植物细胞的后含物
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植物细胞的后含物
细胞在生长分化过程中,以及成熟后由于代谢活动产生的贮藏物质或废物统称为后含物。后含物有的存在于液泡中,有的存在于细胞器内。在后含物中主要是贮藏物质,其中以淀粉、糖、脂类和蛋白质为主。排泄物常为各种形状的晶体。
(一)淀粉粒
淀粉是一种最普通的后含物,在质体中发育成淀粉粒。在植物界中淀粉是仅次于纤维素的一种丰富的碳水化合物。
观察淀粉粒的理想材料是马铃薯(Solanum tuberosum)块茎。在块茎中有大量的薄壁组织细胞,细胞中含有丰富的淀粉粒。观察时只要用解剖刀在切开的块茎表面轻轻刮一下,将附着在刀口附近的混浊汁液放在载玻片上,加一滴水放上盖玻片即可观察。
用低倍物镜观察时,在视野中可以看到不同大小的颗粒团,选择颗粒不稠密而且互不重叠处,用高倍物镜观察。由于淀粉粒未经染色,需要调节光圈大小和细聚焦器才能观察清楚。当焦距对准,光圈大小合适时,可以看出椭圆形的淀粉粒有明暗交替的同心圆花纹,而且围绕着一个中心,这个中心叫做脐点。马铃薯的脐点不在中央而是偏心的。
在视野中除了具有一个偏心脐点的大淀粉粒外,还可见到具有两个或两个以上脐点的淀粉粒。
仔细观察时会发现这类淀粉粒有两种类型:一类是具两个或两个以上脐点的淀粉粒,在中央部分每个脐点由各自的同心圆所包围,而在外围则有共同的同心圆,这类淀粉粒称为半复粒淀粉粒;另一类是每个脐点只有各自的同心圆而没有共同的同心圆包围,称为复粒淀粉粒。只有一个脐点的称为单粒淀粉粒。
观察后用碘-碘化钾溶液染色。所用染料不宜浓度过高,过浓时将淀粉粒染为蓝黑色,不利观察。较稀的染料可把淀粉粒染为浅蓝色,其同心圆结构清晰可见。因此染色时不必移除盖玻片,可在载玻片上沿盖玻片的一侧边缘加一滴染料,使其与盖玻片下的水相接触,然后在盖玻片相对一侧的边缘用吸水纸将盖玻片内多余的水分吸去,即可染色。
(二)糊粉粒
许多种类的果实和种子中常含有贮藏的蛋白质,称为固体的蛋白质-糊粉粒。这些蛋白质贮存在液泡中,在贮藏过程中大液泡分解为较小的液泡,当成熟时每一液泡即为蛋白质体,液泡膜为其外围的膜。在豆类种子子叶的薄壁细胞中,普遍具有糊粉粒。这些糊粉粒以无定形蛋白质为基础,包含一个或几个拟晶体。
取一粒菜豆(Phaseolus vulgaris)种子,剥去种皮,用剃刀或新的刀片,对含有丰富贮藏物质的肥厚子叶做徒手切片(徒手切片法见附录),放入盛有水的培养皿中。
用镊子选取较薄的切片放在载玻片上,先不加盖玻片放在低倍物镜下检查是否可用。当看到切片中有透明的部分就是合用的,此时自显微镜上取下载玻片,在载波片上加水及盖玻片即可进行仔细观察。
如果切片上存在气泡,可用解剖计轻压盖玻片内有气泡的部位,即可将气泡挤出,如仍有气泡存在则要用镊子将盖玻片取下,重新加盖玻片,直至切片上不含有气泡为止。观察时,仍先用低倍物镜,选择切片较薄的地方,移至视野的中央。观察菜豆子叶的结构,可看到它们是由许多薄壁细胞组成,细胞中充满贮藏物质。
有时可看到细胞内有部分空隙或整个细胞中空,这是在切片过程中细胞内的物质脱落的结果,不要误认为是液泡。这样的细胞虽然看不到细胞内含物,却可以了解细胞壁的结构,在一些壁上可看到纹孔。此外在这些细胞之间还可看到不太大的细胞间隙。
在细胞内部有大小不等的颗粒。在大的颗粒上可以看到与马铃薯块茎的淀粉粒相似的同心圆花纹,这些就是菜豆的淀粉粒。仔细观察这些淀粉粒与马铃薯淀粉粒并不完全相同,它们的脐点位于中心,并在中央部分有裂隙,因此很容易与马铃薯淀粉粒相区分。
其中较小的颗粒看不到同心圆结构和中央裂隙的就是糊粉粒,在糊粉粒中可以看到圆形的或晶体的结构。如用组织化学方法则更容易区分淀粉粒和糊粉粒。此法是加一滴碘-碘化钾溶液于盖玻片的一侧,在另一侧用吸水纸吸去多余水分,即可染色。显微镜下观察时,淀粉粒被染为蓝紫色,而糊粉粒被染为金黄色。
选一细胞画出细胞的内含物,表示淀粉粒和糊粉粒的结构。
(三)油滴
取已制好的落花生(Arachis hypogaea)子叶切片,切片是用PAS试剂和桔红G染色,而且用锇酸固定,因此切片中多糖(细胞壁和淀粉粒)被染为紫红色,黑色颗粒为油滴,糊粉粒染为桔黄色。观察时先在低倍物镜下选择完整的细胞移至视野中央,然后在高倍物镜下观察三种后含物在细胞中分布的情况。
观察完毕,绘图表示落花生子叶细胞的结构及其中后含物分布情况,并用颜色铅笔表示三种贮藏物质的染色颜色、形状和大小。
(四)晶体
草酸钙是植物体中存在得最普遍的晶体,它们常成针形、棱形或聚集成晶簇。而碳酸钙结晶则不普遍,这种化合物常与细胞壁结合形成钟乳体。
1.针晶 取紫露草(Tradescantia virginiana)茎,用剃刀或刀片进行徒手切片,放入盛水的培养皿中。用镊子选一薄切片放在载玻片上,加水及盖玻片,在低倍物镜下观察。可以看到在较大的细胞中以及在切片附近的水中有针形的结晶,这就是针晶。
然后换高倍物镜仔细观察,会发现有些针晶的长度大于它所存在的细胞的直径,这是为什么?应如何解释?
2.钟乳体 取印度橡胶树(Ficus elastica)叶片,用剃刀或刀片做徒手切片。印度橡胶树叶片大而厚,是比较容易用徒手进行切片的。切时可先切除主脉,然后切成宽约半厘米的长条,把长条叶片折成1-1.5厘米长的一摞,每摞4-6片,用姆指及食指拿好即可进行切片。
上述过程不必用剃片或新的刀片切割,用旧的单面刀片即可。只在徒手切片时才用剃刀或新刀片。切时注意刀口及材料上要滴些水,整个操做过程应迅速,切好的叶片放入盛水的培养皿中,以免叶片枯萎。用镊子选一薄切片放在载玻片上,先不加盖玻片置低倍物镜下检查,如切片完整而薄即可加水及盖玻片进行观察。
观察时注意在排列整齐的叶肉细胞(内含许多叶绿体,很易辨认)中间有较大而发亮的空腔,有些空腔中可看到有椭圆形不透明的结构,即为钟乳体。选一较典型的钟乳体,移到视野中央,在高倍物镜下,调整光圈,利用细聚焦器,从不同的“光切面”了解钟乳体的结构,并绘图表示。