植物细胞的形态结构(8)
微丝是比微管更细的纤丝,直径只有5—8nm。在细胞中呈纵横交织的网状,与微管共同构成细胞内的支架,维持细胞的形状,并支持和网络各类细胞器。例如“游离”的核糖核蛋白体颗粒,很可能是连接在此网络的交叉点上。
微丝的主要成分是类似于肌动蛋白和肌球蛋白的蛋白质,因此,它具有像肌肉一样的收缩功能,除了起支架作用外,它的主要功能是与微管配合,控制细胞器的运动,微管的排列为细胞器提供了运动的方向,而微丝的收缩功能,直接导致了运动的实现。另外,微丝与胞质流动(cytoplasmic streaming)有密切的关系。在具有明显的胞质流动的细胞中,可以看到成束的微丝排列在流动带中,并与流动方向相平行,当用专门破坏微丝的药品——细胞松弛素处理后,胞质流动便停止。如果把药物去掉,微丝可重新聚合,胞质流动又可恢复。
(3)胞基质(cytoplasmic matrix)在电子显微镜下,看不出特殊结构的细胞质部分,称为胞基质。细胞器及细胞核都包埋于其中。它的化学成分很复杂,包含水、无机盐、溶解的气体、糖类、氨基酸,核苷酸等小分子物质,也含有一些生物大分子,如蛋白质、RNA等,其中包括许多酶类。它们使胞基质表现为具有一定弹性和粘滞性的胶体溶液,而且它的粘滞性可随着细胞生理状态的不同而发生改变。
在生活的细胞中,胞基质处于不断的运动状态,它能带动其中的细胞器,在细胞内作有规则的持续的流动,这种运动称胞质运动(cytoplasmic movement)。在具有单个大液泡的细胞中,胞基质常常围绕着液泡朝一个方向作循环流动。而在具有多个液泡的细胞中,不同的细胞质索可以有不同的流动方向。胞质运动是一种消耗能量的生命现象,它的速度与细胞生理状态有密切的关系,一旦细胞死亡,流动也随着停止。胞质运动对于细胞内物质的转运具有重要的作用,促进了细胞器之间生理上的相互联系。
胞基质不仅是细胞器之间物质运输和信息传递的介质,而且也是细胞代谢的一个重要场所,许多生化反应,如厌氧呼吸及某些蛋白质的合成等就是在胞基质中进行的。同时,胞基质也不断为各类细胞器行使功能提供必需的原料。
综上所述,我们可以看到植物细胞的原生质体,是细胞内一团结构上具有复杂分化的原生质单位。在细胞质膜内,具有特定形态和功能的细胞器,悬浮于以蛋白质为主的胶状基质中。从细胞器的定义出发,细胞核也可作为一个控制细胞遗传和发育的特殊的细胞器。这些结构,在功能上具有分工,但又是相互联系,相互依赖的,例如植物细胞最基本的生命活动——呼吸作用是在线粒体中进行的,然而呼吸所需的物质基础必须依赖叶绿体的光合作用提供;参与呼吸作用的各种酶类必须由核糖体合成;呼吸产生的能量必须通过胞基质转运到其他细胞器中,供各类代谢活动的需要,而水和二氧化碳又必须借助于质膜排出体外,或重新用作光合作用的原料。同时,参与以上种种代谢活动的酶的合成,又必然要受到细胞核的控制。由此可见,原生质体总是作为一个整体单位而进行生命活动的。
各类细胞器不仅功能上密切联系,而且在结构上和起源上也是相联系的。绝大部分的细胞器都是由膜所围成,各类细胞器的膜在成分上和功能上虽具有各自的特异性,但它们的基本结构是相似的,都是单位膜。它们在细胞内发育上的联系,可以用图1-14来作个示意:核膜的外膜与粗糙型内质网相联系,光滑型内质网产生的囊泡可以转化为高尔基体的泡囊,内质网和高尔基体又可以发育出液泡和各类小泡,小泡又可进一步发育为溶酶体、圆球体和微体等。因此,许多生物学家认为,细胞内这些细胞器是一个统一的、相互联系的膜系统在局部区域特化的结果,这个膜系统称为细胞的内膜系统。“内膜”是相对于包围在外面的质膜而言的。
在生物进化过程中,内膜系统在原生质体中起分隔化、区域化的作用。被膜分隔的不同小区,特化为不同的细胞器,从而实现细胞内的区域分工,使得在“细胞”——这样一个极小的空间中能同时进行多种不同的生化反应。内膜系统巨大的表面,又使各种酶能定位于不同的部位,保证了一系列复杂的生化反应能有顺序地、高效地进行。同时,内膜系统还与质膜相连,相邻细胞的内膜系统通过胞间联丝也互相沟通,这就提供了一个细胞内及细胞间的物质和信息的运输系统,从而使多细胞有机体能成为协调的统一整体。
因此,具有内膜系统是生物进化的表现,只有真核细胞(即具有真正细胞核的细胞)才有内膜系统,处于较低级状态的原核细胞(即没有真正细胞核的细胞)不分化成内膜系统。
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