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植物细胞模型 – 3B Scientific Plant cell model, magnified 500,000-1,000,000 times User Manual

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Chinese

细胞学的历史
细胞学是植物学中一门独立的学科,讲述了植物细胞的结构和功能。1665年,Robert Hooke通过一
种最早的光学显微镜在软木薄片中发现并记录了细胞,由此产生了细胞(cell) 这一术语(拉丁语:
cellula = chamber, compartment, cell)。19世纪初,Franz Meyen(1804-1840)把细胞定义为植
物器官的基本单位。1838/1839年,施莱恩Matthias Jacob Schleiden和施旺Theodor Schwann创立
了“细胞学说(cell theory)”:“细胞是一切动植物的基本单位”。1845年,Karl Theodor Ernst von
Siebold通过观察原生动物(单细胞生物),认为:细胞能独立存在,是生命的最小单位。同时,
Louis Pasteur和其他科学家对当时盛行的理论提出了质疑:细胞自然起源于死亡的有机物(generatio
spontanea)。1855年,Rudolf Virchow证实了Meyen的理论:一切细胞来源于另一个细胞(“omnis
cellula ex cellula”)。1879年,Eduard Strasburger在植物中发现了核分裂。对理解细胞结构和功能
的一个重大突破是由E. Ruska 和H. Mahl在1940年取得的,这推动了电子显微镜的广泛传播。
与动物世界一样,植物细胞也有以下特征:
• 与环境相比,他们有更加复杂的结构
• 他们对内外部的刺激有反应
• 他们能繁殖

动植物细胞的区别
1838年,Schleiden 和Schwann发现动植物细胞结构有很大的相似性,但是他们的基本结构图是有重
大区别的。以下三个特征说明了大部分动植物细胞的区别:
1. 植物细胞由一个细胞壁(cell wall)包围着。细胞壁具有承受细胞内部渗透压力(肿胀压力)的作
用,从而使细胞变得坚韧,增强其稳定性。
2. 从细胞器官角度上来说,质体(plastids)是植物细胞特有的,如包括叶绿体、光合作用现象。
3. 植物细胞的另一个特征是具有液泡(sap vacuoles)。液泡里面贮藏着许多溶解物质,高分子也在里
面分解。

植物细胞的平均大小为10-100 µm,使用简单的光学显微镜就可以观察得到。一棵树由 10

13

(= 10

万亿) 个细胞组成。在多细胞有机体中,它们形成许多组同质的、但局部又有很大差异的、特有的
细胞组织。.

植物细胞的结构和功能
(编号请见图表)

请注意: 与展示的模型不同,所有活的细胞成分都是处于不断运动之中的!!!

各个细胞组成部分的结构是不同的,比如:蛋白质/酶、离子背景等等,根据他们各自的功能可以
很好地进行分类。植物学中一个重要的术语是原生质体(protoplast),它指的是一个由原形质膜包围
的除细胞壁以外的细胞各部分。

含有细胞骨架的细胞质 (1)
在进化过程中,细胞产生了分裂,这种分裂被称为区室化(compartmentation)。当特殊的反应合成
体——细胞器官(希腊语:organon = tool)被隔膜包围、限定,区室就形成了。通过光学显微镜,
你能在原生质体(60-90%水,蛋白质,脂类,核酸)里面的液态的、无色的细胞质中发现这些细胞
器官。细胞膜 (2) 形成了细胞的边界,使细胞与外部环境隔离。细胞膜由磷脂分子和蛋白质分子层
构成,蛋白质分子能在液体基质中移动(“液态镶嵌”——模型)。另外,一切动植物的膜都具有
相同的基本原理(单位膜)。

细胞膜能控制物质在细胞和外界之间进行选择性的传输,这个功能与细胞器官相同。细胞质里的细
胞骨架,由蛋白质构成,不仅能保证细胞的稳定性,而且促进细胞内最具多变性的运动(如:可见
的原生质流)。

植物细胞模型

( 放大倍率约 500,000-1,000,000)