植物细胞的
液泡中的液体称为
细胞液(cellsap),其中溶有
无机盐、
氨基酸、糖类以及各种色素,特别是
花青素(anthocyanin)等。细胞液是
高渗的,所以植物细胞才能经常处于吸涨饱满的状态。细胞液中的花青素与植物颜色有关,花、果实和叶的紫色、深红色都是决定于花青素的。此外,液泡还是植物代谢废物屯集的场所,这些废物以
晶体的状态沉积于液泡中。
除去能分辨的
细胞器和颗粒以外的细胞质中
胶态的基底物质。随观察方法、研究手段的改进,其涵义有所改变。显微水平上称为透明质;亚显微水平上称为
细胞质基质;细胞生化上称为
胞质溶胶即
细胞匀浆经
超速离心除去所有细胞器和颗粒后的
上清液部分。细胞质基质实质上是一个在不同层次均有高度
组织结构的系统,可分为两个部分:①微梁网络,分布在整个细胞中,由蛋白质性质的微梁纤维构成。②水状的网络空间,其中溶解或悬浮着多种
小分子,如糖、
氨基酸、无机盐等。微梁网络的边缘附着在细胞的质膜上,并与
微管、
微丝等
细胞骨架成分交织成为网架,支挂着
内质网、
线粒体等细胞器。游离的
多核糖体则悬于微梁网络的交叉点上。整个细胞质呈现复杂的结构秩序.细胞液是指存在于细胞
液泡中的液体,从
内环境的角度上来说,细胞液应属于
细胞内液的范畴。
花青素[1](英语:Anthocyanidin)是一种
水溶性的
植物色素,存在于
液泡内的细胞液中,可以随着细胞液的酸碱改变颜色,常见于花、果实的组织中及
茎叶的
表皮细胞与下
表皮层。其与糖类物质以
糖苷键结合等。植物的花、叶、果实的颜色,除绿色之外,大多由此产生。由于细胞液中含有很多溶解物质,因而具有较高的
渗透压,可以维持一定
膨压。细胞液中常含有特殊气味的物质,起到杀菌和防腐作用。细胞液也是药用和工业用物质的来源,如
毛地黄的
强心苷,茶叶的
鞣质,治疗
疟疾的
奎宁碱和
常山碱,镇痛止咳的
吗啡,治疗
哮喘的
麻黄碱等。
植物细胞在发生
渗透作用时,细胞中的水分会因为细胞外的浓度较高而往外渗出,在这的同时,细胞的
选择吸收会将一些
无机盐等物质通过
细胞膜的蛋白质运送到细胞内,使细胞内的
溶液浓度高于外界浓度,这样水分就会由外界的低浓度向细胞内的高浓度运输,进入
液泡的原理一样。
渗透作用(
osmosis)两种不同浓度的溶液隔以
半透膜(允许溶剂分子通过,不允许溶质分子通过的膜),
水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。或水分子从水势高的一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。植物细胞的液泡充满水溶液,将
液泡膜及
质膜视为半透膜,则细胞与细胞之间,或细胞浸于溶液或水中,都会发生
渗透作用。实际上,
生物膜并非理想半透膜,它是
选择透性膜,既允许水分子通过也允许某些溶质通过,但通常使溶剂分子比溶质分子通过要多得多,因此可以发生渗透作用。
植物细胞由于
细胞壁的存在,可以产生压力而逐渐使细胞内外水势相等,细胞停止
渗透吸水。所以植物细胞放在水中一般不会破裂。
动物细胞如
红细胞放入水中即会破裂。
渗透作用是具有
液泡的成熟的
植物细胞吸收水分的方式,原理是:
原生质层具有选择
透过性,原生质层内外的溶液存在着浓度差,水分子就可以从溶液浓度低的一侧通过原生质层扩散到溶液浓度高的一侧。溶液
渗透压的高低与溶液中溶质分子的
物质的量的多少有关,溶液中溶质分子物质的量越多,渗透压越高,反之则越低。在比较两种
溶液渗透压高低时以两种溶液中的溶质分子的物质的量为标准进行比较。如果溶质分子相同,也可以
质量分数比较。能够通过渗透作用吸水的细胞一定是一个
活细胞。一个成熟的植物细胞是一个渗透系统。验证通过渗透作用吸水或
失水的最佳实例是
质壁分离和
质壁分离复原的实验。一次施肥过多引起“
烧苗”,是由于
土壤溶液的浓度突然增高,导致植物的根细胞吸水发生困难或不能吸水所至。
盐碱地里大多数农作物不能正常生长的原因之一也是土壤溶液浓度过高造成的。淹制的鱼、肉等不易变质,是由于高浓度的
盐溶液使细胞等微生物失水死亡之故。