A-level 生物学/生物学基础/细胞结构
不同类型的显微镜
显微镜有两种类型 - 光学显微镜和电子显微镜。光学显微镜使用光波作为辐射源，电子显微镜使用电子。这与辐射的波长有关 - 可见光范围为 400-700 纳米，光学显微镜要看到一个结构，该结构必须大于所用波长的一半，以便与光波发生干涉并产生图像。这意味着光学显微镜的最大分辨率约为 200 纳米。
电子的波长要小得多（至少与 X 射线一样小），并且由于它们带负电，因此可以使用电磁体聚焦它们，而 X 射线则不能。这使得它们能够看到比光学显微镜小得多的结构 - 最多可达 0.5 纳米，单个 DNA 分子为 2 纳米。然而，电子显微镜有一个缺点 - 样本必须在真空中扫描，由于水在真空中会在室温下沸腾，因此所有样本在检查前都必须脱水，因此只能看到死物质。
放大倍数和分辨率
光学放大倍数定义为物体表观大小（或其在图像中的大小）与其实际大小的比率。它可以这样计算；
另一方面，分辨率定义为区分两个独立点的能力。如果光学显微镜无法区分两个独立点，那么这两个点在生成的图像中将变成一个点。例如，核糖体的直径约为 25 纳米，在光学显微镜下观察时，无法识别出来，因为它不会与光波发生干涉，而 1000 纳米的线粒体则会。
细胞器被定义为细胞中既有功能上又有结构上独立的部分，通常被它们自己的膜包围。这被称为区室化。
细胞核的结构
- 最大的细胞器
- 双层膜（核膜）- 多孔，允许核与细胞之间进行交换。
- 亚结构 - 核仁
功能
- 控制细胞的活动
- mRNA 从细胞核出来进行蛋白质合成
- 包含染色体
结构在科学上非常重要
- 形成包膜的双层膜
- 内膜折叠形成嵴，突入线粒体内部，被称为基质
功能
- 进行有氧呼吸的后期阶段，这是一个产生 ATP 的代谢过程
- 也参与脂质合成
结构-。
- 粗面内质网的膜表面衬有核糖体。
- 光面内质网没有核糖体
- 两者都形成一系列片层，包围着称为池的扁平囊。
功能
- 蛋白质合成发生在粗面内质网上的核糖体中
- 为化学反应提供一个大的表面积，并提供一条穿过细胞的物质转运途径
- 光面内质网参与脂类和碳水化合物的合成以及药物的解毒
结构
- 类似于光面内质网，更紧凑
功能
- 收集、加工和分类分子。
扁平囊（池）的堆叠不断由从光面内质网末端萌发出来的囊泡形成，并在另一端分解形成高尔基囊泡。
结构
- 一个大亚基和一个小亚基
- 由 RNA（核糖体）和蛋白质组成
- 20 纳米大小
功能
- 蛋白质合成
结构
- 直径约 0.1-1.0 微米
- 膜包围着被称为水解酶的消化酶
功能
- 消化磨损的细胞器或吞噬作用中摄入的细菌
- 与细胞膜结合，并在一个被称为胞吐作用的过程（类似于驱魔）中将其酶释放到细胞膜外
这两个细胞器几乎完全相同，只是纤毛更短，数量更多。 它们的结构是由两个中心微管组成，外面包围着九对微管，包裹在质膜中，呈细长形状，类似于毛发。 它们的功能可以是移动整个生物体，也可以是在生物体内移动物质。 后者的一个例子是气管中的纤毛沿着喉咙移动粘液。
中心体是由微管环形成的空心圆柱体，用于生长核分裂中使用的纺锤体纤维。
这是一种非常薄的磷脂双层。 它控制着物质进出细胞的移动； 稍后将在本书中找到更详细的解释。
仅限植物
这些是相对较大的细胞器，只存在于光合作用细胞中，由于存在叶绿素色素而呈绿色，在高倍镜下可以看到基粒。 基粒用于光合作用，稍后将进行更详细的讨论。
液泡是一个充满液体的囊，由单层膜包围 - 它包含糖、氨基酸、废物和矿物盐的溶液。 它可以作为废物或食物的临时储存场所，也可以包含水解酶。 它们还可以通过提供产生压力势的渗透系统来支撑一些植物。
植物细胞中细胞壁的功能包括：当渗透作用允许水进入时防止细胞破裂，并为细胞提供结构和确定的形状。
这些细长的细胞质链通过细胞壁连接，连接相邻的细胞。
有关植物细胞和动物细胞之间的差异，请参阅下表。
| 典型动物细胞 | 典型植物细胞 | |
|---|---|---|
| 细胞器 |
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| 附加结构 |
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Karyote 意为“核”，因此原核生物意为“核之前”，这是一种易于记住这些是较不复杂的细胞类型的方法。 它们的大小也比真核生物小 1,000 到 10,000 倍。
下表是对原核细胞和真核细胞的比较
| 原核生物 | 真核生物 | |
|---|---|---|
| 典型生物 | 细菌、古细菌 | 真菌、植物、动物 |
| 典型大小 | ~ 1-10 µm | ~ 10-100 µm（精子细胞，除尾巴外，更小） |
| 核类型 | 没有膜结合的核或根本没有核 | 具有双层膜的真正核 |
| DNA | 环状（通常） | 线性分子（染色体） |
| RNA-/蛋白质合成 | 在细胞质中耦合 | RNA 合成在核内 蛋白质合成在细胞质中 |
| 核糖体 | 更小（18 nm） | 更大（22 nm） |
| 细胞质结构 | 很少结构 | 由内膜系统和细胞骨架高度结构化 |
| 线粒体 | 无 | 一到几千个（尽管有些缺乏线粒体） |
| 叶绿体 | 无 | 在藻类和植物中 |
| 组织 | 通常是单细胞 | 单细胞、群体、具有专门细胞的更高级的多细胞生物 |
| 细胞分裂 | 二元裂变（简单分裂） | 有丝分裂（裂变或出芽） 减数分裂 |
- 组织：专门执行一个或多个功能的细胞集合，这些细胞不必是相同类型的 - 仅仅是共同执行相同的功能。
- 器官：由多种类型的组织组成，形成一个结构和功能单位。 叶子、大脑、心脏都是器官的例子。
- 系统：具有相同功能的器官集合，例如消化系统。
上皮组织是形成覆盖表面的薄片的组织，你需要学习的两种类型都被认为是单层上皮，因为它们只有一层细胞厚。 它们位于基底膜上，基底膜不是细胞膜，而是一种胶原蛋白和糖蛋白的网络，它将上皮细胞固定在位。
鳞状上皮非常光滑、扁平且薄 - 它们像地板砖一样紧密排列，提供光滑且几乎无摩擦的表面，以便液体可以轻松地移动。 上皮细胞的厚度（或缺乏厚度）有助于扩散等过程。 这种类型的上皮细胞覆盖着身体的许多表面，例如心房和血管的内表面。 它还形成肺泡壁。
这是具有纤毛的上皮，例如在气管中发现，它又高又窄，纤毛用于将粘液沿着气管摆动。
这是具有分泌身体中某些物质的细胞的上皮。 它分泌的一些物质包括激素、粘液和润滑液。