植物细胞的基本结构

这是一篇关于植物细胞的基本结构的思维导图，主要内容有细胞的基本分类、原生质体、细胞壁。

植物细胞的基本结构

• 细胞的基本分类
  • 根据细胞在结构，代谢 和遗传活动上的差异。
    • 原核细胞
      • 遗传信息载体为环状DNA，DNA不与或很少与蛋白质结合，没有分化出以膜为基础的具有特定结构和功能的细胞器。
    • 真核细胞
      • 具有典型的细胞核结构，DNA为线状，分化出以膜为基础的多种细胞器。细胞壁为纤维素和果胶。
• 原生质体
  • 概论
    • 原生质体：是细胞壁以内所有生命物质的总称。由原生质构成，是细胞各类代谢活动进行的场所。
    • 原生质体是细胞各类代谢活动进行的，主要场所是细胞最重要的部分
    • 原生质：是构成细胞生命活动的总称，植物细胞除细胞壁以外的其他组成部分。
    • 细胞的基本概念
      • 细胞：是组成生物有机体的形态结构和功能的基本单位
      • 细胞是代谢和功能的基本单位
        • 独立的，高度有序的，能够进行自我调控的代谢功能体系。
      • 细胞是有机体生长发育的基础
        • 生长发育的基本单位。
      • 细胞是遗传的基本单位
        • 具有遗传上的全能性，是一个独立的单位。
  • 质膜(细胞膜)
    • 化学组成
      • 暗明暗，功能活动旺盛的膜蛋白质含量高
    • 功能
      • 物质跨膜运输
        • 简单扩散，促进扩散，主动运输，内吞作用，外排作用
      • 细胞识别
      • 信号转换
        • 钙离子与钙结合蛋白，如钙凋素，激活基因表达或酶活性，促进生理生化反应和调节生命活动。
    • 电子显微镜下，质膜具有明显的三层结构：两侧两个暗带，中间一个明带。
      • 是包围在细胞质表面的一层薄膜。
      • 暗主要成分是蛋白质
        • 明主要成分是类脂
    • 膜的结构
      • 第一，脂双层（lipid bilayer）
        • 磷脂类物质是质膜的骨架，脂双层的疏水脂肪酸链作为屏障，使膜两侧的水溶性物质（包括离子与亲水的小分子）不能自由通过，以维持细胞正常结构和细胞内环境稳定。
      • 第二，膜蛋白
        • 执行膜的重要功能，作为酶或生物学活性物质的受体
      • 第三，膜糖
        • 膜糖与蛋白质结合成糖蛋白参与细胞识别。
      • 第四，细胞膜的流动性
        • 流动镶嵌模型（fluid mosaic model） 膜是处在动态变化之中的。
  • 细胞核
    • ③ 细胞核
    • 超微结构
      • 核膜
        • 包括核膜和核膜以内的核纤层，核孔在核膜上有规则分布，具有复杂结构，常称为核孔复合体。
      • 核仁
        • 第一，组成：富含蛋白质和RNA。 第二，功能：产生核糖体中的RNA（rRNA）。
      • 核质：由纤维蛋白组成的网络状结构。
        • 核液
          • 浅色部分
        • 染色体
          • 染成深色
          • 间期细胞核内遗传物质的存在形式，基本单位核小体。
    • 功能
      • 是细胞内遗传物质主要存在的部位，因此，间期细胞核的主要功能是储存和复制DNA，合成和转运RNA，在细胞遗传中起重要作用。细胞核还是细胞的控制中心，它可以通过控制蛋白质合成，对细胞生理活动起调控作用。
  • 细胞质
    • 概念
      • 细胞质是指除细胞核以外，细胞膜以内的物质和结构，包括透明、黏稠、能流动的基质和分散在其中的各种细胞器。
        • 细胞质充满在细胞核和细胞质之间
    • 细胞质基质
      • 细胞质基质处于不断运动状态，能带动细胞器，做有规则持续的流动，称为胞质运动。
    • 细胞器
      • 质体 双层膜
        • 植物细胞特有的细胞器
        • 有色体
          • 含有胡萝卜素和叶黄素。能积聚淀粉和脂类。
        • 白色体
          • 不含任何色素的质体。分为淀粉体和造油体
        • 叶绿体
          • 色素：叶绿体含有叶绿素和类胡萝卜素和叶黄素
          • 单位膜组成的双层被膜包围
            • 内被膜
              • 通透性较大
            • 外被膜
              • 对物质透过的选择性较强，是细胞质和叶绿体基质间的功能屏障。
          • 结构
            • 基质：主要由可溶性蛋白（酶）和其他活跃的代谢物质组成，还含有淀粉粒、叶绿体自身的DNA（环状双链）、RNA和核糖体。 类囊体（thylakoids）：又称片层，是指单位膜封闭形成的扁平小囊。基粒类囊体由几十个类囊体有规律地垛叠在一起；基质类囊体较大，单个穿插在两个基粒之间，使类囊体腔彼此连通，成为连续的封闭膜囊的三维结构。类囊体膜是光合作用中进行光反应（电子传递和光合磷酸化）的结构基础。
      • 线粒体
        • 双层膜，线粒体是细胞呼吸及能量代谢的中心。
      • 内质网
        • 单层膜，通信系统，蛋白质，脂类运送到各个部分，粗面（膜外表面附有核糖体）与蛋白质的合成，修饰，加工和运输有关。光面与脂类，糖类，激素合成有关。
      • 核糖体
        • 内质网膜表面的合成的是膜蛋白，分泌性蛋白，游离在细胞质中合成的是结构蛋白，酶和基质蛋白。由1个大亚基和1个小亚基组成，是细胞中蛋白质合成的中心。
      • 高尓基体
        • 单层膜 合成和分泌多糖等物质、参与细胞壁的形成等功能。
      • 液泡
        • 单层膜 调节细胞渗透压和膨压、参与细胞内物质的积累与移动、参与大分子物质的降解等功能。
      • 溶酶体
        • 单层膜 正常的分解与消化
          • 异体，自体吞噬
            • 自溶作用
      • 圆球体
        • 多存在于油料植物种子中，如蓖麻，花生，油菜。
      • 微体
        • 过氧化物体
          • 光呼吸的底物乙醇酸被氧化为乙醛酸的过程
        • 乙醛酸循环体
          • 与圆球体和线粒体配合，通过一系列反应把脂类转化为糖类以满足需求。
      • 细胞骨架
        • 微管
          • 微管参与细胞壁的形成，决定细胞分裂的方向并参与细胞壁的加厚，维持细胞的形状，还与某些细胞的鞭毛、纤毛的运动有关。
        • 微丝
          • 参与维持细胞形状，细胞质流动，染色体运动，胞质分裂，物质运输，膜有关的生命活动，如内吞和外排。
        • 中间纤维
          • 其聚合不可逆，在细胞形态形成和维持，细胞内颗粒运动，细胞连接及细胞器和细胞核定位等方面有重要作用。
    • 后含物
      • 后含物是指植物细胞中的贮藏物质和代谢产物。
      • 储藏的营养物质
        • 淀粉
          • 质体合成，淀粉粒在形态上有三个类型，单粒淀粉粒，只有一个脐点，复粒淀粉粒，两个以上脐点，分别有各自轮纹，半复粒淀粉粒，两个以上，除了有各自，还有一个共同的轮纹。
        • 蛋白质
          • 储藏蛋白没有生命，比较稳定，一种是结晶状，另一种是糊粉粒。
        • 脂类
          • 含能量最高，体积小的储藏物质。
      • 晶体
        • 根据形状可以分为单晶，针晶，簇晶；普遍分布，在液泡中形成。
      • 植物次生物质
        • 酚类化合物及其衍生物
          • 类黄酮是一种十五碳化合物，水溶性色素，与植物成色有关。
        • 生物碱
          • 植物的防御物质，大多数生物碱对动物有毒，可使植物免受其他生物侵害，重要生态学功能。
        • 非蛋白氨基酸
          • 游离形式存在，起防御作用。
        • 功能：对植物适应不良环境或抵御病原物侵害，吸收传粉媒介以及植物的代谢调控具有重要意义。
• 细胞壁
  • 化学成分
    • a.纤维素 纤维素是细胞壁中最重要的成分，是由多个葡萄糖分子脱水缩合形成的长链。
    • b.果胶质、半纤维素 果胶质、半纤维素是细胞壁的基质多糖，与纤维素分子交联构成了三维网状的细胞壁。
    • c.木质素 木质素具较强的刚性，增加细胞壁的机械强度。
    • d.蛋白质
      • 第一，结构蛋白ⅰ．伸展蛋白
        • 伸展蛋白又称伸展素，起控制纤维素微纤丝的滑动、增加细胞壁的强度和刚性、控制细胞壁的伸展、调节植物形态建成等作用，并且与植物的防御和抗病、抗逆等功能有关。
        • ⅱ．膨胀素 膨胀素又称扩张素、扩张蛋白，可以解开细胞壁的多糖网络，促进细胞伸长。
      • 第二，酶蛋白
    • e.钙调素（CaM） 细胞壁是植物细胞中最大的钙库。钙调素具有促进细胞增殖的作用。
  • 层次结构
    • 胞间层
      • 胞间层位于相邻细胞的细胞壁之间，主要成分是果胶质，使相邻的细胞彼此粘连。
    • 初生壁
      • 定义：初生壁是指在细胞生长过程中和细胞停止生长前于胞间层内侧所形成的细胞壁。
      • 组成：纤维素、半纤维素、果胶质、糖蛋白。
      • 为生活细胞所具有，具有弹性，能随着细胞的生长而延展。
    • 次生壁
      • 定义：次生壁是指细胞不再生长时细胞壁继续发育形成的新增的细胞壁。
      • 组成：纤维素、果胶质、木质素
      • 具有次生壁的细胞原生质体消失，为死细胞。
  • 纹孔，胞间连丝
    • 初生纹孔场
      • 细胞壁生长时并不是均匀增厚的，在初生壁上具有一些明显的凹陷区域。
    • 胞间连丝
      • 穿过细胞壁上的小孔连接相邻细胞的细胞质丝，细胞壁其他部位也有分布，水分子以及小分子可从这里穿过
    • 纹孔
      • 纹孔是细胞壁较薄的区域，有利于细胞间的沟通和运输，胞间连丝较多出现在纹孔内，有利于细胞间物质交换
  • 生长和特化
    • 内填方式和附着生长：前者壁物质插入原有结构，后者附着在内表面。
      • 木质化
        • 木质素填充到细胞壁中的变化称为木质化。
      • 角质化
        • 角质膜，防止水分蒸发，机械损伤和微生物入侵
      • 栓质化
        • 根凯式带是质外体运输的途径
      • 矿质化
        • 细胞壁中增加矿质的变化
  • 细胞中的作用
    • 维持细胞形状
    • 调控细胞生长
    • 机械支持
    • 维持细胞水分平衡
    • 参与细胞识别
    • 植物细胞天然屏障