標(biāo)簽：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)合成 細(xì)胞顯微鏡  科學(xué) 科普

植物和小狗看起來(lái)*不同，正是因?yàn)椴煌?xì)胞構(gòu)成了這兩種生物。細(xì)胞存在于原核生物和真核生物中，如果用顯微鏡留心觀察你會(huì)發(fā)現(xiàn)原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和不同功能明顯不同。了解細(xì)胞生物學(xué)將幫助您了解生物的基礎(chǔ)。

一、什么是細(xì)胞？

細(xì)胞是構(gòu)成所有生物體的基本構(gòu)件，平均直徑大約在10~20um之間。所以，如果沒(méi)有顯微鏡，您將無(wú)法看到大多數(shù)單個(gè)細(xì)胞。在1660 年代，科學(xué)家羅伯特·胡克 (Robert Hooke) 通過(guò)使用顯微鏡檢查軟木塞的一部分發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞。

細(xì)胞可以形成組織，組織可以創(chuàng)造器官和器官系統(tǒng)。不同的分子和結(jié)構(gòu)構(gòu)成了實(shí)際的細(xì)胞。

蛋白質(zhì)由稱(chēng)為氨基酸的較小單位組成。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)會(huì)根據(jù)其復(fù)雜性而有所不同，您可以將它們分類(lèi)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)或四級(jí)。這種結(jié)構(gòu)或形狀決定了蛋白質(zhì)的功能。

碳水化合物可以是為細(xì)胞提供能量的簡(jiǎn)單碳水化合物，也可以是細(xì)胞可以?xún)?chǔ)存以備后用的復(fù)雜碳水化合物。植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞有不同類(lèi)型的碳水化合物。

脂質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的第三種有機(jī)分子。脂肪酸構(gòu)成脂質(zhì)，它們可以是飽和的或不飽和的。這些脂質(zhì)包括類(lèi)固醇，例如膽固醇和其他甾醇。

核酸是細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)信息。細(xì)胞中主要存在的兩種核酸類(lèi)型是脫氧核糖核酸 (DNA) 和核糖核酸 (RNA)。

真核細(xì)胞具有膜包裹的 DNA，但原核細(xì)胞沒(méi)有這一點(diǎn)，并且也缺少其他細(xì)胞器。

二、基因調(diào)控與表達(dá)

基因編碼細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)。然后這些蛋白質(zhì)可以影響細(xì)胞的功能并決定它的作用。

在DNA 轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，細(xì)胞解碼 DNA 中的信息并將其復(fù)制以制造信使 RNA (mRNA)。這個(gè)過(guò)程的主要階段是起始、鏈延伸、終止和編輯。轉(zhuǎn)錄調(diào)控允許細(xì)胞控制遺傳物質(zhì)的形成，如 RNA 和基因表達(dá)。

三、原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

原核細(xì)胞由細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)和核糖體等構(gòu)成。然而，原核生物不具有細(xì)胞核。比如：原核生物一般具有較厚的莢膜或細(xì)胞壁，比如：革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽(yáng)性菌等。

大多數(shù)原核生物都有一個(gè)膠囊來(lái)保護(hù)。有些有菌毛或菌毛，它們是表面毛發(fā)狀結(jié)構(gòu)，或鞭毛，是鞭狀結(jié)構(gòu)。

四、真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)

真核細(xì)胞是由質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和核糖體等組成。部分真核細(xì)胞中還存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。

五、細(xì)胞代謝

細(xì)胞代謝是指細(xì)胞的呼吸作用和光合作用。細(xì)胞呼吸可以分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種。

細(xì)胞的呼吸作用其實(shí)就是糖分解的過(guò)程。它包括四個(gè)階段：糖酵解、丙酮酸氧化、 檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化。

光合作用是植物用來(lái)制造能量的過(guò)程。葉綠素允許植物吸收陽(yáng)光，植物需要陽(yáng)光來(lái)制造能量。光合作用中的兩種主要過(guò)程是依賴(lài)光的反應(yīng)和不依賴(lài)光的反應(yīng)。

酶是蛋白質(zhì)等分子，有助于加速細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。不同的因素會(huì)影響酶的功能，例如溫度。這就是為什么穩(wěn)態(tài)或細(xì)胞維持恒定條件的能力很重要。酶在代謝中的作用之一包括分解較大的分子。

六、細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞分裂

細(xì)胞可以在生物體內(nèi)生長(zhǎng)和分裂。細(xì)胞生長(zhǎng)周期包括三個(gè)主要部分：相間，有絲分裂和胞質(zhì)分裂。有絲分裂是一個(gè)允許細(xì)胞產(chǎn)生兩個(gè)相同子細(xì)胞的過(guò)程。通過(guò)顯微鏡觀察有絲分裂主要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段：

前期： 染色質(zhì)凝聚。

中期： 染色體在細(xì)胞中間排列。

后期： 著絲粒分裂成兩個(gè)并移動(dòng)到相反的兩極。

末期： 染色體凝聚。

在胞質(zhì)分裂，細(xì)胞質(zhì)分裂，和兩個(gè)相同的子細(xì)胞形成。間期是細(xì)胞靜止或生長(zhǎng)的時(shí)候，它可以分解成更小的階段：

間期： 細(xì)胞大部分時(shí)間都在這個(gè)階段，不分裂。

G1： 發(fā)生細(xì)胞生長(zhǎng)。

S： 細(xì)胞復(fù)制DNA。

G2： 細(xì)胞繼續(xù)生長(zhǎng)。

M : 這是有絲分裂發(fā)生的階段。

所有細(xì)胞都會(huì)發(fā)生衰老或老化。最終，細(xì)胞停止分裂。細(xì)胞周期的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致癌癥等疾病。

當(dāng)一個(gè)細(xì)胞分裂并用原始 DNA 的一半產(chǎn)生四個(gè)新細(xì)胞時(shí)，就會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂。您可以將此階段分為減數(shù)分裂 I和 減數(shù)分裂 II。

七、細(xì)胞行為

控制基因表達(dá)會(huì)影響細(xì)胞的行為。

細(xì)胞間通訊允許信息在生物體內(nèi)傳播。它涉及與受體或配體等分子的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)。這兩個(gè)縫隙連接和胞間連絲幫助細(xì)胞交流。

細(xì)胞發(fā)育和分化之間存在重要差異。細(xì)胞生長(zhǎng)意味著細(xì)胞的大小和分裂增加，但分化意味著細(xì)胞變得特化。分化對(duì)于成熟細(xì)胞和組織很重要，因?yàn)檫@使生物體能夠擁有執(zhí)行各種功能的不同類(lèi)型的細(xì)胞。

細(xì)胞移動(dòng)性或運(yùn)動(dòng)性可涉及爬行、游泳、滑翔和其他運(yùn)動(dòng)。通常，纖毛和鞭毛有助于細(xì)胞移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)性允許細(xì)胞移動(dòng)到位置以形成組織和器官。

八、上皮細(xì)胞

上皮細(xì)胞排列在人體表面。結(jié)締組織，特別是細(xì)胞外基質(zhì)，支持上皮細(xì)胞。

上皮細(xì)胞主要有單層與復(fù)層兩大類(lèi)，如果按形狀區(qū)分，可簡(jiǎn)單分為分為柱狀、鱗狀。

九、其他特殊細(xì)胞類(lèi)型

基因表達(dá)的變化可以產(chǎn)生不同的細(xì)胞類(lèi)型。常見(jiàn)的特化細(xì)胞類(lèi)型主要有循環(huán)系統(tǒng)細(xì)胞、神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞等。

循環(huán)系統(tǒng)細(xì)胞包括：紅細(xì)胞、白血細(xì)胞、血小板、等離子體。

神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞包括有助于神經(jīng)通訊的神經(jīng)元。一個(gè)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞體，樹(shù)突，軸突和突觸。神經(jīng)元可以傳輸信號(hào)。神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞還包括神經(jīng)膠質(zhì)。 神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞包圍神經(jīng)元并支持它們。

肌肉細(xì)胞是細(xì)胞分化的另一個(gè)例子。其類(lèi)型包括：骨骼肌細(xì)胞、心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞等。

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