第一章植物細胞
第一節細胞的基本特徵
第二節植物細胞的基本結構和功能
第三節植物細胞的增殖、生長與分化
19 世紀初，兩位德國生物學家施萊登和施旺正式明確提出：
一切生物，從單細胞到高等動、植物都是由細胞組成的，細胞是植物體和動物體的基本結構單位。
第一節細胞的基本特徵
一、細胞的概念
1. 細胞是植物有機體的基本結構單位。
2. 細胞也是代謝和功能的基本單位。
3. 細胞還是有機體生長、發育的基礎。
4. 細胞又是遺傳的基本單位，具有遺傳上的全能性。
原核細胞
沒有典型的細胞核：其遺傳物質集中在某一區域，沒有核膜包被。
dna呈環狀，不與或很少與蛋白質結合。
沒有以膜為基礎的細胞器。
細胞通常體積很小，直徑為0.2～10 m不等。
由原核細胞構成的生物稱原核生物。植物界（兩界系統）中的細菌和藍藻屬於原核生物。
真核細胞
具有典型的細胞核結構。
基因組dna為線狀，並且與組蛋白結合。
具有以膜為基礎的多種細胞器。
細胞較大，直徑一般為20-50微公尺。
由真核細胞構成的生物稱真核生物，高等植物和絕大多數低等植物均由真核細胞構成。
二、植物細胞的基本特徵
（一）植物細胞的形態、大小
1.大小：一般20-50微公尺。
特例：棉花種子的表皮毛細胞可長達70mm， 成熟的西瓜果實和番茄果實的果肉細胞，其直徑約1 mm，苧麻莖的纖維細胞長達550 mm。
2.形狀：球狀體、多面體、紡錘形和柱狀體等。
（二）植物細胞與動物細胞的主要區別
植物細胞有一些特有的細胞結構是動物細胞所沒有的，如細胞壁、液泡、質體和胞間連絲等。有些動物細胞的結構，如中心粒，是植物細胞內不常見到的。
第二節植物細胞的基本結構和功能
真核植物細胞由細胞壁、原生質體和後含物三大部分組成。
原生質體是指活細胞中細胞壁以內各種結構的總稱，是細胞內各種代謝活動進行的場所。包括細胞膜、細胞質、細胞核等。
植物細胞中還常有一些貯藏物質和代謝產物稱後含物。
一、原生質體
(一) 質膜（細胞膜）
(二) 細胞質：細胞器：質體、線粒體、核醣體、內質網、高爾基體、溶酶體、圓球體、細胞骨架 （微管、微絲、居間纖維）
細胞質基質
（三）細胞核
二、細胞壁
三、後含物（細胞代謝產物）
（二） 細胞質
1．細胞器
(1) 質體質體是植物細胞特有的細胞器。根據所含色素及結構的不同，可分為葉綠體、有色體與白色體三種。
葉綠體 葉綠體含有葉綠素、葉黃素和胡蘿蔔素三種色素，是主要進行光合作用的質體，其中葉綠素是主要的光合色素。
葉綠體的形狀、數目和大小隨不同植物和不同細胞而異。如衣藻有1個杯狀的葉綠體；水綿細胞中有1～4條帶狀的葉綠體；高等植物細胞中葉綠體通常呈橢圓形或凸透鏡形，數目較多，少者20個，多者可達100個以上，典型葉綠體其長軸4～10 m，短軸2～4 m。
葉綠體的超微結構
外膜、內膜
基粒類囊體（基粒片層）由單層膜所圍成的扁圓狀或片層狀的囊稱為類囊體。基粒類囊體扁圓狀，垛疊而成基粒。
基質類囊體（基質片層）類囊體片層狀，其內腔與相鄰基粒的類囊體腔相通。
基質基質中有環狀的dna和核醣體，能合成自身的部分蛋白質。
② 有色體(chromoplast) 有色體是僅含有類胡蘿蔔素與葉黃素等色素的質體。成熟的紅、黃色水果如番茄、辣椒以及秋天葉色變黃主要因細胞中含有這類質體。有色體中還能積累脂類。
花果等因有色體而具有鮮豔的紅、橙色，吸引昆蟲傳粉，或吸引動物協助散布果實或種子。
③ 白色體白色體是不含任何色素，普遍存在於植物貯藏細胞中的一類質體，根據其貯藏物質的不同可分為三類：貯藏澱粉的稱為造粉體，貯藏蛋白質的稱為造蛋白體，而貯藏脂類的稱為造油體。
（2）mitochondria（線粒體）
線粒體的主要功能
（內含環狀dna、rna 、核醣體、蛋白質、酶類、脂類、氨基酸等。線粒體具有遺傳的半自主性）
（3）內質網
內質網（endoplasmic reticulum，er）
內質網是由一層膜圍成的小管、小囊、或扁囊構成的乙個網狀系統。
內質網膜厚度約5～6 nm，比質膜要薄的多，兩層膜之間的距離只有40 ~ 70 nm 。
內質網的膜與細胞核的外膜相連線，內質網內腔與核膜間的腔相通。同時，內質網也可與質膜相連，有的還隨同胞間連絲穿過細胞壁，與相鄰細胞的內質網發生聯絡，因此內質網構成了乙個從細胞核到質膜，以及與相鄰細胞直接相通的膜系統。
內質網主要有兩種型別：
粗糙型內質網(rough endoplasmic reticulum，rer)，其特點是膜的外表面附有核醣體，主要功能是與蛋白質的合成、修飾、加工和運輸有關。
光滑型內質網(smooth endoplasmic reticulum，ser)，它的主要特點是膜上無核醣體，它與脂類和醣類的合成關係密切，在分泌脂類物質的細胞中，常有較多的光滑型內質網。
（4）高爾基體(golgi apparatus)
高爾基體是與植物細胞的分泌作用直接相關的細胞器。它是義大利學者高爾基(c.golgi)於2023年在貓的神經細胞中首先發現的。
每個高爾基體一般由4～8個扁囊(或稱瀦泡cisternae)平行垛疊而成。
每個扁囊由一層膜圍成，中間是腔，邊緣分枝成許多小管，周圍有很多囊泡，它們是由扁囊邊緣°出芽±脫落形成的。
高爾基體常略呈彎曲狀，一面凸，一面凹。
凸面又稱形成面：附近有來自內質網的囊泡，接近凸面的扁囊的形態及染色性質與內質網膜相似。
凹面又稱成熟面：扁囊膜的形態與化學組成很像質膜。
高爾基體的形態結構
高爾基體
高爾基體功能
參與植物細胞中多醣的合成和分泌。
細胞壁內非纖維素多醣在高爾基體內合成，包在囊泡內，囊泡運往質膜，囊泡膜與質膜融合，內含的多醣摻入到細胞壁中。
醣蛋白的合成、加工和分泌。
參加新細胞膜和新細胞壁的形成。
參與新細胞膜和新細胞壁的形成
（5）溶酶體(lysosome)
單層膜包圍的、富含多種水解酶的、具有囊泡狀結構的細胞器。
一般為球形，直徑0.2 0.8m。溶酶體中含有多種水解酶，如酸性磷酸酶、核糖核酸酶、蛋白酶、脂酶等，它們可以分解所有生物大分子。
在平時由於溶酶體膜的限制，使這些水解酶和細胞質的其它組分隔開。當溶酶體的外膜破裂以後，其中的水解酶釋放出來，造成各種化合物水解。
溶酶體（lysosome）的主要功能
①自溶作用(autolysis)。即溶解衰老與不需要的細胞，在植物發育程序中，有一些細胞會逐步正常地死亡，這是在基因控制下，溶酶體膜破裂，將其中的水解酶釋放到細胞內，引起細胞自身溶解死亡，以利於個體發育，如導管。
②自體吞噬。吞噬細胞內一些衰老的細胞器或需要廢棄的物質，進行消化、降解。
③正常的分解與消化。溶酶體可將細胞內吞進來的或細胞內儲存的大分子分解消化，供細胞利用。
（6）液泡(vacuole)
成熟的植物細胞具有乙個大的**液泡，是植物細胞區別於動物細胞的乙個顯著特徵。
液泡由一層液泡膜包圍，其內充滿了細胞液。
細胞液 細胞液是成分複雜的水溶液，其中溶有多種無機鹽、氨基酸、有機酸、醣類、脂類、生物鹼、酶、鞣酸、色素等複雜的成分。
細胞液成分隨植物種類和細胞型別不同而有很大別。如甜菜根的液泡中含有大量蔗糖，許多果實的液泡中含有大量的有機酸，菸草的液泡中含有菸鹼，咖啡中含有咖啡鹼。有些細胞液泡中還含有多種色素，例如花青素等，可使花或植物莖葉等具有紅、藍、紫等色。
液泡的功能
維持細胞滲透壓，導致細胞膨壓產生，有助於保持細胞形態。
某些代謝中間產物的儲藏場所。與植物的抗旱、耐鹽性、抗寒性有關。
隔離有害物質，避免細胞受害。防禦作用。
（7）圓球體(spherosome)
圓球體(spherosomes)又稱油體，是在植物細胞中存在的一種細胞器與乙醛酸迴圈體連線。直徑0.1~1微公尺，在電鏡下圓球體為一半單位膜包圍，內部可看到的細微結構。
其化學組成主要是脂類和蛋白質。脂類約佔40%。圓球體含有酸性水解酶，與溶酶體的性質相似，但它有聚集脂肪的功能。
（8）微體(microbody)
微體是由單層膜包被的圓球形小體，直徑約0.5～1.5 m，有時含有蛋白質晶體。
微體有兩種型別：一種是過氧化物酶體(peroxisome)；另一種是乙醛酸迴圈體(glyoxysome)。
（9）核醣體(ribosome)核醣體的成分和功能
（10）細胞質骨架
真核細胞內由微管、微絲、中間纖維組成的蛋白質纖維網架體系。
微絲的功能參與維持細胞形狀、細胞質流動、染色體運動、胞質**、物質運輸以及與膜有關的一些重要生命活動如內吞作用和外排作用等
（三）細胞核
組成： 核被膜、 核仁染色質核質核液
二、細胞壁
植物細胞的原生質體外具有細胞壁是植物細胞區別於動物細胞的又一顯著特徵。
細胞壁具有保持植物體的正常形態、防止細胞吸漲而破裂。支援和保護其內原生質體。
細胞壁在植物細胞的生長、物質的吸收、運輸、分泌、機械支援、細胞間的相互識別、細胞生化防禦、訊號轉導等生理活動中都具有重要作用。
細胞壁的結構與組成
1．細胞壁的化學成分
高等植物細胞壁的主要成分是多醣和蛋白質，多醣包括纖維素、半纖維素和果膠質。植物體不同細胞的細胞壁成分有所不同，如在多醣組成的細胞壁加入了其它的成分，如木質素，脂類化合物（角質、木栓質和蠟質等）和礦物質（碳酸鈣、矽的氧化物等）。
纖維素是細胞壁中最重要的成分，是由多個葡萄糖分子以β－（1，4）糖苷鍵連線的d－葡聚醣。構成細胞壁的骨架。
半纖維素是存在於纖維素分子間的一類基質多醣。
果膠是胞間層和雙子葉植物初生壁的重要化學成分。它是一類可溶性的基質多醣，包括果膠酸鈣和果膠酸鈣鎂。
細胞壁內的蛋白質主要是結構蛋白（醣蛋白）和酶蛋白，約佔細胞壁乾重的5～10％。
結構蛋白：伸展蛋白參與細胞壁的生長
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