植物细胞的基本结构

一.细胞壁

细胞壁存在于细胞的最外侧,这是植物细胞区别于动物细胞的显著特征之一。细胞壁是具有一定硬度和弹性的固体结构,对细胞起保护和支持作用,在很大程度上决定了细胞的形态和功能。细胞壁限制了细胞内原生质体因液泡活动而膨胀所产生的压力,从而使细胞保持一定的形状;细胞壁保护原生质体免受外界不利因素的影响。细胞壁与植物组织的吸收、蒸腾、运输和分泌等生理活动密切相关。对于多细胞植物,细胞壁也支持各种器官,尤其是特化为机械组织的细胞的细胞壁。

细胞壁是由原生质生命活动中形成的,附加在质膜外面的各种壁物质组成的。由于这些壁材的种类、数量、比例和物理组成的差异,细胞壁有分层现象。细胞从外向内依次为细胞间层、初生壁和次生壁。细胞间层又称中间层,主要由果胶组成,细胞间层的存在使相邻细胞粘在一起。细胞壁的主要成分是纤维素,纤维素构成了细胞壁的骨架,其他物质如蛋白质、脂类等填充其中,共同构成了细胞壁的结构。纤维素分子之间有一定的空隙,使细胞壁中有一定的空间,称为自由空间或细胞间隙。细胞壁上有直径为40纳米-50纳米的小管,相邻细胞的原生质通过小管相互连接。这种连接相邻细胞的原生质丝称为胞间连丝。胞间连丝在细胞间起着运输物质、传递刺激和控制细胞分化的作用。通过胞间连丝将整株植物的原生质连接成一个整体,称为* * *质体。不同细胞的细胞壁也是整合在一起的,这就是所谓的质外体。

第二,细胞膜

细胞膜又称质膜,是细胞质外与细胞壁紧密相连的薄膜,厚度约为7.5nm-10nm,只有在显微镜下才能看清楚。细胞膜主要由蛋白质(40%)和脂类(50%)组成,还含有少量糖类(2%-10%)。电子显微镜下看到的细胞膜由两层深色层组成,中间夹着一层浅色层。这种结构称为单位膜。叶绿体、线粒体和内质网都被单位膜包围。

单位膜的结构细节是现代生物学研究的一个活跃领域,目前“流体镶嵌模型”被广泛接受。根据这一假说,单位膜是由两层脂质和蛋白质相互嵌入而成,中间分布着糖。中间的亮层是脂质双分子层的疏水尾部,暗层是脂质分子的亲水头部。蛋白质分子附着、嵌入甚至贯穿整个脂质双分子层。细胞膜的结构是动态的、可变的、流动的。

细胞膜有许多生理功能。它作为细胞的屏障,维持稳定的细胞内环境。它能控制细胞内外的物质交换,选择性地吸收营养或排出废物;细胞膜可形成凹陷进入细胞,吞噬细胞周围的液体和固体颗粒;细胞膜参与细胞内物质向细胞外的分泌;细胞膜可以接受外界刺激和信号,引起细胞内代谢和功能的变化,调节细胞生命活动;此外,细胞膜还参与细胞识别的过程。

第三,细胞质

细胞质是质膜内、细胞核外的原生质区域。细胞质可分为基质和细胞器。细胞基质是一种无色透明的胶体物质,细胞器悬浮在细胞基质中,为细胞基质提供支撑结构。细胞基质可以为维持细胞器的实体完整性提供必要的环境,供应细胞器发挥功能所必需的物质。细胞基质本身也在发生一些生化反应。细胞器主要有叶绿体、线粒体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体、球体、微粒体和液泡,都被单位膜所包围。

四、细胞核

细胞核是细胞的核心结构,控制着蛋白质的合成和细胞的生长发育。通常,每个细胞都有一个细胞核。在年轻细胞中,细胞核位于细胞中心,而在成熟细胞中,由于液泡的形成,细胞核往往位于细胞周围薄层的细胞质中。细胞核呈球形,直径约80nm-220nm,由核膜、核质和核仁组成。核膜被两层单位膜包围,外膜通过内质网与细胞质沟通,两层膜按一定间隔愈合形成核孔,核膜表面附着核糖体。核糖体是细胞内合成蛋白质的主要场所,由核糖体RNA和非常蛋白组成。大多数细胞的细胞核中有一个或几个核仁。核仁的主要成分是浓缩染色质,主要功能是合成rRNA(核糖体核糖核酸)。除了核仁,核膜里面的物质叫核仁,核仁的主要成分是DNA(脱氧核糖核酸)。DNA与组蛋白结合形成核小体,核小体以细长丝的形式分散在核液中。在细胞有丝分裂过程中,细丝高度螺旋缠绕形成染色体。核DNA通过转录合成mRNA(信使核糖核酸)和tRNA(转运核糖核酸),通过核孔进入细胞质。tRNA以mRNA为模板,运输氨基酸,在核糖体上合成蛋白质(酶)。一种酶控制一种特定的生理活动,从而影响细胞的生长、发育和遗传。因此,细胞核被称为“细胞的控制中心”。

五、植物细胞含量

植物细胞生长、分化和成熟过程中代谢活动产生的代谢中间产物和废物统称为后内含物。后内含物在细胞结构中属于非原生质物质,有的存在于细胞器中,有的分散在细胞质中。主要内容是贮藏物质,如蛋白质淀粉、脂肪(油)和晶体。