Question

高等植物细胞有哪些主要细胞器?这些细胞器的组成和结构特点与生物学功能有何联系?

Answer 1

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植物细胞器小结
细胞器是细胞质的基质中具有一定形态和功能，并有被膜的结构。
细胞器分为：线粒体；质体（叶绿体、有色体、白色体）；内质网；高尔基体；核糖体；溶酶体；微体；液泡；细胞骨架。
线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。又称”动力车间”.
叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
内质网是蛋白质合成和加工的场所。
高尔基体对来自内质网的蛋白质加工，分类和包装的场所。
核糖体是生产蛋白质的场所。
溶酶体分解衰老，损伤的细胞器，吞噬并杀死入侵的病毒或细菌。
液泡是调节细胞内的环境，是植物细胞保持坚挺。含有色素。

内质网（endoplasmic reticulum）
一般真核细胞中都有内质网，只有少数高度分化真核细胞，如人的红细胞以及原核细胞中没有内质网。在电镜下可以看到内质网是一种复杂的内膜结构，它是由单层膜围成的扁平囊状的腔或管，这些管腔彼此之间以及与核被膜之间是相连通的。内质网按功能分为糙面内质网(rough ER)和光面内质网(smooth ER)两类。糙面内质网上所附着的颗粒是核糖体，它是蛋白质合成的场所。因此糙面内质网最主要的功能是合成分泌性蛋白质，膜蛋白以及内质网和溶酶体中的蛋白质。所合成蛋白质的糖基化修饰及其折叠与装配也都发生在内质网中。其次是参与制造更多的膜。 光面内质网上没有核糖体，但是在膜上却镶嵌着许多具有活性的酶。光面内质网最主要的功能是合成脂类，包括脂肪、磷脂和甾醇等。
核糖体(ribosome)
核糖体是蛋白质合成的场所，它是由rRNA和蛋白质构成的，蛋白质在表面，rRNA在内部，并以共价键结合。核糖体是多种酶的集合体，有多个活性中心共同承担蛋白质合成功能。而每个活性中心又都是由一组特殊的蛋白质构成，每种酶或蛋白也只有在整体结构中才具有催化活性。
每一细胞内核糖体的数目可达数百万个，游离核糖体合成细胞质留存的蛋白质，如膜中的结构蛋白；而附在内质网上的核糖体合成向细胞外分泌的蛋白质，合成后向S-ER输送，形成分泌泡，输送到高尔基体，由高尔基体加工、排放。
高尔基体(Golgi apparatus)
由一系列扁平小囊和小泡所组成，分泌旺盛的细胞，较发达。在电镜下得到确认的高尔基体是由单层膜围成的扁平囊和小泡，成堆的囊并不像内质网那样相互连接。在一个细胞中高尔基体只有少数几堆，至多不过上百。
（1）是细胞分泌物的最后加工和包装的场所，分泌泡通过外排作用排出细胞外
（2）能合成多糖，如粘液，植物细胞的各种细胞外多糖。
溶酶体(lysosomes)
溶酶体是由单层膜包裹的小泡，数目可多可少，大小也不等，含有60多种能够水解多糖，磷脂，核酸和蛋白质的酸性酶，这些酶有的是水溶性的，有的则结合在膜上。溶酶体的pH为5左右，是其中酶促反应的最适pH。 根据溶酶体处于，完成其生理功能的不同阶段，大致可分为：初级溶酶体，次级溶酶体和残余小体。 溶酶体的功能有二：一是与食物泡融合，将细胞吞噬进的食物或致病菌等大颗粒物质消化成生物大分子，残渣通过外排作用排出细胞；二是在细胞分化过程中，某些衰老细胞器和生物大分子等陷入溶酶体内并被消化掉，这是机体自身重新组织的需要。
线粒体(mitochondria)
线粒体具有双层膜结构，外膜是平滑而连续的界膜；内膜反复延伸折入内部空间，形成嵴。内外膜不相通，形成膜腔。光镜下，线粒体成颗粒状或短杆状。线粒体是细胞内产生ATP的重要部位，是细胞内动力工厂或能量转换器。线粒体具有半自主性，腔内有成环状的DNA分子和核糖体，它们都能自行分化，但是部分蛋白质还要在胞质内合成。
叶绿体(chloroplas)
高等植物叶绿体外行如凸透镜，具有双层膜结构，两膜间没有联系。在叶绿体内部存在复杂的层膜结构，它悬浮于基质中，这些层膜又叫类囊体(thylakoids)，与叶绿体内膜可能无联系。类囊体也是双层膜结构，呈扁盘状。类囊体通常是几十个垛叠在一起而成为基粒（grana），类囊体膜上有光合作用的色素和电子传递系统。
在绿色植物和藻类中普遍存在的叶绿体是光合作用场所。同时叶绿体也有自己特有的双链环状DNA，核糖体和进行蛋白质生物合成的酶，能合成出一部分自己所必需的蛋白质，因此叶绿体内共生起源假说为许多人所认可。
微体（microbodies）
含有酶的单层膜囊泡状小体,与溶酶体功能相似，但所含的酶不同于溶酶体。微体在短时间内帮助多种物质转换成别的物质。
过氧化物酶体(peroxisomes)是存在于动植物细胞的一种微体，其中所含的一些酶可将脂肪酸氧化分解，产生过氧化氢。
乙醛酸循环体(glyoxisome)存在与富含脂类的植物细胞中，其中一些酶能将脂肪酸核油转换成酶，以供植物早期生长需求。
液泡(vacuole)
在成熟的活的植物细胞中经常都有一个或数个大的充满液体的中央液泡，是在细胞生长和发育过程中由小的液泡融合而成的，是单层膜包围的充满水液的泡。液泡中含有无机盐、氨基酸、糖类以及各种色素等代谢物，甚至还含有有毒化合物，并处于高渗状态，使细胞处于吸涨饱满的状态。
细胞骨架（cytoskeleton）
在真核细胞的细胞质中普遍存在由蛋白质纤维组成的三维网架结构—细胞质骨架，蛋白质纤维包括有微管，微丝和中间纤维三种，它们通过通过磷酸化和去磷酸化而具有自装配和去装配功能，这也是信息传递过程。细胞质中各种细胞器，酶和很多蛋白质都是固定在细胞质骨架上，使之有条不紊地执行各自的功能。
细胞质骨架网络系统对于细胞形态构建，细胞运动，物质运输，能量转换，信息传递，细胞分化和细胞转化等起着重要的作用。
微丝(microfilaments)
微丝（肌动蛋白纤维）是指真核细胞中由肌动蛋白组成的骨架纤维。微丝的功能：肌肉收缩，微绒毛，应变纤维，胞质环流和阿米巴运动，胞质分裂环。
微管(microtuble)
微管由α，β两种类型的微管蛋白亚基组成，两种蛋白形成微管蛋白二聚体，是微管装配的基本单位。微管是由微管蛋白二聚体组成的长管状细胞器结构，微管壁由13个原纤维排列组成，微管可装配成单管，二联管（纤毛和鞭毛中），三联管（中心粒和基体中）。微管的功能：维持细胞形态，细胞内运输，鞭毛运动和纤毛运动，纺锤体和染色体运动，基粒与中心粒。
中间纤维(Intermediate filaments)
中间纤维蛋白合成后基本上都装配成中间纤维，游离的单体很少。在一定生理条件下，在植物细胞中也存在类似中间纤维结构。中间纤维按其组织来源和免疫原性可分为6类：角蛋白纤维，波形纤维，结蛋白纤维，神经纤维，神经胶质纤维和核纤层蛋白。 中间纤维与微管关系密切，可能对微管装配和稳定有作用。此外，中间纤维从核纤层通过细胞质延伸，它不仅对细胞刚性有支持作用和对产生运动的结构有协调作用，而且更重要的是中间纤维与细胞分化，细胞内信息传递，核内基因传递，核内基因表达等重要生命活动过程有关。
鞭毛、纤毛和中心粒
（flagellum, cilium, centrioles）
细胞表面的附属物，功能是运动。鞭毛和纤毛的基本结构相同，主要区别在于长度和数量。鞭毛长但少，纤毛短，常覆盖细胞全部表面，两者的基本结构都是微管。基部与埋藏在细胞质中的基粒（9（3）+0）相连。中心粒，结构与基粒相似，埋藏在中心体中，许多微管都发自这里。
胞质溶胶（cytosol）
细胞质中除细胞器以外的液体部分。富含蛋白质，占细胞内的25～50%；含有多种酶，是细胞代谢活动的场所；还有各种细胞内含物，如肝糖原、脂肪细胞的脂肪滴、色素粒等。