植物细胞的结构与功能
植物细胞各结构的作用
植物细胞各结构的作用
植物细胞各结构的作用
植物细胞是由多种结构组成的，它们发挥着不同作用，有助于维持和进行其生命活动。
核：核是植物细胞的控制中心，其内封存着有关植物的遗传信息，核的作用是维持细胞的正常生长发育和代谢约束。
细胞膜：细胞膜是植物细胞的外壳，它能有效地控制细胞中和细胞外物质的流动。
它是细胞的屏障，可以维持细胞的稳定。
细胞质：细胞质包含了许多基本生命活动的器官，例如核酸、蛋白质、酶、糖类等，它们参与细胞的代谢活动，如糖类代谢、氨基酸代谢、糖原合成等。
线粒体：线粒体是植物细胞的能源工厂，是能量生成和储存的中心，它可以进行光合作用，将太阳能转化为化学能。
小体：小体是一种细胞器，其内部包含的核酸主要用于细胞的合成和代谢活动，它们可以参与蛋白质的合成，维持细胞结构功能。
液泡：液泡可分为小泡系统和大泡系统，它们可以担负细胞膜、细胞质和细胞核之间的物质转运，维持细胞的结构和功能。
有丝分裂带：有丝分裂带是细胞分裂时形成的一种结构，它可以将细胞分割成两个，并为分裂提供动力。
- 1 -。
植物细胞的结构和功能
05
植物细胞的生存与死亡
细胞的存活与凋亡
细胞的存活
植物细胞在维持生命活动过程中，需要经历细胞增殖、分化、代谢等过程， 保持细胞正常的生长和发育。
细胞的凋亡
植物细胞凋亡是指细胞程序性死亡，在植物生长发育过程中发挥重要作用， 如叶子的脱落、表皮细胞的更新等。
细胞的癌变与衰老
细胞的癌变
细胞癌变是指正常细胞在某些致癌因子的作用下，发生遗传物质改变，导致细胞 异常增殖的现象。
植物细胞的结构和功能
xx年xx月xx日
目录
• 植物细胞的基本结构 • 植物细胞的功能 • 植物细胞的分类 • 植物细胞的特点 • 植物细胞的生存与死亡 • 研究植物细胞的意义
01
植物细胞的基本结构
细胞壁
植物细胞的外壳， 保护和支持细胞
组成细胞壁的主要 成分是纤维素和果 胶
提供细胞间的连接 和识别信号
细胞膜
包裹和保护细胞质和细胞器的薄膜
控制物质进出细胞的通道
参与细胞信号转导和代谢过程
细胞质
细胞内除细胞器和细胞核外的 物质
参与细胞的代谢、能量转换和 信号转导
包含多种细胞器，执行特定的 生物学功能
细胞器
细胞内具有特定功能的亚细胞结 构
主要分为质体、线粒体、内质网 、高尔基体、溶酶体等
每种细胞器都有其特定的功能和 作用
和机制，为病害防治提供理论依据。
植物生长发育
03
研究植物细胞分裂、分化和凋亡的过程，有助于揭示植物生长
发育的规律和调控机制，为农业生产提供科学指导。
在医学上的应用
药物筛选与研发
植物细胞与人类细胞具有一定相似性，通过研究植物细胞的药物作用机理，可以筛选出具 有潜在药用价值的化合物，为新药研发提供候选物质。
《植物细胞的结构与功能》 讲义
《植物细胞的结构与功能》讲义在我们生活的这个丰富多彩的世界里，植物是大自然中不可或缺的一部分。
从参天大树到娇小的花朵，从翠绿的草地到茂密的森林，植物无处不在。
而植物之所以能够生长、发育、繁殖和适应环境，这都要归功于它们细胞的独特结构和功能。
接下来，让我们一起深入了解植物细胞的奇妙世界。
一、植物细胞的基本结构1、细胞壁细胞壁是植物细胞外层的一层坚硬的结构，就像是给细胞穿上了一层坚固的“铠甲”。
它主要由纤维素组成，具有支持和保护细胞的作用。
细胞壁还决定了细胞的形状，使植物细胞能够保持一定的形态，并且能够承受内部的压力。
2、细胞膜细胞膜位于细胞壁内侧，是一层薄薄的、具有选择性透过性的膜。
它就像是细胞的“门卫”，能够控制物质进出细胞，只允许对细胞有益的物质进入，而将有害物质挡在外面。
同时，细胞膜还能够接收外界的信号，并将这些信号传递到细胞内部，从而调节细胞的生命活动。
3、细胞质细胞质是细胞膜以内、细胞核以外的部分，是细胞进行生命活动的主要场所。
细胞质中含有许多细胞器，就像是一个小小的“工厂”，各个细胞器分工合作，共同完成细胞的各种生命活动。
4、细胞核细胞核是细胞的“控制中心”，就像一个公司的“老板”，掌控着细胞的生长、发育、繁殖和遗传等重要生命活动。
细胞核中含有染色体，染色体上携带了遗传信息，决定了细胞的特性和功能。
二、植物细胞的细胞器1、叶绿体叶绿体是植物细胞中进行光合作用的场所。
它就像是一个小小的“太阳能工厂”，能够将光能转化为化学能，合成有机物，并释放出氧气。
叶绿体中含有叶绿素，这是一种能够吸收光能的色素，使叶绿体呈现出绿色。
2、线粒体线粒体是细胞进行呼吸作用的场所，被称为细胞的“动力工厂”。
它能够将有机物分解，释放出能量，为细胞的生命活动提供动力。
3、内质网内质网是由膜围成的管状、泡状或扁平囊状结构，分为糙面内质网和光面内质网。
糙面内质网上附着有核糖体，主要参与蛋白质的合成和加工；光面内质网则主要参与脂质的合成。
植物细胞结构和功能
请比较一下线粒体和叶绿体的异同 点？
-----------液 泡
植物细胞的基本结构
卖菜的菜农为什么要不断给蔬菜 洒水？
液泡
与细胞的吸水和失水有关。
• 我们吃的苋菜是紫色的，西瓜是红 色的，这些色素分布在细胞的什么 位置？
液泡
含有一些色素。
液泡内的液体叫什么？除了含有色 素外还含有哪些物质？ • 细胞液，含有水、糖类等。
同时，荷兰的一位生物业余爱好者，列文 虎克(A．V．Leeuwenhook)也先后用自制 的显微镜，观察了池塘中的原生动物和单 细胞藻类、牙垢上的细菌、鱼的红细胞、 精子等，这是人类第一次观察到完整的活 细胞。
1838年德国 植物学家施莱登提出所有植 物体都是由细胞组合而成，这一结果被 德国动物学家施旺（1839年）在动物中 证实。 由此提出“细胞学说”
植物细胞的基本结构
细胞质
进行生命活动的重要场所
叶绿体---------
植物细胞的基本结构
思考：
• • • • 将银边天竺葵（叶片边缘不含叶绿体）先 黑暗处理，再让其进行过光合作用，将叶 片取下，经过处理再检测，发现叶片边缘 没有产生光合作用的产物。
叶绿体
椭球形，与植物的光合作用有关，利用无机 物合成有机物。
------细胞壁
植物细胞的基本结构
思考：
• 制作人口腔上皮细胞（动物细胞，没有细 胞壁）装片，滴加1-2滴清水，细胞会吸水 涨破。
• 制作洋葱表皮细胞（植物细胞，有细胞壁） 装片，滴加1-2滴清水，细胞能维持正常形 态。
细胞壁
. 位于植物细胞的最外层
. 有保护细胞内部结构,维持细胞的正常形态 的功能
ห้องสมุดไป่ตู้
二、判断
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
植物细胞结构与功能
组成：细胞壁主要由纤维素、半纤维素、果胶和蛋白质等物质组成，其中纤维素是细胞壁的主要成分，具有很强的抗张强度。
功能：细胞壁的功能包括维持细胞形态、保护细胞内部结构、调节物质进出细胞等。细胞壁还参与植物的生长发育和生理生化反应等多种过程。
结构特点：细胞壁具有层次结构，从外到内可以分为胞间层、初生壁和次生壁。胞间层是由相邻细胞间所形成的果胶构成；初生壁是细胞生长过程中形成的壁层，主要由纤维素和半纤维素组成；次生壁是细胞停止生长后形成的壁层，主要由纤维素和木质素等物质组成。
细胞全能性：植物细胞具有全能性，理论上可以通过培养技术实现植物细胞的再生和植株的克隆。
植物细胞的分类
03
叶肉细胞
定义：叶肉细胞是植物叶片中的主要细胞类型，负责光合作用和能量转换。
结构特点：叶肉细胞具有大量的叶绿体，能够吸收光能并将其转化为化学能，为植物的生长和发育提供能量。
功能：叶肉细胞是植物进行光合作用的主要场所，能够合成有机物，如葡萄糖和淀粉，为植物提供营养。
分类：根据形态和功能的不同，叶肉细胞可分为栅栏组织和海绵组织两种类型。
根尖细胞
根尖细胞是植物根部的生长点，具有分裂能力，能够不断产生新的细胞。
根尖细胞分为根冠、分生区、伸长区和成熟区四个部分，各部分细胞结构和功能不同。
根尖细胞的主要功能是吸收水分和养分，并通过细胞分裂和生长促进根部的发育。
根尖细胞的形态和结构在不同植物中略有差异，但基本结构相似。
角质化的部位：主要分布在植物体的表面，如茎、叶、果实等。
角质化的形成：在发育过程中，植物细胞通过合成角质酶和木质素，逐渐形成角质层。
栓质化
定义：植物细胞壁中沉积的特殊物质，主要由脂类和蛋白质组成
作用：增强细胞壁的机械强度和稳定性，保护细胞免受机械损伤和病原体侵袭
第一章植物细胞的结构和功能
第二节
细胞壁的结构与功能
细胞壁是植物细胞所特有的，具一 定弹性和硬度， 在细胞质膜之外并界定 细胞形状的复杂结构。
一、细胞壁的结构和化学组成
(一)细胞壁的结构特点
典型的细胞壁是由胞间层，初生壁、有 的细胞还具有次生壁所组成。
细胞腔
(二)细胞壁化学组成 构成细胞壁的物质，主要成分是90% 左右的多糖和10%左右的蛋白质以及酶 类、脂肪酸等 胞间层:果胶质
4.木质素 不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的单 体所构成的聚合物，在木本植物成熟的 木质部中，其含量达18%～38%，主要 分布于纤维、导管和管胞中。
(三)细胞壁形成
与细胞壁形成有关的细胞器是:内质网、 高尔基体、微管
二、细胞壁的功能 1. 支持作用： 2．运输通道： 3．保护作用： 4．参与各种代谢活动：
2.功能： 1）是细胞遗传信息合成和复制的场所。 2）是代谢的调控中心。
二、叶绿体 1.结构：呈椭圆形 被膜（双层：内膜 、外膜） 类囊体（间质类囊体、基粒类囊体） 基质
2.功能：光合作用的场所。
叶绿体的发育
光 原质体 暗 前质体
光
三、线粒体 1.结构：呈圆形棒状结构。 外膜（选择性小） 被膜 内膜（选择性大，有ATP酶） 基质 2.功能： 呼吸作用的 主要场所。
1．植物细胞和动物细胞区别
植物细胞和动物细胞比较
植物细胞
细胞壁 液泡 叶绿体 有 具有明显的中央 大液泡 有
动物细胞
没有 无明显的中央大 液泡 没有
2． 植 物 细 胞 的 结 构
二、原生质的性质 (一)原生质及其组成 原生质为构成细胞的生活物质，是细 胞生命活动的物质基础。 水(85%) 蛋白质(10%) 核糖(1.1%) 有机物(13.5%) 碳水化合物(0.4%) 原 生 脂类(2%) 质 无机物（1.5%）
植物细胞的结构与作用
植物细胞的结构与作用植物细胞是植物体的基本结构和功能单位，它具有多种重要的结构和作用，为植物生长和发育提供了必要的条件。
以下是植物细胞的结构与作用的详细介绍：1.细胞壁：细胞壁是植物细胞外部的一个坚硬的保护层，由纤维素、半纤维素和果胶等物质构成。
它具有支持和保护细胞的作用，能够维持细胞的形状和结构的稳定性。
2.细胞膜：细胞膜是植物细胞内外物质交换的关键界面，由磷脂双层和蛋白质组成。
它具有选择性透过性，能够控制物质的进出，保护细胞免受有害物质的侵害。
3.细胞质：细胞质是植物细胞内部的液态物质，含有各种细胞器和溶质。
它为细胞提供了支持和营养，同时也是细胞内各种生物化学反应的发生地。
4.细胞核：细胞核是植物细胞中的一个重要结构，含有遗传物质DNA。
它负责控制细胞的生长、分化和繁殖，是细胞遗传信息的存储和传递中心。
5.叶绿体：叶绿体是植物细胞中的一种特殊细胞器，含有叶绿素等色素。
它是植物进行光合作用的场所，能够将光能转化为化学能，为植物提供生长所需的有机物质。
6.线粒体：线粒体是植物细胞中的另一种细胞器，是细胞呼吸作用的场所。
它能够将有机物质氧化分解，释放出能量供细胞使用。
7.液泡：液泡是植物细胞中的一个大型液体储存器，含有细胞液和各种溶解物质。
它负责调节细胞内的环境，储存营养物质和废物，维持细胞的正常功能。
8.质体：质体是植物细胞中的一种特殊细胞器，含有色素和蛋白质。
它在植物的光合作用和呼吸作用中起到催化剂的作用，加速化学反应的进行。
9.细胞分裂：细胞分裂是植物细胞繁殖和生长的基本过程，通过细胞核和细胞质的分裂，产生两个新的细胞。
它保证了植物细胞的数量和组织的增长。
10.细胞间的交流：植物细胞之间通过细胞间连丝进行交流，这是一种特殊的细胞器。
细胞间连丝允许细胞间的物质交换和信号传递，维持植物组织的协调生长。
以上是植物细胞的结构与作用的详细介绍，这些知识点对于中学生来说是非常重要的，它们帮助学生了解植物细胞的基本组成和功能，为进一步学习生物学提供坚实的基础。
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目标
1. 掌握植物生理学的主要内容
2. 巩固和提高其他课程交叉的内容
3. 学习一些专业词汇
Physiology: a branch of biology that deals with the functions and activities of life or of living matter (as organs, tissues, or cells) and of the physical and chemical phenomena involved基粒 DNA 叶绿体核糖体
亲锇颗粒
叶绿体基质 基粒类囊体 类囊体膜 类囊体腔 基质类囊体
液泡(Vacuole) 液泡
液泡的功能
• 贮存物质 • 调节细胞吸水机能
– 质壁分离
• 便于原生质体与外界发生气体和养料的交换 • 类似溶酶体的作用
胞间连丝(Plasmodesmata) 胞间连丝 • 形成和功能 • 共质体(Symplast)和质外体 共质体 和质外体(Apoplast) 和质外体 • What’s the size limit?
膜蛋白 • 内在蛋白 内在蛋白(Integral Protein)
• 外在蛋白(Peripheral Protein) 外在蛋白(Peripheral
– Ionic Bond; Hydrogen Bond
• 锚定蛋白 锚定蛋白(Anchored Protein)
– Covalent Bond
细胞质与细胞质基质
原生质体(Protoplast) 原生质体
• a plant cell that has had its cell wall removed
生物膜 • 细胞的膜体系 • 生物膜的化学成分 • 生物膜的功能
– 分室作用；代谢反应的场所； 分室作用；代谢反应的场所； 物质交换； 物质交换；识别功能
膜脂 • 磷脂 • 糖脂 • 硫脂 • 两极性 Polar versus Nonpolar
• 此生壁 此生壁(Secondary Cell Wall)
– 纤维素、半纤维素、木质素、果胶质、蛋白质 纤维素、半纤维素、木质素、果胶质、 – 细胞停止扩大后
• 中胶层 中胶层(Middle Lamella)
– 果胶质
纤维素
纤维二糖
细胞壁功能
• 维持细胞形状，控制细胞生长 维持细胞形状， • 物质运输与信息传递 • 防御与抗性 • 识别反应
– 700-1000 Dalton
线粒体(Mitochondrion) 线粒体 • 功能
核糖体(Ribosome) 核糖体 • 植物细胞中有几种核糖体？ 植物细胞中有几种核糖体？
• 组成
• 2009 Nobel Prize
微体(Microbody) 微体 • 过氧化物酶体 过氧化物酶体(Peroxisome)
细胞核(Nucleus) 细胞核 • 核膜 • 染色质 • 核基质 • 核仁
质体 (Plastid)
• 叶绿体 叶绿体(Chloroplast)
– 叶绿素 – 光合作用
• 有色体 有色体(Chromoplast)
– 类胡萝卜素类
• 白色体 白色体(Leucoplast)
– 淀粉 淀粉(Amyloplast)
第一章 植物细胞的结构与功能
问题1： 问题 ： 一个动物细胞和一个植物细胞的差异
植物细胞
• 细胞壁 • 细胞膜 • And everything inside – 细胞器 – 细胞核
细胞壁(Cell Wall) 细胞壁
• 初生壁 初生壁(Primary Cell Wall)
– 纤维素、半纤维素、果胶质、蛋白质 纤维素、半纤维素、果胶质、 –薄
植物生理学
(Plant Physiology)
郁飞 生命科学学院528 生命科学学院528 Office Hour: 周一 10：00-12：00 10：00-12： flyfeiyu@
参考书
• 植物生理学，科学出版社，张力军，2010 植物生理学，科学出版社，张力军， • 植物生理学，高等教育出版社，张继澍，2006 植物生理学，高等教育出版社，张继澍， • 植物生理学，高等教育出版社，潘瑞炽，2008 植物生理学，高等教育出版社，潘瑞炽， • 植物生理学，高等教育出版社，武维华，2008 植物生理学，高等教育出版社，武维华， • Plant Physiology, by Lincoln Taiz and Eduardo Zeiger, 2010, Fifth Edition.
– 光呼吸
• 乙醛酸体 乙醛酸体(Glyoxysome)
– 脂肪代谢
内质网(Endoplasmic reticulum) 内质网 • 光面和粗面
• 功能
高尔基体(Golgi body) 高尔基体 功能
溶酶体(Lysosome) 溶酶体 • 内容
• 功能