【課程】揚州大學生物科學與技術(shù)學院_植物學6_1.1.1顯微鏡與植物細胞

百眼通 2015-08-16

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第一篇植物細胞和組織系統(tǒng)
　　細胞是生命有機體進化發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是各種生命活動進行的場所，是組成多細胞群體、多細胞有機體的基本單位。
　　組織是在單細胞生物體、多細胞群體型生物體基礎(chǔ)上進化發(fā)展而來的，是組成多細胞有機體的結(jié)構(gòu)層次。
　　在植物的進化發(fā)展較高級類群中，植物體都具有多種器官，每一種器官是由各種不同形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的組織構(gòu)成的，而每一類組織又是由若干形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能特定的細胞所組成。因此，學習植物細胞和組織的有關(guān)知識，不僅有助于學習和掌握植物體各器官的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能等的內(nèi)容，而且有助于理解植物的種類和作用的多樣性。

　　第一章植物細胞
　　在植物界，最簡單的植物，僅具有一個細胞，又稱單細胞植物，如衣藻、小球藻等。多細胞植物的個體，可由幾個到億萬個細胞組成，這些細胞雖然形態(tài)和功能上表現(xiàn)不同，但其結(jié)構(gòu)基本一致，各個細胞間彼此分工協(xié)作，共同完成個體的各種生命活動。

　　第一節(jié) 顯微鏡與植物細胞
　　人類對植物細胞的認識與顯微鏡發(fā)明，以及顯微技術(shù)等的不斷改進密切相關(guān)。1665年胡克用自制的顯微鏡觀察軟木的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)并命名了細胞。雖然他當時看到的只是植物死細胞的細胞壁，但這卻是人類有史以來第一次看到細胞輪廓，開啟了人類對細胞研究的歷史。以后，列文虎克（荷蘭Anton van Leeuwenhoek）、馬爾比基（意大利Marcello Malpighi）等人先后用顯微鏡觀察和研究了其他多種動物、植物材料，更豐富了人們對動物、植物細胞的認識。1838年植物學家施萊登（德國Mathias Schleiden）和動物學家施旺（德國Theodor Schwann）提出了細胞學說（cell theory），其主要內(nèi)容有：植物和動物的組織都是由細胞構(gòu)成的；所有的細胞都是由細胞分裂或融合而來；卵子和精子都是細胞；一個細胞可以分裂而形成組織。

　　到20世紀初，人們利用光學顯微鏡已發(fā)現(xiàn)了植物細胞的主要結(jié)構(gòu)。隨著各種各樣的光學顯微鏡（如熒光顯微鏡、偏光顯微鏡、相差顯微鏡、微分干涉顯微鏡）和電子顯微鏡（如透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、環(huán)境掃描電子顯微鏡）的發(fā)明和應(yīng)用，細胞勻漿、超速離心和同位素示蹤等生物化學技術(shù)等在細胞學研究上的運用，人們對細胞的超微結(jié)構(gòu)，以及其結(jié)構(gòu)與功能間的相互關(guān)系等有了更為深入的理解（圖1-1）。1958年斯圖爾德（美國F.C. Steward）等人，將胡蘿卜根韌皮部的一些細胞進行培養(yǎng)，由于細胞分化而最終發(fā)育成完整的新植株，發(fā)現(xiàn)了植物細胞的全能性（totipotency），極大地推動了植物細胞生物學的研究和應(yīng)用。如今，植物組織培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)技術(shù)已取得很大的發(fā)展和巨大的經(jīng)濟效益。新近出現(xiàn)的細胞電子影像技術(shù)、細胞數(shù)字圖像處理技術(shù)、視頻反差增強顯微術(shù)、激光掃描共聚焦顯微術(shù)等，使人們不僅能觀察、記錄細胞靜止和活動的情況，還可通過計算機軟件對圖像進行處理和分析，例如進行圖像的三維重建等。遺傳學、生理學、生物化學和分子生物學的發(fā)展及其與細胞生物學的相互滲透，使人們對細胞的研究從超微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向物理化學變化在細胞生命活動中的作用，并逐步深入到分子水平，以揭示其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。細胞化學、放射性示蹤技術(shù)、細胞分級離心、細胞內(nèi)注射、細胞培養(yǎng)、X射線衍射與核磁共振等技術(shù)的應(yīng)用，使人們能夠充分研究細胞的代謝活動，從分子水平上闡明細胞內(nèi)各種生命活動。所以，植物細胞是構(gòu)成植物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生命活動的基本單位（附表3）。