初中生物鐘關(guān)于細胞結(jié)構(gòu)各個組成部分，名稱及功能

【專家解說】：基本結(jié)構(gòu) 　　在光學(xué)顯微鏡下觀察植物的細胞，可以看到它的結(jié)構(gòu)分為下列四個部分 　　1.細胞壁（Cell Wall） 　　位于植物細胞的最外層，是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素和果膠組成的，孔隙較大，物質(zhì)分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。 　　2.細胞膜（Cell Membrane) 　　細胞壁的內(nèi)側(cè)緊貼著一層極薄的膜，叫做細胞膜。這層由蛋白質(zhì)分子和磷脂雙層分子組成的薄膜，水和氧氣等小分子物質(zhì)能夠自由通過，而某些離子和大分子物質(zhì)則不能自由通過，因此，它除了起著保護細胞內(nèi)部的作用以外，還具有控制物質(zhì)進出細胞的作用：既不讓有用物質(zhì)任意地滲出細胞，也不讓有害物質(zhì)輕易地進入細胞。 　　細胞膜在光學(xué)顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察，可以知道細胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和脂類分子構(gòu)成。在細胞膜的中間，是磷脂雙分子層，這是細胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，有許多球形的蛋白質(zhì)分子，它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中，或者覆蓋在磷脂分子層的表面。這些磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以流動的，可以說，細胞膜具有一定的流動性。細胞膜的這種結(jié)構(gòu)特點，對于它完成各種生理功能是非常重要的。 　　物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞椒譃楸粍舆\輸和主動運輸兩種。 　?。?）被動運輸，是順著膜兩側(cè)濃度梯度擴散，即由高濃度向低濃度。分為自由擴散和協(xié)助擴散。 　?、僮杂蓴U散：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進入細胞。細胞膜兩側(cè)的濃度差以及擴散的物質(zhì)的性質(zhì)（如根據(jù)相似相溶原理，脂溶性物質(zhì)更容易進出細胞）對自由擴散的速率有影響，常見的能進行自由擴散的物質(zhì)有氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、尿素、膽固醇、水、氨等。 　?、趨f(xié)助擴散：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白擴散。細胞膜兩側(cè)的濃度差以及載體的種類和數(shù)目對協(xié)助擴散的速率有影響。紅細胞吸收葡萄糖是依靠協(xié)助擴散。 　?。?）主動運輸：物質(zhì)從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。各種離子由低濃度到高濃度過膜都是依靠主動運輸。 　　能進行跨膜運輸?shù)亩际请x子和小分子，當(dāng)大分子進出細胞時，包裹大分子物質(zhì)的囊泡從細胞膜上分離或者與細胞膜融合（胞吞和胞吐），大分子不需跨膜便可進出細胞。 　　細胞膜的基本結(jié)構(gòu)：（1）脂雙層：磷脂、膽固醇、糖脂，每個動物細胞質(zhì)膜上約有109個脂分子，即每平方微米的質(zhì)膜上約有5x106個脂分子。（2）膜蛋白，分內(nèi)在蛋白和外在蛋白兩種。內(nèi)在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結(jié)合，兩端帶有極性，貫穿膜的內(nèi)外；外在蛋白以非共價鍵結(jié)合在固有蛋白的外端上，或結(jié)合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。（3）膜糖和糖衣:糖蛋白、糖脂 　　細胞膜的特性：（1）結(jié)構(gòu)特性：以磷脂雙分子層作為基本骨架－－流動性；（2）功能特性：載體蛋白在一定程度上決定了細胞內(nèi)生命活動的豐富程度－－選擇透過性。 　　3.細胞質(zhì)（Cytoplasm） 　　細胞膜包著的黏稠透明的物質(zhì)，叫做細胞質(zhì)。在細胞質(zhì)中還可看到一些帶折光性的顆粒，這些顆粒多數(shù)具有一定的結(jié)構(gòu)和功能，類似生物體的各種器官，因此叫做細胞器。例如，在綠色植物的葉肉細胞中，能看到許多綠色的顆粒，這就是一種細胞器，叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的。在細胞質(zhì)中，往往還能看到一個或幾個液泡，其中充滿著液體，叫做細胞液。在成熟的植物細胞中，液泡合并為一個中央大液泡，其體積占去整個細胞的大半。細胞質(zhì)被擠壓為一層。細胞膜以及液泡膜和兩層膜之間的細胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。 　　植物細胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜。當(dāng)細胞液濃度小于外界濃度時，細胞液中的水分就透過原生質(zhì)層進入外界溶液中，使細胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生 　　質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大，當(dāng)細胞不斷失水時，原生質(zhì)層與細胞壁分離，也就是發(fā)生了質(zhì)壁分離。當(dāng)細胞液濃度大于外界溶液濃度時，外界溶液中的水分透過原生質(zhì)層進入細胞液中使原生質(zhì)層復(fù)原，逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。 　　細胞質(zhì)不是凝固靜止的，而是緩緩地運動著的。在只具有一個中央液泡的細胞內(nèi)，細胞質(zhì)往往圍繞液泡循環(huán)流動，這樣便促進了細胞內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，也加強了細胞器之間的相互聯(lián)系。細胞質(zhì)運動是一種消耗能量的生命現(xiàn)象。細胞的生命活動越旺盛，細胞質(zhì)流動越快，反之，則越慢。細胞死亡后，其細胞質(zhì)的流動也就停止了。 　　除葉綠體外，植物細胞中還有一些細胞器，它們具有不同的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行著不同的功能，共同完成細胞的生命活動。這些細胞器的結(jié)構(gòu)需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細胞結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)。 　?、倬€粒體 　　線粒體（mitochondrium）線粒體是一些線狀、小桿狀或顆粒狀的結(jié)構(gòu)。在活細胞中可用詹納斯綠（Janus green）【anus Green B 別名：健那綠 化學(xué)式：C30H31N6Cl 詹納斯綠B是一種活體染色劑，專一用于線粒體的染色。它可以和線粒體中的細胞色素C氧化酶結(jié)合，從而出現(xiàn)藍綠色。】，染成藍綠色。在電子顯微鏡下觀察，線粒體表面是由雙層膜構(gòu)成的。內(nèi)膜向內(nèi)形成一些隔，稱為線粒體嵴（cristae）。在線粒體內(nèi)有豐富的酶系統(tǒng)。線粒體是細胞呼吸的中心，它是生物有機體借氧化作用產(chǎn)生能量的一個主要機構(gòu)，它能將營養(yǎng)物質(zhì)（如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等）氧化產(chǎn)生能量，儲存在ATP（三磷酸腺苷）的高能磷酸鍵上，供給細胞其他生理活動的需要，因此有人說線粒體是細胞的“動力工廠”。根據(jù)對線粒體機能的了解，近些年來試驗用“線粒體互補法”進行育種工作，即將兩個親本的線粒體從細胞中分離出來并加以混合，如果測出混合后呼吸率比兩親本的都高，證明雜交后代的雜種優(yōu)勢強，應(yīng)用這種育種方法，能增強育種工作的預(yù)見性，縮短育種年限 　?、谌~綠體 　　葉綠體（coloroplasts）是綠色植物細胞中重要的細胞器，其主要功能是進行光合作用。葉綠體由雙層膜、基粒（類囊體）和基質(zhì)三部分構(gòu)成。類囊體是一種扁平的小囊狀結(jié)構(gòu)，在類囊體薄膜上，有進行光合作用必需的色素和酶。許多類囊體疊合而成基粒?；Ｖg充滿著基質(zhì)，其中含有與光合作用有關(guān)的酶。基質(zhì)中還含有DNA。 　　③內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 　　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum）是細胞質(zhì)中由膜構(gòu)成的網(wǎng)狀管道系統(tǒng)廣泛的分布在細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)。它與細胞膜及核膜相通連，對細胞內(nèi)蛋白質(zhì)及脂質(zhì)等物質(zhì)的合成和運輸起著重要作用。 　　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有兩種：一種是表面光滑的是滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，主要與脂質(zhì)的合成有關(guān)；另一種是上面附著許多小顆粒狀的，是粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增大了細胞內(nèi)的膜面積，膜上附著著許多酶，為細胞內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的正常進行提供了有利條件。 　　④高爾基體 　　高爾基體（Golgi body）普遍存在于植物細胞和動物細胞中。一般認為，細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關(guān)，高爾基體本身沒有合成蛋白質(zhì)的功能，但可以對蛋白質(zhì)進行加工和轉(zhuǎn)運。植物細胞分裂時，高爾基體與細胞壁的形成有關(guān)（赤道板周圍有特別多的高爾基體，以便合成纖維素及果膠）。 　　⑤核糖體 　　核糖體（ribosomes）是橢球形的粒狀小體，有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的外表面（供給膜上及膜外蛋白質(zhì)），有些游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中（供給膜內(nèi)蛋白質(zhì)，不經(jīng)過高爾基體，直接在細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的酶的作用下形成空間構(gòu)形），是合成蛋白質(zhì)的重要基地。 　　⑥中心體 　　中心體（centrosome）存在于動物細胞和某些低等植物細胞中，因為它的位置靠近細胞核，所以叫中心體。每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質(zhì)組成。 動物細胞的中心體與有絲分裂有密切關(guān)系。.中心粒（centriole）這種細胞器的位置是固定的，具有極性的結(jié)構(gòu)。在間期細胞中，經(jīng)固定、染色后所顯示的中心粒僅僅是1或2個小顆粒。而在電子顯微鏡下觀察，中心粒是一個柱狀體，長度約為0.3μm～0.5μm，直徑約為0.15μm，它是由9組小管狀的亞單位組成的，每個亞單位一般由3個微管構(gòu)成。這些管的排列方向與柱狀體的縱軸平行。中心粒通常是成對存在，2個中心粒的位置常成直角。中心粒在有絲分裂時有重要作用 　　⑦液泡 　　液泡（vacuole）是植物細胞中的泡狀結(jié)構(gòu)。成熟的植物細胞中的液泡很大，可占整個細胞體積的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡內(nèi)有細胞液，其中含有糖類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，可以達到很高的濃度。因此，它對細胞內(nèi)的環(huán)境起著調(diào)節(jié)作用，可以使細胞保持一定的滲透壓，保持膨脹的狀態(tài)。動物細胞也同樣有小液泡。 　?、嗳苊阁w 　　溶酶體是細胞內(nèi)具有單層膜囊狀結(jié)構(gòu)的細胞器。其內(nèi)含有很多種水解酶類，能夠分解很多物質(zhì)。 　?、嵛⒔z及微管 　　在細胞質(zhì)內(nèi)除上述結(jié)構(gòu)外，還有微絲（microfilament）和微管（microtubule）等結(jié)構(gòu)，它們的主要機能不只是對細胞起骨架支持作用，以維持細胞的形狀，如在紅血細胞微管成束平行排列于盤形細胞的周緣，又如上皮細胞微絨毛中的微絲；它們也參加細胞的運動，如有絲分裂的紡錘絲，以及纖毛、鞭毛的微管。此外，細胞質(zhì)內(nèi)還有各種內(nèi)含物，如糖原、脂類、結(jié)晶、色素等。 　　4.細胞核 　　細胞質(zhì)里含有一個近似球形的細胞核（nucleus），是由更加黏稠的物質(zhì)構(gòu)成的。細胞核通常位于細胞的中央，成熟的植物細胞的細胞核，往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣。細胞核中有一種物質(zhì)，易被洋紅、蘇木精、甲基綠等堿性染料染成深色，叫做染色質(zhì)（chromatin）。生物體用于傳種接代的物質(zhì)即遺傳物質(zhì)，就在染色質(zhì)上。當(dāng)細胞進行有絲分裂時，染色質(zhì)在分裂間期螺旋纏繞成染色體。 　　多數(shù)細胞只有一個細胞核，有些細胞含有兩個或多個細胞核，如肌細胞、肝細胞等。細胞核可分為核膜、染色質(zhì)、核液和核仁四部分。核膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相通連，染色質(zhì)位于核膜與核仁之間。染色質(zhì)主要由蛋白質(zhì)和DNA組成。DNA是一種有機物大分子，又叫脫氧核糖核酸，是生物的遺傳物質(zhì)。在有絲分裂時，染色體復(fù)制，DNA也隨之復(fù)制為兩份，平均分配到兩個子細胞中，使得后代細胞染色體數(shù)目恒定，從而保證了后代遺傳特性的穩(wěn)定。還有RNA，RNA是DNA在復(fù)制時形成的單鏈，它傳遞信息，控制合成蛋白質(zhì)，其中有轉(zhuǎn)移核糖核酸(tRNA)、信使核糖核酸(mRNA)和核糖體核糖核酸(rRNA)?！〖毎说臋C能是保存遺傳物質(zhì)，控制生化合成和細胞代謝，決定細胞或機體的性狀表現(xiàn)，把遺傳物質(zhì)從細胞（或個體）一代一代傳下去。但細胞核不是孤立的起作用，而是和細胞質(zhì)相互作用、相互依存而表現(xiàn)出細胞統(tǒng)一的生命過程。細胞核控制細胞質(zhì)；細胞質(zhì)對細胞的分化、發(fā)育和遺傳也有重要的作用。 　　動物細胞與植物細胞比較 　　動物細胞與植物細胞相比較，具有很多相似的地方，如動物細胞也具有細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核等結(jié)構(gòu)。但是動物細胞與植物細胞又有一些重要的區(qū)別，如動物細胞的最外面是細胞膜，沒有細胞壁；動物細胞的細胞質(zhì)中不含葉綠體，也不形成中央液泡。 　　總之，不論是植物還是動物，都是由細胞構(gòu)成的。細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。 　　5.細胞骨架（Cytoskeleton） 　　細胞骨架是指真核細胞中蛋白纖維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 　　細胞骨架由位于細胞質(zhì)中的微絲、微管和中間纖維構(gòu)成。微絲確定細胞表面特征，使細胞能夠運動和收縮。微管確定膜性細胞器的位置和作為膜泡運輸?shù)能壍?。中間纖維使細胞具有張力和抗剪切力。 　　細胞骨架不僅在維持細胞形態(tài)、承受外力、保持細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序性方面起重要作用，而且還參與許多重要的生命活動，如：在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離；在細胞物質(zhì)運輸中，各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向運轉(zhuǎn)。 　　細胞骨架在20世紀60年代后期才被發(fā)現(xiàn)。主要因為早期電鏡制樣采用低溫（0-4℃）固定，而細胞骨架會在低溫下解聚。直到采用戊二醛常溫固定，人們才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。 　　注：有部分教材把細胞核作為細胞器之一。