植物细胞的形态结构(5)

　　（2）细胞器 细胞器一般认为是散布在细胞质内具有一定结构和功能的微结构或微器官。但对于“细胞器”这一名词的范围，还存在着某些不同意见。

　　①质体 质体是一类与碳水化合物的合成与贮藏密切有关的细胞器，它是植物细胞特有的结构。根据色素的不同，可将质体分成三种类型：叶绿体（chloroplast）、有色体（或称杂色体，chromoplast）和白色体（leucoplast）（图1—5）。

　　叶绿体是进行光合作用的质体，只存在于植物的绿色细胞中，每个细胞可以有几颗到几十颗。有人计算蓖麻的叶片每平方毫米中可有403000颗叶绿体叶。叶绿体含有叶绿素（chloro-phyll）、叶黄素（xanthophyll）和胡萝卜素（carotin），其中叶绿素是主要的光合色素，它能吸收和利用光能，直接参与光合作用。其他二类色素不能直接参与光合作用，只能将吸收的光能传递给叶绿素，起辅助光合作用的功能。植物叶片的颜色，与细胞叶绿体中这三种色素的比例有关。一般情况，叶绿素占绝对优势，叶片呈绿色，但当营养条件不良、气温降低或叶片衰老时，叶绿素含量降低，叶片便出现黄色或橙黄色。某些植物秋天叶变红色，就是因叶片细胞中的花青素和类胡萝卜素（包括叶黄素和胡萝卜素）占了优势的缘故。在农业上，常可根据叶色的变化，判断农作物的生长状况，及时采取相应的施肥、灌水等栽培措施。

　

　　高等植物的叶绿体形状相似，呈球形、卵形或凸透镜形。直径 4—10μm，厚度 1—2μm。在低等植物（藻类）中，叶绿体有各种形状，如杯状、带状和各种不规则形状。电子显微镜下显示出叶绿体具有精致的结构，表面有双层膜包被，内部有膜形成的许多圆盘状的类囊体（thy-lakoid）相互重叠，形成一个个柱状体单位，称为基粒（granum），在基粒之间，有基粒间膜（基质片层，fret）相联系。除了这些以外的其余部分是没有一定结构的基质（stroma或matrix）（图1－6A，B）。叶绿体色素位于基粒的膜上，光合作用所需的各种酶类分别定位于基粒的膜上或者在基质中，在基粒和基质中分别完成光合作用中不同的化学反应，光反应在基粒上进行，暗反应在基质中进行。

　　有色体只含有胡萝卜素和叶黄素，由于二者比例不同，可分别呈黄色、橙色或橙红色。它们经常存在于果实、花瓣或植物体的其他部分，例如胡萝卜的根，由于具有许多有色体而成为金黄色。有色体的形状多种多样，例如红辣椒果皮中的有色体呈颗粒状，旱金莲花瓣中的有色体呈针状。有色体能积聚淀粉和脂类，在花和果实中具有吸引昆虫和其他动物传粉及传播种子的作用。

　　白色体不含色素，呈无色颗粒状。普遍存在于植物体各部分的储藏细胞中，起着淀粉和脂肪合成中心的作用。当白色体特化成淀粉储藏体时，便称为淀粉体（amyloplast），当它形成脂肪时，则称为造油体（elaioplast）。

　　在电子显微镜下，可以看到有色体和白色体表面也有双层膜包被，但内部没有发达的膜结构，不形成基粒。

　　关于质体的发育，一般认为是由幼小细胞中的前质体（proplastid）发育而来的。前质体是一种较小的无色体，能分裂。直径约 1—3μm。最初，在幼小细胞内有一些为双层膜所包被的小泡，其中没有片层结构，以后，小泡内膜向内折叠，内折的膜层与小泡表面平行，这时称为前质体。前质体进一步的发育，因外界条件而异，在光照条件下，内膜逐渐发育成正常的叶绿体基粒，同时形成叶绿素，发育为叶绿体；而在黑暗的条件下，内膜形成分离的管子，相互连接成立体的网格，同时也不形成色素，发育成白色体。这是黑暗中生长的植物会出现黄化的原因。如果黄化的植物再转入光下，白色体又可以发育成正常的叶绿体（图1－7）。有色体一般认为不是由前质体直接发育而来的，它是由白色体或叶绿体转化而成的。例如发育中的番茄，最初含有白色体，以后转化成叶绿体，最后，叶绿体失去叶绿素而转化成有色体，果实的颜色也随着变化，从白色变成绿色，最后成为红色。相反，有色体也能转化成其他质体，例如，胡萝卜根的有色体暴露于光下，就可发育为叶绿体。

　　②线粒体 线粒体是一些大小不一的球状、棒状或细丝状颗粒，一般直径为0.5—1μm，长度是1－2μm，在光学显微镜下，需用特殊的染色，才能加以辨别。在电子显微镜下可看出，线粒体由双层膜包裹着，其内膜向中心腔内折叠，形成许多隔板状或管状突起，称为嵴（cris－tae）。在二层被膜之间及中心腔内，是以可溶性蛋白为主的基质（图1－8）。

　　线粒体是细胞进行呼吸作用的场所，它具有100多种酶，分别存在于膜上和基质中，其中极大部分参与呼吸作用。线粒体呼吸释放的能量，能透过膜转运到细胞的其他部分，提供各种代谢活动的需要，因此，线粒体被比喻为细胞中的“动力工厂”。

　　细胞中线粒体的数目，以及线粒体中嵴的多少，与细胞的生理状态有关。当代谢旺盛，能量消耗多时，细胞就具有较多的线粒体，其内有较密的嵴；反之，代谢较弱的细胞，线粒体较少，内部嵴也较疏。

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