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植物与植物生理植物细胞部分
这是一篇关于植物与植物生理的思维导图，主要内容包括：植物细胞和组织，植物器官解剖结构，植物器官形态，植物分类，植物的水分代谢，植物的矿质营养，植物的光合作用，植物的呼吸作用，植物的生长物质，植物的生长生理，植物的抗逆生理。
编辑于2025-10-11 09:18:55- 植物的光合作用
- 植物的矿质营养
- 植物细胞结构
- 植物生理植物细胞部分
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- 大纲
植物与植物生理
植物细胞和组织
基础知识
植物的细胞
植物细胞的形状
形状取决于
遗传性
生理机能
所处的位置及其对环境的适应性
不同植物细胞的形状
单细胞藻类植物细胞
球形
多细胞植物体（分生组织细胞）
大部分呈多面体形
种子植物细胞
导管细胞和筛管细胞
长筒形
纤维细胞
长棱形
薄壁细胞
多面体形
功能决定形态，形态适应功能
植物细胞的大小差异
一般10-100um
最小细胞支原体0.1um（原核生物）
西瓜、番茄的成熟果肉细胞
1mm
棉花种子的表皮毛
75mm
苎麻的纤维细胞长
550mm
细胞与外界物质交换及完成其他生命活动的效率和细胞体积与表面积的联系
一般情况下，同一植物不同部位的细胞
体积越小，代谢越活跃
根尖茎尖的分生组织细胞
体积越大，代谢越微弱
有贮藏作用的薄壁组织细胞
植物细胞的结构
原生质体
定义
是细胞内所有有生命活动部分的总称
细胞膜
膜的结构
模型
单位膜的“流动镶嵌模型”
特点
构成质膜的蛋白质分子和磷脂分子大都不是静止的
运动方向总是平行于质膜的表面
两个基本特征
膜的不对称性
主要表现在
膜脂和膜蛋白分布的不对称性上
膜脂
外半层
磷脂酰胆碱（PC)
这类分子比较“直立”，让膜外表面比较平静稳定
内半层
磷脂酰丝氨酸(PS)
磷脂酰乙醇胺(PE)
这两类分子有“锥形”的特点，更容易引起膜弯曲
不饱和脂肪酸在外半层比例更高
膜蛋白
膜蛋白分布的不对称性是膜功能具有方向性的物质基础
膜糖（糖蛋白）
只存在于膜的外半层，且糖基暴露于膜外（分布的绝对不对称性）
膜的流动性（不稳定性）
扩散方向
膜蛋白在膜脂中自由侧向扩散
扩散速度
膜脂比蛋白质扩散速度大得多
因为膜内磷脂凝固点较低（脂肪酸越不饱和，凝固点越低，即流动性越大）
单位膜
总厚度8nm，“暗-明-暗”三层结构
暗带
由磷脂分子亲水的头部和蛋白质分子组成
明带
由磷脂分子疏水的尾部组成
组成
主要
磷脂分子（膜脂）
蛋白质分子（膜蛋白）
分类
外在蛋白（在膜表面）
内在蛋白（嵌入膜脂或穿过膜内外表面）
如何存在于疏水区
在疏水区，蛋白质以表面的疏水基团与烃链形成较强的疏水键而结合
少量
糖类
无机盐
水
细胞膜的功能
分室作用
把细胞与外界环境隔开
把细胞内部的空间分隔成许多微小的区域
形成各种细胞器
使细胞的生命活动有了适当的分工
内膜系统将各个细胞器联系起来，共同完成各种连续的生理生化反应
如光呼吸的生化过程就是在叶绿体、过氧化氢酶体和线粒体内进行
反应场所
（细胞内的生化反应具有特异性、高效性、连续性）
某些代谢途径是在膜上进行的，前一反应的产物就是下一反应的底物
如在线粒体和叶绿体内进行的某些生化反应就是在膜上完成的
吸收功能（选择透性）
核心是蛋白质起作用
其三大作用
“识别”某些物质
“捕捉”某些物质
“释放”某些物质
选择透性的方式
简单扩散
促进扩散
离子通道
主动运输
本质
能让一些物质透过，而另一些物质不能透过（水分子能自由通过）
特点
仅存在于活细胞
随着细胞死亡，膜的选择透性就消失了
识别功能
核心物质
膜糖的残基
形状
似“触角”
作用
能够识别外界的某种物质，并对外界的某种刺激产生反应
例如
花粉粒外壁的糖蛋白与柱头质膜的蛋白质的亲和性、根瘤菌与豆科植物根细胞之间的相互识别
其他功能
（保护作用）（与细胞识别、信号转换、分泌 等生理活动密切相关）
细胞核
基本概念
形状
球形或椭圆形
大小
低等植物
直径1-4um
高等植物
直径5-20um
数量
通常
一个植物细胞一个细胞核
某些真菌和藻类细胞
有两个或数个核
细菌和蓝藻
缺少细胞核（细胞内没有明显的细胞核结构，只有呈分散状的核物质）
细胞由此分类
真核生物
具有细胞核结构的生物
原核生物
无明显细胞核结构的生物
区别：是否有以核膜为界限的细胞核
细胞核和结构随细胞周期的改变而发生相应的变化
结构
核膜（核被膜）
结构
双层膜
主要功能
把细胞质与核内物质分开
可透过氨基酸、葡萄糖等小分子物质
核孔可控制大分子物质如核糖核酸（RNA）进出细胞质
核仁
形状
核质内一个或多个的球状小体
活细胞中常含一个或几个核仁
组成
核糖核酸（RNA)
脱氧核糖核酸（DNA）
蛋白质等
折光性强，电子显微镜下为无被摸的球体
主要功能
合成核糖体核糖核酸（rRNA），并与蛋白质结合经核孔送到细胞质，再形成核糖体
大小常随细胞的生理状况而变化
代谢旺盛的细胞中常含较大的核仁
如分生区的细胞
代谢缓慢的细胞往往核仁较小
核质
定义
核仁以外、核膜以内充满的物质
分类
染色质
易被碱性染料染成深色
组成成分
DNA
蛋白质
少量RNA
形态变化
在细胞分裂间期
在光学显微镜下呈极细的细丝状或交织成网状分散悬浮在核液中
在细胞分裂时
染色质浓缩成较大的不同形状的棒状体，即染色体
核液
不会被碱性染料染成深色
是细胞核内没有明显结构的物质
包含
蛋白质
RNA
mRNA
tRNA
多种酶
作用
保证了
DNA的复制
RNA的转录
核骨架
充满于核液的一个主要由纤维蛋白组成的立体网络
基本形态类似于细胞骨架，且与之有一定联系
作用
为细胞核内各组分提供一个结构支架
主要成分
核蛋白
组成成分
蛋白质
核酸
DNA（主要）
作用
生物的遗传物质
控制生物的遗传性
染色体是遗传物质的载体
RNA（少量）
类脂
其他物质
作用
是遗传物质存在的主要部位
是遗传物质复制的主要场所，并由此决定蛋白质的合成，从而控制细胞整个生命过程
重要性/意义
是细胞的控制中心，在细胞的遗传和代谢方面起主导作用
细胞质
定义
质膜以内、细胞核以外的原生质
物理状态
活细胞中的细胞质在光学显微镜下呈均匀透明的胶体状态
形状
活细胞成熟之后，细胞内出现大液泡，细胞质被挤成紧贴细胞壁的一薄层
包含
胞基质
特点
是一种具有弹性和黏滞性的透明胶体溶液
细胞质的环流运动
定义
活细胞中胞基质总处于不断的定向运动状态，带动细胞器在细胞内作有规律的持续的流动
作用
促进营养物质的运输、气体的交换、细胞的生长和创伤的恢复等
是细胞进行新陈代谢的主要场所
作用
是活细胞进行各种生化活动的场所
不断为细胞器行使功能提供必须的营养原料
化学成分
水
无机盐
溶于水的气体、葡萄糖、氨基酸、核苷酸等小分子
脂类、糖类、酶和核糖核酸等生物大分子
细胞器
定义
一般是指细胞质内具有一定形态结构和特定功能的亚细胞单位“小器官”
分类
光学显微镜能看见
前质体
定义
是未分化的质体（原始的质体）
存在于
植物的分生组织细胞中
特点
体积小、结构简单，没有分化为具体形状的质体
质体
分类
叶绿体
存在于
植物所有绿色部分的细胞里
含有色素
分类
类胡萝卜素
胡萝卜素
橙黄色
叶黄素
黄色
叶绿素（占2/3）
叶绿素a
蓝绿色
叶绿素b
黄绿色
分布在
类囊体膜上
叶片颜色变化
变黄
营养条件不良、气温降低或叶片衰老时
叶绿素含量下降，类胡萝卜素含量上升，叶片变黄
变红
花青素和类胡萝卜素含量占优势
一个细胞中所含数量
十几个到几百个
叶肉细胞中最多
eg：菠菜叶肉的栅栏组织细胞内有300~400个叶绿体
外观
光学显微镜下的形状
扁平的球形或椭圆形
电子显微镜下结构
表面由双层膜（两层单位膜）包被
双层膜内含有
基质
其中含有
DNA
核糖体
酶
类囊体
定义
是由单层膜围成的扁平小囊，也叫片层
组成基粒
常10~100个垛叠在一起形成柱状的基粒
一个叶绿体中可含基粒数量
一个叶绿体内可含40~60个基粒
分类
基粒类囊体（基粒片层）
是组成基粒的类囊体
基质类囊体（基质片层）
连接基粒与基粒之间的类囊体
悬浮在液态基质中，组成一个复杂的类囊体系统
类囊体膜上分布有
叶绿体色素
意义
是高等植物进行光合作用的场所
有色体
含有色素
胡萝卜素
叶黄素等
由于比例不同，可分别呈现黄色、橙色或橙黄色
存在于
花瓣
成熟的果实
衰老的叶片
胡萝卜的贮藏根
形状
球形
椭圆形
多边形
其他不规则形状
结构
外面由双层膜包被
膜内是简单的片层和基质
作用
积累淀粉和脂类
使花和果实呈现不同的颜色，吸引昆虫利于传播花粉和种子
白色体
物理特性
不含色素，无色颗粒状
多存在于
幼嫩细胞的根、茎、种子等无色的细胞中
一些植物的表皮中
形状
球形
纺锤形
分布
常聚在细胞核附近
结构
双层膜包被着不发达的片层和基质
作用
合成和贮藏营养物质
分类
合成淀粉的造粉体
合成脂肪的造油体
合成贮藏蛋白质的造蛋白体
分类依据
不同类型组织中的白色体功能有所不同
小结
是一类合成和积累同化产物的细胞器
一定条件下三种质体可相互转化
白色体转变成叶绿体
萝卜的根和马铃薯块茎的前质体（质体的前身）在见光后变绿，发育成叶绿体
白色体转变成叶绿体，叶绿体失去叶绿素转变成有色体
番茄果实在发育过程中，颜色由白变青再变红
有色体转变成叶绿体
胡萝卜根在光下变为绿色
黄化现象
将在光下生长的植物移到暗处，植物颜色由绿变黄
本质是叶绿体的生物发生过程受阻
核心是叶绿体的形成被抑制，而不是叶绿体本身转化为有色体
线粒体
存在于
高等植物的细胞中
形状（染色后在光学显微镜下呈）
粒状
线形
杆形
直径0.2~1um，长1~2um
结构（由电子显微镜观察到）
由双层膜围成的囊状结构
外膜平展完整
内膜某些部位向腔内折叠形成嵴
隔板状或管状的突起
周围充满了液态的基质
含有
许多与有氧呼吸有关的酶
少量的DNA
作用
是细胞进行有氧呼吸的主要场所
细胞生命活动所需的能量，约95%来自线粒体
细胞内的“动力源”
数量与分布
与细胞的新陈代谢强弱有密切关系
代谢旺盛的细胞内线粒体的数量较多
代谢较弱的细胞内线粒体的数量较少
液泡
液泡的生长
幼小植物细胞中
小而多且分散
随着细胞生长
液泡逐渐增大，并彼此联合，最后成为一个大的中央液泡
成熟植物细胞中
中央液泡可占据细胞体积的90%左右
此时，细胞质和细胞核便被液泡推移，挤成薄薄的一层紧贴在细胞壁上
扩大了细胞质与环境之间的接触面，有利于物质的交换及各种代谢活动的运行
液泡的结构
液泡膜（单层膜）
细胞液
主要成分
水
溶有
各种无机盐（硝酸盐、磷酸盐）
糖类
有机酸
酸味
水溶性蛋白
有机物
植物碱
单宁
涩味
色素（花青素）
在酸性、中性、碱性中分别呈红色、紫色、蓝色
有色体和花青素共同使植物的叶、花、果实呈现多种颜色，五彩缤纷
有时含有结晶体
eg草酸钙结晶
含多种水解酶
能分解液泡中的贮藏物质以重新参加各种代谢活动
也能膜的内陷来“吞噬”“消化”细胞中衰老的部分，进而参与细胞分化、结构更新等生命活动过程
作用
与细胞吸水有关
液泡膜的选择透性
对液泡内溶物质的积累起调节作用
可通过控制物质的出入使细胞维持一定的渗透压和膨压
使细胞保持紧张状态，并具有适宜的吸水能力
利于各种生理活动的进行
贮藏作用
使贮藏各种养料和生命活动产物的场所
eg
甜菜根的细胞液中含大量蔗糖
罂粟果实的细胞液中含较多的吗啡
用电子显微镜才能看见
核糖体（核糖核蛋白体、核蛋白体）
特点
活细胞中都有
形状
是直径大约为0.02um椭圆形颗粒状的非膜结构细胞器
分布
细胞质中
附着在
细胞核
核仁
核质
线粒体
叶绿体
粗糙型内质网
蛋白质合成旺盛的细胞（尤其在快速增殖的细胞中）往往含有更多的核糖体
组成
约40%蛋白质
60%核糖核酸（RNA）
作用
是细胞内合成蛋白质的主要场所
蛋白质的“装配机器”和生命活动的“基本粒子”
内质网
定义
是充满在细胞质里面的一个膜系统
结构
由单层膜（一层单位膜）围成的各种形状的管、泡或池
并延伸和扩展交织成相互沟通的网状系统
与膜的联系
一些分支与核膜相连
另一些和原生质膜相连
有的还能与相邻细胞的内质网发生联系
这样，核膜、质膜和内质网在细胞质中甚至与相邻细胞间形成一个连续统一的膜系统，为物质的运输提供了一个连续的通道
两种形式
粗糙型内质网
在膜的外表面附着有许多核糖体颗粒
光滑型内质网
在膜的外表面没有核糖体颗粒
两种类型的内质网的比例及总量，因细胞的发育时期、细胞种类、细胞的功能以及外界条件不同而改变
细胞代谢旺盛，内质网含量多
在细胞分化过程中，内质网的数量显著增多，同时其外膜表面上附着的核糖体颗粒的数量也由少变多
功能
内质网系统的分布，在细胞质内形成了大量的内表面，利于复杂生命活动的进行
粗糙型内质网能合成和转运蛋白
光滑型内质网能合成和转运脂类、多糖
高尔基体
形状
由单层膜围成的扁平圆盘状的囊(又称泡囊，其直径0.5~1um，厚0.014~0.02um）
囊的中央似盘底，边缘或多或少出现穿孔，当穿孔扩大时，囊的边缘似网状结构
网状部分的外侧，可不断有小泡形成，形成的小泡脱离高尔基体后，游离到胞基质中
功能
对粗糙型内质网运来的蛋白质进行加工
再由高尔基体的小泡把它们携带转运到所需要的部位或以分泌物形式排出细胞
以合成纤维素、半纤维素等构成细胞壁物质的方式参与细胞壁的形成
以分泌黏液形式参与细胞的分泌
溶酶体
基本特点
大小与线粒体相似，0.25~0.3um
已知有60余种
球形或长圆形
单层膜围成，内无特殊结构
含有
许多水解酶类
作用
当它的膜破裂时
酶释放出来，能将生物大分子分解为小分子物质，供细胞内物质的合成或线粒体的氧化需要
在细胞分化过程中
对消除不必要的结构，以及在细胞衰老过程中破坏原生质体结构有特定作用
有时可使细胞内含物破坏
如导管细胞和纤维成熟时，其原生质体的破坏与消失就和溶酶体的作用密切相关
可以分解所有的生物大分子，使细胞解体
消化作用两种方式
可以把进入细胞的病毒、细菌及细胞内原生质的其他组分吞噬掉，在溶酶体内进行消化
也可以通过本身膜的分解，把酶释放到细胞质中起作用
溶酶体对于细胞内贮藏物质的利用，以及细胞代谢中不必要的结构和异物都有很重要的作用
被誉为
细胞内的“消化器官“
圆球体
形状
由膜包被的圆球状小体
结构
在电镜下发现只有一层不透明带（暗带），而不像其他正常的单位膜具有两层暗带
只可能是单位膜的一半
内含
脂肪酶
一定条件下能将脂肪水解成甘油和脂肪酸
意义
是积累脂肪的场所
当大量脂肪积累后，圆球体就变成透明的油滴
主要分布在哪类植物的什么部位上
在油料作物的种子中常含有很多圆球体
微体
结构
由单层膜围成
直径0.2~1.5um的圆球形小体
由于酶系统不同，分为
过氧化物酶体
常存在于
绿色细胞中，紧靠叶绿体
功能和什么有关
光呼吸
乙醛酸循环体
存在于
紧靠叶绿体和线粒体
功能和什么有关
与脂肪代谢有关
多存在于
在萌发的油料种子中乙醛酸循环体较多
细胞骨架
定义
是细胞内呈管状或纤维状的非膜结构的细胞器
主要成分
蛋白质
分类
微管
形状
外径约25nm
为细长、中空的管状结构
分布
主要分布在靠近质膜的细胞质中
作用
与细胞分裂时纺锤丝的形成、细胞壁的形成、细胞内物质的运输有关
微丝
形状
直径6~8nm，在植物细胞中常成束存在，长可达几微米
分布
在一个细胞中常有几束微丝与细胞长轴或细胞质流动的方向平行
作用
与细胞内物质运输和细胞质流动有密切关系
中间纤维
形状
直径约10nm，中空，管状
组成
柔韧性很强的蛋白质丝
作用
对其功能认识不充分，一般认为
加固细胞骨架
与微管、微丝一起维持细胞形态和参加胞内运输
并可固定细胞核
在细胞分裂时可能对纺锤体有空间定向和支架作用
在细胞内共同形成错综复杂的立体网络，起着支架作用，并与细胞内的运动和物质运输有关
细胞壁
基本特点
是植物细胞特有的结构
由原生质体分泌的物质构成
包围在原生质体外面，有一定的硬度和弹性
作用
保护原生质体
巩固细胞
很大程度上决定了细胞的形状和功能
关联
与植物吸收、运输、蒸腾、分泌等生理活动密切相关
高等植物细胞壁
主要化学成分
多糖
纤维素
半纤维素
果胶质
植物体不同部位的细胞壁成分有所不同
因为细胞壁中掺入了其他各种物质
角质
木质素
木栓质
矿质
分三层（从外向内）
分类依据
根据细胞壁形成的先后和化学成分的不同来分类
胞间层（中胶层/中层）
定义
是相邻两个细胞之间共有的一层
位于
细胞壁的最外侧
作用
能将相邻的细胞粘在一起，有一定的可塑性
能缓冲细胞间的挤压
主要成分
果胶质
定义
是一种无形的胶质
性质
具有很强的亲水性和黏性
易被酸、碱或酶分解
使相邻细胞彼此分离
eg番茄、西瓜的果实成熟时，依靠果胶酶将部分胞间层分解，使果肉变软
初生壁
定义
是在细胞生长过程中，原生质体分泌少量的纤维素、半纤维素和果胶质，在细胞内侧和胞间层所形成的结构
特点
一般很薄，质地柔软，有较大的可塑性，可随细胞的生长而延长
初生壁上含少量结构蛋白
这些蛋白与壁上的多糖紧密结合，对细胞的生命活动有一定作用
许多类型的细胞（如分生组织细胞）只有初生壁而不再产生次生壁
所有植物细胞都有
次生壁
定义
是细胞停止生长后，于初生壁内侧继续积累原生质体的分泌物而产生的新壁层
分布
生理上分化成熟后原生质体消失的细胞，在分化过程中产生次生壁
在植物细胞生长分化过程中，细胞壁变厚的两种方式
细胞壁不但可以扩展和加厚
原生质体还可以分泌一些不同性质的化学物质添加到细胞壁，使细胞壁加厚，细胞腔变小
因而比较坚韧
组成成分
主要成分
纤维素
少量
半纤维素
还积累木质素等其他物质
使次生壁成分发生特种变化
角质化
定义
叶和幼茎等的植物细胞外壁中渗入一些角质（脂类化合物）的过程叫角质化
生成结构
角质层
定义
角质一般在细胞壁的外侧呈膜状或堆积成层
作用
角质化的细胞壁透水性降低，可减少水分的流失，因此降低水分的蒸腾
但可透光，不影响植物的光合作用
还能有效防止微生物的侵袭，增强对细胞的保护作用
木质化
定义
根、茎等器官内部许多起输导作用和支持作用的细胞，其细胞壁中渗入木质素（几种醇类化合物脱氢形成的酚类聚合物）的过程叫木质化
产物
木质素
特点
是亲水性的物质
具有很强的弹性和硬度
因此木质化后的细胞壁硬度加大，机械支持能力增强，但仍能透水透气
栓质化
定义
根、茎等器官的表面老化后，其表皮细胞的细胞壁中渗入木栓质（脂类化合物）而发生的变化叫栓质化
栓质化后细胞壁的特点
不透水、不透气
常导致原生质解体，仅剩下细胞壁，从而增强对内部细胞的保护作用
分布
老根、老茎的外表都有木栓细胞覆盖
矿质化
定义
禾本科、莎草科植物的茎、叶表皮细胞壁常渗入碳酸钙、二氧化硅等矿物质而引起的变化叫矿质化
矿质化后细胞壁的特点和作用
细胞壁的矿质化能增强植物的机械强度，提高植物抗倒伏和抗病虫害的能力
从而适应一定的功能，直至死亡
如各种纤维细胞、导管、管胞等
胞间连丝和纹孔
胞间连丝
定义
是穿过细胞壁的细胞质丝
是细胞原生质体之间物质和信息直接连接的桥梁
特点
一般很细，需经特殊处理才能在光学显微镜下看见
在电子显微镜下，其结构很清晰
纹孔
形成
形成初生壁时，常留下一些较薄的凹陷区域，称为初生纹孔场，上有许多小孔
细胞在生长过程中，次生壁的增厚并不是完全均一的，在初生纹孔场处不增厚
初生壁上完全不被次生壁覆盖的区域称为纹孔
分类
单纹孔
是次生壁在沉积时，于纹孔形成处终止而不延伸
具缘纹孔
是次生壁在沉积时，于纹孔形成处向内延伸，形成弓形拱起物
相关概念
纹孔对
定义
相邻两个细胞上的纹孔常相对存在，称为纹孔对
分类
单纹孔对
具缘纹孔对
半具缘纹孔对
纹孔膜
定义
是纹孔对之间的胞间层和初生壁的合称
纹孔腔
定义
纹孔对周围由次生壁围成的腔
细胞壁上的初生纹孔场、纹孔和胞间连丝的存在的作用
利于细胞与细胞、细胞与环境之间的物质交流和信息传递
尤其是胞间连丝，把所有活细胞的原生质体连接起来，从而使多细胞的植物体在结构上形成一个统一的有机整体
即共质体
左边是细胞各部分的结构与功能
必须指出：
细胞的各个部分不是彼此孤立的，而是相互联系的，实际上一个细胞就是一个有机的统一体，细胞只有保持结构的完整性，才能够正常完成各种生命活动
细胞后含物
定义
是指存在于细胞质、液泡以及细胞器内的各种代谢产物及废物，有的还填充于细胞壁，是原生质体进行生命活动的产物
分类
贮藏营养物质
淀粉
蛋白质
脂肪和油类
代谢废弃物
次生代谢物
酚类化合物
类黄酮
生物碱
植物细胞的化学组成
原生质及其化学组成
主要有机物及其生理功能
原生质的胶体特性
植物细胞的繁殖
细胞周期
有丝分裂
无丝分裂
减数分裂
植物的组织
植物组织的概念
植物组织的类型
分生组织
成熟组织
植物体内的维管系统
实践知识
光学显微镜的使用和保养
临时标本的制作
徒手切片技术
植物绘图技术
实验实训
植物细胞基本结构观察
细胞质体、淀粉粒和晶体的观察
植物细胞有丝分裂的观察
植物组织的观察
拓展知识
植物器官解剖结构
植物器官形态
植物分类
植物的水分代谢
植物的矿质营养
植物的光合作用
植物的呼吸作用
植物的生长物质
植物的生长生理
植物的抗逆生理