เซลล์มีโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ 3 ส่วน คือ ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วย ผนังเซลล์ (cell wall) เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) และสารเคลือบเซลล์ (cell coat) ส่วนไซโทพลาซึม (cytoplasm) ประกอบด้วย ส่วนที่ไม่มีชีวิต (inclusion) และส่วนที่มีชีวิต (organelles) และส่วนนิวเคลียส (nucleus) ประกอบด้วย นิวคลีโอลัส (nucleolus) และนิวคลีโอพลาซึม (nucleoplasm)

หน้าที่ และโครงสร้างพื้นฐานของเซลล์

1. ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ หมายถึง ส่วนที่ห่อหุ้มไซโทพลาซึม และนิวเคลียสไว้ โดยทำให้เซลล์คงรูปร่างอยู่ได้ ส่วนที่ห่อหุ้มเซลล์ ได้แก่

    1.1 ผนังเซลล์ (cell wall)

อยู่นอกสุดของเซลล์พืช เป็นชั้นที่ล้อม ซึ่งเป็นรอยต่อระหว่างผนังเซลล์ของเซลล์สองเซลล์ มักพบได้ในสิ่งมีชีวิตหลากชนิด เช่น เซลล์พืช สาหร่าย แบคทีเรีย และรา ภายในผนังเซลล์จะมี ช่องให้เซลล์ที่อยู่ใกล้เคียงกัน สามารถส่งสารเคมีระหว่างกันได้ ยอมให้น้ำและสารอาหารผ่านได้ ในเซลล์พืชบางชนิดมี ลิกนิน เป็นส่วนประกอบเพื่อเพิ่มความแข็งแรง

ผนังเซลล์ประกอบด้วยชั้นต่างๆ 3 ชั้น คือ ผนังเชื่อมยึดระหว่างเซลล์ (middle lamella) ผนังเซลล์ปฐมภูมิ (primary wall) และผนังเซลล์ทุติยภูมิ(secondary wall) ผนังเซลล์บางแห่งของเซลล์พืชที่ติดต่อกันจะมีช่องว่างทะลุผนังเซลล์ ทำให้ไซโทพลาซึมของเซลล์หนึ่งติดต่อกับไซโทพลาซึมของเซลล์ข้างเคียงได้ ช่องทางนี้เรียกว่า พลาสโมเดสมาตา (plasmodesmata) พบเฉพาะในเซลล์ที่ยังมีชีวิตเท่านั้น

หน้าที่ของผนังเซลล ์คือ

        - ห่อหุ้มของเหลวและออร์แกเนลล์ส่วนใหญ่เอาไว้ 
        - ควบคุมการผ่านเข้าออกของสารต่างๆ จากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์ และภายในเซลล์ออกสู่สิ่งแวดล้อม 
        - เป็นที่ยึดจับของสารโครงร่างเซลล์ (cytoskeletal) ทำให้เซลล์คงรูปอยู่ได้

    1.2 เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane)

มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ เป็นโครงสร้างที่พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ยกเว้นไวรัส เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยสารหลัก 2 ชนิด คือ ฟอสโฟลิพิด (phospholipid) และโปรตีน โดยฟอสโฟลิพิดจะจัดเรียงตัวเป็น 2 ชั้น ซึ่งจะหันส่วนที่ไม่ชอบน้ำ (ส่วนหาง) เข้าหากัน และหันส่วนที่ชอบน้ำ (ส่วนหัว) ออกจากกัน โดยมีโมเลกุลของโปรตีนกระจายตัวแทรกอยู่ระหว่างโมเลกุลของฟอสโฟลิพิด นอกจากนี้ยังมีคอเลสเตอรอล ไกลโคโปรตีน และไกลโคลิพิด เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ด้วย

เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ห่อหุ้มเซลล์ และรักษาสมดุลของสารภายในเซลล์ โดยควบคุมการผ่านเข้าออกของสารระหว่างเซลล์ กับสิ่งแวดล้อมภายนอก ดังนั้น เยื่อหุ้มเซลล์จึงมีคุณสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน (semipermeable membrane)

    1.3 สารเคลือบเซลล์ (cell coat)

เซลล์จะมีสารเคลือบเยื่อหุ้มเซลล์ด้านนอกอีกชั้นหนึ่ง สารเหล่านี้ไซโตพลาสซึมเป็นตัวสร้างขึ้นมา ในเซลล์สัตว์มีสารเคลือบพวกไกลโคโปรตีน (glycoprotein) คือ เป็นสารประกอบของคาร์โบไฮเดรตและโปรตีน สารเคลือบเซลล์ในเซลล์แต่ละชนิดของสัตว์จะต่างกัน แต่สารเคลือบเซลล์ทำหน้าที่อย่างเดียวกัน คือทำให้เซลล์เหล่านั้นรวมกลุ่มกันได้เป็นเนื้อเยื่อ อวัยวะ และระบบอวัยวะมากที่สุด บางครั้งเซลล์อาจผิดปกติ มีการแบ่งตัวเร็วเกินไป เพราะสารเคลือบเซลล์ผิดปกติ จนกลายเป็นมะเร็ง ซึ่งร่างกายควบคุมไม่ได้

2. ไซโทพลาซึม (cytoplasm)

มีลักษณะเป็นของกึ่งเหลว ประกอบด้วยสารที่สำคัญปนอยู่ คือ โปรตีน ไขมัน  คาร์โบไฮเดรต และเกลือแร่ต่างๆ รวมทั้งของเสียที่เกิดขึ้น ไซโทพลาซึมเป็นศูนย์กลางการทำงานของเซลล์ เกี่ยวกับแมแทบอลิซึม ทั้งกระบวนการสร้าง และสลายอินทรียสาร ไซโทพลาซึมประกอบด้วยส่วนที่ไร้ชีวิต (inclusion) เช่น ก้อนไขมัน หยดไขมัน ผลึกสารต่างๆ และส่วนที่มีชีวิต เรียกว่า อวัยวะของเซลล์ (organelle)

ออร์แกเนลล์ที่สำคัญของเซลล์จะลอยอยู่ในไซโทพลาซึม ได้แก่

    2.1 ไรโบโซม (ribosome)

เป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม มีลักษณะกลม ขนาดเล็ก กระจายอยู่ทั่วไปภายในไซโทพลาซึมของเซลล์โพรคาริโอต และเซลล์ยูคาริโอต ประกอบด้วยโปรตีน และกรดไรโบนิวคลีอิก (rRNA) อาจลอยอยู่เป็นอิสระ หรือต่อกันเป็นสาย หรือเกาะกับเยื่อหุ้มของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม และเยื่อหุ้มนิวเคลียส โดยไรโบโซมมีทั้งขนาดเล็ก 70s และขนาดใหญ๋ 80s

หน้าที่ไรโบโซมคือ สังเคราะห์โปรตีนจากกรดอะมิโนสำหรับใช้ภายในเซลล์ (เป็นไรโบโซมที่อยู่เป็นอิสระ และต่อกันเป็นสาย) เช่น เซลล์กล้ามเนื้อ หรือไต และใช้ภายนอกเซลล์ (เป็นไรโบโซมที่เกาะกับเอนโดพลาสมิกเรติคูลัม) เช่น ตับอ่อน เซลล์ของต่อมไร้ท่อ ต่อม ใต้สมอง ต่อมไธรอยด์ ฯลฯ

2.2 ไซโทสเกเลตอน (cytoskeleton)

เป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม เป็นร่างแหค้ำจุนเซลล์ เป็นโปรตีนขนาดเล็กที่มารวมตัวกันเป็นเส้นใย กระจายอยู่ทั่วไซโทพลาซึม ซึ่งมีบทบาทในการเคลื่อนที่ และการรวมตัวของเซลล์ 

ระบบเส้นใยมีหลายชนิด ได้แก่

        - อินเตอร์มีเดียตฟิลาเมนท์ (intermediate filament) มีหน่วยย่อยเป็น โปรตีนหลายชนิด เช่น เคราทิน (keratin) เส้นผ่านศูนย์กลาง 8-12 nm พบเฉพาะในเซลล์ที่รวมตัวกันเป็นเนื้อเยื่อ หรืออยู่รวมกันเป็นกลุ่ม และตรึงเยื่อหุ้มเซลล์ให้อยู่ตัว และยังมีบทบาทในการสื่อสารระหว่างเซลล์ด้วย

        - ไมโครฟิลาเมนท์ (microfilament) มีบทบาทเกี่ยวข้องกับการควบคุมทิศทางการไหลของไซโทพลาสซึม รวมทั้งการเคลื่อนที่แบบอะมีบา และการเกิดเท้าเทียม (pseudopodia) ในเซลล์บางชนิด เส้นผ่านศูนย์กลางราว 7 nm มีหน่วยย่อยเป็นแอกติน (actin) ซึ่งมารวมตัวเป็นเส้นยาวสองเส้นพันเกลียวกัน

        - ไมโครทิวบูล (microtubule) มีหน่วยย่อยเป็นโปรตีนทิวบูลิน (tubulin) จัดตัวกับเป็นเส้นไมโครทิวบูล ซึ่งมีลักษณะเป็นทรงกระบอกเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 nm (ช่องข้างใน=15 nm) ทรงกระบอกอันหนึ่งประกอบด้วยเส้นใยย่อย 13 เส้น ซึ่งจะจัดตัวเป็นเส้นใยระดับสูงขึ้นไปอีกคือ ซิเลีย (cilia) เป็นเส้นใยขนาดสั้น ประกอบด้วยการจัดตัวของไมโครทิวบูลเป็น 9+2 คือ มีไมโครทิวบูลอยู่รอบๆ 9 อัน อยู่ตรงกลาง 2 อัน เป็นโครงสร้างที่ช่วยให้วัตถุต่างๆ เคลื่อนไปบนผิวของเนื้อเยื่อ ได้แก่ แฟลกเจลลา (flagella) เป็นเส้นใยขนาดยาว ช่วยให้เซลล์เคลื่อนที่ไปข้างหน้า ประกอบด้วยการจัดตัวของไมโครทิวบูลเป็น 9+2 เช่นเดียวกับซิเลีย (cilia)

เซนทริโอล (centriole) เป็นไมโครทิวบูลที่จัดตัวแบบ 9+0 คือไม่มีไมโครทิวบูลที่อยู่ตรงกลาง พบเฉพาะในเซลล์สัตว์ มีบทบาทในการแบ่งเซลล์ โดยเป็นจุดเริ่มของการสร้างสายไมโครทิวบูลไปจับกับโครโมโซม เพื่อดึงให้โครโมโซมเคลื่อนที่

    2.3 เซนทริโอล (centriole)

เป็นออร์แกเนลล์ที่ไม่มีเยื่อหุ้ม และอยู่ใกล้นิวเคลียส พบในเซลล์สัตว์และโพรทีสต์บางชนิด มีขนาดเล็ก ใส มีรัศมีแผ่ออกมาโดยรอบ มีรูปร่างคล้ายท่อทรงกระบอก ในแต่ละเซลล์จะมีเซนทริโอล 2 อัน เรียงในลักษณะตั้งฉากกัน ประกอบด้วยหลอดไมโครทิวบูลจัดเรียงตัวแบบ 9+0 หน้าที่ของเซนทริโอลคือ ช่วยในการเคลื่อนที่ของโครโมโซมในขณะที่มีการแบ่งเซลล์ ช่วยในการเคลื่อนที่ของเซลล์บางชนิดโดยเป็นฐานของซิเลีย และแฟลกเจลลา

    2.4 ร่างแหเอนโดพลาซึม (endoplasmic reticulum)

เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น พบทั่วไปในไซโทพลาซึมมีลักษณะเป็นถุงแบนๆ เรียก ซิสเทอร์นา (cisterna) พับไปมาต่อกันอยู่ในลักษณะเป็นร่างแห ทำให้ติดต่อถึงกันหมดแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ

        - เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบผิวขรุขระ (rough endoplasmic reticulum, RER) เพราะมีไรโบโซมเกาะติดอยู่ที่ผิวด้านนอก มีหน้าที่ขนส่งโปรตีนที่สังเคราะห์จากไรโบโซมที่ผิว RER ออกไปนอกเซลล์ ในเซลล์ที่สร้างโปรตีนออกนอกเซลล์ จะมีปริมาณของ RER สูง เช่น ตับอ่อน หรือต่อมน้ำลาย

        - เอนโดพลาสมิกเรติคูลัมแบบเรียบ (smooth endoplasmic reticulum, SER) ไม่มีไรโบโซมเกาะติดอยู่ที่ผิวด้านนอก มีหน้าที่แตกต่างกันตามชนิดของเซลล์ เช่น กำจัดสารพิษ พบมากในเซลล์ตับ สังเคราะห์ไขมันประเภทสเตียรอยด์ ซึ่งเป็นฮอร์โมนหลายชนิด พบมากในเซลล์อัณฑะ รังไข่ ดูดซึมสารอาหารประเภทไขมันในเซลล์เยื่อบุผิวลำไส้เล็ก เก็บสะสมแคลเซียมไอออนที่เกี่ยวข้องกับการหดตัวของกล้ามเนื้อ

2.5 กอลจิ คอมเพล็กซ์ (Golgi complex)

มีชื่อเรียกที่แตกต่างกันหลายอย่าง คือ กอลจิ บอดี (Golgi body) กอลจิ แอพพาราตัส (Golgi apparatus) ดิกไทโอโซม (dictyosome) เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น มีรูปร่างเป็นลักษณะคล้ายชาม ซึ่งเรียกว่า ซิสเทอร์นา (cisterna หรือ flattened sac) เป็นถุงแบนๆ หรือเป็นท่อเรียงซ้อนกันเป็นชั้นๆ มีจำนวนไม่แน่นอน มีประมาณ 5-10 ชั้น มักพบ 2-8 อัน ตรงปลายของถุงมักโป่งออก ถุงเหล่านี้มีผนัง 2 ชั้น หรือยูนิตเมมเบรนเหมือนๆ กับเยื่อหุ้มนิวเคลียส และเยื่อหุ้มเซลล์ และมีโครงสร้างคล้าย SER ภายในถุงมีของเหลวบรรจุอยู่

โดยทั่วไป จะพบในเซลล์สัตว์มีกระดูกสันหลัง มากกว่าสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง รูปร่างของกอลจิ บอดี จะเปลี่ยนอยู่เสมอ เป็นเพราะบางส่วนเจริญเติบโต บางส่วนจะหด และหายไป มีหน้าที่เก็บสะสมสารที่เซลล์สร้างขึ้น ก่อนที่จะปล่อยออกนอกเซลล์ ซึ่งสารส่วนใหญ่เป็นสารโปรตีน มีการจัดเรียงตัว หรือจัดสภาพใหม่ ให้เหมาะกับสภาพของการใช้งาน

กอลจิ บอดี เกี่ยวข้องกับการสร้างอะโครโซม (acrosome) ซึ่งอยู่ที่ส่วนหัวของสเปิร์ม โดยทำหน้าที่เจาะไข่เมื่อเกิดปฏิสนธิ ในอะโครโซมจะมีน้ำย่อย ช่วยสลายเยื่อหุ้มเซลล์ไข่เกี่ยวข้องกับ การสร้างนีมาโทซิส (nematocyst) ของไฮดรา ทำหน้าที่เกี่ยวกับการสร้างเมือกทั้งในพืช และสัตว์

ในพืช กอลจิ บอดี ทำหน้าที่สร้างเมือกบริเวณหมวกราก (root cap) เพื่อให้รากชอนไชในดิน ได้สะดวกยิ่งขึ้น ส่วนในสัตว์ เนื้อเยื่อบุผนัง ลำไส้ เยื่อบุกระเพาะอาหาร สร้างเยื่อเมือกฉาบบริเวณผิว เพื่อป้องกันการย่อยของเอนไซม์ในกระเพาะอาหาร และลำไส้สร้างขึ้นออกทางเยื่อหุ้มเซลล์ในพืช ทำหน้าที่เกี่ยวกับการสร้างผนังเซลล์ขึ้นมาใหม่ ในช่วงปลายของการแบ่งเซลล์ เมื่อจะสร้างเซลล์เพลท (cell plate) กอลจิ บอดี จะมารวมกัน และสร้างถุงเล็กๆ มากมาย

    2.6 แวคิวโอล (vacuole)

เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น มีลักษณะเป็นถุงมีเยื่อหุ้มชั้นเดียวยืดหยุ่นสูง ภายในแวคิวโอลจะมีของเหลวบรรจุอยู่ เซลล์พืชส่วนใหญ่จะมีแวคิวโอลขนาดใหญ่อยู่ 1 อัน เซลล์สัตว์บางชนิดจะมีแวคิวโอล แต่บางชนิดก็ไม่มีแวคิวโอล

แวคิวโอลแบ่งเป็น 3 ชนิดทำหน้าที่แตกต่างกัน ดังนี้

        - sap vacuole ส่วนประกอบที่อยู่ภายในเป็นก๊าซ เกลือ กรดอินทรีย์ น้ำตาล โปรตีน และรงควัตถุบางชนิด
        - contractile vacuole เป็นแวคิวโอลชนิดหดตัวได้ พบในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจำพวกโพรโตซัวน้ำจืด ทำหน้าที่ขับน้ำที่มากเกินพอและของเสียบางอย่างออกจากเซลล์
        - food vacuole เกิดจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว หรือบางชนิดนำอาหารเข้าสู่ภายในเซลล์ และย่อยอาหารภายในเซลล์ เช่น โพรโตซัว ไฮดรา

2.7 ไลโซโซม (lysosome)

เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น มีลักษณะเป็นถุงกลมขนาดเล็กมี เยื่อหุ้มชั้นเดียวกระจายอยู่ทั่วไปในเซลล์ พบแต่ในสัตว์และโพรติสต์บางชนิด มีหน้าที่เป็นถุงเก็บเอนไซม์ ซึ่งสามารถย่อยสารได้หลายชนิด เช่น

        - ย่อยเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอม เช่น ไลโซโซมในเซลล์เม็ดเลือดขาว
        - ย่อยสลายเซลล์ตัวเอง เรียกว่า ออโตไลซิส (autolysis) เช่น เซลล์ที่หางลูกอ๊อดขณะเจริญไปเป็นกบ 
        - ย่อยสลายสารภายในเซลล์

2.8 เพอรอกซิโซม (peroxisome) หรือไมโครบอดี (microbodies)

เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 1 ชั้น มีขนาดเล็ก รูปร่างคล้ายไลโซโซม แต่สามารถแบ่งตัวได้เอง คล้ายกับไมโทคอนเดรีย และคลอโรพลาสต์ ภายในประกอบด้วยเอนไซม์หลายชนิด ที่มีหน้าที่สำคัญในกระบวนการแมแทบอลิซึมของกรดไขมัน เพอรอกซิโซมจะหลั่งเอนไซม์ชื่อ แคแทเลส (catalase) มาย่อยไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ (hydrogen peroxide) ซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์ ให้กลายเป็นโมเลกุลน้ำ

ในพืช เพอรอกซิโซมมีบทบาทสำคัญคือ เปลี่ยนกรดไขมันที่สะสมอยู่ในเมล็ดพืช ให้เป็นคาร์โบไฮเดรตสำหรับใช้เป็นแหล่งพลังงานในการงอกของเมล็ด โดยผ่านวัฏจักรไกลออกซิเลท (glyoxylate cycle) เป็นโครงสร้างที่เล็กกว่าไลโซโซม และมีจำนวนน้อย มักพบมากในตับและไต ข้างในบรรจุเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ไฮโดรเจน เพอร์ออกไซด์ (hydrogen peroxide) และประมาณ 40% เป็นเอนไซม์คะตะเลส (catalase)

2.9 ไมโทคอนเดรีย (mitochondria)

เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น มีลักษณะแท่งยาวรีขนาดเล็กมาก ต้องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน โครงสร้างของไมโทคอนเดรียในแต่ละเซลล์ จะมีไมโทคอนเดรียไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับหน้าที่ของเซลล์ ประกอบด้วย 2 ส่วนคือ

        - ชั้นนอก (outer membrane) ทำหน้าที่เป็นเยื่อเลือกผ่าน 
        - ชั้นใน (inner membrane) มีบางส่วนยื่นเข้าไปด้านในพับซ้อนไปมาเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว เรียกว่า คริสตี (cristae) 

ภายในไมโทคอนเดรียมีของเหลวใส เรียกว่า เมทริกซ์ (matrix) ภายในไมโทคอนเดรียสามารถพบ DNA ได้เช่นเดียวกับในนิวเคลียส และคลอโรพลาสต์ มีการสันนิษฐานว่าไมโทคอนเดรียนั้นมีวิวัฒนาการร่วมกันกับเซลล์ยูคาริโอตมานานแล้ว โดยเริ่มแรกนั้น เซลล์สิ่งมีชีวิตชั้นสูงอาจไปกินเซลล์ที่มีขนาดเล็กกว่าเข้าไป

ไมโทคอนเดรียมีหน้าที่สร้างพลังงานให้แก่เซลล์ (ส่วนใหญ่อยู่ในรูป ATP) นำไปใช้ทำกิจกรรมต่างๆ ในเซลล์กล้ามเนื้อ เซลล์สมอง เซลล์ตับ เซลล์ไต เซลล์อสุจิ และเซลล์อื่นๆ ที่เคลื่อนไหวตลอดเวลาจะมีไมโทคอนเดรียเป็นจำนวนมาก

2.10 คลอโรพลาสต์ (chloroplast)

เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ภายในมีของเหลวเรียกว่า สโตรมา (stroma) มีเอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ ในการสังเคราะห์ด้วยแสง นอกจากนี้ ด้านในของคลอโรพลาสต์ยังมีเยื่อไทลาคอยด์ (thylakoid membrane) ส่วนที่พับทับซ้อนไปมาเรียกว่า กรานุม (granum) และส่วนที่ไม่ทับซ้อนกันอยู่เรียกว่า สโตรมาลาเมลลา (stroma lamella) สารสีทั้งหมด และคลอโรฟิลล์ จะอยู่บนเยื่อไทลาคอยด์ มีช่องเรียกลูเมน (lumen) ซึ่งมีของเหลวอยู่ภายใน

นอกจากนี้ ภายในคลอโรพลาสต์ยังมี DNA RNA และไรโบโซมอยู่ด้วย ทำให้คลอโรพลาสต์สามารถจำลองตัวเองขึ้นมาใหม่ และผลิตเอนไซม์ไว้ใช้ในคลอโรพลาสต์ (chloroplast) ซึ่งเป็นออร์แกแนลที่พบในพืช เป็นพลาสติด (plastid) ที่มีสีเขียว พบเฉพาะในเซลล์พืช และสาหร่ายเกือบทุกชนิด

พลาสติดมีเยื่อหุ้มสองชั้น ภายในโครงสร้างพลาสติดจะมีเม็ดสี หรือรงควัตถุบรรจุอยู่ ถ้ามีเม็ดสีคลอโรฟิลล์ (chlorophyll) เรียกว่า คลอโรพลาสต์ ถ้ามีเม็ดสีชนิดอื่นๆ เช่น แคโรทีนอยด์ เรียกว่า โครโมพลาส (chromoplast) พลาสติดไม่มีเม็ดสี เรียกว่า ลิวโคพลาสต์ (leucoplast) ทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บสะสมโปรตีน หรือเก็บสะสมแป้ง

เยื่อไทลาคอยด์ (thylakoid membrane) เป็นที่อยู่ของคลอโรฟิลล์ รงควัตถุอื่นๆ และพวกเอนไซม์ ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสงแบบที่ต้องใช้แสง (light reaction) บรรจุอยู่ หน้าที่สำคัญของคลอโรพลาสคือ การสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) โดยแสงสีแดง และแสงสีน้ำเงิน เหมาะสมต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงมากที่สุด

หน้าที่หลักของคลอโรพลาสต์คือ การสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) ซึ่งหมายถึงการสังเคราะห์อาหารในรูปน้ำตาล จากการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ (fix carbon dioxide) โดยแบ่งปฏิกิริยาออกเป็น 2 ปฏิกิริยาย่อย 

        - light reaction เป็นปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูง ด้วยการใช้แสงไปกระตุ้นให้อิเล็กตรอนจากคลอโรฟิลล์ซึ่งได้จากน้ำ และได้ผลิตภัณฑ์เป็นออกซิเจนขึ้น อิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงนี้ จะมีการขนส่งอิเล็กตรอนไปยังตัวรับอิเล็กตรอนเป็นลูกโซ่ โดยบริเวณที่ใช้ในการขนส่งอิเล็กตรอนนั้น เกิดขึ้นที่บริเวณเยื่อไทลาคอยด์ และขณะเดียวกันจะมีการขับเคลื่อนโปรตอนผ่าน thylakoid membrane และทำให้เกิดการสังเคราะห์ ATP ขึ้นที่บริเวณ stroma ในขั้นตอนสุดท้ายของการขนส่งอิเล็กตรอนนั้น จะส่งอิเล็กตรอนให้ NADP+ พร้อมกับการเติม H+ ทำให้ได้ NADPH ซึ่งเป็นสารที่มี reducing power สูง เพื่อนำไปใช้ในปฏิกิริยาถัดไปเช่นเดียวกับ ATP โดยสรุปนั้นในปฏิกิริยานี้ เป็นปฏิกิริยาที่ใช้พลังงานจากแสงโดยตรง และได้ผลิตภัณฑ์เป็น ATP, NADPH และ O2

        - carbon dioxide fixation เป็นการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์โดยมีเอนไซม์สำคัญคือ Rubisco ที่ต้องใช้พลังงานจาก ATP และ NADPH จากปฏิกิริยาแรก เพื่อให้ได้สารที่อยู่ในรูปน้ำตาล หรือกรดไขมัน หรือกรดอะมิโน เพื่อนำไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ ของพืชต่อไป และมีบริเวณที่เกิดปฏิกิริยาอยู่ที่ stroma ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาที่ใช้พลังงานจากแสงในทางอ้อม การเกิดปฏิกิริยาย่อยของการสังเคราะห์ด้วยแสงนั้น มีกลไกในการควบคุมที่ค่อนข้างซับซ้อน โดยพบว่าเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์หลายตัวนั้น ไม่สามารถทำการเร่งปฏิกิริยาได้ในภาวะที่ไม่มีแสง และสามารถกลับมาทำงานเร่งปฏิกิริยาได้อีกครั้งหนึ่งเมื่อมีแสง

3. นิวเคลียส (nucleus)

เป็นแหล่งสะสมพลังงานของเซลล์ทั้งหมด นิวเคลียสสามารถควบคุมกิจกรรมต่างๆ ของเซลล์ได้ทั้งหมด โดยการทำงานของนิวเคลียสจะมีความสัมพันธ์กับออร์แกเนลล์ต่างๆ

นิวเคลียสมีโครงสร้างดังนี้

    3.1 เยื่อหุ้มนิวเคลียส (nuclear membrane) มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ สองชั้น ล้อมรอบบนเยื่อดังกล่าว มีรูเล็กๆ ที่กระจายอยู่ทั่วไป เรียกว่า nuclear pore เพื่อใช้เป็นที่แลกเปลี่ยนสารระหว่างนิวเคลียสกับไซโทพลาซึม มีสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน เยื่อชั้นนอกมีไรโบโซมเกาะติดอยู่เพื่อสังเคราะห์โปรตีนไว้ใช้ในนิวเคลียส

    3.2 นิวคลีโอพลาซึม (nucleoplasm) หรือคาริโอลิมพ์ (karyolymph) มีลักษณะคล้ายไซโทพลาซึม อยู่ระหว่างเยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัส ประกอบด้วย

        - นิวคลีโอลัส (nucleolus) เป็นก้อนทึบๆ อยู่ในนิวเคลียส อาจมีได้ 1 อันหรือมากกว่า ไม่มีเยื่อหุ้ม เป็นแหล่งที่มีการสังเคราะห์ไรโบโซม
        - โครมาติน (chromatin) เป็นเส้นใยเล็กๆ พันเกี่ยวเป็นร่างแห แต่ละเส้นใยจะประกอบด้วยโปรตีน และสารพันธุกรรมเป็น DNA เป็นองค์ประกอบ เมื่อมีการแบ่งเซลล์ โครมาตินจะขดตัวโดยการบิดเป็นเกลียวสั้นลงและหนาขึ้น มองเห็นได้ชัดเจนภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เรียกว่า โครโมโซม (chromosome) 

เรียบเรียงโดย : พัดชา วิจิตรวงศ์