結構生物化學/細胞器/植物細胞
植物是真核生物，具有膜結合細胞器的多細胞生物。與原核細胞不同，真核細胞具有膜結合的細胞核。植物細胞與其他真核細胞的不同之處在於它具有堅硬的細胞壁、中央液泡、胞間連絲和質體。植物細胞參與光合作用，將陽光、水和二氧化碳轉化為葡萄糖、氧氣和水。植物是生產者，為自身（使其成為自養生物）和其他生物提供食物。
這些是植物細胞中的一些共同部分
•細胞壁- 提供 DNA 的光滑層，並防止滲透膨脹。
•細胞（質膜）膜- 它由磷脂脂質雙層（包括面向外部的極性親水頭和麵向內部的疏水尾部）組成，使其成為半透膜，因此能夠選擇性地允許某些離子或分子進出細胞。
•細胞質- 它由細胞器內部和周圍的凝膠狀液體組成。
•細胞骨架- 由微管、中間纖維和微絲組成。它提供細胞的形狀並幫助運輸材料進出細胞。
•高爾基體（體/複合體）- 它是膜結合囊泡被蛋白質和碳水化合物填充的地方。這些囊泡通常會透過分泌離開細胞。
•液泡- 儲存代謝物，降解和迴圈利用大分子。
•線粒體- 負責將儲存在葡萄糖中的能量轉化為 ATP 的細胞呼吸作用。
•核糖體- 包含 RNA 和用於蛋白質合成的蛋白質。一種型別嵌入粗麵內質網，另一種型別將蛋白質直接置於細胞質中。
•粗麵內質網（粗麵內質網）- 被核糖體覆蓋，它儲存、分離和透過細胞運輸物質。它還在池中產生蛋白質，然後這些蛋白質會進入高爾基體或插入細胞膜。
•光面內質網（光面內質網）- 它表面沒有嵌入核糖體。脂類和蛋白質在此處產生和消化。光面內質網從粗麵內質網萌發，以移動新合成的蛋白質和脂類。蛋白質和脂類被運輸到高爾基體（在那裡它們被準備好用於輸出）和膜。
•過氧化物酶體- 參與代謝某些脂肪酸以及產生和降解過氧化氫。
•核膜（核膜）- 內質網的延伸，包裹著細胞核。它的許多間隙允許進出細胞核的交通。
•細胞核 - 它包含以染色體或染色質形式存在的 DNA，並控制蛋白質合成。
•核仁 - 它是核糖體 RNA 合成的場所。
•中心體- 由緻密的中心和放射狀小管組成，它在細胞分裂過程中將微管組織成有絲分裂紡錘體。
•葉綠體- 進行光合作用，從捕獲的光能中產生碳水化合物、氧氣以及內部 ATP 和 NADPH。
•澱粉粒- 暫時儲存光合作用產生的碳水化合物。根據生物體的不同，它可以位於葉綠體內部或外部（如果存在）。
細胞壁是圍繞植物細胞的堅韌、通常是柔韌但相當堅硬的層。它位於細胞膜的外部，為細胞提供結構支撐和保護。細胞壁的主要功能是充當壓力容器，防止水進入植物細胞時過度膨脹。細胞壁中最強的成分是一種稱為纖維素的碳水化合物，它是葡萄糖的聚合物。
細胞壁賦予植物細胞剛性和強度，從而提供針對機械應力的保護。它還使植物能夠構建和保持其形狀。它限制了可能對細胞有毒的大分子進入。它還透過幫助保留水來創造一個穩定的滲透環境，這有助於防止滲透裂解。
雖然細胞壁很堅硬，但它仍然是柔韌的，因此由於其抗拉強度，它會彎曲而不是保持固定形狀。初級植物組織的堅硬性是由於膨壓而不是堅硬的細胞壁造成的。這在枯萎的植物中很明顯，因為莖和葉開始下垂，以及在水流中彎曲的海藻中很明顯。這證明細胞壁確實是柔韌的。健康植物的堅硬性是由於細胞壁結構和膨壓的結合造成的。細胞壁的堅硬性也受到所包含的細胞膨脹的影響。這種膨脹是水被動吸收的結果。
由於存在第二層細胞壁，即更厚的額外纖維素層，細胞堅硬度可以增加。這個額外的層可以形成包含木質素的木質部細胞壁，或包含栓質的軟木細胞壁。這些化合物很堅硬且防水，使次生細胞壁非常堅硬。次生細胞壁存在於樹木的木材和樹皮細胞中。
大多數植物細胞的初級細胞壁是半透膜的，因此允許小分子和蛋白質透過細胞進出。關鍵營養物質，如水和二氧化碳，透過質外體流動從一個細胞壁傳播到另一個細胞壁。
構成初級細胞壁的主要碳水化合物是纖維素、半纖維素和果膠。次生細胞壁包含各種各樣的額外化合物，這些化合物改變了它們的機械效能和滲透性。植物細胞壁還包含許多酶，如水解酶、酯酶、過氧化物酶和轉糖基酶，它們切割、修剪和交聯壁聚合物。碳水化合物、次生化合物和蛋白質的相對組成在植物之間以及在細胞型別和年齡之間有所不同。
在植物細胞壁中可以找到多達三層或層
中層，它是一層富含果膠的層。這是最外層的層，它形成了相鄰植物細胞之間的介面並將它們連線在一起。
初級細胞壁，通常是細胞生長時形成的薄而柔韌的層。
次生細胞壁，它是在細胞完全生長後在初級細胞壁內形成的厚層。它只存在於某些細胞型別中。
液泡本質上是一個封閉的隔室，充滿水，其中包含無機和有機分子，包括各種酶溶液。液泡是由多個膜囊泡融合形成的，實際上只是這些囊泡的更大形式。該細胞器沒有基本形狀或大小，因為它的結構由細胞的需要決定。液泡在植物細胞中的功能包括隔離可能對細胞有害的物質，包含廢物產物，維持細胞內的內壓，維持酸性內部 pH，包含小分子，將不需要的物質從細胞中輸出，並使植物能夠支撐葉片和花朵等結構。液泡還在維持生物體中許多物質和細胞結構的生物合成和降解之間的平衡方面起著重要作用。液泡有助於破壞入侵的細菌或細胞內積聚的錯誤摺疊的蛋白質。它們具有儲存食物的功能，並幫助消化和廢物管理過程。
大多數成熟的植物細胞都有一個大型中央液泡，它佔據了細胞體積的大約 30%。它被一層稱為液泡膜的膜包圍，液泡膜是將液泡內容物與細胞細胞質分離的細胞質膜。它參與調節細胞周圍離子的運動，並隔離可能對細胞有害的物質。
除了儲存之外，中央液泡的主要功能是維持對細胞壁的膨壓。液泡膜中發現的蛋白質透過主動運輸控制水進出液泡的流動，將鉀離子泵入和泵出液泡內部。由於滲透作用，水將流入液泡，對細胞壁施加壓力。如果水分流失量很大，則膨壓會下降，細胞會發生質壁分離。液泡產生的膨壓對於細胞伸長以及支撐植物直立的姿勢是必需的。液泡的另一個功能是將細胞細胞質的所有內容物推向細胞膜，這有助於將葉綠體保持在更接近光線的位置。
胞間連絲是貫穿植物細胞細胞壁的微觀通道，使細胞之間能夠進行物質運輸和資訊交流。胞間連絲使細胞之間能夠直接、受調節地進行物質運輸。胞間連絲有兩種形式：一種是在細胞分裂過程中形成的初生胞間連絲，另一種是在成熟細胞之間形成的次生胞間連絲。當兩個新分裂的植物細胞之間形成新的細胞壁時，一部分內質網被困在中層，最終形成兩個細胞之間的胞質連線。在該部位，細胞壁不再增厚，並在壁上形成稱為凹陷或薄區的區域。凹陷通常在相鄰細胞之間配對。
胞間連絲由三個主要層構成：質膜、胞質套和連絲管。胞間連絲的質膜部分是細胞膜的延伸，其結構類似於細胞的磷脂雙分子層。胞質套是由質膜包圍的充滿液體的空間，是胞質溶膠的延伸。分子和離子透過胞間連絲的運輸就是透過這條通道進行的。較小的分子，如糖和氨基酸，以及離子可以透過胞間連絲透過擴散的方式進行運輸，不需要額外的化學能。蛋白質也可以透過胞質套進行運輸，但其具體的運輸機制尚不清楚。最後，連絲管是壓縮的內質網在相鄰細胞之間形成的管道。有一些分子已知可以穿過該管道，但它不是胞間連絲運輸的主要途徑。
胞間連絲已被證明可以將蛋白質、小干擾RNA、信使RNA和病毒基因組從一個細胞運輸到另一個細胞。可以透過尺寸排阻極限來確定可以透過胞間連絲的分子大小。該極限高度可變，並且會發生主動調節。已經提出了幾種關於透過胞間連絲進行主動運輸的模型。一個觀點是，這種運輸是由定位在連絲管上的蛋白質的相互作用介導的，或者是由伴侶蛋白部分展開蛋白質以使其能夠穿過狹窄通道介導的。
質體是細胞用來製造和儲存重要化學物質的場所。它們通常含有用於光合作用的色素，並且存在的色素型別可以改變或決定細胞的顏色。質體負責光合作用、儲存澱粉等產物以及區分這些產物和其他形式的能力。所有質體都可以追溯到前質體，前質體恰好在植物的生長點區域存在。在植物中，質體可能會根據它們在細胞中需要發揮的功能分化為幾種形式。未分化的質體，即前質體，可以發展成以下型別的質體：
•葉綠體：用於光合作用
•有色體：用於色素合成和儲存
•白色體：用於單萜合成
葉綠體是進行光合作用的細胞器。它們捕獲光能，以ATP的形式儲存自由能，並將NADP還原為NADPH。它們被觀察為扁平的圓盤，通常直徑為2到10微米，厚度為1微米。葉綠體被一個包含內膜和外膜的包膜包裹。這兩層之間是膜間隙。葉綠體內的物質稱為基質，它包含許多小的環狀DNA分子（儘管它通常以分支線性形式存在，例如在玉米中）。在基質內是類囊體的堆疊，它們是光合作用的場所。類囊體排列成稱為基粒的堆疊。類囊體具有扁平的圓盤形狀，並有一個空的空間，稱為類囊體空間或腔。光合作用過程發生在類囊體膜上。嵌入類囊體膜的是天線複合體，它包含光吸收色素，如葉綠素和類胡蘿蔔素，以及結合色素的蛋白質。這些複合體增加了捕獲光能的表面積，並允許捕獲更寬波長範圍的光子。入射光子的能量被色素吸收，並透過共振能量轉移傳遞到複合體的反應中心。從那裡，兩個葉綠素分子被電離，產生一個激發的電子，該電子傳遞到光化學反應中心。
有色體負責色素合成和儲存。它們存在於植物的彩色器官中，例如果實和花瓣，賦予它們獨特的顏色。這總是與類胡蘿蔔素色素積累的大量增加有關。有色體合成並儲存色素，如橙色的胡蘿蔔素、黃色的葉黃素和各種其他紅色色素。有色體最可能的進化作用是作為吸引傳粉動物或透過食用彩色果實來傳播種子的吸引物。它們允許在植物中原本含水的部分積累大量的難溶於水的化合物。在葉綠體中，一些類胡蘿蔔素用作光合作用過程中的輔助色素，在那裡它們的作用是提高葉綠素收集光能的效率。當葉子在秋天變色時，這是由於綠色葉綠素的損失，使得這些已經存在於葉子中的類胡蘿蔔素顯露出來。術語“有色體”用於包括任何具有色素的質體，主要是為了強調與白色體（不含色素的質體）的對比。
白色體缺乏色素，因此它們不是綠色的。它們位於植物的根和非光合組織中。它們可以專門用於大量儲存澱粉、脂類或蛋白質，然後分別被稱為澱粉體、油質體或蛋白體。然而，在許多細胞型別中，白色體沒有主要的儲存功能，而存在於提供廣泛的必需生物合成功能，包括脂肪酸、許多氨基酸和四吡咯化合物（如血紅素）的合成。在根、下胚軸和花瓣的表皮細胞中，已觀察到廣泛的白色體網路相互連線。