摘要：液泡的结构和功能 在每个植物细胞内.液泡的大小.形状和数目相差很大.甚至其中的颜色也不相同.在幼龄细胞中.液泡的体积很小.用光学显微镜很难发现.随着细胞的生长.这些小液泡增大和合并.在成熟的细胞中.往往只有一个大的中央液泡.它可达细胞体积的90%.液泡是由一层单位膜包围的细胞器.这层膜叫液泡膜.它使液泡的内含物与细胞质分隔开.液泡膜虽然在形态上与细胞膜无区别.但它们的通透性和物理性质是有区别的.液泡膜含不饱和脂肪酸的比例较高.它所含的磷脂分子以磷脂酰胆碱为主. 液泡膜上具有多种酶和一些与物质运输相关的蛋白.液泡膜有特殊的通透性.使得贮存在液泡内的糖类.盐类及其他物质的浓度往往很高.由此引起细胞质中的水分向液泡内流动.从而维持细胞的紧张度. 液泡的来源是多方面的.它可来自内质网.高尔基体或细胞膜.内质网顶端膨大或出芽形成囊泡.而成为最初的小液泡.小液泡可逐步形成大液泡.高尔基体的囊泡也能出芽形成小液泡.这些小液泡可与细胞膜融合.也可形成大液泡.此外.细胞膜内陷形成的囊泡也可参与大液泡的形成. 液泡主要有以下几个方面的功能. (1)贮存作用液泡中的主要成分是水.但在不同种类的细胞中.液泡中还贮存有各种细胞代谢活动的产物. 甘蔗茎和甜菜根细胞的液泡中贮存有大量的蔗糖.柿子果皮细胞的液泡中含有丹宁.有些植物.特别是药用植物的某些细胞液泡中含有特殊的植物碱.如茶叶含有咖啡碱.罂粟果实中含有吗啡.金鸡纳树的树皮中含有奎宁.未成熟的水果中.由于液泡中含有较多的有机酸.故具有酸味.花瓣.果实常显示出红色.黄色.蓝色和紫色.它们都是溶解于液泡的色素所显示的颜色.花青素的颜色可随液泡中的酸碱度不同而变化.液泡为碱性时显蓝色.中性时显紫色.酸性时显红色. 液泡还是贮藏蛋白质和脂肪的场所.有证据表明.种子的贮藏蛋白多数位于液泡内.当种子萌发时.蛋白质被水解.以满足胚根和胚芽生长的需要.越冬木本植物.在进入冬季时.其枝条的皮层细胞的液泡内积累大量的蛋白质.在油类植物的种子中.脂肪也是贮藏在液泡中.形成圆球体.常常占据细胞体积的大部分. 液泡作为贮藏库.还起着保持生物合成原料稳定供应的作用.在有些物质过剩时.则输入液泡贮存.当细胞质缺少这些物质时.又及时地给予供应.由于液泡是植物细胞的主要Ca2+库.它在调控细胞质基质Ca2+的水平上具有重要作用. (2)维持细胞膨压的作用液泡内含有较高浓度的糖类.盐类及其他物质.使得大量的水分进入液泡.充满水分的液泡维持着细胞的膨压.这是植物体保持挺立状态的根本因素.若液泡失水.植物体就发生萎蔫. 膨压还直接参与了调节气孔的开放.当K+.Cl-或苹果酸盐在保卫细胞液泡内迅速增加积累时.液泡膨压增大.致使气孔开放.而当K+.Cl-或苹果酸盐输出液泡时.膨压变小.液泡体积随之缩小.则气孔关闭. (3)与溶酶体类似的作用液泡中含有各种酸性水解酶.它们能分解细胞内的蛋白质.核酸.脂质及多糖等物质.类似动物细胞中的溶酶体.细胞器碎片通过液泡膜的内陷吞噬进入液泡.最后在液泡中被分解. 液泡在植物细胞的自溶中起一定的作用.植物中有些衰老的或不需要的细胞.可经过自溶作用被消化掉.在正常的生理状态下.这种过程进行得比较缓慢.是逐渐消化的.如果液泡被破坏.释放出其中的水解酶.将导致细胞成分的迅速降解. (4)防御作用许多植物的液泡中含有几丁质酶.它能水解破坏真菌的细胞壁.当植物体遭到真菌病原体的危害时.几丁质酶的生物合成增加.以增强对入侵病原体的杀伤作用.液泡还具有吞噬病原体的作用.并通过其中的水解酶将病原体分解消灭.或将病原体围困在液泡内.使之不能增殖蔓延.此外.液泡还具有吸收细胞质中某些有毒物质.将其贮存隔离起来.避免细胞中毒的作用.

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