导图社区 414植物生理学 第一章植物细胞的结构与功能
这是一篇关于植物细胞的结构与功能的思维导图，主要内容包括：植物细胞，原生质，细胞壁，胞间连丝，生物膜，细胞内结构，高等植物基因组。
这是一篇关于植物光合作用的思维导图，主要内容包括：光合作用的概念，叶绿体，光合色素，光合作用机理，影响光合作用的因素，光合效率与作物生产。
这是一篇关于植物的矿质与氮素营养的思维导图，主要内容包括：植物体内的元素，必需元素，植物细胞对溶质的吸收，植物对矿质元素的吸收，氮、磷、硫的同化，合理施肥，无土栽培。
这是一篇关于植物的水分代谢的思维导图，主要内容包括：水，植物中的水，植物对水分的吸收，根系对水分的吸收，蒸腾作用，水分运输，合理灌溉。
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植物细胞的结构与功能
1. 植物细胞
细胞的共性
1、具有相同的化学组成，蛋白质、核酸、脂类、糖类
2、具有磷脂双分子层和镶嵌蛋白组成的生物膜
3、以DNA或RNA作为遗传和转录载体
4、除特化细胞外，具有核糖体
5、以一分为二的方式进行分裂
成熟植物细胞的特点
1、具有细胞壁
2、具有叶绿体
3、具有中央大液泡
植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征
4、细胞间存在胞间连丝
细胞是生物体结构和功能的基本单位
2. 原生质
概念
原生质体：细胞器、细胞质基质及其外围的细胞质膜
原生质：构成原生质体的所有生活物质的总称
性质
物理特性
张力
裸露的原生质体呈球形
黏性
黏性高，抗逆性强（休眠芽、成熟种子）
黏性低，抗逆性弱（开花期、旺盛生长期）
弹性
弹性大，适应性强
流动性
温度高，流动快
缺氧/加入呼吸抑制剂，流动减慢或停止
最简单的原生质流动方式——胞质环流
胶体特性
带电性
等电点通常在pH4.6~5.0
亲水性
原生质胶体主要由蛋白质组成
扩大界面（胶体颗粒比表面积大）
为各种生化反应提供场所
增强对分子、离子的吸附，提高生化反应速率
凝胶作用
溶胶
具有液体特征的胶体体系
被分散的物质不形成网状结构
无弹性
凝胶
具有固体特征的胶体体系
被分散的物质形成连续网状结构
有弹性
（温度降低时）溶胶变为凝胶的过程
抗逆性增强
溶胶作用
（温度升高时）凝胶变为溶胶的过程
抗逆性减弱
吸胀作用
凝胶吸水膨胀
液晶特性
液晶态：介于固态和液态之间
与膜的流动性相关
3. 细胞壁
结构特点
胞间层（中层/中胶层）
果胶质
初生壁
纤维素、半纤维素、果胶质、结构蛋白
次生壁
纤维素、木质素
化学组成
纤维素
高强度、抗化学降解
果胶类
果胶酸（胞间层）
果胶（胞间层、初生壁、细胞质、液泡）
溶于水
原果胶（初生壁）
不溶于水
允许水分子自由通过具黏性和弹性
半纤维素
除纤维素和果胶物质以外，溶于碱的细胞壁多糖类的总称
多糖（90%左右）
蛋白质与酶
伸展蛋白
初生壁组成成分
参与细胞防御、抗病抗逆
20种以上的酶
水解酶
氧化还原酶
蛋白质（10%左右）
木质素
增加抗压强度
矿质
细胞壁中Ca²+浓度远高于细胞内，是植物细胞最大钙库
（钙调素CaM、钙调素结合蛋白CaMBP）
功能
维持细胞形状，控制细胞生长
物质运输与信息传递
防御与抗性
寡糖素
其他功能
细胞壁中的酶类，参与各种生理活动
参与植物与根瘤菌共生固氮的相互识别
参与砧木与接穗嫁接过程中的识别作用
碳水化合物储藏
细胞壁的功能与细胞的组成、结构、位置有关
4. 胞间连丝
结构
胞间连丝
穿越细胞壁、连接相邻细胞原生质（体）的管状通道
共质体
由胞间连丝把原生质体连成一体的体系
质外体
细胞壁、质膜与细胞壁之间的间隙以及细胞间隙等的空间
物质交换
信号传递
5. 生物膜
生物膜
构成细胞的所有膜的总称
质膜
细胞质外的一层膜
内膜
细胞质中，构成细胞器的膜
膜蛋白
外在蛋白
水不溶性
分布在膜的外表面
内在蛋白
占膜蛋白总量的70%~80%
分布在脂质双分子层中
膜脂
复合脂
磷脂
疏水基团
亲水基团
糖脂
硫脂
双脂层
自我装配
水相中，可自发形成双脂层
自我闭合特性
细胞破损时，双脂层可通过流动、修复，进行自我闭合，形成膜囊泡
三大特性Þ双脂层能够成为生物膜的基本结构
脂肪酸
饱和脂肪酸
抗热植物中含量高
利于保持膜的稳定性
不饱和脂肪酸
耐寒植物中含量高
保持膜的流动性
膜糖
分布在外单分子层
糖为寡糖链
多数+膜蛋白Þ糖蛋白
少数+膜脂Þ糖脂
种类丰富，利于细胞间相互识别和交换信息
结构模型
流动镶嵌模型
1、脂质以双分子层形式存在
疏水基向内
亲水基向外
2、膜蛋白存在的多样性
3、膜的不对称性
膜脂内外种类不同
膜蛋白内外种类、数量不同
膜具有方向性功能的物质基础
糖蛋白与糖脂只存在于外层，糖基暴露于膜外
膜具有对外感应与识别的结构与基础
4、膜的流动性
脂肪酸不饱和程度，流动性
脂肪酸链长度¯，流动性
板块镶嵌模型
整个生物膜由不同的移动板块组成，板块间可随环境和生理状态的变化而相互转换
1、分室作用
2、代谢反应场所
3、能量转换场所
4、控制物质交换
5、信号识别与转导
6. 细胞内结构
细胞核
结构（分裂间期）
核膜
双层膜
外膜与内质网相连，外表面有许多核糖体
核孔
由蛋白质构成
细胞核与细胞质之间进行物质、信息交换的主要通道
染色质
细胞核中能被碱性染料着色的物质
染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以相互转变的形态结构
核小体：碱性蛋白与DNA形成染色质的基本结构单位
核基质
细胞间期的细胞核内，除染色质和核仁外的非染色或染色很浅的基质
核基质呈凝胶态时Þ核质
核基质呈液态时Þ核液
核仁
无界膜
组成
DNA
RNA
酶类
rRNA合成
核糖体亚单位前体组装
参与蛋白质合成
对mRNA有保护作用，利于遗传信息传递
细胞遗传与代谢的调控中心
细胞质基质（细胞浆）
真核细胞质膜以内，可分辨的细胞器以外的胶状物质
特点
能不停流动，并以相反方向同时进行Þ活细胞的重要特征
许多代谢反应的场所
为细胞器提供微环境和代谢底物
亚微结构
微膜系统（生物膜系统）
外周膜（质膜）
内膜系统
质体（具双层膜）
白色体
淀粉体
……
有色体
杂色体
叶绿体
线粒体
外膜
光滑
膜间空间
可溶性酶底物
辅助因子
存在“嵴”
增大内膜表面积，利于呼吸作用中的酶促反应
内侧有ATP合酶复合体
合成ATP的场所
基质
可溶性蛋白质
少量裸露DNA
自我繁殖所需要的基本组分
DNA聚合酶
RNA聚合酶
核糖体
具有一定自主性
进行呼吸作用，为细胞生理活动提供能量
内质网
内与细胞核外被膜相连
外与质膜相连
数量
静止期的细胞，内质网数量少
细胞分裂期，内质网数量多
类型
粗糙内质网
有核糖体附着
光滑内质网
无核糖体附着
连续的、可以相互转变
物质合成
糖蛋白的寡糖链
脂类物质
分隔作用
运输、储藏、通讯
高尔基体
扁平囊泡
盘状
具方向性
凸面（形成面/顺面）
较薄，与内质网膜相似
凹面（成熟面/反面）
较厚，与质膜相似
内质网膜和质膜的中间成分
分泌囊泡（浓缩囊泡）
由扁平囊泡末端的球状膨大物转变而来
运输囊泡
存在与扁平囊泡的形成面
由粗糙内质网产生
内含蛋白质
物质加工
多糖、糖蛋白、细胞壁组成成分
物质集运
物质分泌
与内质网协同完成，二者常依附在一起
溶酶体
单层膜
囊泡状
内含多种水解酶
消化作用
吞噬作用
自溶作用
液泡
小液泡
高尔基体分泌的囊泡相融合
中央大液泡
小液泡融合、增大
转运物质
吞噬和消化作用
调节细胞水势
吸收和积累物质
调节pH和离子稳态
使细胞呈色
抵御病虫害
微体
过氧化物体
乙醛酸循环体
光呼吸（过氧化物体）
脂类代谢（乙醛酸循环体）
圆球体
半单位膜
一层磷脂
油质蛋白（圆球体独有）
40%以上为脂类，也称“油体”
积累脂肪，主要存在于种子中
内含水解酶，具一些溶酶体性质
微梁系统（细胞骨架系统）
微管
球状微管蛋白
中空管状结构
控制细胞分裂和细胞壁形成
纺锤体由微管组成
控制细胞形状
参与细胞运动和细胞内物质运输
微丝
呈丝状
成束地存在于周缘胞质中
微管的破坏会引起微丝的重组
微丝的破坏会引起微管的重组
为胞质运动提供动力
参与物质运输和细胞感应
中间纤维
柔韧性强
由丝状亚基组成
支架作用，增强细胞的机械强度和弹性
参与细胞发育
微球系统（遗传信息表达系统）
核粒
染色体
无膜
RNA+蛋白质
大小两个亚基组成
分布
细胞质基质
游离
成串相连，称为多聚核糖体
附与内质网上
合成蛋白质
7. 高等植物基因组
核基因组
核外基因
线粒体基因组（线粒体DNA/mtDNA)
双链环状
可自我复制
复制时间：S期、G2期
叶绿体基因组(叶绿体DNA/cpDNA)
复制时间：G1期
一生物细胞中DNA分子所携带的整套遗传信息
