植物细胞的结构与功能

中农-339植物生物学第一章，将知识点进行了归纳和整理，帮助学习者理解和记忆。直击重点，可以作为学习笔记和复习资料，帮助大家系统地回顾和巩固所学知识，知识点系统且全面，希望对大家有所帮助！

植物细胞的结构与功能

• 细胞壁
  • 是植物细胞特有的
  • 位置
    • 在细胞质膜外
  • 化学成分
    • 多糖
    • 蛋白质
    • 酚类化合物
    • 脂类化合物
    • 矿物质
  • 类别
    • 初生壁
      • 定义
        • 细胞生长时形成的壁层，可随细胞生长而伸展
      • 组成
        • 多糖
          • 纤维素
          • 半纤维素
          • 果胶类化合物
        • 蛋白质
          • 结构蛋白
          • 酶
          • 凝集素
    • 次生壁
      • 定义
        • 细胞停止生长以后所沉积的壁层
      • 初生纹孔场
        • 初生壁的厚度往往是不均匀的，常有一些凹陷区域，其内有胞间连丝通过，这个区域称为初生纹孔场
      • 纹孔
        • 次生壁生成时，往往在初生纹孔场处不形成次生壁，这种只有胞间层和初生壁而无次生壁的较薄区域称为纹孔。
        • 相邻细胞的纹孔常成对存在，叫做纹孔对，若只有一侧的壁具有纹孔，称为盲纹孔
        • 单纹孔
        • 具缘纹孔
        • 有利于细胞间的沟通和水分运输
  • 次生变化
    • 木质化
      • 指木质素填充到细胞壁中去的变化
      • 是机械组织和输导组织细胞壁的重要成分，使细胞壁的机械强度增加
    • 栓质化
      • 对木栓质的组成和结构了解的还不全面，由酚类化合物和脂类化合物两部分构成
      • 发生栓质化对植物的多种生理活动具有重要意义，可有效防止水分散失，是质外体运输的屏障，还参与植物对某些胁迫环境的适应。
    • 角质化
      • 表皮细胞外壁因角质掺入微纤丝之间而角质化，并在表面形成角质膜
      • 角质膜的存在减少植物体的水分损失，防止机械损伤、昆虫摄食和病毒侵染，也能调节暴晒下植物的体温。
    • 矿质化
      • 矿物质如钙、硅等积累在细胞壁内，称为矿质化
      • 增加硬度，具有保护功能
  • 作用
    • 机械支持
    • 细胞生长的调控
    • 物质运输
    • 细胞识别
    • 植物的防御功能
    • 细胞分化
• 细胞膜（质膜）
  • 相对内膜，质膜也称外周膜，同细胞内膜统称生物膜，构成内膜系统
  • 位置
    • 包围在原生质体表面
  • 结构
    • 称为单位膜
    • 内、外层
      • 电子致密层
      • 蛋白质
    • 中间层
      • 透明层
      • 脂类物质
    • 流体镶嵌模型 特点：流动性、不均匀性、不对称性
  • 功能
    • 物质的跨境运输
      • 物质出入细胞必须通过质膜，对物质的通透有高度的选择性
    • 信号转换
      • 细胞信号传导，游离钙离子是第二信使
    • 细胞识别
      • 具有区分自己和异己的识别能力，具有高度的选择性
    • 纤维素合成和微纤维的组装
      • 纤维素合酶复合体
        • 呈莲花状
        • 有2种大小不同的亚基组成
• 细胞质
  • 真核细胞质膜以内，细胞核以外的部分
  • 细胞质基质
    • 细胞质中除细胞器和后含物以外的，较为匀质半透明的液态胶状物质，又称胞质溶胶
    • 不是无序的，是一种高效、有序、复杂的结构体系
    • 是一些生化反应的场所，为各个细胞器执行功能提供必需的物质和介质环境。可作为缓冲系统调节PH,维持细胞正常的生命活动。
  • 线粒体
    • 普遍存在于真核细胞内，形态多种多样，是细胞内的“动力工厂”
    • 双层膜围成的囊状结构
      • 外膜
      • 内膜
      • 膜间隙
      • 基质
  • 质体
    • 是植物细胞特有的细胞器
    • 由前质体发育而来
    • 根据光合作用能力分类
      • 光合
      • 非光合
    • 根据质体的色素分类
      • 白色体
        • 无色素，根据储存物质不同而有几种类型
          • 造粉质体
          • 蛋白质体
          • 造油体
      • 叶绿体
        • 是植物进行光合作用的细胞器
        • 主要存在于叶肉细胞内
        • 由外被、片层系统、基质组成 类囊体、基粒、基粒类囊体
      • 有色体
        • 是缺乏叶绿素而还有胡萝卜素的质体
        • 可吸引昆虫
    • 在某些特定情况下，一种质体可从另一种质体转化而来 质体的分化有时是可以逆转的 细胞内质体的分化和转化与环境条件有关
  • 内质网
    • 是由一层膜围成的小管、小囊或扁囊构成的一个网状系统
    • 有两种类型：粗面内质网、滑面内质网
  • 高尔基体
    • 植物细胞高尔基体是分散的
    • 主要功能：多糖合成、糖蛋白的合成、加工和分泌
  • 液泡系
    • 细胞内有膜包围的小囊、囊泡、液泡都属于液泡系
    • 液泡
      • 外被单层膜、内含细胞液
      • 液泡膜具有选择透性
      • 植物液泡的功能
        • 调节细胞水势和膨压
        • 参与细胞内物质的积累与移动
        • 参与多种新陈代谢过程
        • 隔离有害物质，避免细胞受害
        • 防御作用
        • 成熟的植物细胞有一个中央大液泡，是植物细胞区别于动物细胞的显著特征之一
    • 溶酶体
      • 主要由高尔基体和内质网出芽生成
      • 主要功能
        • 正常消化
        • 自体吞噬
        • 自溶作用
    • 微体
      • 由单层膜包被的圆形小体
      • 类型
        • 过氧物酶体
          • 存在于绿色细胞中，将乙醇酸氧化为乙醛酸
        • 乙醛酸循环体
          • 存在于油料植物的萌发种子中
    • 核糖体
      • 又称核蛋白体、核糖核蛋白体，是合成蛋白质的细胞器
      • 颗粒状结构，无膜包围，主要成分是RNA和蛋白质
      • 两种类型：70S（广泛存在于各类原核细胞中）80S（真核细胞）
    • 细胞骨架
      • 是真核细胞的细胞质内普遍存在的蛋白质纤维网架结构
      • 微丝系统
        • 由肌动蛋白组成
        • 参与细胞质流动、染色体运动、叶绿体运动、胞质分裂、物质运输以及与膜有关的一些重要生命活动
      • 微管系统
        • 由微管蛋白和少量微管结合蛋白组成
        • 在维持细胞形状、控制细胞壁内微纤丝方向、细胞内物质运输和分泌、细胞分裂面的确定、染色体运动及构成纤毛和鞭毛等方面有重要作用。
      • 中间纤维系统
        • 又称中间丝、中等纤维，有角状蛋白、连接蛋白、波状蛋白等组成
        • 在细胞形态形成和维持、细胞内颗粒运动、细胞器间连接和细胞核定位等方面有重要作用，但尚需进一步验证。
      • 既有韧性又有刚性的三维网架 是细胞内能量转换的主要场所
• 细胞核
  • 是细胞遗传与代谢的控制中心
  • 核被膜
    • 外膜
      • 表面有大量核糖体附着，常与内质网相连
    • 内膜
      • 和染色质紧密接触
      • 内膜内侧有一层蛋白质网络结构，称为核纤层，与内膜紧密相连 为核膜和染色质提供了结构支架，并介导核膜与染色质之间的相互作用
    • 核被膜上有排列规则的核孔，有复杂的结构，称为核孔复合体，是沟通何止与细胞质的通道
  • 染色质
    • 是间期细胞核内DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的线性复合物，是间期细胞核遗传物质的存在形式，被碱性染料染色后强烈着色。
    • 按形态和染色性能分
      • 常染色质（浅）
      • 异染色质（深）
      • 可以相互转化
  • 核仁
    • 是真核细胞间期核中最明显的结构，在细胞周期中表现出周期性消失与重建。 有大量固体物质
    • 是rRNA合成加工和装配核糖体亚单位的重要场所。
  • 核基质
    • 也称核骨架，一个以蛋白质为主的网络状结构
    • 为细胞核内组分提供了结构支架，使核内的各项活动得以有序进行，可能对DNA复制、基因表达、染色体构建等起重要作用。
• 后含物
  • 植物细胞内处细胞质和细胞器以外，还有一些储藏的营养物质、代谢废物和植物次生物质，统称为后含物。
  • 储藏的营养物质
    • 淀粉
      • 是植物细胞内仅次于纤维素的最丰富的糖类
    • 蛋白质
      • 主要储存在种子内，无活性，较稳定，为萌发种子和幼苗提供氮源
    • 脂类
      • 含有很高的能量，是植物细胞内主要的储藏物质之一
  • 晶体（代谢废物）
    • 一般认为晶体是新陈代谢产生的废物，随落叶、树皮脱落而被清除
    • 晶体的形状及化学性质在分类学和生物鉴定上有一定的参考价值
  • 植物次生物质
    • 是植物体内合成的，对植物基本生命活动的作用尚未确定的一类化合物
    • 酚类化合物
    • 类黄酮
    • 生物碱
    • 萜类化合物
    • 生氰糖苷
    • 非蛋白氨基酸
    • 很多植物次生物质有重要的实用价值 可用来生产药物、香水、染料、黏合剂、蜡等
• 胞间连丝
  • 是连接相邻两个植物细胞的跨细胞的细胞器，是植物细胞间物质和信息交流的直接通道
  • 超微结构
    • 周围衬有质膜，与两侧细胞的质膜相连
    • 中央有压缩内质网通过（中间颜色深，称为中心柱）
    • 压缩内质网与质膜之间为细胞质通道，又称中央腔
    • 有些胞间连丝两端变窄，形成颈区
  • 在一些内外因素的影响下，可以调节胞间连丝通透性能
  • 初生形成
    • 在细胞分裂形成新细胞壁时形成
  • 次生形成
    • 在不分裂的细胞壁上形成，在植物正常发育过程中形成，也在嵌合体、嫁接过程中形成

细胞代谢

• 基本要素
  • 能量的获得与转换
    • 能力来源ATP
  • 信息的传递和世代的延续
  • 物质出入细胞和细胞内运输
  • 生命活动的调节
• 主题
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