第1章植物细胞生理基础
第一章--植物细胞的结构与功能--知识要点
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。
植物生理学习题解答
植物生理学习题解答第一章植物细胞生理基础1、名词解释原生质体：细胞器、细胞质基质及其外围的细胞质膜合称原生质体。
共质体：胞间连丝使组织的原生质体具有连续性，因而将由胞间连丝把原生质体连成一体的体系称为共质体。
生物膜：是构成细胞的所有膜的总称。
内膜系统：通常是指那些处在细胞质中，在结构上连接，功能上关联的，由膜组成的细胞器的总称。
2、为什么说真核细胞比原核细胞进化？①从细胞结构上讲：真核细胞有诸多复杂的细胞器,包括细胞核,线粒体,高尔基体,溶酶体、中心体等,使得细胞形成了区室化,使得细胞各部位的代谢与调控加以分工与协作,更加有序化.②从细胞增殖上,真核细胞有有丝分裂和减数分裂两种,细胞增殖过程更加精密,并且使得有性生殖成为可能,在进化上一个子代同时可获得两个亲代的遗传信息.③从细胞基因表达上,真核细胞有细胞核,使得细胞的基因表达调控有序化、复杂化了许多,使得基因表达调控实现了时间和空间上的多级调控机制,并且使得表观遗传调控出现,使得基因表达的最终产物的变化不一定必然是DNA序列变化,大大丰富了基因表达的内容；细胞核的出现也使得转录与翻译两大基因表达过程在时空加以分离；细胞核的出现也带了复杂的染色体结构和DNA修复机理,使得细胞的遗传信息稳定性增加.④从细胞之间相互作用上讲,真核细胞大多形成复杂的多细胞机体,各种细胞分化为多种组织,形成了系统化的多细胞生物体,原核生物之间虽然也有菌量感测,但是还是各个单个细菌之间的联系,并不是一群细菌形成系统化的有机体.3、原生质的胶体状态与其生理代谢有什么联系？原生质胶体有溶胶与凝胶两种状态，当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，但抗逆性较弱。
当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。
在植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。
第二章不考第三章植物的水分生理1、名词解释自由水：距胶体颗粒较远，不被吸附或受到的吸附力很小能自由移动的水分称为自由水。
植物生理学
第一章植物细胞的结构与功能一、名词解释生物膜：是指构成细胞的所有膜的总称。
细胞全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。
二、填空题4.细胞内水分有两种状态：自由水和束缚水。
6.保持亲水胶体稳定性的因素主要有双电层和水合膜。
13.生物膜流动镶嵌模型的两个基本特点是：不对称性和流动性。
第二章植物的水分生理一、名词解释水势：每偏摩尔体积水的化学势差。
蒸腾速率：又称为蒸腾强度，指植物在单位时间内、单位叶面积上蒸腾散失的水量。
小孔扩散率：气体通过多孔表面扩散的速率不与小孔的面积成正比，而与小孔的周缘长度成正比。
水分临界期：在植物生命周期中，对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。
二、填空题2.植物细胞中的自由水和束缚水之间的比率增加时，原生质胶体的黏性减小，代谢活性增强，抗逆性减弱。
4.具有液泡的细胞的水势ψw=ψs+ψp，主要靠渗透作用吸水。
干种子细胞的水势ψw=ψm。
典型的细胞水势ψw=ψs+ψp+ψm。
分生组织细胞的水势等于ψm，主要靠吸胀吸水。
5.在标准状况下，纯水的水势为零。
加入溶质后其水势为负值，溶液愈浓其水势愈低。
7.植物细胞处于初始质壁分离时，压力势为0，细胞的水势等于其。
当吸水达到饱和时，细胞的水势等于0.12.根系吸水的动力有两种：根压和蒸腾作用。
19.某种植物每制造1g干物质需要消耗水分500g，其蒸腾系数为500g/g，蒸腾效率为2g/kg。
（蒸腾系数=蒸腾失水g/形成干物质的量g；蒸腾效率=形成的干物质的量g/蒸腾失水kg）20.选择气孔开放时，水通过气孔扩散的速度与小孔的周缘长度成正比，不与小孔的面积成正比。
26.要保证水分能从土壤中运输到植物顶部，从根到冠既要有蒸腾拉力又要保证导管中水柱连续不中断。
五.简答题2.植物体内水分存在的形式与植物代谢、抗逆性有什么关系？答：植物细胞内水分以束缚水和自由水两种状态存在。
当自由水/束缚水比值高时，细胞原生质呈溶胶状态，植物的代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱；反之，细胞原生质呈凝胶状态，代谢活性低，生长迟缓，但抗逆性强。
第一章 植物细胞
三、填空
• 1．质膜具有 选择 透性，其主要功能是 ----------------------------------- 。 • 2．植物细胞的基本结构包括 和 两大 部分。后者又可分为 、 和 三部 分。 • 3．原生质是以 和 为生命活动基 础的生命物质。
施莱登（1804～1881）
德国植物学家。细胞学 说的创立者之一。1838年， 施莱登在他的《植物发生论》 一文中证明，植物形态的最 基本单位是细胞，最简单的 植物是由一个细胞构成的， 大多数植物是由细胞和细胞 的变态构成的。他与德国动 物学家施旺共同奠定了细胞 学说的基础。著作有《植物 学概论》等。
1、原生质的化学组成 1）水（占细胞鲜重的60%—90%，成熟种子中占10%—14%）。游
离水和结合水。
2）有机物（占细胞干重的90%以上）蛋白质、核酸、类脂、 糖类（四大类生物大分子）。 另：少量的无机盐和贮藏物质
2、原生质的物理性质和生理特性
原生质是一种有特定结构的亲水胶体系统 有机物大分子形成直径约1-500nm的小颗粒，均匀分 散在以水为主而溶有简单的糖、氨基酸、无机盐的液体中, 成为具有一定弹性与黏性、半透明的亲水胶体。其中大 量的胶体颗粒形成巨大的表面，为原生质所进行的代谢活 动创造了有利条件。 胶体有溶胶和凝胶两种状态 环境改变时两种状态可以相互改变，保证生命活动的 正常进行 活细胞是个动态体系，通过原生质组成的各种结构不 断的进行各种新陈代谢活动，诸如吸收、分泌、细胞间 信息传递、生长发育和繁殖等等。 原生质的运动: 旋转运动: 一个方向。 循环运动: 多个方向。
核液
2012版 张继树《植物生理》 课后习题与解答
张继树《植物生理学》各章问题与解答第一章植物细胞的结构与功能1．原核细胞与真核细胞各有何特点？○1.真核细胞核原核细胞最大的特点就是，原核细胞没有细胞核，而只有一条裸露的DNA组成的拟核。
真核细胞有严密的细胞核结构。
○2.真核细胞的DNA较为复杂，DNA除了编码区和非编码区之外，编码区内还存在外显子和内含子。
原核细胞就是编码区和非编码区之分。
○3.原核细胞细胞质中没有什么复杂的细胞器，一般只有核糖体之类。
而真核细胞具有多种细胞器，如：线粒体，高尔基体，内质网等等。
○4.原核细胞中含有一些游离在细胞质中的环状DNA分子（质粒），而真核细胞的细胞质基因存在于线粒体和叶绿体之中。
2．典型的植物细胞与动物细胞在结构上的差异是什么？这些差异对植物生理活动有什么影响？答：典型的植物细胞中存在大液泡和质体，细胞膜外还有细胞壁，这些都是动物细胞所没有的，这些结构特点对植物的生理活动以及适应外界环境具有重要的作用。
例如大液泡的存在使植物细胞与外界环境构成一个渗透系统，调节细胞的吸水机能，维持细胞的挺度，另外液泡也是吸收和积累各种物质的场所。
质体中的叶绿体使植物能进行光合作用；而淀粉体能合成并贮藏淀粉。
细胞壁不仅使植物细胞维持了固有的形态，而且在物质运输、信息传递、抗逆防病等方面起重要作用。
3．原生质的胶体状态与其生理代谢有什么联系？答：原生质胶体有溶胶与凝胶两种状态，当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，但抗逆性较弱。
当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。
在植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。
4．高等植物细胞有哪些主要细胞器？这些细胞器的结构特点与生理功能有何联系？答：高等植物细胞内含有叶绿体、线粒体、微管和微丝、内质网、高尔基体、液泡等细胞器。
这些细胞器在结构与功能上有密切的联系。
(1)叶绿体具有双层被膜，其中内膜为选择透性膜，这对控制光合作用的底物与产物输出叶绿体以及维持光合作用的环境起重要作用。
第1章 植物细胞的结构和功能
模型强调膜的不对称性 和流动性。
膜的不对称性
主要是由脂类和蛋白 质分布的不对称造成 的。
脂类双分子层中磷脂分子的流动性
膜的流动性
磷脂转位分子的活动机制
三、生物膜的功能
在生命起源的最初阶段，正是有了脂性的膜，才使生命 物质——蛋白质与核酸获得与周围介质隔离的屏障而保持聚集 和相对稳定的状态，继之才有细胞的发展。
表 1-2组成原生质的各类物质的相对数量
物 水 蛋白质 DNA 质 含量（%） 85 10 0.4 平均分子量 18 36000 107
RNA
脂类 其他有机物 无机物
0.7
2 0.4 1.5
4.0 ×105
700 250 55
细胞是植物体进行生命活动的基本单位，细胞 生理功能的实现，是与组成它的各种无机和有机小 分子、基本生物分子、生物大分子等的特点有关。
第一节 植物细胞的结构与组成
一、细胞的概述
1) 2) 3) 4)
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。
无机分子 单体分子 生物大分子 20种氨基酸 5种含氮的杂环化合物 (嘌呤及嘧啶的衍生物) 基本生物分子 30种单体 2种单糖(葡萄糖、核糖) 1种脂肪酸(棕榈酸) 1种多元醇(甘油) 1种胺类化合物(胆碱) 超分子复合体
(一) 原生质的物理特性
植物与植物生理第一章植物细胞
合称纹孔膜.纹孔是细胞之间
水分和物质交换胞的竹通道.分为
单孔纹是1次孔、生和细壁具胞在缘沉纹壁积孔材薄壁时两,种于.单纹纹孔 形成⑴处终细止胞而壁不延层细伸次.具缘纹
(3)
细胞壁成分
孔是次生壁在沉积时,于纹孔
形成处向内延伸,形成弓形拱
物(. 2)纹孔和胞间连丝
柿子胚乳细胞----胞间连丝
纹孔腔 纹孔塞 纹孔缘
黑藻叶片——叶绿体
有色体：是只含有胡萝卜素和叶黄
素，不含基粒的质体。
质体
分布：主要分布于花瓣、果实、储 藏根等部位。
叶绿体
形态：颗粒状、针状等。 结构：双层膜
有色体
色素：叶黄素和胡萝卜素 功能：吸引昆虫细传胞粉质、储藏营养物
质
白色体
质膜
红辣椒果实表皮——有色细体胞器
部位：一些植物的贮藏器官中，
如甘薯、土豆的地下器官
液成熟细胞 泡细胞质
质膜 细胞器
1现9溶55酶年体de质。D体uve与Novikoff首次发 溶酶体
它是单层膜围绕、内含多种水解酶
类的囊泡线状粒细体胞器，一般直径为 圆球体
0.25—0.3μm。
内质网
异溶作用：把细胞质的其他组分吞
噬进高去，尔在基溶体酶体内进行消化。
核糖体
自溶作用：通过本身膜的解体，把
腾，葡病萄菌糖的侵入等。
③1、栓纤化细维：胞素填壁充栓质（脂类化合物）， 细胞不透水、 不常⑴透是微微气 栓细纤团， 化胞丝细 的壁胞 细层一 胞次经 ，栓具化有后良即好(3死的)亡保细，护胞树作壁木 用的 。成外分皮，常
④ 矿大化纤：丝细胞壁内填充矿物质，增加硬度，如禾
本(科2)植纹物孔表和皮胞细间胞连常常丝发生(显4著) 的细硅胞化壁特化
2 第一章.植物细胞生理
膜一定是由亲水性物质和脂类物质组成
（ 二 ） 生 物 膜 的 成 分
膜蛋白（外在蛋白与内在蛋白）
脂类（磷脂、糖脂和硫脂等） 糖以残基存在，形成糖蛋白和糖脂 无机离子 水：束缚水
1. 膜脂
构成膜的脂类主要是磷脂，磷脂既有亲脂性的两条 “尾巴”（脂肪酸侧链或碳氢链），又有一个亲水性的 “头部”，所以磷脂是双亲媒性化合物。
单、双子叶植物中
所有高等植物中
主要在双子叶植物中 所有高等植物中 所有高等植物中
（二）结构特点
典型的高等植物细胞壁是胞间层、初生壁、 次生壁所组成。
胞间层（中层）：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：是在细胞生长过程中所形成的细胞壁，位于胞 间层与质膜之间。主要成分是纤维素和果胶质。 次生壁（有的细胞具有）：有些细胞停止生长后，在初 生壁内侧继续发育增厚的细胞壁层，它的产生是细胞分 化的明显标记。纤维素含量高，果胶质极少，基质成分 是半纤维素，也不含有糖蛋白，因此比初生壁坚韧，次 生壁中还常添加了大量的木质素，增强了次生壁的硬度。
Photomorphogenic light
Temperature Wind C2O Pathogens
Ethylene
O2 Soil microorganisms Parasites Soil quality Water status
影 响 植 物 生 长 发 育 的 外 界 信 号
Toxic minerals and other Mineral alleopathic chemicals nutrients
（二）细胞的全能性
指每个生活细胞都包含着产生一个完整机体 的全套基因，在适宜的条件下能形成一个新的 个体的潜在能力。 细胞全能性是细胞分化和组织培养技术的理 论基础，组织培养的成功则是细胞全能性的体 现。
现代植物生理学重点课后题答案
第一章植物细胞的亚显微结构和功能一、名词解释流动镶嵌模型与单位膜模型一样，膜脂也呈双分子排列，疏水性尾部向内，亲水性头部朝外。
但是，膜蛋白并非均匀地排列在膜脂两侧，而是有的在外边与膜脂外表面相连，称为外在蛋白，有的嵌入膜脂之间甚至穿过膜的内外表面，称为内在蛋白。
由于膜脂和膜蛋白分布的不对称，致使膜的结构不对称。
膜具有流动性，故称之为流动镶嵌模型。
共质体也叫内部空间，是指相邻活细胞的细胞质借助胞间连丝联成的整体。
质外体又叫外部空间或自由空间，是指由原生质体以外的非生命部分组成的体系，主要包括胞间层、细胞壁、细胞间隙和导管等部分。
二简答题1.原核细胞和真核细胞的主要区别是什么？原核细胞低等生物（细菌、蓝藻）所特有的，无明显的细胞核，无核膜，由几条 DNA 构成拟核体，缺少细胞器，只有核糖体，细胞进行二分体分裂，细胞体积小，直径为1~10μm 。
真核细胞具有明显的细胞核，有两层核膜，有各种细胞器，细胞进行有丝分裂，细胞体积较大，直径 10 ～100μm 。
高等动、植物细胞属真核细胞。
2、流动镶嵌模型的基本要点，如何评价。
膜的流动镶嵌模型有两个基本特征：（1）膜的不对称性。
这主要表现在膜脂和膜蛋白分布的不对称性。
①膜脂在膜脂的双分子层中外半层以磷脂酰胆碱为主，而内半层则以磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺为主；同时不饱和脂肪酸主要存在于外半层。
②膜蛋白膜脂内外两半层所含的内在蛋白与膜两侧的外在蛋白其种类及数量不同，膜蛋白分布不对称性是膜功能具有方向性的物质基础。
③膜糖糖蛋白与糖脂只存在于膜的外半层，而且糖基暴露于膜外，呈现出分布上的绝对不对称性。
（2）膜的流动性①膜蛋白可以在膜脂中自由侧向移动。
②膜脂膜内磷脂的凝固点较低，通常呈液态，因此具有流动性，且比蛋白质移动速度大得多。
膜脂流动性大小决定于脂肪酸不饱和程度，不饱和程度愈高，流动性愈强。
3、细胞壁的主要生理功能（1）稳定细胞形态和保护作用（2）控制细胞生长扩大（3）参与胞内外信息的传递（4）防御功能（5）识别功能（6）参与物质运输4、“细胞壁是细胞中非生命组成部分”是否正确？为什么？不是。
植物与植物生理第一章植物细胞
第一章植物细胞
二、植物细胞的结构和功能
第一章植物细胞
二、植物细胞的结构和功能 质体
细胞器是细胞质中具 有一定形态结构和生理功 植物细胞的基本结构 能的亚单位。植物细胞有 多种细胞器。包括： 质体、 线粒体、内质网、高尔基 1、细胞壁 体、核糖体、溶酶体、 液 泡、 微管等
细胞质 质膜 细胞器
2、原生质体
其加厚具有类似树木年轮的生长规律
胞间连丝是 穿过细胞壁， 次生壁增厚不均匀,有的地方 沟通相邻细 不增厚,形成许多凹陷的区域, 二、植物细胞的结构和功能 胞的原生质 称为纹孔.相邻两个细胞上的 纹孔常相对存在称为纹孔对. 细丝。
纹孔之间的胞间层和初生壁 植物细胞的基本结构 合称纹孔膜.纹孔是细胞之间 胞竹 水分和物质交换的通道.分为 1、细胞壁材 单纹孔和具缘纹孔两种.单纹 薄 孔是次生壁在沉积时,于纹孔 壁 形成处终止而不延伸.具缘纹 (3) 细 ⑴ 细胞壁层次 孔是次生壁在沉积时,于纹孔 形成处向内延伸,形成弓形拱 (2)纹孔和胞间连丝 物.
第一章植物细胞
一、植物细胞的发现 二、植物细胞的结构和功能 三、植物细胞的繁殖
四、植物细胞的生长与分化、死亡
一、植物细胞的发现
在20世纪初期，细胞的各主要显微结构均已 查明。 二十世纪的30-40年代以前，细胞学与生物 化学的结合，对细胞结构与功能的关系开始有 （1）第一台复式显微镜的制作 细胞的发现是和欧洲15 植物细胞是植物体结构和功能的基本单位。 所了解，认识到细胞是生物体结构和功能的基 1838年德国植物学家施莱登指出细胞是 细胞学说的要点： 世纪到16世纪工业生产的巨 本单位。 （2）英国的胡克（Robert Hook 植物体的基本结构。 所有动植物组织都是由细胞构成 在1665年首次描述了植物细胞 大发展相联系的，特别是和 在30-40年代，由于透射电子显微镜的研制 同年，德国动物学家施旺在动物中证实 所有细胞来自其它细胞 （木栓），命名为cella。 成功，以电磁透镜代替了玻璃透镜，突破了光 细胞是动物体的基本结构。 单细胞植物，一个细胞代表了一个个体，一切生命 透镜制造与光学技术的发展 1、细胞的发现 卵和精子都是细胞 细胞是有机体。动、 学显微镜的局限性。应用于生物学的研究中， 1839年施旺指出： （3）荷兰的列文虎克 活动，包括新陈代谢、生长发育、繁殖等均由一个 直接相关。没有显微镜就不 单个细胞可分裂形成组织 提示了细胞一个新的研究领域-超微结构。 植物都是这些有机体的集合物，他们按 （Leeuwenhoek）和意大利的马尔 细胞完成。 可能有细胞学诞生。 细胞遗传的全能性 植物组织培养技 2、细胞学说 60年代末，扫描电子显微镜问世并被广泛应 着一定的规则排列在动植物体内。并于 术 比基（Malpighi） 用，使人们能直接观察到生物，乃至细胞立体、 1839年首次提出了“细胞学说”（Ce11 复杂的高等植物，一个个体由无数细胞组成，细 生物的结构。随着现代化观察仪器和设备的研 theory），即 细胞是组成有机体的结构、 用自己设计并制造的显微镜观察栎树软木塞切片时发现其中 3、细胞学的发展 功能基本单位。 制和应用，人类对细胞的研究和探讨会更加深 胞之间有了机能和形态结构的分工，相互依存， 世界上第一台显微镜是荷兰眼镜商詹森 有许多小室，状如蜂窝，称为“cella”，这是人类第一次发 入和完善。 （Hans Janssen在1604年发明的。 彼此协作，共同保证了有机体的生命活动。 为了检查布的质量，亲自磨制透镜，装配了高倍显微镜（300 现细胞，不过，胡克发现的只是死的细胞壁。 60年代，组培技术→细胞全能性:证明细胞 倍左右），并观察到了血细胞、池塘水滴中的原生动物、人类 学说 和哺乳类动物的精子，这是人类第一次观察到完整的活细胞。
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（三）核酸
是生物遗传的基本物质，依其组成可分为： 核糖核酸 RNA(mRNA tRNA rRNA) 脱氧核糖核酸 DNA (双螺旋结构，遗传信息的携 带者)
（四）脂类
凡是水解后能产生脂肪酸的化合物都属于脂类。按 功能可分为：1.真脂 是贮藏脂（代谢上处于惰性， 不溶于水）2.磷脂和糖脂 是复合脂（带疏水的脂肪 酸长链+亲水基团）双分子层结构（亲水头部外层， 疏水尾部内层，成为生物膜的骨架物质）
复习与回顾 植物细胞（细胞壁和原生质体） 原生质体（质膜、细胞核、细胞质、细胞质机质、 各种细胞器） 单层膜细胞器：液泡、微体、内质网、高尔基体 双层膜细胞器：线粒体、各种质体(叶绿体、有色 体、白色体) 无膜细胞器：核糖体、微丝、微管、中间纤维
第1章植物细胞生理基础
第1章植物细胞生理基础
第1章植物细胞内在
蛋白两类。 外在蛋白（有亲水性，与膜脂的亲水头部松散的或可逆的结
合，这种结合不牢固） 内在蛋白（有疏水性，与膜脂的亲脂尾部相互结合，非常牢
固。）
第1章植物细胞生理基础
二、生物膜的亚显微结构
关于生物膜的结构有许多假说与模型，下面介绍较 为合理的模型： 流动镶嵌模型 1972 辛格（S.J Singer）和尼柯尔森(G. Nicolson)提出。(见后图) 流动镶嵌模型认为：膜的“骨架”由膜脂双分子层 构成，疏水的尾部向内，亲水的头部向外，一般为 液晶状态。膜蛋白也不是均匀的分布在膜脂的两侧， 一般外在蛋白位于膜双分子层的内、外表面，与膜 脂亲水的头部相连接；内在蛋白则镶嵌在膜脂双分 子层之中，甚至贯穿膜的内外表面，或者漂浮再膜 脂之中，具有动态性质。 流动镶嵌模型特点：流动性、不对称性
第1章植物细胞生理基础
（一）亲水性
原生质的大分子有机物上带有能吸附水分子的极性 基团（-NH2 -OH –COOH）所以，原生质胶粒为 亲水胶粒。
根据水分在原生质胶粒周围的存在状况，可分为： 束缚水（低温不易结冰，高温不易蒸发，抗逆性强）
自由水（可自由流动，随温度易结冰、蒸发，可参 与生化反应和生理过程）
植物细胞与动物细胞
第1章植物细胞生理基础
一、原生质的化学组成及其功能
（一）碳水化合物 占细胞干重的60%-90%，光合作用的主要产物，植物体 的主要成分之一，植物体骨架的主要物质，也是植物 体内新陈代谢和能量储存的基本物质。存在形式：单 糖（三碳糖—七碳糖）、寡糖（蔗糖、麦芽糖）、多 糖（淀粉、纤维素、果胶） （二）蛋白质 是生活细胞的最重要成分，直接参与细胞内活跃的代 谢活性活动。蛋白质是生命的体现者，没有蛋白质就 没有生命。 依其功能分为：酶蛋白(数量最多)、结构蛋白、贮藏蛋 白。
2.当细胞的代谢活动趋于旺盛时，凝胶可以通胶溶作用变为 溶胶，使各种代谢活动顺利进行；当细胞的代谢活动减弱时， 溶胶可以通过胶凝作用变为凝胶，是植物对不良环境的抵抗 力提高。
第1章植物细胞生理基础
第二节 生物膜
生物膜 由脂类和蛋白质组成的具有一定结构和生理 功能的细胞内所有被膜的总称。 在真核细胞中，膜结构占整个细胞干重的70%-80%， 主要由蛋白质、脂类、糖和无机离子等组成。蛋白 质约占60%-65%，脂类占25%-40%，糖占5%，这些 组分，尤其是蛋白质和脂类的比例，因不同细胞、 细胞器而相差很大。
自由水/束缚水比值代谢活跃，生长快，抗逆性差； 比值低代谢弱，生长慢，抗逆性强
（二）溶胶和凝胶
溶胶和凝胶是胶体的两种状态。溶胶是液化的半流 动状态，近似流体的性质。在一定状态下，溶胶可 以转变成有一定结构和弹性的半固体状态的凝胶， 这个过程就是胶凝作用。凝胶也可以转化成溶胶， 这个过程就是胶溶作第用1章。植物细胞生理基础
第一章 植物细胞的生理基础
本章提要 细胞是植物体结构和功能的基本单位。植 物的各种代谢活动和生长发育都是以细胞 为基础的。本章从原生质的化学组成及胶 体的特性、生物膜的机构及功能、酶的化 学组成及作用特性等方面阐述细胞与植物 体内各种代谢活动的关系。
第1章植物细胞生理基础
第一节 原生质的化学组成和胶 体特性
第1章植物细胞生理基础
二．原生质的胶体特性
胶体：是物质的一种分散状态，凡能以1-100nm颗 粒分散于另一种物质之中时，就可形成胶体。 在原生质中，大分子有机物与无机离子以聚合状态 存在，形成的颗粒直径与胶体颗粒的直径相似，因 此可以把原生质看成是一种胶体。 胶体性质：由于胞基质主要成分是可溶性的蛋白质 或酶，其分子直径恰在胶体颗粒范围（1～100 nm） 之内，因此，细胞溶胶就是一种亲水胶体系统，并 具有胶体性质，如亲水性、带电性、比表面积（表 面积与体积之比）大、表面能高、吸附作用和吸胀 作用强以及溶胶化与凝胶化等性质。
溶胶===============→凝胶
（分散 流动）
（近似固体，不流动）
温度较低，胶体动能减小，胶粒之间形成网状
←================
温度升高，分子运动加快，胶粒联系消失，网结构不存在
1.原生质以哪种状态出现，取决于原生质中自由水的多少。 当原生质处于溶胶状态时，生长旺盛，但抗逆性较弱；当原 生质处于凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱 等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。
第1章植物细胞生理基础
第1章植物细胞生理基础
1. 膜的流动性： 膜脂中的磷脂层可作旋转运动、侧向运动、 翻转运动、左右摆动等，而且磷脂分子中 脂肪酸链的不饱和程度越高，膜脂的流动 性就越大。
2.膜的不对称性： 主要表现在膜脂和膜蛋白分布的不对称性。
第1章植物细胞生理基础
第1章植物细胞生理基础
第1章植物细胞生理基础
按生物膜所处的位置可分为： 质膜 （细胞膜） 包围在原生质的外膜。 内膜 包围细胞器或直接组成细胞器的膜。
第1章植物细胞生理基础
一、生物膜的组成成分
（一）膜脂 主要由磷脂、糖脂、硫脂、甾醇，磷脂含量最高，他们都 是两性分子，具有一个亲水的头部和两条亲脂的尾部，双 分子结构平行排列，构成膜的骨架。