词条 | 细胞 | |||||||||||||||||||||
类别 | 中文百科知识 | |||||||||||||||||||||
释义 | 细胞xibao原核生物和真核生物的结构和功能的基本单位。除病毒外,一切生物均由细胞构成,根据细胞内核结构分化程度的不同,细胞可以分为原核细胞和真核细胞两大类型。化石研究表明,大约在35亿年前地球就已出现了原核细胞,大约在12~14亿年前才出现真核细胞。关于真核细胞的起源,主要有两种假说:一是“内共生假说”,认为真核细胞的各部分别起源于几种共生的原核细胞,需氧细菌穿入异养厌氧的原核生物变为线粒体,蓝藻穿入变成叶绿体,螺旋体穿入变成鞭毛和纤毛等;一是“质膜内褶假说”,认为古原核生物随着体积增大,质膜发生内褶而形成内质网等细胞器,以及核膜造成细胞核等;同时,DNA复制成许多拷贝,质膜围绕着DNA发生内褶,最后形成有双层膜的细胞器,如线粒体、叶绿体等。细胞的形状和大小随生物的种类而不同,即使同一生物不同部位细胞的形态也不相同。单独存在的游离细胞常呈球形或近似球形,但由于细胞表面张力或原生质粘度及其不均匀性,细胞的外形有时也会发生变化。构成组织的细胞受相邻细胞之间机械力和方向性的制约,往往呈现出不同的形态。一般说来,细胞形态与其生理功能密切相关。不同种类的细胞大小悬殊,细菌细胞一般直径为0.5~1.5微米,长1~5微米,种子植物的幼嫩细胞直径约为5~25微米,成熟细胞直径均为15~65微米。高等动物的组织细胞通常比植物细胞小,但卵细胞一般都较大,有的神经细胞的突起可长达1米以上。最小的细胞为支原体细胞,直径只有0.1微米。单细胞生物由一个细胞组成。多细胞生物体的细胞数目差别很大。人出生时约有1014即百万亿个细胞;成人约有1014×16即1600万亿个细胞,近百种类型。尽管生物细胞类型多样,却具有大致相同的基本结构,真核细胞的亚显微结构可分为表面结构和内部结构两大部分。表面结构包括细胞膜和膜外物质层,如植物细胞的细胞壁和某些动物细胞的细胞外被;内部结构包括细胞核和细胞质。细胞核由核膜、核质、核仁和染色质组成。细胞质中未分化的半透明胶态溶液称为基质;具有特殊功能的各种微细结构称为细胞器,如线粒体、质体、内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、中心体、微管、微丝,以及鞭毛和纤毛等;细胞质内常含有许多代谢产物形成的颗粒,如淀粉粒、糊粉粒、脂肪滴、糖原粒等,统称后成质。细胞是生命活动的单位,一些生命活动的基本过程,如物质代谢、能量转换、运动、发育、繁殖和遗传等,都是以细胞为结构基础来实现的。 细胞xibao参见植物学“细胞”条。 细胞cell生物有机体结构和功能的基本单位。分为原核细胞与真核细胞。单细胞生物既是一个细胞,又是一个完整的生物体,具有代谢、激应性、生长、发育、繁殖、遗传和变异等全部生命属性。多细胞生物的细胞在结构与功能上出现不同程度的分化,生物愈高等,分化愈精细,相互协调的机理也愈臻完善。但其单个细胞,通常不能单独实现完整的生命过程,因而不能独立生活和延绵后代。病毒与类病毒既非真核细胞,亦不属原核细胞,有人称之为非细胞形态的结构。 图 1 几种原核细胞结构模式图 枝原体在20世纪30年代才确认其存在,是能独立生活的生物体中体积最小者,过去将这群微生物看作类胸膜肺炎有机体(PPLO)。枝原体形状多样,细胞结构简单,具有脂蛋白质膜,无细胞壁,双股螺旋DNA分子可能为环状,裸露,呈弥散分布,细胞质中含有核糖体、核糖核酸,以及与DNA复制、蛋白质合成和将葡萄糖裂解以获取能量有关的酶类,因而能独立生活和复制自身。 细菌细胞的质膜外有厚约10~100nm的细胞壁,其结构和化学组成与真核细胞的细胞壁不同,且不同种类的细菌间也存在若干差别。有些细菌细胞壁的外侧还包有粘液层或荚膜,有些具有鞭毛或菌毛,其鞭毛的结构和化学组成均与真核细胞的不同,菌毛是一些由蛋白质组成的细小突起(见细菌鞭毛)。双股螺旋DNA分子呈环状,常附着在质膜或间体上,或不规则地折叠成团块状,称拟核。DNA分子不与蛋白质结合组成核蛋白,拟核外面也不具核被膜,在最适宜的生长条件下,DNA分子可能存在2~4个复本,拟核也可能有多个。质膜可凹陷形成复杂程度不一的间体,其上含有琥珀酸脱氢酶和细胞色素类物质,与能量代谢有关,故亦称拟线粒体。有些种类产生腺苷三磷酸所需的酶类及其他化合物直接附着在质膜上。细菌进行无丝分裂时,间体还能起固定复制中的DNA分子、使复制出的DNA分别进入两个子细胞的作用。在光合细菌中,质膜内折形成载色体囊泡,称拟类囊体,其中含有细菌叶绿素和类胡萝卜素,是进行光合作用的场所。细菌核糖体的体积较小,其结构与真核细胞的相似,可游离存在,亦可附着在质膜的内侧面,行使附着核糖体的蛋白质合成功能。细菌细胞质内还含有多种酶、糖原颗粒,蛋白质颗粒和脂滴,有时还有泛泡和与固定CO2有关的多面体等。细菌细胞通常以一分为二的无丝分裂方式增殖,有些种类在不良环境中则能形成内生孢子。 蓝藻,亦称为蓝细菌。细胞结构类似细菌,但细胞壁成分更接近真核细胞,其中含有纤维素和果胶质。细胞壁外面包有胶质外鞘,无鞭毛或菌毛。类囊体非常发达,常以膜层形式在细胞周边排成平行的同心环,其上含有叶绿素a和类胡萝卜素,以及藻青蛋白和藻红蛋白等,后三者均属起辅助作用的光合色素。其光合作用机理虽与光合细菌有许多相似之处,但常产生氧作为光合作用的副产品,而光合细菌则否。蓝藻细胞质中气泡非常显著,呈圆筒状; 气泡膜厚度可达2nm,由蛋白质组成。气泡膜不同于典型的单位膜,可容许多种气体自由通过,从而为细胞提供浮力,有利于调节其漂浮在水中的深度,以选择最适宜的生活环境。气泡亦可通过对光线的散射,使细胞避免受强光的损害。在不良环境条件下,蓝藻不仅能形成内生孢子,还可形成厚垣孢子。 图 2 动物细胞结构模式图
真核细胞 体积远比原核细胞大,不仅能以单细胞生物存在,还可通过细胞的特化,组成形形色色的多细胞生物体以适应各种生活环境(图2、图3)。 图 3 植物细胞结构模式图
真核细胞由细胞膜、细胞核和细胞质组成。细胞膜外面包有细胞衣或细胞壁,有时还有纤毛或鞭毛,在多细胞动物体中则可参与形成各种细胞连接。细胞核轮廓完整,具有核被膜,内含核基质、核仁以及DNA与蛋白质结合而形成的染色质。细胞质中除含有细胞质基质和若干内含物外,还具有复杂的内膜系统(包括内质网、高尔基复合体、液泡、溶酶体、微体和圆球体等,核膜也应纳入内膜系统)、线粒体、质体、微管、微丝、核糖体和中心体等。 植物细胞的体积一般都比较大,质膜外面有主要由纤维素组成的细胞壁,植物细胞所特有的细胞器为质体,其中叶绿体是进行光合作用的场所。成熟的植物细胞常含有巨大的中央液泡,在贮存营养物质和代谢产物以及调节细胞的生理功能方面可起重要作用。此外,胞间连丝是植物细胞特有的一种细胞连接,可使原生质体相互沟通,有利于物质转移、刺激传导和细胞质流通。在人工条件下,高等植物细胞具有发育成完整植株的潜在全能性。因而人们有可能应用单细胞培养、体细胞融合以及核酸分子导入等技术开辟改造植物的新途径。 真核细胞与原核细胞的区别表现在各个方面(见表),真核细胞可以概括为细胞结构的区域化,即出现复杂的内膜系统和高度分化的细胞器,这些都有利于提高代谢效率和保证遗传物质的稳定性。 真核细胞与原核细胞的主要区别
非细胞形态的结构 病毒与类病毒属之。病毒发现于19世纪末,其体积远比一般细菌小,最小者直径仅18nm。结构比枝原体简单,由双股或单股的去氧核糖核酸或者核糖核酸和包在核酸外面的一层蛋白质衣壳组成,具囊膜或不具囊膜。不能自由生活,必须寄生在细菌、植物细胞或动物细胞内。病毒的增殖不是通过分裂,而是在寄主细胞内分别合成核酸芯和蛋白质外壳,然后组装成新的病毒颗粒。病毒一旦离开寄主细胞就不表现生物特性,通过一定方法甚至可以提纯和结晶,表现出类似大分子化学物质的特性。类病毒体积更小,约为已知病毒的1/80; 结构更为简单,由小分子核酸(分子量为75 000~85 000)组成,外无蛋白质衣壳; 主要存在于寄主细胞核中。 细胞人体是由无数细胞和细胞之间的物质(细胞间质)所组成。细胞是人体结构和功能的基本单位,它不断地进行新陈代谢,并在新陈代谢基础上表现出细胞的生命现象,即生长、发育、繁殖、衰老、死亡等。细胞很小,要在显微镜下放大后才能看清楚。它们由细胞膜、细胞质和细胞核所组成。人体各部分的细胞,形状是多种多样的(见图1.1-1),一般与其所执行的功能以及所处的环境相适应。所有的细胞都是整个人体的一部分,它们的活动受机体的神经系统和内分泌腺的调节。 图1.1-1 细胞结构图 细胞xibao人体结构与功能的基本单位。整个机体约有75万亿个细胞,其形态因功能、发育阶段及所处环境不同而有差异(见下页图1)。如游离在血浆中的红细胞多为圆形; 上皮组织因覆盖于体表或衬在体内各种管、腔、囊的内表面多为扁平、立方和柱状;具有传导功能的神经细胞常具有多分支的突起; 而具有收缩功能的肌细胞则为圆柱形或长梭形。细胞的大小不一,如人的卵细胞直径可达150微米,红细胞则为7.5微米,人体内某些神经的突起(即神经纤维)可长达1米以上。细胞的基本功能是新陈代谢、生长和发育、繁殖及对环境的适应等。 图1 各种类型的细胞模式图 图2 人体细胞模式图 细胞见“生物学一般”中的“细胞”。 细胞构成生物体的基本结构和功能单位。分真核细胞和原核细胞两类。前者由细胞核、细胞质和细胞膜组成。细胞质中还包含有许多细胞器。植物细胞的外围有细胞壁;后者无明显的细胞核构造。细胞一般须用显微镜才能观察到,但大型的卵细胞多肉眼可见。细胞以分裂方式繁殖。在多细胞生物中,其形状差异极大。 细胞指构成机体的最基本结构和功能单位,是生命进化的产物。细胞的形态与其所处的部位和功能是相统一的。例如,分布在器官表面的细胞多呈扁平形、立方形、柱状、杆状或环状,一般具有保护、分泌、吸收和感受刺激等功能;分布在器官内部的细胞多呈网状、蜘蛛状、椭圆形或球形,一般具有支持、联络、防御、修复、营养和运输等功能;分布在管腔、肌肉、心脏的肌细胞(平滑肌、骨骼肌、心肌) 细胞cell生物体形态结构和生命活动的基本单位。是由细胞膜包围、含有核(或拟核)的原生质团。生物体由单个细胞或多个细胞组成。各种细胞形态极为多样,大小差别非常悬殊。小的如原始的细菌和能独立生活的支原体等,需用电子显微镜才能看到;大的如卵细胞肉眼可见;大部分直径在10~100 μm之间,用光学显微镜能观察到。按其进化与结构复杂程度可分为原核细胞和真核细胞两大类。 细胞组成生物体的基本单位。分原核细胞和真核细胞2大类。1665年英国的胡克(R.Hooke)首次发现。真核细胞主要由细胞膜、细胞质和细胞核3部分组成。原核细胞无核膜和真正的核。细胞直径一般约为10~100 μm,鸵鸟的卵细胞直径可达8 cm。碳、氢、氧、氮4种元素约占细胞重量的90%。细胞中水分约占细胞重量的60%~95%,蛋白质约占10%,DNA约占0.4%,RNA约占0.7%,脂类约占2%,碳水化合物约占0.4%,无机盐类约占1.5%。 |
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