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第一章植物细胞的结构与功能第一章植物细胞的结构与功能第一节植物细胞的结构与组成一、细胞的概述尽管细胞种类繁多，形态、结构与功能各异，却有基本的共同点：所有的细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜，即细胞膜；所有细胞都有两种核酸，即DNA和RNA，它们作为遗传信息复制与转录的载体；除个别特化细胞外，作为合成蛋白质的细胞器--核糖体，毫无例外地存在于一切细胞内；细胞的增殖一般以一分为二的方式进行分裂，遗传物质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀地分配到两个子细胞内，这是生命繁衍的基础和保证。
(一)、高等植物细胞特点真核细胞是构成高等植物体的基本单位，但一株绿色植物不同组织器官的细胞，其大小、形态及内部细胞器分化程度、数目等都存在差别，在此以薄壁细胞为代表(图1-1)，介绍植物细胞的结构特点。
表1-1 植物细胞内亚细胞颗粒的大小与数目. 成熟的薄壁细胞如叶肉细胞，中央往往是一个大液泡，在其周围有透明的浆状物，叫细胞质。
细胞质中悬浮着一个体积较大的圆球状细胞核，数十至数百个椭圆形、呈绿色的叶绿体，还有数目更多、体积更小的线粒体以及其它各种形状的有膜或无膜的细胞器。
网状结构的内质网，内连核外膜，外接细胞质膜(plasma membrane)，常常充当了细胞内物质运转的"桥梁"。
细胞器、细胞质基质以及其外围的细胞质膜合称为原生质体(protoplast)。
原生质体外有一层坚牢而略有弹性的细胞壁。
在植物组织里还可观察到一个细胞的原生质膜突出，穿过细胞壁与另外一个细胞的原生质膜连在一起，构成相邻细胞的管状通道，这就是胞间连丝。
大液泡、叶绿体和细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征。
高等植物的亚细胞组成可由表1-1和图1-2大致表示。
细胞核、线粒体和质体具有双层细胞膜(cell membrane)。
它们都具有各自的遗传物质，可以进行自我增殖。
线粒体和质体的遗传物质可编码自身所需的部分蛋白质，但大部分的蛋白质仍需核遗传物质编码，在细胞质中形成多肽链再进入线粒体或质体，故这两种细胞器仍受核的支配。
植物与动物的细胞结构与功能知识点总结细胞是生命的基本单位，植物细胞和动物细胞在结构和功能上存在着一定的差异。
以下是植物与动物细胞结构与功能的知识点总结。
一、细胞膜细胞膜是植物和动物细胞的外包层，主要作用是维持细胞内外环境的稳定，并控制物质的进出。
细胞膜由脂质双层和蛋白质组成，同时也存在着一些特殊的膜蛋白，如通道蛋白和载体蛋白，它们能够实现物质的选择性通透和运输。
二、细胞质细胞质是细胞膜内的胞浆，包括细胞器、细胞骨架、细胞内液体等。
植物和动物细胞中的细胞质主要含有水分和各种溶质，为细胞内化学反应提供了基础。
三、细胞核细胞核是细胞的控制中心，包含遗传物质DNA。
植物和动物细胞的细胞核结构相似，都由核膜、染色质和核仁组成。
核膜是核的外层膜，核膜上有一些核孔，使得细胞核与胞质之间可以进行物质交换。
染色质是由DNA和蛋白质组成的细丝状结构，其中保存着遗传信息。
核仁则是细胞核中的一个小器官，参与蛋白质合成。
四、线粒体线粒体是细胞的能量工厂，其主要功能是进行细胞呼吸过程，产生能量。
线粒体的结构特殊，有内外两层膜，内膜上存在许多呼吸酶，这些酶参与细胞呼吸的各个步骤，从而产生能量。
五、叶绿体叶绿体是植物细胞特有的细胞器，其主要功能是进行光合作用，将阳光能转化为化学能。
叶绿体内含有一种绿色的色素叶绿素，可以吸收光能，并通过一系列的酶催化反应将光能转化为化学能，产生有机物和释放氧气。
六、高尔基体高尔基体是细胞的加工中心，主要功能是合成和分泌细胞内、外的各种物质。
高尔基体由扁平的小囊泡组成，这些小囊泡对物质进行修饰、封装和转运。
七、溶酶体溶酶体是动物细胞中的特殊细胞器，其主要功能是分解和消化细胞内部的大分子物质。
溶酶体内含有各种酶，能够降解蛋白质、核酸等有机物质，并参与细胞废物的清除和细胞自噬。
总结：植物细胞和动物细胞在结构和功能上存在差异，主要体现在细胞壁、叶绿体、高尔基体和溶酶体等方面。
植物细胞具有细胞壁，能够提供支持和保护；而动物细胞则没有细胞壁，其结构相对柔软。
《植物细胞的结构与功能》讲义在我们生活的这个丰富多彩的世界里，植物无处不在。
从参天大树到娇小的花朵，从绿油油的蔬菜到广袤的森林，植物构成了地球上生命的重要组成部分。
而要理解植物的生命活动和生长发育，就需要深入了解植物细胞的结构与功能。
一、植物细胞的基本结构植物细胞就像一个小小的工厂，里面有着各种各样的“车间”和“设备”，共同协作完成植物的生命活动。
其基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核。
细胞壁是植物细胞外层的坚硬“围墙”，主要由纤维素组成，它为细胞提供了支持和保护，使植物细胞能够保持一定的形状，并抵御外界的压力和侵害。
细胞膜则像是细胞的“门卫”，它具有选择性透过的功能，能够控制物质进出细胞，让有用的物质进入，有害的物质排出。
细胞质是细胞内充满液体的环境，其中包含着各种细胞器。
细胞核是细胞的“控制中心”，它储存着遗传信息，指导着细胞的生长、分裂和各种生命活动。
二、植物细胞的细胞器在细胞质中，存在着许多具有特定功能的细胞器，它们就像是工厂里的各个部门，各司其职。
叶绿体是植物细胞中进行光合作用的“车间”。
它含有叶绿素，能够吸收阳光，并将光能转化为化学能，合成有机物，同时释放出氧气。
线粒体则是细胞的“动力工厂”，通过呼吸作用将有机物分解，释放出能量，为细胞的生命活动提供动力。
内质网是由膜构成的管道系统，分为粗面内质网和滑面内质网。
粗面内质网上附着着核糖体，负责蛋白质的合成和运输；滑面内质网则参与脂质的合成等过程。
高尔基体像是细胞的“加工和运输中心”，它对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，然后运送到细胞的不同部位。
液泡在成熟的植物细胞中占据很大的体积，它就像一个“仓库”，储存着各种物质，如糖类、无机盐、色素和蛋白质等，还能调节细胞内的环境。
核糖体是合成蛋白质的“小机器”，由 RNA 和蛋白质组成，可以在细胞质中游离存在，也可以附着在内质网上。
溶酶体含有多种水解酶，能够分解细胞内的衰老、损伤的细胞器以及外来的病原体等，起到“清洁”的作用。
《植物细胞的结构与功能》讲义植物，作为地球上生命的重要组成部分，其细胞的结构与功能是生命科学中一个基础且关键的研究领域。
了解植物细胞的结构和功能，对于理解植物的生长、发育、繁殖以及与环境的相互作用都具有极其重要的意义。
一、植物细胞的基本结构植物细胞由细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等主要部分构成。
细胞壁是植物细胞最外层的结构，就像是一座坚固的城墙，为细胞提供了机械支持和保护。
它主要由纤维素、半纤维素和果胶等物质组成，具有一定的通透性，能够允许水分和小分子物质通过。
细胞膜位于细胞壁内侧，是一层薄薄的膜结构。
它就像是细胞的“守门员”，能够控制物质进出细胞，维持细胞内环境的稳定。
细胞膜具有选择透过性，只允许特定的物质通过，从而保证细胞正常的生命活动。
细胞质是细胞膜以内、细胞核以外的部分，它是细胞进行各种生命活动的场所。
细胞质中含有各种细胞器，如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体等。
细胞核是细胞的“控制中心”，它包含了细胞的遗传物质——染色体。
细胞核控制着细胞的生长、发育、繁殖和遗传等重要生命过程。
二、植物细胞的细胞器及其功能1、线粒体线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为细胞的“动力工厂”。
它通过一系列复杂的化学反应，将有机物中的化学能转化为细胞能够直接利用的能量——ATP，为细胞的各种生命活动提供动力。
2、叶绿体叶绿体是植物细胞特有的细胞器，是进行光合作用的场所。
叶绿体通过吸收光能，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，为植物的生长和发育提供物质和能量。
3、内质网内质网是由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构，分为糙面内质网和光面内质网两种类型。
糙面内质网上附着有核糖体，主要参与蛋白质的合成和加工；光面内质网则主要参与脂质的合成和代谢。
4、高尔基体高尔基体主要负责对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，然后将其运输到细胞的不同部位。
此外，高尔基体还参与细胞壁的形成。
5、溶酶体溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器，能够分解细胞内的衰老、损伤的细胞器和外来的病原体等，起到“清道夫”的作用。
植物细胞的结构与作用植物细胞是植物体的基本结构和功能单位，它具有多种重要的结构和作用，为植物生长和发育提供了必要的条件。
以下是植物细胞的结构与作用的详细介绍：1.细胞壁：细胞壁是植物细胞外部的一个坚硬的保护层，由纤维素、半纤维素和果胶等物质构成。
它具有支持和保护细胞的作用，能够维持细胞的形状和结构的稳定性。
2.细胞膜：细胞膜是植物细胞内外物质交换的关键界面，由磷脂双层和蛋白质组成。
它具有选择性透过性，能够控制物质的进出，保护细胞免受有害物质的侵害。
3.细胞质：细胞质是植物细胞内部的液态物质，含有各种细胞器和溶质。
它为细胞提供了支持和营养，同时也是细胞内各种生物化学反应的发生地。
4.细胞核：细胞核是植物细胞中的一个重要结构，含有遗传物质DNA。
它负责控制细胞的生长、分化和繁殖，是细胞遗传信息的存储和传递中心。
5.叶绿体：叶绿体是植物细胞中的一种特殊细胞器，含有叶绿素等色素。
它是植物进行光合作用的场所，能够将光能转化为化学能，为植物提供生长所需的有机物质。
6.线粒体：线粒体是植物细胞中的另一种细胞器，是细胞呼吸作用的场所。
它能够将有机物质氧化分解，释放出能量供细胞使用。
7.液泡：液泡是植物细胞中的一个大型液体储存器，含有细胞液和各种溶解物质。
它负责调节细胞内的环境，储存营养物质和废物，维持细胞的正常功能。
8.质体：质体是植物细胞中的一种特殊细胞器，含有色素和蛋白质。
它在植物的光合作用和呼吸作用中起到催化剂的作用，加速化学反应的进行。
9.细胞分裂：细胞分裂是植物细胞繁殖和生长的基本过程，通过细胞核和细胞质的分裂，产生两个新的细胞。
它保证了植物细胞的数量和组织的增长。
10.细胞间的交流：植物细胞之间通过细胞间连丝进行交流，这是一种特殊的细胞器。
细胞间连丝允许细胞间的物质交换和信号传递，维持植物组织的协调生长。
以上是植物细胞的结构与作用的详细介绍，这些知识点对于中学生来说是非常重要的，它们帮助学生了解植物细胞的基本组成和功能，为进一步学习生物学提供坚实的基础。
第一章 植物细胞的结构和功能 知识要点 一、教学大纲基本要求 了解高等植物细胞的特点与主要结构；了解植物细胞原生质的主要特性；熟悉植物细胞壁的组成、结构和功能以及胞间丝的结构和功能；了解生物膜的化学组成、结构和主要功能；了解植物细胞主要的细胞器如细胞核、叶绿体和线粒体、细胞骨架、内质网、高尔基体、液泡以及微体、圆球体、核糖体等的结构和功能；熟悉植物细胞周期与细胞的阶段性和全能性，了解植物细胞的基因组和基因表达的特点。 二、本章知识要点 （一）名词解释 1．原核细胞(prokaryotic-cell) 无典型细胞核的细胞，其核质外面无核膜，细胞质中缺少复杂的内膜系统和细胞器。由原核细胞构成的生物称原核生物（prokaryote）。细菌、蓝藻等低等生物属原核生物。 2．真核细胞(eukaryotic-cell) 具有真正细胞核的细胞，其核质被两层核膜包裹，细胞内有结构与功能不同的细胞器，多种细胞器之间有内膜系统联络。由真核细胞构成的生物称为真核生物（eukayote）。高等动物与植物属真核生物。 3．原生质体(protoplast) 除细胞壁以外的细胞部分。包括细胞核、细胞器、细胞质基质以及其外围的细胞质膜。原生质体失去了细胞的固有形态，通常呈球状。 4．细胞壁(cell-wall) 细胞外围的一层壁，是植物细胞所特有的，具有一定弹性和硬度，界定细胞的形状和大小。典型的细胞壁由胞间层、初生壁以及次生壁组成。 5．生物膜(biomembrane) 即构成细胞的所有膜的总称，它由脂类和蛋白质等组成，具有特定的结构和生理功能。按其所处的位置可分为质膜和内膜。 6．共质体(symplast) 由胞间连丝把原生质（不含液泡）连成一体的体系，包含质膜。 7．质外体(apoplast) 由细胞壁及细胞间隙等空间（包含导管与管胞）组成的体系。 8．内膜系统(endomembrane-system) 是那些处在细胞质中，在结构上连续、功能上关联的，由膜组成的细胞器总称。主要指核膜、内质网、高尔基体以及高尔基体小泡和液泡等。 9．细胞骨架(cytoskeleton) 指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等，它们都由蛋白质组成，没有膜的结构，互相联结成立体的网络，也称为细胞内的微梁系统(microtrabecular system)。 10．细胞器(cell-organelle) 细胞质中具有一定形态结构和特定生理功能的细微结构。依被膜的多少可把细胞器分为：双层膜细胞器如细胞核、线粒体、质体等；单层膜细胞器如内质网、液泡、高尔基体、蛋白体等；无膜细胞器如核糖体、微管、微丝等。 11．质体(plastid) 植物细胞所特有的细胞器，具有双层被膜，由前质体分化发育而成，包括淀粉体、叶绿体和杂色体等。 12．线粒体(mitochondria) 真核细胞的一种半自主的细胞器。呈球状、棒状或细丝状等，由双层膜组成的囊状结构；其内膜向腔内突起形成许多嵴，主要功能进行三羧循环和氧化磷酸化作用，将有机物中贮存的能量逐步释放出来，供应细胞各项生命活动的需要，故有“细胞动力站”之称。线粒体能自行分裂，并含有DNA、RNA和核糖体，能进行遗传信息的复制、转录与翻译，但由于遗传信息量不足，大部分蛋白质仍需由细胞核遗传系统提供，故其只具半自主性。 13．微管(microtubule) 存在于动植物细胞质内的由微管蛋白组成的中空的管状结构。其主要功能除起细胞的支架作用和参与细胞器与细胞运动外，还与细胞壁、纺缍丝、中心粒的形成有关。 14．微丝(microfilament) 由丝状收缩蛋白所组成的纤维状结构，类似于肌肉中的肌动蛋白，可以聚集成束状，参与胞质运动、物质运输，并与细胞感应有关。 15．内质网(endoplasmic-reticulum) 交织分布于细胞质中的膜层系统，内与细胞核外被膜相连，外与质膜相连，并通过胞间连丝与邻近细胞的内质网相连。内质网是物质合成的场所，参与细胞器和细胞间物质和信息的传递。 16．高尔基体(Golgi-body) 由若干个由膜包围的扁平盘状的液囊垛叠而成的细胞器，它能向细胞质中分泌囊泡（高尔基体小泡），与物质集运和分泌、细胞壁形成、大分子装配等有关。 17．核小体(nucleosome) 构成染色质的基本单位，每个核小体包括200bp的DNA片断和8个组蛋白分子。 18．液泡(vacuole) 植物细胞特有的，由单层膜包裹的囊泡。它起源于内质网或高尔基体小泡。在分生组织细胞中液泡较小且分散，而在成熟植物细胞中小液泡被融合成大液泡。在转运物质、调节细胞水势、吸收与积累物质方面有重要作用。 19．溶酶体(lysosome) 是由单层膜包围，内含多种酸性水解酶类的囊泡状细胞器，具有消化生物大分子，溶解细胞器等作用。如溶酶体破裂，酸性水解酶进入细胞质，会引起细胞的自溶。 20．核糖体(ribosome) 细胞内参与合成蛋白质的颗粒状结构，亦称核糖核蛋白体。无膜包裹，大致由等量的RNA和蛋白质组成，大多分布于胞基质中，呈游离状态或附于粗糙型内质网上，少数存在于叶绿体、线粒体及细胞核中。核糖体是蛋白质合成的场所，游离于胞基质的核糖体往往成串排列在mRNA上，组成多聚核糖体(polysome)，这样一条mRNA链上的信息可以同时用来合成多条同样的多肽链。 21．核糖核酸(ribose-nucleic-acid) 即含核糖的核酸。它由多个核苷酸通过磷酸二酯键连接而成，细胞内的核糖核酸因其功能和性质的不同，分为三种：①转移核糖核酸(tRNA)，在蛋白质生物合成过程中，起着携带和转移活化氨基酸的作用；②信使核糖核酸(mRNA)，是合成蛋白质的模板；③核糖体核糖核酸(rRNA)，同蛋白质一起构成核糖体，后者是蛋白质合成的场所。 22．胞间连丝(plasmodesma) 穿越细胞壁，连接相邻细胞原生质（体）的管状通道，其通道可由质膜或内质网膜或连丝微管所构成。 23．流动镶嵌模型(fluid-mosaic-model) 由辛格尔和尼柯尔森提出的解释生物膜结构的模型，认为液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质，使膜具有不对称性和流动性。 24．细胞全能性(totipotency) 指每一个细胞中都包含着产生一个完整机体的全套基因，在适宜条件下，能形成一个新的个体。细胞的全能性是组织培养的理论基础。 25．细胞周期(cell-cycle) 从一次细胞分裂结束形成子细胞到下一次分裂结束形成新的子细胞所经历的时期。可以分为G1期、S期、G2期、M期四个时期。 26．G1期：第1间隙期(gap1),又称DNA合成前期(pre-synthetic phase)，从有丝分裂完成到DNA复制之前的时期，进行rRNA、mRNA、tRNA与蛋白质的合成，为DNA复制作准备。 27．S期 DNA复制期(synthetic phase)。主要进行DNA及有关组蛋白的合成。 28．G2期：第2间隙期(gap2),又称DNA合成后期(post-synthetic phase)，指DNA复制完到有丝分裂开始的一段间隙，主要进行染色体的精确复制，为有丝分裂作准备。 29．M期 有丝分裂期(mitosis)，按前期(prophase)、中期(metaphase)、后期(anaphase)和末期(telophase)的次序进行细胞分裂。 30．周期时间(time of cycle) 完成一个细胞周期所需的时间。 31．细胞程序化死亡(programmed cell death) 为了自身发育及抵抗不良环境的需要而主动地结束细胞生命。 （二）缩写符号 1．ER 内质网 2．RER 粗糙型内质网 3．SER 光滑型内质网 4．RNA 核糖核酸 5．mtDNA 线粒体DNA 6．cpDNA 叶绿体DNA 7．TAG 甘油三酯 8．HRGP 富含羟脯氨酸的糖蛋白 9．PCD 细胞程序化死亡 10．G1期 第1间隙期，又称DNA合成前期 11．S期 DNA复制期 12．G2期 第2间隙期，又称DNA合成后期 13．M期 有丝分裂期 （三）知识要点 细胞是生物体结构和功能的基本单位，可分为原核细胞(如细菌、蓝藻)和真核细胞(其他单细胞和多细胞生物)两大类。原核细胞简单，没有细胞核和高度分化的细胞器。真核细胞结构复杂。植物细胞的细胞壁、质体(包括叶绿体)和液泡是其区别于动物细胞的三大结构特征，细胞是由多糖、脂类、蛋白质、核酸等生物大分子和其他小分子等成分所组成的。原生质的物理特性、胶体性质和液晶性质与细胞的生命活动密切相关。 细胞壁由胞间层、初生壁、次生壁所构成，其化学成分主要是纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质等物质。细胞壁不仅是细胞的骨架与屏障，而且在物质运输、抗病抗逆、细胞识别等方面起积极作用。胞间连丝充当了细胞间物质运输与信息传递的通道。 磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构，其中镶嵌的各种膜蛋白决定了膜的大部分功能。“流动镶嵌模型”是最流行的生物膜结构模型。生物膜是细胞实现区域化的屏障，也是细胞同外界、细胞器间以及细胞器同细胞基质间进行物质交换的通道。此外，生物膜还是生化反应的场所，并具有细胞识别、传递信息等功能。细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心。染色体由核酸与蛋白构成，它是核内最重要的结构物质。叶绿体和线粒体是植物细胞内能量转换的细胞器，并有环状DNA及自身转录RNA与翻译蛋白质的体系，被称为第二遗传信息系统。它们与细胞核都具有双层被膜。 微管、微丝、中间纤维等构成了细胞骨架，是植物细胞的蛋白质纤维网架体系，它们在维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性、推动细胞器的运动和物质运输等方面起重要的作用。内膜系统是在结构、功能或发生上有联系的一类亚细胞结构。内质网内接核膜、外连质膜，甚至经胞间连丝与相邻细胞相连，参与细胞间物质运输、交换和信息传递。高尔基体则与质网密切配合，参与多种生物大分子的合成以及膜结构、壁物质与细胞器的组建。 溶酶体与液泡内都富含水解酶，参与细胞内物质的分解和细胞的自溶反应。此外，液泡还具有物质贮藏、调控细胞水分平衡以及参与多种代谢的作用。过氧化物体是光呼吸的场所，而乙醛酸循环体则为脂肪酸代谢所不可少，圆球体为油脂积累和代谢所必需。核糖体是蛋白质合成场所。 在看似无稳定结构的细胞质基质里，进行着一系列复杂而有序的生理生化反应。细胞质基质、细胞器和生物膜系统协调配合，使细胞的结构和功能达到高度的统一。 细胞代谢有其固有的周期性、阶段性。衰老和死亡是细胞生命活动的必然结果，但程序化死亡却是细胞自身基因调控的主动方式，在细胞分化、过敏性反应和抗病抗逆中有特殊作用。
