植物细胞：特征，部位（细胞器）和功能 - 生物学 - 2025

植物细胞是组成植物王国（植物王国）的生物的基本单位。

像所有生物一样，植物也是由细胞组成的，这些被称为植物细胞。对于所考虑的任何生物而言，细胞都是最基本的单位，也就是说，是个体中保留所有生命特征的最小部分。

在其内部以及在动物细胞的内部，由于它是一种真核细胞，因此存在一种“液体”（胞质溶胶），其中一系列由膜界定的隔室被淹没，我们称为细胞器或细胞器。

任何细胞的细胞器都可以被认为类似于动物的身体器官（心脏，肝脏，肾脏，肺，胃等），但是规模要小得多，也就是说，体积要小得多（植物细胞的大小可达100微米） ）。

洋葱具有其细胞核的细胞。资料来源：Laurararas / CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0）

因此，每个细胞都可以看作是亚细胞成分的共同体，每个亚细胞成分都有自己的功能，这些功能使生命成为可能，但无法在细胞外自行生存。

动物细胞中不存在一些植物细胞的细胞器，因此在这两种类型之间始终要进行特殊区分。在仅存在于植物细胞中的这些细胞器中，细胞壁，液泡和叶绿体脱颖而出，后者负责令人难以置信的光合作用过程。

特征

像所有多细胞生物一样，植物被设想为一个大型的细胞群落，其细胞具有执行不同功能的不同类型。

有一些专门从事以下工作的单元：

-保护

-机械支撑，

-粮食储备的综合，

-运输，吸收和分泌，

-分生活动和生殖

-专业组织之间的联系

一般特征

植物细胞彼此具有许多特征，但是它们又与动物细胞具有某些特征，这是所有真核细胞固有的特征。

水生草组织的显微镜照片（图片来源：Andrea Vierschilling www.pixabay.com）

接下来，我们将列出一些共有特征和植物细胞特征的列表：

-它们是真核细胞：它们的遗传物质被包裹在膜状核内，其他隔室被双膜或单膜包围。

-它们都具有细胞壁：质膜（用细胞器包围细胞溶胶的细胞膜）被刚性壁包围并保护着，该刚性壁由多糖的复杂网络组成，例如纤维素（葡萄糖分子的聚合物）。

-它们具有质体：在仅植物细胞具有的特殊细胞器中，有专门作用于不同功能的质体。的叶绿体（其中叶绿素是光合色素）是最重要的，因为它们是主要位点发生光合作用，该过程，通过该植物利用太阳光，水和合成二氧化碳的有机物并产生氧气。

-它们是自养细胞：叶绿体内部的存在为植物细胞提供了“合成自己的食物”的能力，因此它们在获取能量和碳方面比动物细胞更具自主性。

-它们具有液泡：在植物细胞的细胞质中有一个特殊的细胞器，液泡，其中储存有水，糖甚至某些酶。

-它们是全能的：在某些情况下，许多分化的植物细胞具有无性繁殖新个体的能力。

植物细胞的部分（细胞器）及其功能

植物细胞器

胞浆和质膜

细胞质是细胞核周围的一切。它是一种流体，包括膜隔室和其他结构。有时，术语“细胞质”用于同时指代该液体和质膜。

细胞膜。资料来源：Jpablo cad / CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/3.0）

这种“液体”被质膜包围，并被质膜包围，质膜无非是具有数百种相关蛋白质的脂质双层，这些蛋白质是整体的或外围的，介导物质在细胞与周围环境之间的交换。

由于植物细胞被细胞壁所包围，许多学者创造了原生质体一词来指代该细胞壁内的所有物质，也就是说，植物细胞：质膜和细胞器及其细胞器。

细胞骨架

细胞骨架，细胞质中的丝状蛋白网络。资料来源：爱丽丝·阿维利诺（Alice Avelino）/ CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0）

像动物细胞一样，植物细胞也具有细胞骨架。细胞骨架由一系列分子“支架”组成，这些分子“支架”横穿细胞并组织细胞溶胶的所有内部组分。

它们作用于囊泡的运动，物质和分子通过细胞的运输以及细胞的结构和支撑。

这种细胞骨架由称为F-肌动蛋白的蛋白质丝和微管组成，它们是另一种称为微管蛋白的蛋白质的聚合物。

染色质核和核膜

真核细胞核。资料来源：Mariana Ruiz Villarreal（LadyofHats），由Kelvinsong翻译。/ CC0

细胞核是包含遗传物质DNA（脱氧核糖核酸）的细胞器，DNA以染色质的形式包装（由什么染色体组成）。它是被称为核膜的膜系统覆盖的细胞器。

核仁

在它的内部还有一个称为核仁的区域，在其中发现了一些编码核糖体RNA（核糖核酸）的蛋白质和基因。

这个包膜实际上是由一系列专门的水箱组成，这些水箱围绕着核并控制核和胞质溶胶之间的物质交换，这种交换是通过核孔的复合物发生的。

它由界定内腔或核质的两个膜形成，一个内部，一个外部，外部与粗糙的内质网膜（一个带有核糖体的膜）相连。

内膜与细胞核的某些内部组成部分相关联，并可能在空间上组织它们。一些作者指出，存在一个核骨架，其蛋白质细丝（以及胞质溶胶中的细胞骨架的细丝）允许染色质的组织。

内质网

1-核膜。2-核孔。3-粗糙内质网（RER）。4-平滑内质网（SER）。5-核糖体附着在粗糙的内质网上。6-大分子。7-运输囊泡。8高尔基体。高尔基体的9-Cis面。高尔基体的10-Trans面。高尔基体的11池。资料来源：Nucleus ER golgi.jpg：马格努斯·曼斯克（Magnus Manske）衍生作品：Pbroks13 / CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/3.0）

它是一个非常动态的膜系统，其丰度及其结构，组织和在细胞质中的排列是可变的。

它通常分为一个“平滑”部分和另一个“粗糙”部分，与已经嵌入多个核糖体的外部核被膜相连，核糖体是负责蛋白质合成的分子机制的一部分。

细胞蛋白被加工并分布在内质网中，尤其是那些运用于脂膜的蛋白（分泌途径）。如果发生，则它是发生蛋白质翻译后修饰（例如糖基化）的位点之一。

在许多形成腺体的细胞中，这种细胞器非常丰富，可分泌脂肪，油和香精油。

它在表皮细胞中也很丰富，可以使脂质以蜡的形式沉积在叶子和其他植物器官的表面。

高尔基体

该细胞器也为膜状，由一系列扁平的圆形水箱组成，由单个膜分隔。这些储罐的内容，化学成分和功能从一个“面”变为另一个。

在一些“下部”植物中，“外部”蓄水池与内质网相关联，被称为高尔基复合体的顺式隔室或“面” ，而更“远处”的蓄水池形成反面的一部分。。

在顺式和反式储水池之间的中间是“中间”储水池，在反式侧形成分泌性囊泡。

高尔基复合体负责处理和包装不同的大分子，以及将其运输（出口）到细胞表面或液泡内部。这样的大分子包括脂质和蛋白质。

与动物细胞不同，植物细胞的高尔基体具有重要的合成活性，因为它们参与糖蛋白，果胶，半纤维素以及一些分泌产物和细胞壁成分的从头合成。

核糖体

核糖体的方案

核糖体是非常小的细胞器，具有球形。它们通常在粗糙的内质网上，但有些在细胞质中自由。它们由RNA和蛋白质组成。

这些涉及大分子，主要是蛋白质的合成。

液泡和液泡膜

液泡是一种多功能细胞器，参与植物细胞的形状和大小的存储，消化，渗透调节和维持。

许多物质可以储存在这些细胞器中：有色颜料，如花青素，使叶子和花瓣着色；某些有机酸可调节pH；某些“防御”化学物质可抵抗草食动物和次级代谢产物。

在显微镜下，它们可以被视为胞质溶胶中的“空位”，具有球形外观，有时非常大，因为它们可以占据细胞体积的90％。

因为它是一个细胞器，所以我们必须假定它被膜（液泡膜）包围。该膜负责调节液泡腔和胞质溶胶之间物质的通过，为此它具有一些特殊的蛋白质。

液泡还充当细胞的“消化细胞器”，因此它们通常执行类似于动物细胞中溶酶体的功能。

线粒体

与其他真核细胞一样，植物细胞具有线粒体，线粒体是由两层膜包围的细胞器，一层内部，另一层外部包裹着基质，它们专门从事ATP和呼吸作用形式的能量合成蜂窝电话。

它们是圆柱形或椭圆形的细胞器，有点拉长，在某些情况下是分支的。它们具有自己的基因组，因此它们能够编码和合成许多（尽管不是全部）蛋白质，因为细胞的核DNA编码其他蛋白质。

质体

质体是一组不同的细胞成分，它们来自称为质体的前体。它们通常是比线粒体更大的orgnaleans，具有双膜和称为基质的致密基质。他们也有自己的基因组。

叶绿体，ethioplast，淀粉状体和chromoplasts属于该细胞器家族。因此，这些是区分植物细胞和动物的主要细胞器。

- 叶绿体是负责光合作用的质体，也是容纳叶绿素（卓越的光合色素）的质体。

叶绿体的方案。资料来源：Kelvinsong / CC0，维基共享资源

- 淀粉体在不同组织中的质体淀粉储存中起作用。

- 叶绿体是呈黄色或橙色或有色素沉着的质体，因为它们内部可能含有不同的色素。

- 另一方面，叶绿体存在于“ 毛化”的组织中，实际上是失去了叶绿素的叶绿体。在未分化的组织中，它们可以称为白质体。

过氧化物酶体或微抗体

过氧化物酶体的基本结构

过氧化物酶体或微体是被简单膜包围的细胞器，其大小和含量与囊泡区分开。它们通常被称为过氧化物酶体，因为它们内部会产生一种称为过氧化氢（H ₂ O ₂）的有毒化学物质，对细胞有害。

它们是内部具有大量氧化酶的细胞器，并负责某些分子的合成，尽管它们的主要功能是某些类型的脂质，氨基酸，含氮碱等的氧化和分解。

它们在种子细胞中尤其重要，因为它们可以将其中存储的脂肪和脂质转化为碳水化合物，而碳水化合物是胚胎细胞的主要能量来源。

一些修饰的过氧化物酶体被称为乙醛酸体，因为乙醛酸循环发生在乙醛酸循环中，通过该循环可以循环来自光合作用过程的碳原子。

细胞壁

植物细胞壁。资料来源：Scuellar / CC BY-SA（http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/）

这是植物细胞的另一个特征性细胞器（真菌也有壁细胞，但它们的组成不同）。

细胞壁由称为纤维素的聚合物的复杂网络组成，该网络由称为葡萄糖的糖的重复单元组成。这种结构具有许多功能，但最重要的是保持植物细胞和组织的结构并保护它们免受外界侵害。

尽管在显微镜下观察它似乎是一个相对较薄的结构，但它赋予植物细胞一定的机械刚度和抗变形能力，尤其是在不同气候下。

疟原虫

在植物组织中，可以观察到狭窄的细胞质通道，被质膜包围，并通过它们的原生质体（细胞壁内的所有物质）连接相邻的细胞。

植物细胞类型

植物生物具有许多不同类型的细胞，它们是细胞分化过程的产物，这些过程在遗传和环境上均受到控制。

许多科学家认识到植物细胞的集合，以下是其中的一些：

- 原始或分生组织细胞：它们存在于分生组织中，它们是所有植物的生长和分裂的主要中心，因为它们处于恒定的有丝分裂分裂状态。从这些中，可以区分出植物体内的其他细胞。

- 分化的细胞：所有的植物主要有三个类型从分生细胞，得到的分化细胞的实质细胞，collenchymal细胞和厚壁细胞。

实质或实质细胞

这些是最常见的单元格。一些作者将它们描述为植物的“负担之兽”，因为它们含量最高，但它们的专业性最低，即分化程度最低。

它们的主细胞壁薄，不形成次生壁。它们负责“填充”植物组织中的可用空间并提供结构，因此它们可以具有不同的形状和大小。

那些专门从事光合作用的实质细胞也被称为绿藻细胞。这些细胞还参与根，茎，叶，果实和种子中水的储存。

胆管或结肠细胞

它们是为植物组织提供“灵活支撑”的细胞。它们是细长的，具有各种形状，在植物生长过程中会发生变化。它们的主壁可以通过沉积额外的纤维素而变厚。

它们是“胶水”细胞，因为它们是比实质细胞提供更大支持的细胞，同时又保持了灵活性。他们总是肿胀，因为他们的液泡充满了水。

巩膜细胞

这些细胞与前两个细胞不同，确实具有一个辅助细胞壁，该细胞壁用木质素强化，木质素是一种由不同酸和异质酚分子组成的聚合物。该术语源自希腊语“ skleros”，意为“坚硬”。

它们比实质细胞和间质细胞少见，并在成熟时死亡。它们为停止长度增长的组织提供结构强度。

已知两种类型的硬化细胞：纤维和硬化细胞。前者很长，有厚厚的木质壁，使其坚固而有弹性。

另一方面，从形态上来讲，硬核类的种类更多，但通常是立方体或球形的。这些细胞构成许多水果的果皮和果核。它们不灵活，但很难。

血管组织中的细胞

植物的维管组织由细胞组成。这些是负责水，营养物质和矿物质在蔬菜体内的传导的物质。

木质部组织（木质部）是将水和矿质营养素从根部运输到植物其余部分的组织。另一方面，韧皮部组织（韧皮部）将糖和有机营养物质从叶片传导到植物的其余部分。两种流体的总和称为树液。

该木质部由管胞，它们是长的细胞，在其端部变窄。它们被认为是硬化细胞的一种。这些细胞在成熟时死亡，因此“左”是由增厚的细胞壁形成的“壳”。

这种组织中还存在其他被称为血管元素的细胞，其运输水和矿物质的速度比管胞小。它们也会在成熟时死亡，使它们成为空心的“管”，比管胞管短而窄。

的韧皮部是由已知为细胞类型的筛管的元件。这些是代谢活跃的活细胞。它们在末端相连形成筛管，通过该筛管将光合产物从叶片运输到身体的其他部位。

参考文献

1. 艾伯茨（Alberts，B.），布雷（Bray），D。，霍普金（Hopkin），K。，约翰逊（AD），路易斯（Lewis），J。基本细胞生物学。花环科学。
2. Gunning，BE和Steer，MW（1996）。植物细胞生物学：结构和功能。琼斯和巴特利特学习。
3. Lodish，H.，Berk，A.，Zipursky，SL，Matsudaira，P.，Baltimore，D.，&Darnell，J.（2000年）。分子细胞生物学第4版。国家生物技术信息中心，书架。
4. 纳瓦斯，MW（2004）。植物学入门（编号580 N117i）。皮尔逊，。
5. 所罗门（EP），伯格（LR）和马丁（DW）（2011）。生物学（第9版）。Brooks / Cole，参与学习：美国。