细胞生物学

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洋葱细胞 - 放大一百倍后

一个细胞通常定义为一个单一的单位或隔间,由封闭的边界或墙上,这是通常的一个组成部分,更大的结构。在生物来说,细胞的结构和功能单位,都活的有机体。活体细胞,说明压倒性证据的智能设计,由于其众多不能减少的复杂分子机器。细胞是如此巨大复杂的,我们现在才开始了解他们的内部运作,而事实上许多细胞的功能仍是一个谜。

有些生物体,比如细菌,是单细胞的由一个单独的细胞组成。其它生物体,比如人类,是多细胞的,或是有许多细胞--大约有100,000,000,000,000个细胞!每一个细胞都是一个另人惊奇的世界:它们可以吸收营养物质将这些营养转换为能量,完成特定的功能运作,和必需的再生复制。更另人惊奇的是每一个细胞都储存自身所需要进行这些活动的信息。 [1]

二十世纪的早些时候,细胞从-本质上被看做原生质上的一点。它仅仅是一种难以察觉的凝胶分子,而其内部运作则不被人们所了解。另一方面,21实际的科技表明虽然微小的细菌的细胞是另人难以置信的小重量小于10-12克但整个细胞却是异常的完整,每一部分工作起来都像是团队的一部分。

将细胞与城市的比较是一个常用的类推。举个例子,城市中的工人可以被看作蛋白质,能源就好像线粒体,公路比作肌动蛋白和微管,卡车比作动力蛋白,工厂比作核糖体,图书馆就像核酸,循环中心比作溶酶体,警察就像伴侣,而邮局就是高尔基体

随着科技的发展,科学解开了一个套一个的难题而且随着越来越多的难题的解开,整个系统的显著复杂性将进化的理论学说推到了转折点。

细胞型

对照典型的动物细胞(真核细胞)和细菌细胞(原核细胞)。

细胞被分为两大种:原核细胞与真核细胞。它们拥有几个共同点。所有的多细胞机体的真核细胞都有许多不同的任务并且构成不同的组织。所有的原核生物都是单细胞的生物体(细菌)。

真核生物

主要内容:真核细胞

真核生物包括真菌动物植物和一些单细胞生物(原生生物)。真核细胞比原核细胞大10倍,体积是原核生物的1000倍。原核生物与真核生物之间最大也是最主要的区别就在于真核细胞在特殊的代谢活动发生的地方包含了拥有膜包围的间隔间。细胞核是这些重要活动存在的地方,存储真核细胞的DNA。正是这些细胞核给了真核细胞-照字面意思,真的细胞核-的名字。

真核生物体还拥有它们专门的组织,叫做细胞器。细胞器是细胞内部的小型组织,完成专门的任务。由它们的名字你可以这些细胞器是小的器官。一般情况下可以在真核细胞中找到一打不同种类的细胞器。[2]

原核生物

主要内容:原核细胞

细菌是原核生物,与真核生物不同的是它们的DNA并不是在细胞核中组织起来的。原核细胞同样只有一个染色体,是圆型而非线型。虽然原核细胞有时被叫做“简单细胞”,它们也完成和真核细胞同样的代谢活动。许多活动并不只是在细胞器内某个角落进行的。举个例子,原核细胞与真核细胞都进行光合作用细胞呼吸作用,但是只有真核细胞才各自含有叶绿体线粒体

原核生物是不会发展为或无法与多细胞生物区分的单细胞生物。有些细菌生长在大量的细胞中,但是每一个在群体中德细胞都是单一和独立存在的。细胞可能因为在细胞分裂后并没有分离而接近其它细胞。可是细胞间并没有联系。原核生物几乎栖息在地球上的每一片土地,从大海深处到温泉的边缘,到我们身体表面的每一个地方。 [3]

细胞型

每一个个体生命的开始都是从一个简单的细胞,由男性的精子和女性的卵子相结合而开始的。这个单独的细胞包含了构成其它细胞并去完成各项功能所需要的密码子。这些包括了我们的味蕾,脂肪细胞,皮细胞,血细胞以至更多。总而言之,人类身体拥有超过三千亿的细胞。

三种细胞组成了哺乳动物:生殖细胞体细胞干细胞。在人体中,每一种细胞都大约有100,000,000,000,000个它们都有自己基因组的复制,唯一的例外就是有些细胞型在它们与其它充分区别的地方缺少细胞核,比如红细胞。大多数这种细胞是二倍体的,或者说它们的每一个染色体都有两个复品。这些细胞就叫做体细胞。这种细胞包括了多数组成我们身体的细胞,比如皮肤和肌肉细胞。生殖细胞提供配偶子---卵和精子---并且将持续提供一辈子。另一方面,干细胞拥有提供分隔不定期和产生专门细胞的能力。[4]

细胞结构

Plant cell structure.png

所有的细胞都被磷脂双分子层所包围。在这层质膜的内部是由流动的原生质组成的细胞质,根据细胞型决定包含一个或多个细胞器。原生质由65%的水和在一个细胞中十亿已溶解的分子组成。水提供了一个在细胞内发生的上千生化反应所需要的有利环境。

  • 细胞质 - 细胞质是组成细胞的最主要的胶状物质,有时也被叫做细胞溶质。它在细胞核的周围并且包含了细胞器。它含有已溶解的营养物质,帮助分解废弃物,通过一个叫做胞质流动的过程移动细胞周围的物质。[5]
  • 细胞架 - 细胞架是一个重要,复杂且动态的细胞成分。它组织并保持细胞的形状;稳定细胞器官的位置;在内吞作用中帮助细胞举起外部物质;在生长和运动的过程中移动部分部分细胞。有许多蛋白质联合细胞架,它们通过管理集束和对整纤维来控制细胞的结构。[6]
  • 质膜 - 真核细胞的外层叫做质膜。这层膜将细胞与周围环境分开并保护细胞。这层膜的大部分是由一个蛋白质,油脂和类脂分子的双分子层构成的。这层膜的内部是多种其它的作为道路和泵的分子将不同的分子运输到细胞内外。在原核细胞中也能找到一种质膜,但是在原核生物中它通常被称为细胞膜。[7]
  • 核酸 - 脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)是两种存在的不同的遗传物质。多数生物体是由DNA组成的,但是少数病毒则是由RNA作为它们的遗传物质。生物学信息包含了生物体DNA或RNA顺序的编码。原核的遗传物质是在细胞质中,一个简单的圆形结构中组成的。真核的遗传物质则更加复杂并且被分成了不连续的单位,叫做基因。[8]

细胞器

典型的动物细胞图 (真核细胞). 细胞器:(1)核仁 (2)细胞核 (3)核糖体 (4)囊泡 (5)粗糙内质网 (ER) (6)高尔基体 (7)细胞架 (8)光滑内质网 (9)线粒体 (10)液泡 (11)细胞质 (12)溶酶体 (13)中心体
主要内容: 细胞器
  • 细胞核 - 在真核细胞中保存DNA。细胞核是真核细胞中最为重要的细胞器。细胞核储存细胞的染色体而且也是几乎所有DNA复制和合成RNA的地方。细胞核是圆形的,与细胞质之间被核膜分离。核膜隔离并保护细胞的DNA,防止不同的分子因意外而损坏它的结构或是扰乱它的处理过程。在它的处理过程中,DNA转录,或称为合成,成为一种特殊的RNA,称为mRNA。然后mRNA会被转移到细胞核外,并被翻译成特定的蛋白质分子。在原核生物中,DNA翻译在细胞质中进行。[9]
  • 线粒体 - 在真核细胞中完成呼吸作用。线粒体是能进行自我复制的细胞器官,发生在不同数量,形状和大小的真核细胞的细胞质中。线粒体含有自己的DNA且与细胞的核基因组截然不同。线粒体有两个被空间分开的在机能上完全不同的膜系统:在整个细胞器周围的外膜;和在内部形成褶皱的内膜。这些内部的褶皱叫做嵴。嵴的数量和形状在线粒体中依靠在嵴中找到的组织和细胞器,使内膜的表面积增加。
  • 叶绿体 - 通过光合作用将光能转变为ATP。像线粒体一样,被双层膜所包围。它们也同样含有自己的DNA而且被能量代谢所包含;都同样含有网状物,或许多折叠在它们的内在空间中。[10]
  • 核糖体 - 在原核生物和真核生物中都将mRNA翻译成多肽。核糖体大且复杂,组成许多分子,包括RNA和蛋白质,而且是被mRNA所携带的遗传指令所形成的原因。将mRNA的密码子转化成一定氨基酸顺序的蛋白质的过程叫做翻译蛋白质的合成对所有细胞来说都非常重要,所以在细胞中到处都能找到很多核糖体 有时成百甚至上千。核糖体游离在细胞质中或是附着在另一个细胞器[[内质

网]]中。核糖体由一大一小的亚单位组成,每一个亚单位在蛋白质合成中都有不同的功能。[11]

  • 内质网 - 针对分子的修改和具体目的的运输网,被比喻为在细胞质中游离的分子。内质网有两种形式:粗糙内质网和光滑内质网。粗糙内质网被称为粗糙是因为有核糖体粘在表面,而光滑核糖体则没有。mRNA的翻译为这些蛋白质会留在内质网中或是在核糖体附着在粗糙内质网时运出到细胞外。光滑核糖体作为这些在粗糙内质网内合成的蛋白质的接受器。[12]
  • 高尔基体 - 将不同的高分子处理和包裹成囊泡。蛋白质通过高尔基体转运,有时也叫做高尔基联合体,为了更进一步的加工,包裹,和运输到更多的有细胞的地方。[13]
  • 溶酶体 - 完成细胞的消化作用。对细胞来说,溶酶体和过氧物酶体是被当成垃圾处置系统而提到的。两种细胞器都是球状单层膜结构,富含消化酶,自然地加快蛋白质的生化反应。举个例子,溶酶体含有超过三十六种酶能使蛋白质,核酸和多糖降解。所有这些酶都在低ph值的时候发挥最大作用,减轻这些酶损坏自己细胞的风险。在这里我们可以看到区分真核细胞背后的重要性。如果细胞不含有膜结合系统将无法储存像这样具有破坏性的酶。
  • 液泡 - 储存腔。
  • 纤毛
  • 鞭毛

细胞程

多细胞生物拥有众多各司其职的遗传细胞。这些是红血球神经元,人类细胞,精子细胞,和眼睛的视锥细胞。

图库

参考

外部链接

宗教学链接

长期链接

另见