除植物后含物外,植物体内含有许多种化学物质,如植物的细胞壁就是由多种纤维素、半纤维素、果胶质、木质、栓质、角质等组成的。用于组织化学研究的切片,根据研究对象和所要检测的化学物质的不同,可采用石蜡切片、徒手切片或冷冻切片。在得到植物组织切片之后,可以通过组织化学(显微化学)染色的方法使不同类型的化学成分在显微镜下得以显示,从而了解这些物质在植物组织细胞内的空间分布。
1.纤维素
植物细胞的细胞壁中最主要的成分是纤维素。常用的显色方法为碘-硫酸法;取1%的碘-碘化钾溶液滴加在材料上,再加1滴66.5%的硫酸,纤维素细胞壁与碘和硫酸作用而变成蓝色。在细胞中,纤维素的成分越多,则蓝色越明显;在次生壁中,纤维素已被木质素等覆盖,不变蓝色。
2.果胶
果胶是构成高等植物细胞间质的主要物质,主要由D—半乳糖醛酸通过α-1,4-糖苷键连接。检测植物细胞中的果胶常采用钌红染色法;切片用0.02%(质量分数,同类的后同)的钌红水溶液染色10 min,细胞壁中的果胶成分被染成红色。但在用钌红染色时,细胞内的含氮化合物也会着色,要注意区分。
3.木质素
木质素是以苯丙烷为结构单元通过醚键-碳键彼此连接成具有三维空间结构的高聚物。因为植物细胞壁上的木质都成复合的状态,木质素的显微化学方法虽然很多,但一般只能示知其存在的可能性而已。间苯三酚反应是植物显微化学中确定木质化最常用和最简单的方法;切片先用1滴盐酸浸透,然后,滴上1滴5%~10%间苯三酚酒精溶液,木质化细胞壁可现出樱桃红色或紫红色(因颜色会慢慢褪去而不宜制作永久制片)。染色稍为稳固的方法为硫酸苯胺(或盐酸苯胺)法;在切片上滴上1滴硫酸苯胺试剂(1 g硫酸苯胺+70 mL蒸馏水+30 mL 95%酒精+30 mL硫酸),木质化的细胞壁出现鲜黄色或姜黄色,可制成保持期稍久的制片。(www.xing528.com)
4.栓质和角质
栓质和角质都是高分子饱和或不饱和脂胺酸的衍生物。用碘-硫酸或碘-氯化锌法染色,栓质和角质都可显黄色或浅褐色,但木质、半纤维素等成分也被染成同样的颜色。用苏丹Ⅲ或苏丹IV染色,栓质和角质呈现橘红色反应,不过这种反应也并非栓质和角质的特异性反应。
取小叶榕(Ficus concinna Miq.)气生根和新鲜枝条进行徒手切片,应用上面的显微化学方法观察细胞壁不同成分。
复习思考题
1.绘马铃薯的单粒、复粒、半复粒形态图。
2.植物的各类后含物主要存在于植物体的什么部位?各有什么用途?
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