第四节 植物细胞亚微结构与功能
植物细胞的结构与功能
植物细胞的结构与功能植物细胞是构成植物体的基本单位，与动物细胞相比，具有一些特殊的结构和功能。
本文将详细介绍植物细胞的各个组成部分以及它们所承担的功能。
植物细胞的外层结构是细胞壁，它是植物细胞唯一的独特特征。
细胞壁由纤维素构成，具有保护细胞和维持细胞形状的作用。
细胞壁还能够保持细胞的稳定性，使植物能够承受外界的压力和重力。
细胞壁内部是细胞膜，它是由磷脂双层组成的，具有选择性通透性。
细胞膜起到了物质进出细胞的控制门户作用，能够控制进出细胞的物质和水分量。
植物细胞的核心是细胞核，其中包含了DNA，是遗传信息的载体。
细胞核还包含着核膜、染色体和核仁等结构。
核膜起到了隔离细胞核与胞质的作用，染色体则储存着遗传信息，核仁则参与到蛋白质合成中。
细胞核外围则是细胞质，其中存在着许多细胞器。
其中最重要的一个是叶绿体，叶绿体是进行光合作用的场所，能够将光能转化为化学能，并且合成有机物质。
叶绿体具有独特的绿色色素叶绿素，使植物呈现出绿色。
另外一个重要的细胞器是线粒体，它主要参与到细胞的呼吸作用中，通过分解有机物质产生能量。
线粒体能够将有机物质氧化成二氧化碳和水，释放出大量的能量。
除了叶绿体和线粒体，植物细胞还包含了内质网、高尔基体、液泡、溶酶体等细胞器。
内质网参与到蛋白质的合成和运输中，高尔基体则负责合成和分泌蛋白质、多糖等物质。
液泡是细胞内的液体容器，能够储存水分和营养物质。
溶酶体则是一种包含有水解酶的小囊泡，用于分解细胞中的废物和有害物质。
在植物细胞中还存在着一些微细结构，如核糖体、微丝和微管等。
核糖体是蛋白质的合成工厂，能够参与到翻译过程中。
微丝和微管则是细胞骨架的组成部分，能够保持细胞的形状和支撑细胞器的定位。
总体而言，植物细胞具有细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质以及各种细胞器等组成部分。
每个组成部分都承担着特定的功能，共同维持着植物细胞的正常生活活动。
植物细胞的结构与功能相互关联，相互配合，形成了一个高度有序的细胞系统。
第四讲-植物的结构与功能
因为中心大约是较老/死的细胞，植物一般使用 化学物质来防御微生物或动物，在能量有限之 下，会优先保护嫩叶嫩枝，所以树心较易腐烂。
茎的趋光性和背地生长特性
• 重力→生长素分布 不均：向地一侧生 长素浓度高，背地 一侧生长素浓度低
• 根向地一侧生长慢， 背地一侧生长快
• 茎向地一侧生长快， 背地一侧生长慢
陆生植物通过蒸腾作用连续失水，并进化出防脱水的结 构和机制。
陆生植物具有将土壤中的水分和矿物质运输到光合作用 和生长所需要的地方的机制以及将光合作用产物转移到 非光合作用器官和组织的机制。
植物的主要类群
• 被子植物在陆地上占主导地位已经1亿年，目前已知被子 植物物种有25万种之多，占植物的所有类群中的绝大多数。
内皮层：最内一层细胞，排列紧 密整齐成环，具有木栓化的凯氏 带（casparian strip）
内皮层细胞排列紧密和凯氏带的 存在，水和溶质不能从质外体通 过内皮层，必须通过内皮层细胞 具选择透性的质膜，进入到原生 质中，经共质体路线，再进入到 维管柱中。凯氏带阻断了皮层与 维管柱之间的质外体运输途径， 犹如生理栅栏和阀门一样，控制 着营养物质和水分进入维管柱。 如果没有凯氏带，任何有害和有 益的矿物质都可以从内皮层的细 胞壁和细胞间隙进入根的木质部， 并初输送到植物体的各个部分， 显然对植物是不利的。
金合欢属植物花粉
松树的花粉 柳树的花粉 北欧红石竹 的花粉
花粉的形成
雄蕊花药
花粉的形成
孢原细胞
经过多次有丝分裂
小孢子母细胞(花粉母细胞)
减数分裂
小孢子
有丝分裂
一个营养细胞和一个生殖细胞(或2个3个)
胚囊
胚囊
“七细胞八核”结构
植物细胞结构与功能解读
植物细胞结构与功能解读植物细胞是构成植物体的重要基础单位，其结构的复杂性和多样性为植物的生长、发育和适应环境提供了强有力的支持。
通过对植物细胞结构与功能的详细解读，我们可以更好地理解植物的生理、生化过程以及其在生态系统中的重要角色。
一、植物细胞的基本结构植物细胞的基本结构不仅包括细胞膜、细胞壁、细胞质和细胞核，还具有一些独特的细胞器，这些细胞器各司其职，使得植物能够在各种环境中生存和发展。
1. 细胞膜细胞膜是植物细胞的外层结构，主要由双层磷脂和蛋白质组成。
它不仅起到保护作用，而且在调节物质进出细胞方面发挥着重要作用。
细胞膜具有选择透过性，可以选择性地让水分及营养物质进入，同时将代谢废物排出。
2. 细胞壁植物细胞特有的细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶等组成，赋予了细胞形状和稳定性。
细胞壁能够提供额外的保护，抵御病原微生物的侵袭，并且帮助植物抵抗外部压力。
由于其坚固，细胞壁成为植物支持结构的重要组成部分。
3. 细胞质细胞质是填充在细胞膜与细胞核之间的一种胶状物质，其中含有多种酶、离子和营养物质，是进行代谢反应的重要场所。
各种含有特定功能的细胞器如线粒体、内质网和高尔基体等则分布于此。
4. 细胞核作为控制细胞活动和遗传信息存储中心，植物细胞核中含有染色体及核仁。
核膜将其与其他部分分隔开来，通过孔道与外界保持交流。
核内DNA承担着储存遗传信息并指导蛋白质合成的重要职责。
二、植物特有的细胞器相较于动物细胞，植物细胞内还存在一些特有的细胞器，这些器官对植物的生长、代谢以及光合作用具有重要影响。
1. 叶绿体叶绿体是植物进行光合作用的重要场所，包含叶绿素等色素能吸收阳光，将光能转化为化学能，合成葡萄糖并释放氧气。
在光照下，叶绿体能够通过一系列反应实现光合磷酸化，从而产生ATP为植物提供能量。
2. 液泡大型液泡在成熟的植物细胞中占据主要部分，其内部充满了液体，通常包含水、养分及废物等。
液泡不仅在储存物质方面发挥作用，还能调节水分和维持细胞膨压，使得植物保持挺拔状态，有助于支持整棵植物。
植物细胞结构和功能
细胞质
细胞质是植物细胞中最重要的组成部分，占细胞体积的约50%至90%。
细胞质中含有多种细胞器，如线粒体、叶绿体、内质网等，这些细胞器执行着各种不同 的功能。
细胞质中含有多种酶，这些酶参与了细胞代谢和能量转换等过程。
细胞质在细胞分裂和细胞生长过程中起着重要的作用。
细胞核
细胞核是植物细胞中最重要的组成部分，负责储存遗传物质。
植物细胞的分裂与生长还 受到激素的调节，如生长 素和细胞分裂素等激素能 够促进细胞分裂和生长。
04
植物细胞的分类
叶肉细胞
定义：位于叶片内部的细胞，负责光合作用和养分储存
特点：体积较大，含有大量的叶绿体，呈现绿色
功能：进行光合作用，产生氧气和葡萄糖，为植物提供能量和养分 与其他细胞的关系：叶肉细胞与表皮细胞、叶脉细胞等共同构成叶片结构， 与其他细胞紧密相连，共同完成光合作用等生理功能
分生区细胞分裂能力强，能够形成新的细胞组织；伸长区细胞较长，能够使根系深入土壤； 成熟区细胞分化程度较高，负责吸收水分和养分。
根尖细胞对于植物的生长和发育具有重要意义，了解根尖细胞的结构和功能有助于更好地理 解植物的生长机制。
筛管和导管细胞
筛管细胞：负责运输有机物质，如糖类和氨基酸等 导管细胞：负责运输水分和无机盐，通常存在于木质部中
染色质细胞是植物细胞的一种特 化形式，具有储存和传递遗传信 息的作用。
染色质细胞在植物的某些组织中， 如根、茎、叶等部位，可以观察 到明显的染色质细胞。添加标题添加标题
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染色质细胞的特点是细胞核内含 有丰富的染色质，可以控制细胞 的生长和发育。
染色质细胞的形态和分布因植物 种类和生长环境的不同而有所差 异。
05
植物的细胞结构与功能
汇报人：XX
01 添 加 目 录 文 本
植物细胞的基本结 02 构
03 植 物 细 胞 的 功 能
04 植 物 细 胞 的 分 类
植物细胞的多样性 05 和 适 应 性
植物细胞的生长和 06 发 育
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植物细胞的基本结构
定义：细胞壁是植物细胞最外层的结构，由纤维素等多糖物质构成。
细胞分化：指在个 体发育中，由一个 或一种细胞增殖产 生的后代，在形态， 结构和生理功能上 发生稳定性差异的 过程。
组织形成：由同 种或不同种细胞 相互聚集，形成 具有一定结构和 功能的组织的过 程。
植物的五大基本 组织：保护组织、 薄壁组织、机械 组织、输导组织 和分泌组织。
植物组织的分类： 分生组织、成熟 组织。
作用：维持细胞形态，保护细胞免受机械损伤和微生物侵害。
组成：细胞壁由初生壁和次生壁组成，初生壁在细胞发育过程中形成，次生壁则在细 胞生长停止后形成。
增厚机制：在次生壁增厚过程中，木质素等多酚类物质沉积其中，使细胞壁更加坚固。
定义：细胞膜是细胞 表面的一层薄膜，是 细胞与外界环境之间
的界膜
组成：主要由脂质和蛋 白质组成，还有少量的
制
细胞周期：包括分 裂间期和分裂期， 是有丝分裂的整个
过程
细胞分裂的调控： 受到多种因素的影 响，包括遗传物质、 激素和环境因素等
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植物细胞的分类
定义：叶肉细胞是植物叶片中的主要细 胞类型，负责光合作用和储存营养物质。
结构特点：叶肉细胞通常呈圆柱形或长 方形，具有细胞壁和细胞膜，内部含有 叶绿体和线粒体等细胞器。
有丝分裂：植物细胞通过有丝分裂方式进行增殖，分裂过程中会形成纺锤丝和染色体，最终形成两 个子细胞，每个子细胞都具有与母细胞相同的染色体。
细胞亚微结构与功能(细胞质)
(2)生物大分子的装配
高尔基体也参与某些物质的合成或生物大分 子的装配。它利用单糖和含硫单糖合成多糖和 含硫多糖，是许多多糖生物合成的地点。在合 成糖蛋白或糖脂类的碳水化合物侧链时，高尔 基体也起一定的作用，很可能糖蛋白中的蛋白 质先在核糖体上合成，然后再在高尔基体中把 多糖侧链加上去。
(3)参与细胞壁的形成
图1-11 微管和微丝的分子结构模型 A.微管，示13条原纤丝，α、β为微管蛋白
B.微丝
2.微丝的功能
(1)参与胞质运动 关于胞质运动的机制已基本清楚。大体是 微丝中的肌动蛋白与肌球蛋白在胞质内外界面上形成三维的网 络体系；肌动蛋白位于外质，肌球蛋白位于内质，肌球蛋白连 结着胞质颗粒，在有ATP能量的启动下，肌球蛋白—胞质颗粒 结合体沿着肌动蛋白微丝束滑动，从而带动整个细胞质的环流。 花粉管中原生质流动是肌动蛋白和肌球蛋白相互作用的结果， 同时也是花粉管生长的动力。 (2)参与物质运输和细胞感应 已发现微丝可与质膜联结,参与 和膜运动有关的一些重要生命活动，如植物生长细胞的胞饮作 用。此外，微丝还与胞质物质运输、细胞感应等有关，如中国 农业大学阎隆飞等从丝瓜卷须中分离出了肌动蛋白和肌球蛋白， 并探明肌动球蛋白是卷须快速弯曲运动的物质基础。
(一)微管
1.微管的结构
微管(microtubule)是存在于细胞质中的由微管蛋 白(tubulin)组装成的中空管状结构。微管粗细均 匀，可弯曲，不分支，直径20～27nm，长度变化 很大，有的可达数微米。微管的主要结构成分是 由α-微管蛋白与β-微管蛋白构成的异二聚体， 这些微管蛋白组成念珠状的原纤丝，由13条原纤 丝按行定向平行排列则组成微管(图1-11A)。管壁 上生有突起，通过这些突起(或桥)使微管相互联 系，或与质膜、核膜、内质网等相连。
植物的细胞结构和功能
植物的细胞结构和功能植物是地球上最基础且重要的生物之一，其细胞结构和功能对于植物生长、发育和适应环境起着至关重要的作用。
本文将探讨植物细胞的结构和功能，以及其在植物生物学中的重要性。
植物细胞是一种特殊的细胞类型，与动物细胞在结构上有很大的区别。
植物细胞具有细胞壁、叶绿体和气孔等特殊的器官，这些特殊结构赋予了植物独特的生理和形态特征。
首先，我们来探讨植物细胞的基本结构。
植物细胞由细胞膜、细胞壁、细胞质、细胞核、叶绿体、线粒体、高尔基体、内质网和核仁等组织结构组成。
细胞膜是植物细胞的外层界面，它起到细胞保护和物质交换的作用。
细胞壁是由纤维素组成的坚硬外壳，保护细胞和维持其形状。
细胞质是由胞质基质和细胞器组成的胞内液体，包含各种细胞器和细胞器内的胞质基质。
细胞核是植物细胞的控制中心，其中包含着遗传物质DNA。
叶绿体是植物细胞中的独特细胞器，其中存在着叶绿素，是植物进行光合作用的关键组成部分。
线粒体则是植物细胞中的能量生产中心，参与细胞的呼吸作用。
高尔基体是合成和分泌细胞物质的重要场所，内质网则是高尔基体的延续。
核仁是细胞核中的小体，参与蛋白质的合成。
植物细胞的结构决定了它们的功能。
植物细胞具有细胞壁，使其可以支撑植物体的形态。
细胞壁对水分的吸收和保持起着重要的作用，同时还能起到防御病原微生物和机械损害的作用。
叶绿体中的叶绿素则使植物能够进行光合作用，将太阳能转化为化学能，进而合成有机物质。
线粒体则通过呼吸作用产生能量，满足植物其他生理过程的能量需求。
高尔基体和内质网则参与物质的合成和运输。
植物的细胞结构和功能对于植物的生长发育和适应环境至关重要。
植物细胞的结构和功能使其能够承担光合作用、呼吸作用、合成物质和调节生长发育等重要的生理过程。
例如，在光合作用中，叶绿体中的叶绿素能够吸收太阳能，并与水和二氧化碳进行反应，产生氧气和葡萄糖。
这种光合作用有助于植物生长和能量供应，同时也能释放氧气，维持地球的氧气含量。
七年级上册生物《植物细胞的结构和功能》优秀教学案例
1. 培养学生对生物科学的兴趣和热情，激发他们探索生命奥秘的欲望。
2. 引导学生认识到生物结构与功能之间的密切关系，增强他们的生态保护意识。
3. 培养学生尊重事实、严谨求实的科学态度，树立正确的价值观。
4. 通过学习植物细胞的结构和功能，使学生体会到大自然的神奇与生物的多样性，激发他们对生命的敬畏之心。
2. 通过展示植物细胞与动物细胞的对比图片，引导学生观察并思考它们之间的区别。
（二）讲授新知
1. 详细讲解植物细胞的基本结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体等，并阐述它们的功能。
"细胞是植物细胞独有的结构，它为细胞提供了强大的支持和保护；细胞膜则控制物质的进出，维持细胞内稳定的环境；细胞核是细胞的指挥中心，负责遗传信息的传递；叶绿体则是植物进行光合作用的场所，把阳光转化为能量……"
（二）过程与方法
1. 采用问题驱动的教学方法，激发学生的好奇心和求知欲，引导他们主动探究植物细胞的结构和功能。
2. 设计观察、实验等活动，让学生在实践中学习，培养他们的观察力、操作能力和团队合作精神。
3. 通过小组讨论、汇报等形式，促进学生交流与合作，提高他们的表达、倾听和批判性思维能力。
4. 利用多媒体、网络资源等辅助教学手段，丰富学生的学习渠道，拓展他们的知识视野。
二、教学目标
（一）知识与技能
1. 让学生了解植物细胞的基本结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体等组成部分，并理解它们的功能。
2. 使学生掌握植物细胞与动物细胞的区别，如细胞壁、叶绿体等特有结构。
3. 培养学生运用显微镜观察植物细胞切片的能力，学会使用专业术语描述细胞结构。
4. 引导学生通过比较、分析、归纳等方法，掌握植物细胞的结构与功能之间的关系。
植物的细胞结构和功能
02
無絲分裂
無絲分裂是一種不經過核分裂的細胞分裂方式，常見於某些低等植物和
細菌。在無絲分裂中，細胞核直接分裂成兩個或多個部分，然後細胞質
分裂，形成新的細胞。
03
比較
有絲分裂具有高度的遺傳物質準確性和細胞器重建能力，適用於多細胞
生物的生長和發育；而無絲分裂則較為簡單迅速，但準確性較低，主要
見於單細胞生物或某些特殊情況下的多細胞生物。
核仁
与核糖体的形成有关，参与蛋白质的合成 。
DNA复制、转录和翻译过程
DNA复制
在细胞分裂间期进行，以亲代DNA 为模板合成子代DNA，确保遗传信
息的准确传递。
转录
以DNA的一条链为模板合成RNA， 将遗传信息从DNA传递到RNA。
翻译
在核糖体上进行，以mRNA为模板合 成蛋白质，实现遗传信息的表达。
03
細胞质
透明的胶状物质，为细胞器提供液体环 境，含有多种酶，是细胞代谢的主要场 所。
VS
细胞骨架
由蛋白质纤维组成的网架结构，维持细胞 形态，保持细胞内部结构的有序性，与细 胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量 转换、信息传递等生命活动密切相关。
主要細胞器功能介绍
纹孔
植物细胞的细胞壁上，未经次生加厚而留下 的凹陷。初生细胞壁随细胞的生长而扩大， 由原生质体产生的纤维素不断添加到初生壁 上，而外部的次生壁物质不能进入细胞间隙 ，使得壁内、外两层增厚情况不同，导致质 膜与初生壁之间较大空隙的形成，称之为纹 孔。
信号分子在植物体内传递方式
化学信号传递
植物通过分泌化学物质来传递信息，这些化学物质被称为信号分子。它们可以通过空气、 水或土壤等媒介传播，被其他植物或微生物接收并产生相应的生理反应。
植物细胞的结构和功能
2.微丝的功能
微丝的主要生理功能是为胞质运动提供动力
(1)参与胞质运动
若从微丝的肌动蛋白 (actin) 性质及其在胞 质中分布的状态来分析，此点不难理解。 实验已证明，细胞松驰素 B(cytochalasin B) 可以使微丝聚集在一起成几十大团，形成网状， 如用细胞松驰素 B 处理轮藻、丽藻等材料，伴 随微丝结构的改变，胞质运动也停止。关于胞 质运动的机制已基本清楚。 大体是微丝中的肌动蛋白与肌球蛋白在胞质 内外界面上形成三维的网络体系；肌动蛋白位 于外质，肌球蛋白位于内质，肌球蛋白连结着 胞质颗粒，在有 ATP 能量的启动下，肌球蛋白 ， 从而带动整个细胞质的环流。 花粉管中原生质流动是肌动蛋白和肌球蛋白 相互作用的结果，同时也是花粉管生长的动力。
在 细 胞 分 裂 中 ， 有丝分裂器 —— 纺 锤体 (spindle) 是 由微管组成的， 它与染色体的着 丝点相连，并牵 引染色单体移微管的参与。 周质微管决定了纤维素微纤丝在细胞外沉积的走向，在许多 不同类型和形状的细胞中，都可见到紧贴质膜之内的微管和紧 贴质膜之外的纤维素微纤丝的方向恰好一致，在初生壁、次生 壁的沉积过程中，也可见到这一现象。
图 1-9
A.核小体包括146bp的DNA和由组蛋白构成的八聚体，每个八聚体包含二个 H2A、H2B、H3和H4构成的四聚体； B.10nm的核小体阵列； C. 10nm的核小体阵 列进一步凝缩成30nm的螺线管结构
3.核基质
核基质 (nuclear matrix) 是间期细胞核内，除去染色质 和核仁之外的非染色或染色很浅的基质。其中除核仁、染色质 及核糖体外，含有多种酶。当基质呈凝胶态时称核质 (nucleoplasm) ，呈液态时称核液 (karyolymph) 。核基质可为 核内的代谢提供一个稳定的、良好的环境，为核内物质的运输 和可溶性代谢产物提供必要的介质。
植物细胞的亚显微结构与功能
第一章植物细胞的亚显微结构与功能细胞（cell）是生物体（病毒和噬菌体除外）结构和功能的基本单位。
植物和其它生物一样，都是由无数功能和形态结构不同的细胞组成的，植物的一切生命活动都发生在细胞之中。
根据细胞的结构和生命活动方式，所有生物细胞可分为两大类，即原核细胞（prokaryotic cell）和真核细胞（eukaryotic cell）。
除细菌和蓝藻以外的低等植物和高等植物均由真核细胞构成。
真核植物细胞由细胞壁和原生质体组成。
细胞与细胞之间由许多称为胞间连丝的结构相连。
与动物细胞相比，植物细胞特有的细胞结构和细胞器包括：细胞壁、液泡、叶绿体和其他质体）。
一、细胞壁植物细胞与动物细胞相比，最显著的特征就是具有细胞壁（cell wall）。
除了含有大量的多糖之外，也含有多种具有生理活性的蛋白质，参与多种生命活动过程，对植物生活有重要意义。
细胞壁的化学组成高等植物和绿藻等细胞壁成分中90%是多糖（polysaccharides），包括纤维素，半纤维素、果胶物质；此外还含有结构蛋白、酶类、木质素以及矿物质等。
纤维素（cellulose）是植物中最广泛的骨架多糖，植物细胞壁大约一半是由纤维素组成的。
半纤维素（hemicellulose）也是细胞壁中广泛存在的多糖，其主链是一条β-1，4-吡喃葡萄糖残基的多聚物直链，侧链各异，可被稀碱溶液提取。
它可分为多聚己糖和多聚戊糖两类。
多聚己糖中包括多聚甘露糖和多聚半乳糖，主要存在于秸秆、木材之中。
多聚戊糖主要有多聚木糖和多聚阿拉伯糖，前者存在于芦苇、木材中，后者存在于花生壳中。
果胶物质（pectic substances）是胞间层和初生壁的主要成分。
果胶物质是一类成分比较复杂的多糖，它是由半乳糖醛酸组成的杂聚糖，根据其成分和理化性质可分为三类：即果胶酸、果胶和原果胶。
结构蛋白（structural protein）是细胞壁的重要组成部分之一。
最早发现的结构蛋白是伸展蛋白（extensin）。
㊣★细胞亚显微结构与功能
∴整个胰岛素分子中的肽键数 =(a-1)+(b-1)=(a+b)-(1+1)=氨基酸数-肽链数 7.关于“蛋白质结构多样性的原因”，很多同学都只写出 了氨基酸的三条，而忘记了“多肽链的空间结构”。
“核酸”学习指导：凡有结构式，须掌握元素组成， 并比较。 命题视角：同位素示踪法对放射性元素的选择， 以及元素的动态转移与变化过程。如标记的T、U、 S、P-DNA等。 读图提示：形状的含义在于突出碱基互补配对； 碱基的大小比较； 异同点：嘌呤与嘧啶，T与U，DNA与RNA 结构层次。 针对图：首先准确识别，然后两两比较。 共同之处：元素及基本组成物质与排列顺序。 不同之处：关键在于五碳糖的不同;T与U的分岭！ 提醒：不同生物、不同细胞内的不同结构中，含 有的核苷酸的种类、碱基的种类。
第3章 生命的结构基础 （The Structural Basis of Life）
【学法提示】比较/归纳，形成系统的知识结构 【基本思想】结构与功能相统一；局部与整体相 统一；生物进化观点；生物多样性观点。 【章首图说明】 ■图中画出了哪些细胞？ ■比较一下，动植物细胞在亚显微结构上有何不 同点？ ■章首图的旁注说了哪两句话？
5.肽键的书写缺少两个小短横线，误写为“CO-NH”。应该 是：-NH-CO-。 6.形成肽链是，氨基酸数、脱去的水分子数、肽键数、肽 链数之间的关系式。 肽键数（脱水数） = 氨基酸总数 — 肽链数。 以含有两条肽链的胰岛素分子为例。胰岛素分子由2条肽 链组成，它们的氨基酸数分别为20和31个。则一个胰岛素 分子中的肽键数是多少呢？ 肽链1 肽链2 含a个氨基酸，肽键数=a-1 含b个氨基酸，肽键数=b-1
去污剂通过形成微团乳化油和烃的示意图
《有机物》学案中的问题与警示 1.元素组成。有的同学将脂肪的成分写成C、H。你能说出 所学的有机物中的元素组成吗？【核酸的元素呢？】 2.氨基酸的通式有人把-NH2与C的连接元素写错了！有人 忘记写“-R”了。正确的书写如下：
植物细胞超微结构
第二节 细胞壁的结构与功能
三、细胞壁的功能 1. 维持细胞形状，控制细胞生长；
2．物质运输与信息传递通道； 3．防御与抗性——保护作用； 4．代谢与识别功能。
第二节 细胞壁的结构与功能
三、细胞壁的功能 1.维持细胞形状，控制细胞生长：细胞
壁可增加植物的机械强度，充当植物的 骨架。
第三节 细胞壁的结构与功能
与模型，下面介绍三种最有代表性的模 型。
单位膜模型 流动镶嵌模型 板块镶嵌模型
第三节 生物膜的结构与功能
(一) 单位膜模型(unit membrane model)认为膜具有由蛋白质——脂质——蛋白质构成的
第一节 植物细胞概述
（一）原核细胞和真核细胞比较
原核细胞 真核细胞
典型代表
形态
细胞核 细胞质分化程 度 繁殖方式
细菌和蓝藻
一般很小，直径由 0.2～10μm不等
没有细胞核，只有一个 裸露的环状DNA分子构成 的拟核体
分化简单，仅有核 糖体
无丝分裂
绝大多数单细胞生物 与全部多细胞生物
较大，直径约10～ 100μm
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。
第二节 细胞壁的结构与功能
5.蛋白质与酶 细胞壁中最早被发现的蛋白 质是伸展蛋白(extensin)，它是一类富含 羟脯氨酸的糖蛋白(hydroxyproline rich glycoprotein，HRGP)，大约由300个氨 基酸残基组成，这类蛋白质中羟脯氨酸 (Hyp)含量特别高，一般为蛋白质的 30%～40%。其它含量较高的氨基酸是 丝氨酸(Ser)、缬氨酸、苏氨酸、组氨酸 和酪氨酸等。
子表面可形成一层带电荷的吸附层。在吸附层外又有 一层带电荷的数量相等而符号相反的较松驰的扩散层。 这样就在胶粒外面形成一个双电层。
苏教版(2024)生物七年级上册《植物细胞的结构与功能》教案及反思
苏教版（2024）生物七年级上册《植物细胞的结构与功能》教案及反思一、教材分析《植物细胞的结构与功能》是苏教版（2024）七年级上册生物教材中的重要内容。
只要是通过对植物细胞结构的学习，学生将建立起对细胞这一生命基本单位的初步认识，为后续学习细胞的生理活动、生物体的结构层次等知识奠定基础。
教材以观察植物细胞的实验为切入点，引导学生逐步认识植物细胞的各种结构，并阐述其相应的功能，注重培养学生的观察能力和思维能力。
二、教学目标【知识与技能目标】：1.识别植物细胞的基本结构，包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、叶绿体等。
2.说出植物细胞各结构的主要功能。
【过程与方法目标】：1.学会制作植物细胞临时装片，提高实验操作能力。
2.通过观察植物细胞结构，培养观察、分析和归纳能力。
【情感态度与价值观目标】：1.体验探究的过程，培养严谨的科学态度。
2.认同细胞是生物体结构和功能的基本单位。
三、教学重难点【教学重点】：1.植物细胞的基本结构及其主要功能。
2.制作和观察植物细胞临时装片。
【教学难点】：1.理解植物细胞各结构的功能与整体细胞功能的关系。
2.准确绘制植物细胞结构简图。
四、学情分析七年级的学生对生物学科充满好奇心，已经具备一定的观察和分析能力，但对于微观的细胞结构还比较陌生。
在教学中，应充分利用实验和多媒体资源，帮助学生直观地认识植物细胞，激发学生的学习兴趣，引导学生积极参与探究活动。
五、教学方法和策略【教学方法】：1.讲授法：讲解植物细胞的结构和功能的基本知识。
2.实验法：组织学生进行制作和观察植物细胞临时装片的实验，培养实践能力。
3.讨论法：引导学生讨论细胞结构与功能的关系，促进思维发展。
4.直观教学法：运用多媒体展示植物细胞的结构图片和动画，增强直观感受。
【教学策略】：1.创设情境：通过展示植物细胞的图片和实例，引发学生的学习兴趣。
2.问题引导：在教学过程中设置一系列问题，引导学生思考和探究。
3.小组合作：在实验和讨论环节，组织学生进行小组合作，培养合作精神和交流能力。
细胞亚微结构与功能(细胞质)
2.高尔基体的功能
(1)物质集运
蛋白质合成后输送到高尔基体暂时贮存、浓缩， 然后再送到相关部位。运输的过程可能是：内 质网→高尔基体→高尔基体小泡→液泡(分泌液 泡)。
图 1-15 经由高尔基体的物质集运 A.木糖葡萄糖的集运 B.果胶多糖的集运
(二)高尔基体
1.高尔基体的结构 • 高尔基体(Golgi body)是由膜包围的液囊垛叠而成。
液囊呈扁平盘状，囊的两边稍变曲，中央为平板状。 通常1个高尔基体由3～12个液囊平叠而成。囊的边 缘可分离出许多小泡——高尔基体小泡(图1-14)。
6 高尔基体的亚显微结构及功能图解
图 1-13 植物内质网功能区模型图
2.内质网的功能
• (1)物质合成 粗糙内质网上的核糖体是蛋白质合成的场所，
• (2)分隔作用 内质网布满了整个细胞质，将细胞质分隔成许 多室，使各种细胞器均处于相对稳定的环境中，有序地进
• (3)运输、贮藏和通讯作用 内质网形成了一个细胞内的运输 和贮藏系统。它还可通过胞间连丝，成为细胞之间物质与 信息的传递系统。另外，由内质网合成的造壁物质参与了
§3. 植物细胞的亚微结构与功能
一. 微膜系统
1. 内质网 2. 高尔基体 3. 溶酶体 4. 液泡 5. 微体 6. 圆球体
二. 微梁系统
1. 微管 2. 微丝 3. 中间纤维
一、细胞内膜系统
(一)内质网
1.内质网的结构和类型 内质网(endoplasmic reticulum,ER)是交织分布于 细胞质中的膜层系统，通常可占细胞膜系统的一半 左右。内质网大部分呈膜片状(图1-13)，由两层平 行排列的单位膜组成，膜厚约5nm，也有的内质网 呈管状，此外，在两层膜空间较宽的地方内质网则 呈囊泡状。
植物细胞的亚显微结构与功能
第一章植物细胞的亚显微结构与功能细胞（cell）是生物体（病毒和噬菌体除外）结构和功能的基本单位。
植物和其它生物一样，都是由无数功能和形态结构不同的细胞组成的，植物的一切生命活动都发生在细胞之中。
根据细胞的结构和生命活动方式，所有生物细胞可分为两大类，即原核细胞（prokaryotic cell）和真核细胞（eukaryotic cell）。
除细菌和蓝藻以外的低等植物和高等植物均由真核细胞构成。
真核植物细胞由细胞壁和原生质体组成。
细胞与细胞之间由许多称为胞间连丝的结构相连。
与动物细胞相比，植物细胞特有的细胞结构和细胞器包括：细胞壁、液泡、叶绿体和其他质体）。
一、细胞壁植物细胞与动物细胞相比，最显著的特征就是具有细胞壁（cell wall）。
除了含有大量的多糖之外，也含有多种具有生理活性的蛋白质，参与多种生命活动过程，对植物生活有重要意义。
细胞壁的化学组成高等植物和绿藻等细胞壁成分中90%是多糖（polysaccharides），包括纤维素，半纤维素、果胶物质；此外还含有结构蛋白、酶类、木质素以及矿物质等。
纤维素（cellulose）是植物中最广泛的骨架多糖，植物细胞壁大约一半是由纤维素组成的。
半纤维素（hemicellulose）也是细胞壁中广泛存在的多糖，其主链是一条β-1，4-吡喃葡萄糖残基的多聚物直链，侧链各异，可被稀碱溶液提取。
它可分为多聚己糖和多聚戊糖两类。
多聚己糖中包括多聚甘露糖和多聚半乳糖，主要存在于秸秆、木材之中。
多聚戊糖主要有多聚木糖和多聚阿拉伯糖，前者存在于芦苇、木材中，后者存在于花生壳中。
果胶物质（pectic substances）是胞间层和初生壁的主要成分。
果胶物质是一类成分比较复杂的多糖，它是由半乳糖醛酸组成的杂聚糖，根据其成分和理化性质可分为三类：即果胶酸、果胶和原果胶。
结构蛋白（structural protein）是细胞壁的重要组成部分之一。
最早发现的结构蛋白是伸展蛋白（extensin）。
植物的细胞结构和功能教学
精准编辑作物基因
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技 术，精准地编辑作物基因组中的 特定基因，实现对作物性状的定
向改良和优化。
提高作物抗逆性
通过基因编辑技术，增强作物对干 旱、高温、盐碱等逆境的抵抗能力 ，提高作物的适应性和产量稳定性 。
培育高品质作物
利用基因编辑技术改良作物的品质 性状，如提高营养成分含量、改善 口感和风味等，满足人们对高品质 农产品的需求。
胞间连丝结构特点和功能分析
结构特点
胞间连丝是贯穿细胞壁沟通相邻细胞的细胞质连线，为细胞间物质运输与信息传递的重要通道。它具 有高度动态性和可塑性，其直径和密度可随植物生长发育及环境变化而调整。
功能分析
胞间连丝在植物细胞间物质运输、信号传递、细胞生长与分化等方面发挥重要作用。通过胞间连丝， 植物细胞可以实现资源共享、协同应对环境胁迫以及维持组织稳态。
无丝分裂
在某些特定条件下，植物细胞也可以通过无丝分裂方式进 行增殖，该过程不经过纺锤丝的形成和染色体的均等分配 ，而是直接由母细胞形成两个子细胞。
减数分裂
在植物生殖细胞的形成过程中，细胞通过减数分裂方式进 行增殖，该过程包括两次连续的细胞分裂，最终产生四个 遗传物质减半的子细胞。
05 植物细胞间信息 交流方式探讨
细胞质流动
植物细胞的细胞质处于不断流动的状 态，有利于物质运输和细胞代谢。
01
02
具有细胞壁
植物细胞最外层是细胞壁，主要成分 为纤维素，具有保护和支持细胞的作 用。
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含有叶绿体
部分植物细胞内含有叶绿体，是光合 作用的场所，能将光能转化为化学能 。
05
04
中央液泡
成熟的植物细胞中央有一个大液泡， 占据细胞的大部分体积，内含细胞液 。
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植物细胞除原生质膜及外围的细胞壁外，内有众多形状、大小不一的细胞器。
它们各自具有特定的生理功能，并协同完成许多复杂的生理过程和代谢反应。
此外，在看似无结构的细胞质基质内也进行着多种复杂的反应。
细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心，通常将其单独列出介绍，但从某种意义上，细胞核也可看作是最重要的细胞器，故放在此节介绍。
一、细胞核除成熟的筛管细胞外，所有活的植物细胞都有细胞核，其形状与大小因物种和细胞类型而有很大差异。
分生组织细胞的核一般呈圆球状，占细胞体积的大部分。
在已分化的细胞中，因有中央大液泡，核常呈扁平状，并贴近质膜。
(一)核的化学组成细胞核主要由核酸和蛋白质组成，并含少量的脂类及无机离子等，其中蛋白质含量最高。
在核酸中，DNA 含量常高于RNA 。
核中的蛋白质可分为碱性蛋白和酸性蛋白两类。
碱性蛋白质富含精氨酸、赖氨酸，而一般不含色氨酸。
它本身带正电，可与带负电的DNA 双螺旋结合。
染色质的主要组分就是DNA 与碱性蛋白质结合形成的核蛋白。
与碱性蛋白质结合的DNA 不能行使转录功能，即基因被阻遏。
酸性蛋白质带负电，富含天门冬氨酸和谷氨酸两种酸性氨基酸，一般还含色氨酸，这可与碱性蛋白质相区别。
一般认为酸性蛋白质可解除碱性蛋白质对基因的阻遏作用，而且这种调控具有组织特异性。
DNA 在细胞核中的含量是很稳定的，而RNA 一般代谢快，其种类和含量有组织差异性。
(二)核的结构和功能处于分裂间期的细胞核由核膜、染色体、核基质和核仁四部分组成。
1.核膜 核膜(nuclear membrane)由两层单位膜组成。
外膜与内质网相连，在朝向胞质的外表面上有核糖体。
核膜把核与胞质分隔开，其上有核孔(nuclear pore)。
核孔是 由蛋白质构成的复杂结构，叫核孔复合体，它是核质进行物质、信息交换的主要通道。
现在认为，核孔复合体是细胞核的独立结构，与核膜仅在结构上有联系。
组蛋白H 2A 、H 2B 、H 3和H 4每种两个结合在一起形成球状结构，盘绕在核粒周围的是DNA 。
组蛋白H 1起连接作用。
2.染色体 染色质(chromatin)是细胞核中能被碱性染料着色的物质，是真核细胞在间期核中的DNA 、碱性蛋白、酸性蛋白及少量RNA 共同组成的线状复合体。
在细胞分裂前，DNA 与组蛋白结合，并多次盘绕、超卷曲、折叠形成染色体(chromosome)。
染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以互相转变的形态结构。
碱性蛋白与DNA 形成染色质的基本结构单位——核小体(nucleosome)。
每个核小体包括200碱基对(base pair,bp)的DNA 片断和8个组蛋白(即碱性蛋白)分子。
在核小体的结构中，8分子组蛋白形成紧凑的小圆球，DNA 缠绕其上，各个核小体由一段DNA 片断(称作连接线)和一个组蛋白分子(H 1)相连(图1-9)。
整个DNA 分子就形成多个核小体相串连的念珠状链。
核小体念珠链进一步盘旋、折叠形成染色单体(chromatid)和染色体。
从DNA 分子到形成染色体的过程中，其长度被压缩了800～1000倍。
图1-9 核小体结构模型A.核小体包括146bp的DNA和由组蛋白构成的八聚体，每个八聚体包含二个H2A、H2B、H3和H4构成的四聚体；B.10nm的核小体阵列；C. 10nm的核小体阵列进一步凝缩成30nm的螺线管结构3.核基质核基质(nuclear matrix)是间期细胞核内，除去染色质和核仁之外的非染色或染色很浅的基质。
其中除核仁、染色质及核糖体外，含有多种酶。
当基质呈凝胶态时称核质(nucleoplasm)，呈液态时称核液(karyolymph)。
核基质可为核内的代谢提供一个稳定的、良好的环境，为核内物质的运输和可溶性代谢产物提供必要的介质。
4.核仁细胞核有一到几个核仁(nucleolus)，一般呈圆球形，无界膜包围，电镜下可分出颗粒区和纤维区。
核仁随细胞分裂周期有消失和重建过程。
核仁可合成rRNA和蛋白质。
细胞核是生物遗传物质DNA存在与复制的场所，它控制着基因表达、生物遗传，调节着细胞的代谢、生长与发育。
二、叶绿体和线粒体叶绿体(chloroplast)和线粒体(mitochondria)是植物细胞内两类能量转换细胞器，它们的形态特征主要是呈封闭的双层膜结构。
尽管它们最初的能量来源不同，但却有着相似的基本结构，且以类似的方式合成A TP。
(一)质体和叶绿体植物细胞特点之一就是具有双层膜的质体(plastid)。
质体是由前质体(proplastid)分化发育而成的。
主要有淀粉体、叶绿体和杂色体等。
淀粉体(amyloplast)能合成和分解淀粉，内含有一个到几十个淀粉粒，可膨胀得很大。
叶绿体含有叶绿素等色素，是光合作用的细胞器，其细微结构、化学组成和生理功能将在“光合作用”一章中作介绍。
杂色体可能因含色素的不同而成黄色、橘红色等不同颜色，存在于花瓣、果实、根等各种不同的器官中。
因内外因素的不同，前质体可分化发育成不同的质体。
不同的质体之间也可相互转化。
如某些根经光照后可以转绿，这就是无色体或杂色体向叶绿体转化的外在表现。
当果实成熟时，叶绿体又有可能因叶绿素的退色和类囊体结构的消失而转化为其它有色体。
当某种已分化的组织脱分化为分生组织时，某些质体又可回复成前质体。
(二)线粒体线粒体是进行呼吸作用的细胞器，呈球状、棒状或细丝状等，一般直径为0.5～1.0μm，长2μm左右，不同种类细胞中的线粒体数目相差很大，一般为100～3 000个。
通常在代谢旺盛的细胞中线粒体数目较多，反之则较少。
如衰老、休眠的细胞或缺氧环境下的细胞，其线粒体数目明显减少。
细胞中的线粒体既可随细胞质的运动而运动，也可自主运动移向需要能量的部位。
质体的发育循环和不同质体间的转变图线粒体由内、外两层膜组成。
外膜(outer membrane)较光滑，厚度为5～7nm。
内膜(inner membrane)厚度也为5～7nm，在许多部位，内膜向中心内陷，形成片状或管状的皱褶(图1-10)，这些皱褶被称为嵴(cristae)，由于嵴的存在，使内膜的表面积大大增加，有利于呼吸过程中的酶促反应。
嵴的数目也可有很大差异，一般需要能量多的细胞，除线粒体数目较多外，嵴的数目也多。
在线粒体内膜的内侧表面有许多小而带柄的颗粒，即ATP合成酶复合体，它是合成A TP的场所。
线粒体的内膜与外膜在化学成分上不同。
外膜磷脂与蛋白质的重量比约为0.82，磷脂多，通透性相对大，有利于线粒体内外物质交流；内膜磷脂与蛋白质重量比约为0.27，为高蛋白质膜，功能较外膜复杂得多，含磷脂少，通透性小，可使酶系统存在于内膜中并保证其代谢正常进行。
图1-10 线粒体的结构模式图线粒体内膜与外膜之间的空隙约为8nm，称为膜间空间(intermembrane space)，内含许多可溶性酶底物和辅助因子。
内膜的内侧空间充满着透明的胶体状的基质(matrix)。
基质的化学成分主要是可溶性蛋白质，还有少量DNA(但和存在于胞核中的DNA不同，它是裸露的，没有结合组蛋白)，以及自我繁殖所需的基本组分(包括RNA、DNA聚合酶、RNA聚合酶、核糖体等)。
三、细胞骨架细胞骨架(cytoskeleton)是指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等。
它们都由蛋白质组成，没有膜的结构，互相联结成立体的网络，也称为细胞内的微梁系统(microtrabecular system)。
细胞骨架不仅在维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还与细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分裂和分化、基因表达等生命活动密切相关。
植物的许多生理过程，象极性生长、叶绿体运动、保卫细胞分化、卷须弯曲等也都有细胞骨架的参与。
(一)微管1.微管的结构微管(microtubule)是存在于细胞质中的由微管蛋白(tubulin)组装成的中空管状结构。
微管粗细均匀，可弯曲，不分支，直径20～27nm，长度变化很大，有的可达数微米。
微管的主要结构成分是由α 微管蛋白与β 微管蛋白构成的异二聚体，这些微管蛋白组成念珠状的原纤丝，由13条原纤丝按行定向平行排列则组成微管(图1-11A)。
管壁上生有突起，通过这些突起(或桥)使微管相互联系，或与质膜、核膜、内质网等相连。
图1-11 微管和微丝的分子结构模型A.微管，示13条原纤丝，α、β为微管蛋白B.微丝。
2.微管的功能微管的功能是多方面的，主要的功能有：(1)控制细胞分裂和细胞壁的形成早在进入细胞分裂的前期之前，原来位于周缘胞质中周质的少数微管就被一条环绕整个细胞的，由多个(常多于100个)微管集合成的1～3μm的窄带所取代，由于这条致密的微管带恰好出现在细胞分裂的前期之前，所以被称为早前期带(preprophase band,PPB)。
在有丝分裂开始时，此带虽消失，但却在它曾占据的层面留下了某种痕迹，它决定了细胞分裂的部位和分裂面，因为在晚末期形成的细胞板与母细胞壁相结合的位置正是早前期带早先所在的位置。
在细胞分裂中，有丝分裂器——纺锤体(spindle)是由微管组成的，它与染色体的着丝点相连，并牵引染色单体移向两极。
其后，细胞板的形成与生长也有微管的参与。
周质微管决定了纤维素微纤丝在细胞外沉积的走向，在许多不同类型和形状的细胞中，都可见到紧贴质膜之内的微管和紧贴质膜之外的纤维素微纤丝的方向恰好一致，在初生壁、次生壁的沉积过程中，也可见到这一现象。
如用秋水仙素(colchicine)等药物处理后，微管解聚，虽不影响新的纤维素微纤丝的产生，但微纤丝排列的模式发生了变化(详见第八章，第二节)。
(2)保持细胞形状由于微管控制细胞壁的形成，因而它具有保持细胞形态的功能。
植物的精细胞常呈纺缍形，这与微管的排列和细胞长轴方向一致有关。
当用秋水仙素处理破坏微管，精细胞就变成球形。
(3)参与细胞运动与细胞内物质运输如纤毛运动、鞭毛运动以及纺锤体和染色体运动都有微管的参与。
已经在植物细胞中发现与运动有关的几类微管马达蛋白(microtubule motor protein)。
如烟草花粉中的驱动蛋白(kinesin),萱草花粉中的动力蛋白(dynamin)，这些微管马达蛋白都与细胞内的物质运输和细胞器的运动直接相关。
(二)微丝1.微丝的结构微丝(microfilament)比微管细而长，直径为4～6nm。
微丝由收缩蛋白构成(图1-11B)，它类似于肌肉中的肌动蛋白，呈丝状，同时还与肌球蛋白、原肌球蛋白等构成复合物质。
微丝在植物细胞中有着广泛的分布：通常是成束地存在于细胞的周质中，其走向一般平行于细胞长轴；有的疏散成网状，与微管一起形成一个从核膜到质膜的辐射状网络体系；在早前期微管带、纺锤体及成膜体中也有大量微丝存在。