrystal)多存在于植物葉的表層細(xì)胞中,其一端與細(xì)胞壁連接,形狀如一串懸垂的葡萄,形成鐘乳體。鐘乳體多存在于爵床科、?？?、蕁麻科等植物體中，如穿心蓮葉、無(wú)花果葉、大麻葉。碳酸鈣結(jié)晶加醋酸則溶解并放出CO2氣泡。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)三、細(xì)胞壁(cellwall)細(xì)胞壁是植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)，與液泡，質(zhì)體一起構(gòu)成了植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞區(qū)別的三大結(jié)構(gòu)特征。(一)細(xì)胞壁的分層細(xì)胞壁根據(jù)形成的先后和化學(xué)成分的不同分為三層：胞間層，初生壁和次生壁。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)1.胞間層(intercellularlayer)是相鄰的兩個(gè)細(xì)胞共用的薄層。它是由親水性的果膠類物質(zhì)組成,很容易被酸或酶等溶解。2.初生壁(primarywall)由原生質(zhì)體分泌的纖維素、半纖維素和少量果膠質(zhì)加在胞間層的內(nèi)側(cè)，形成細(xì)胞的初生壁。初生壁一般薄而有彈性，能隨細(xì)胞的生長(zhǎng)而延伸，壁的延伸又使初生壁中填充了一些新的原生質(zhì)體分泌物，這稱為填充生長(zhǎng)。3.次生壁(secondarywall)次生壁是細(xì)胞壁停止生長(zhǎng)后,逐漸在初生壁的內(nèi)側(cè)一層層地積累一些纖維素、半纖維素和少量木質(zhì)素等物質(zhì),使細(xì)胞壁附加增厚。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)(二)紋孔(pit)和胞間連絲(plasmodesmata)次生壁在加厚過(guò)程中并不是均勻增厚的，在很多地方留下沒(méi)有增厚的空隙,稱為紋孔。相鄰的細(xì)胞壁其紋孔常成對(duì)地相互銜接，稱為紋孔對(duì)，紋孔對(duì)之間的薄膜，稱為紋孔膜，由相鄰兩個(gè)細(xì)胞的兩層初生壁和一層胞間層組成。紋孔膜兩側(cè)的空腔，稱為紋孔腔,由紋孔腔通往細(xì)胞壁的開(kāi)口,稱為紋孔口。紋孔對(duì)有三種類型，即單紋孔、具緣紋孔和半緣紋孔。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)(1)單紋孔呈圓孔形或扁圓形,紋孔對(duì)的中間有紋孔膜。(2)具緣紋孔紋孔邊緣的次生壁向細(xì)胞腔內(nèi)呈架拱狀隆起，形成一個(gè)扁圓的紋孔腔，紋孔腔有一圓形或扁圓形的紋孔口，在松柏類裸子植物的管胞中，其紋孔膜(即紋孔所在的初生壁)上常增厚形成紋孔塞。(3)半圓紋孔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。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)(4)胞間連絲（plasmodesmata）細(xì)胞間有許多纖細(xì)的原生質(zhì)絲穿過(guò)初生壁上微細(xì)孔眼彼此聯(lián)系著，這種原生質(zhì)絲稱為胞間連絲。如柿核、馬錢(qián)子胚乳的細(xì)胞經(jīng)染色處理可以在光學(xué)顯微鏡下看到胞間連絲。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)(三)細(xì)胞壁的特化1.木質(zhì)化(lignification)細(xì)胞壁在附加生長(zhǎng)時(shí)增加了較多的木質(zhì)素而變得堅(jiān)硬牢固。導(dǎo)管、木纖維、石細(xì)胞等細(xì)胞壁即是木質(zhì)化的細(xì)胞壁。木質(zhì)化的細(xì)胞壁加間苯三酚溶液一滴，待片刻，再加濃鹽酸一滴，即顯紅色。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

2.木栓化(suberization)是細(xì)胞壁內(nèi)增加了脂肪性的木栓質(zhì)的結(jié)果。木栓化的細(xì)胞壁不透水和空氣。栓皮櫟的木栓組織特別發(fā)達(dá)，可作瓶塞用。木栓化細(xì)胞壁遇蘇丹Ⅲ試液可染成紅色。

3.角質(zhì)化(cutinization)植物細(xì)胞產(chǎn)生的脂肪性角質(zhì)，形成一層角質(zhì)層。它可防止水分過(guò)度蒸發(fā)，以及某些蟲(chóng)類和微生物的侵害。角質(zhì)層遇蘇丹Ⅲ試液亦可被染成桔紅色。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)

4.粘液質(zhì)化(mucilagization)是細(xì)胞壁中的纖維素和果膠質(zhì)等成分發(fā)生變化而成為粘液。如車前子、亞麻子的表皮細(xì)胞中具有粘液化細(xì)胞。粘液質(zhì)化的細(xì)胞壁遇玫紅酸鈉醇溶液染成玫瑰紅色；遇釕紅試劑可染成紅色。

5.礦質(zhì)化(mineralization)是指細(xì)胞壁中含有硅質(zhì)或鈣質(zhì)等。如禾本科植物的莖、葉，木賊莖。硅質(zhì)能溶于氟化氫，但不溶于醋酸或濃硫酸(可區(qū)別于碳酸鈣和草酸鈣)。第一節(jié)植物細(xì)胞的形態(tài)和基本結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞的分裂方式常見(jiàn)的有：無(wú)絲分裂、有絲分裂和減數(shù)分裂。一、無(wú)絲分裂(amitosis)無(wú)絲分裂又稱直接分裂，其分裂過(guò)程簡(jiǎn)單而快速。在無(wú)絲分裂方式中不出現(xiàn)紡錘絲和染色體，也不能保證母細(xì)胞的遺傳物質(zhì)平均地分配到二個(gè)子細(xì)胞中去，從而影響了遺傳的穩(wěn)定性。

第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂二、有絲分裂(mitosis)有絲分裂又稱間接分裂，它是高等植物和多數(shù)低等植物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的分裂方式。(一)間期是從前一次分裂結(jié)束到下一次分裂開(kāi)始的一段時(shí)間。處于本期的細(xì)胞可見(jiàn)細(xì)胞核大，細(xì)胞質(zhì)濃。細(xì)胞的代謝活動(dòng)旺盛，完成了RNA、蛋白質(zhì)和多種酶的合成以及DNA的復(fù)制等，為細(xì)胞分裂作好了物質(zhì)上的準(zhǔn)備。(二)前期形成棒狀的染色體,核膜和核仁至此均已消失。每種植物在分裂過(guò)程中，都會(huì)形成一定數(shù)目和一定形狀的染色體，這也是進(jìn)行植物分類和研究植物進(jìn)化的依據(jù)之一。第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂

(三)中期中期細(xì)胞特征是染色體排列在中央的赤道面兩側(cè)，紡錘體非常明顯。

(四)后期后期的細(xì)胞特征是染色體分裂成兩組子染色體,并離開(kāi)赤道面,分別朝相反兩極運(yùn)動(dòng)。

(五)末期兩組子染色體分別到達(dá)兩極,逐漸溶解消失,核膜、核仁重新出現(xiàn)，形成新的子細(xì)胞核，子細(xì)胞質(zhì)和分隔兩個(gè)子細(xì)胞的細(xì)胞壁。每一個(gè)子細(xì)胞具有與母細(xì)胞相同數(shù)量和類型的染色體，因此，保證了子細(xì)胞具有與母細(xì)胞相同的遺傳因子，從而保持了細(xì)胞遺傳的穩(wěn)定性。第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂三、減數(shù)分裂(meiosis)減數(shù)分裂與植物的有性生殖密切相關(guān)，僅發(fā)生在生殖細(xì)胞中。分裂的結(jié)果，使每個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)只有母細(xì)胞的一半，成為單倍體(n)，因此，稱其為減數(shù)分裂。減數(shù)分裂整個(gè)過(guò)程經(jīng)過(guò)兩次細(xì)胞分裂，結(jié)果形成四個(gè)細(xì)胞。每個(gè)細(xì)胞中的染色體數(shù)均成為單倍體(n)。種子植物在有性生殖時(shí)所產(chǎn)生的精子和卵細(xì)胞都是經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂以后才產(chǎn)生的,它們都是單倍體(n),由于精子和卵細(xì)胞結(jié)合,又恢復(fù)成為兩倍體(2n)。第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂四、染色體、單倍體、二倍體、多倍體(一)染色體(chromosome)由DNA和組蛋白組成，核心物質(zhì)是DNA。DNA是細(xì)胞的主要遺傳物質(zhì)，它是有4種不同的核苷酸即脫氧腺苷酸(dAMP)、脫氧胸苷酸(dTMP)、脫氧鳥(niǎo)苷酸(dGMP)和脫氧胞苷酸(dCMP)組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)大分子，其中核苷酸的序列攜帶著植物的遺傳信息。同種植物含有相同的DNA序列，且這種核苷酸序列是相對(duì)穩(wěn)定的。而不同種植物含有的DNA核苷酸序列是不同的，現(xiàn)代生物技術(shù)已能構(gòu)建每種植物的DNA指紋圖用于植物的分類鑒定。第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂在高倍顯微鏡下，可觀察到染色體的著絲點(diǎn)、染色體臂、主縊痕、次縊痕，有的染色體在短臂末端還有一個(gè)球形或棒形突出物稱隨體。研究一個(gè)種的全部染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，包括染色體數(shù)目、大小、形態(tài)、主縊痕和副縊痕等特征的總和，稱為染色體組型分析或染色體核型分析。因?yàn)槿旧w的核型是每個(gè)物種的相當(dāng)穩(wěn)定的特征，所以染色體的核型分析也是植物的種級(jí)分類的重要依據(jù)。第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂

(二)單倍體(haploid)

細(xì)胞內(nèi)僅含有一組染色體的個(gè)體稱為單倍體。

(三)二倍體(diploid)

細(xì)胞內(nèi)含有兩組染色體的個(gè)體稱為二倍體。植物在通常情況下體細(xì)胞為二倍體。

(四)多倍體(polyploid)

細(xì)胞內(nèi)含有三組以上染色體的個(gè)體稱為多倍體。多倍體在動(dòng)物界較少，但都廣泛存在于植物界中。多倍體的形成是當(dāng)植物細(xì)胞進(jìn)行分裂時(shí)，由于受外界條件的刺激，而使細(xì)胞核內(nèi)的染色體數(shù)目發(fā)生加倍變化。按刺激條件的不同可分為自然多倍體植物和人工多倍體植物。

第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂在藥用植物方面，如人工育成的曼陀羅DaturastramoniumL.的四倍體植株(2n＝4x＝48),其生藥葉重約為二倍體的1.7倍。具消炎作用的母菊MatricariachamomillaL.的四倍體(2n＝4x＝36)，其花的大小和有效成分的含量均優(yōu)于二倍體。菘藍(lán)IsatisindigoticaFort.的四倍體（2n＝4x＝28）的新品系與二倍體相比，根的產(chǎn)量提高30%以上，根的抗內(nèi)毒素作用也有較大提高，葉中靛藍(lán)的含量在收獲期可成倍增加，靛玉紅含量也有顯著提高。

第二節(jié)植物細(xì)胞的分裂重點(diǎn)難點(diǎn)植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)一、原生質(zhì)體原生質(zhì)體(protoplast)是細(xì)胞內(nèi)有生命的物質(zhì)的總稱，包括細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、質(zhì)體、線粒體、高爾基體、核糖體、溶酶體等。按照原生質(zhì)體內(nèi)物質(zhì)的作用，形態(tài)及組分上的差異，又分為細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和細(xì)胞器三部分。(一)細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)細(xì)胞質(zhì)是原生質(zhì)體的基本組成成分，為半透明、半流動(dòng)的基質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)可相對(duì)劃分為三層，即細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁相接觸的膜稱作細(xì)胞質(zhì)膜，與液泡相接觸的膜稱作液泡膜。細(xì)胞質(zhì)膜和液泡膜之間的部分稱作中質(zhì)。質(zhì)膜對(duì)各種物質(zhì)的通過(guò)具有選擇性。細(xì)胞質(zhì)膜和液泡膜還具有半滲透現(xiàn)象，即細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞外部液體之間存在著滲透作用。質(zhì)膜還能抵御病菌的侵害，接受和傳遞外界的信號(hào)，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動(dòng)。

(二)細(xì)胞核(neucleus)細(xì)胞核具有一定的結(jié)構(gòu)，可分為核膜、核液、核仁和染色質(zhì)四部分。

1.核膜分隔細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核的界膜。膜上還有許多小孔，稱為核孔(nuclearpore)。

2.核液細(xì)胞核膜內(nèi)呈粘滯性的液體。

3.核仁細(xì)胞核中折光率更強(qiáng)的小球體，有一個(gè)或幾個(gè)。

4.染色質(zhì)散布在核液中，是易被堿性染料(如甲基綠)著色的物質(zhì)。對(duì)某一種植物來(lái)說(shuō)，則是相對(duì)穩(wěn)定的，所以染色體的數(shù)目、形狀和大小是植物分類鑒定的重要依據(jù)之一。細(xì)胞核在控制機(jī)體特性遺傳和調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝途徑方面起著主導(dǎo)作用。

(三)細(xì)胞器(organelle)

細(xì)胞器是細(xì)胞中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)、組成和具有特定功能的微器官。細(xì)胞器包括質(zhì)體、液泡、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖核蛋白體、微管、高爾基體、圓球體、溶酶體、微體等。

1.質(zhì)體(plastid)質(zhì)體為植物細(xì)胞所特有的細(xì)胞器，質(zhì)體分為白色體、葉綠體和有色體。

(1)白色體(leucoplast)白色體與物質(zhì)的積累和貯藏有關(guān)，它包括合成淀粉的造粉體，合成蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)體和合成脂肪、脂肪油的造油體。

(2)葉綠體(chloroplast)高等植物的葉綠體一般呈球形或扁球形，是進(jìn)行光合作用和合成同化淀粉的場(chǎng)所。

(3)有色體(chromoplast)常存在于花、果實(shí)和根中。其所含色素主要是胡蘿卜素和葉黃素。以上三種質(zhì)體在起源上均由前質(zhì)體(proplastid)衍生而來(lái)，而且它們之間在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化。

2.液泡(vacuole)液泡亦是植物細(xì)胞特有的細(xì)胞器。液泡內(nèi)含有新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種物質(zhì)的混合液，也稱細(xì)胞液，是無(wú)生命的。其主要成分除水分外，還有糖類、生物堿、甙類、單寧、有機(jī)酸、揮發(fā)油、色素、樹(shù)脂、結(jié)晶等，其中不少化學(xué)成分具有強(qiáng)烈生理活性，往往是植物藥的有效成分。

植物的細(xì)胞器尚有：線粒體(mitochondrion)與細(xì)胞內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換有關(guān)；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum)與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、類脂和多糖的合成、運(yùn)輸和貯藏有關(guān)；高爾基體(golgibody)與合成多糖與運(yùn)輸多糖有關(guān)；核糖體(ribosome)是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所；溶酶體(lysosome)和微體(microbody)含有各種不同的酶，能分解生物大分子，對(duì)細(xì)胞內(nèi)貯藏物質(zhì)的利用起重要作用；圓球體(spherosome)脂肪積累和分解的場(chǎng)所。這些細(xì)胞器都有一定的形態(tài)和功能，是細(xì)胞生活和代謝不可缺少的。

植物細(xì)胞的后含物植物細(xì)胞在生活過(guò)程中，由于新陳代謝的活動(dòng)而產(chǎn)生各種非生命的物質(zhì)，統(tǒng)稱為后含物(ergasticsubstance)。細(xì)胞的后含物是生藥顯微鑒定和理化鑒定的重要依據(jù)之一。1.淀粉(starch)綠色植物經(jīng)光合作用所產(chǎn)生的葡萄糖，暫時(shí)在葉綠體內(nèi)轉(zhuǎn)變成的淀粉為同化淀粉。同化淀粉再度分解為葡萄糖，轉(zhuǎn)運(yùn)到貯藏器官中，而在造粉體內(nèi)重新形成的淀粉稱為貯藏淀粉。淀粉積累時(shí)，先形成淀粉的核心—臍點(diǎn)(hilum),然后環(huán)繞核心繼續(xù)由內(nèi)向外層層沉積。淀粉沉積時(shí)，直鏈淀粉和支鏈淀粉相互交替地分層沉積形成輪紋(層紋annularstriation)。淀粉有單粒、復(fù)粒、半復(fù)粒之分：一個(gè)淀粉只具有一個(gè)臍點(diǎn)的稱為單粒淀粉；具有2個(gè)或多個(gè)臍點(diǎn)，每個(gè)臍點(diǎn)有各自層紋的稱為復(fù)粒淀粉；具有2個(gè)或多個(gè)臍點(diǎn)，每個(gè)臍點(diǎn)除有它各自的層紋外，在外面另被有共同層紋的稱為半復(fù)粒淀粉。淀粉的形狀、大小、層紋和臍點(diǎn)常隨植物的不同而異，因此，可作為鑒定藥材的一種依據(jù)。含有直鏈淀粉的淀粉粒遇稀碘液顯藍(lán)紫色，支鏈淀粉則顯紫紅色。

2.菊糖(inulin)由果糖分子聚合而成。多含在菊科、桔?？坪妄埬懣撇糠种参锔?。能溶于水，不溶于乙醇。呈類圓形或扇形結(jié)晶的菊糖。菊糖遇25%α-萘酚溶液再加濃硫酸顯紫紅色而溶解。

3.蛋白質(zhì)(protein)種子的胚乳和子葉細(xì)胞里多含有豐富的蛋白質(zhì)，它們通常是以糊粉粒(aleuronegrain)的狀態(tài)貯存。它的外面有一層蛋白質(zhì)膜，在里面無(wú)定形的蛋白質(zhì)基質(zhì)中分布有蛋白質(zhì)擬晶體和環(huán)己六醇磷酯的鈣或鎂鹽的球形體。遇碘呈暗黃色；遇硫酸銅加苛性堿水溶液顯紫紅色。

4.脂肪(fat)和脂肪油(fixedoil)由脂肪酸和甘油結(jié)合而成的酯。一般在常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)的稱脂肪，如烏桕脂，可可豆脂；若呈液態(tài)的稱脂肪油。脂肪和脂肪油均不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，遇蘇丹Ⅲ溶液顯橙紅色、紅色和紫紅色，遇鋨酸變成黑色。蓖麻油常用作瀉下劑，大風(fēng)子油用于治療麻瘋病，月見(jiàn)草油治療高血脂病等。

5.晶體(crystal)(1)草酸鈣結(jié)晶(calciumoxalatecrystal)植物體內(nèi)草酸鈣結(jié)晶的形成，被認(rèn)為是有解毒作用。

1)單晶又稱方晶或塊晶，如甘草、黃柏。

2)針晶常存在于粘液細(xì)胞中，如半夏、黃精等。3)簇晶由許多菱狀晶集合而成，如大黃根莖、人參根等。4)砂晶呈細(xì)小的三角形、箭頭狀或不規(guī)則形，如顛茄、牛膝、地骨皮等。5)柱晶長(zhǎng)柱形,長(zhǎng)度為直徑的四倍以上，如射干、淫羊藿等。植物種類不同而具有不同的形狀和大小，這些特征可作為鑒別生藥的依據(jù)。草酸鈣結(jié)晶不溶于醋酸，但遇20%硫酸便溶解并形成硫酸鈣針狀結(jié)晶析出。(2)碳酸鈣結(jié)晶(calciumcarbonatecrystal)多存在于植物葉的表層細(xì)胞中,其一端與細(xì)胞壁連接,形狀如一串懸垂的葡萄,形成鐘乳體。鐘乳體多存在于爵床科、?？?、蕁麻科等植物體中，如穿心蓮葉、無(wú)花果葉、大麻葉。碳酸鈣結(jié)晶加醋酸則溶解并放出CO2氣泡。細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁是植物細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)，與液泡，質(zhì)體一起構(gòu)成了植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞區(qū)別的三大結(jié)構(gòu)特征。(一)細(xì)胞壁的分層細(xì)胞壁根據(jù)形成的先后和化學(xué)成分的不同分為三層：胞間層，初生壁和次生壁。1.胞間層(intercellularlayer)是相鄰的兩個(gè)細(xì)胞共用的薄層。它是由親水性的果膠類物質(zhì)組成,很容易被酸或酶等溶解。2.初生壁(primarywall)由原生質(zhì)體分泌的纖維素、半纖維素和少量果膠質(zhì)加在胞間層的內(nèi)側(cè)，形成細(xì)胞的初生壁。初生壁一般?。s1～3μm）而有彈性，能隨細(xì)胞的生長(zhǎng)而延伸，壁的延伸又使初生壁中填充了一些新的原生質(zhì)體分泌物，這稱為填充生長(zhǎng)。3.次生壁(secondarywall)次生壁是細(xì)胞壁停止生長(zhǎng)后,逐漸在初生壁的內(nèi)側(cè)一層層地積累一些纖維素、半纖維素和少量木質(zhì)素等物質(zhì),使細(xì)胞壁附加增厚。紋孔的類型次生壁在加厚過(guò)程中并不是均勻增厚的，在很多地方留下沒(méi)有增厚的空隙,稱為紋孔。相鄰的細(xì)胞壁其紋孔常成對(duì)地相互銜接，稱為紋孔對(duì)，紋孔對(duì)之間的薄膜，稱為紋孔膜，由相鄰兩個(gè)細(xì)胞的兩層初生壁和一層胞間層組成。紋孔膜兩側(cè)的空腔，稱為紋孔腔,由紋孔腔通往細(xì)胞壁的開(kāi)口,稱為紋孔口。紋孔對(duì)有三種類型，即單紋孔、具緣紋孔和半緣紋孔。(1)單紋孔呈圓孔形或扁圓形,紋孔對(duì)的中間有紋孔膜。(2)具緣紋孔紋孔邊緣的次生壁向細(xì)胞腔內(nèi)呈架拱狀隆起，形成一個(gè)扁圓的紋孔腔，紋孔腔有一圓形或扁圓形的紋孔口，在松柏類裸子植物的管胞中，其紋孔膜(即紋孔所在的初生壁)上常增厚形成紋孔塞。(3)半圓紋孔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。細(xì)胞壁的特化和鑒別1.木質(zhì)化(lignification)細(xì)胞壁在附加生長(zhǎng)時(shí)增加了較多的木質(zhì)素而變得堅(jiān)硬牢固。導(dǎo)管、木纖維、石細(xì)胞等細(xì)胞壁即是木質(zhì)化的細(xì)胞壁。木質(zhì)化的細(xì)胞壁加間苯三酚溶液一滴，待片刻，再加濃鹽酸一滴，即顯