GCSE 科学/细胞

细胞器

显示动物和植物细胞部分的图表。 仅植物细胞器以绿色显示。

酵母细胞的细胞器

所有动物和植物都是由细胞组成的。 细胞的部分称为细胞器。 所有细胞共有的细胞器是

• 细胞核 - 它控制细胞的活动并包含 DNA 或 RNA。
• 细胞质 - 化学反应发生的地方。 细胞质内有加速这些反应的酶。
• 细胞膜 - 它控制物质进出细胞的通道
• 线粒体 - 呼吸作用发生的地方

植物细胞具有

• 纤维素细胞壁 - 维持细胞结构
• 叶绿体 - 吸收阳光能量，通过光合作用制造食物
• 液泡 - 它以细胞液的形式储存营养物质和食物

酵母细胞具有

• 几丁质细胞壁 - 维持细胞结构
• 液泡 - 它储存营养物质和食物

细胞、组织和器官

一组具有相似结构和特定功能的细胞称为组织。 例如，叶片表面的细胞形成“栅栏组织”。 组织聚集在一起形成器官。 叶片是一个器官。 器官在器官系统中聚集在一起。 它们形成一个生物体，例如一整株植物。

细胞器 > 细胞 > 组织 > 器官 > 器官系统 > 生物体

组织通常由特化细胞形成。 栅栏组织中的细胞专门执行光合作用，因此包含许多叶绿体。 其他一些特化细胞是

• 保卫细胞
• 卵细胞
• 精子细胞
• 红细胞

扩散

扩散发生在气体交换中； 空气中的氧气扩散到血液中，二氧化碳扩散出来。

扩散是粒子从高浓度区域到低浓度区域的净运动。 浓度梯度越陡，扩散速率越快。

扩散的例子是

• 氧气（呼吸所需的）通过扩散进入肺部气囊（肺泡）旁边的毛细血管进入血液
• 二氧化碳进入叶片进行光合作用

如果您在一个角落喷洒一罐空气清新剂，而另一个人坐在房间的另一个地方，为什么他/她几秒钟后就能闻到它？ 空气清新剂在整个房间扩散 - 从高浓度区域（您喷洒除臭剂的地方）到低浓度区域（另一个人所在的地方）。

渗透

半透膜不允许太大东西通过。 这里显示红细胞和蓝色粒子太大而无法穿过孔洞

渗透是水从高水浓度（更稀释）区域到低水浓度（更浓缩）区域通过半透膜的运动。

半透膜允许水分子通过，但不允许溶质分子通过，因为它们太大。 它就像一个筛子。 维斯金管是一种半透膜。 它用于透析机。

膨压

植物细胞需要是膨胀的（即坚硬的）以支撑植物组织。

如果细胞外的水势高于细胞内（低渗），水会进入细胞，液泡膨胀，植物细胞变得膨胀。

如果细胞外的水势低于细胞内（高渗），水会从细胞中流出，液泡收缩，细胞失去形状，变得萎蔫。 由于渗透失水而变得萎蔫的细胞称为质壁分离。 包含质壁分离细胞的植物被称为枯萎，叶片下垂，塌陷并从茎上垂下。

等渗溶液是细胞内外水势相等的时候。

• 
  质壁分离之前...
• 
  ...以及之后。

叶片下表面气孔的真实显微图像。

膨压用于控制气孔的开闭，气孔是叶片下表面的孔洞。 气孔周围有保卫细胞，可以变得膨胀或萎蔫。 气孔允许二氧化碳进入叶片，并通过蒸发释放水。 它们可以控制植物水分流失的速率。 它们还控制蒸腾作用，其中由于蒸发造成的叶片水分流失导致水分和新鲜矿物质向上流动到植物中。

打开 - 膨胀

关闭 - 萎蔫

如果动物细胞变得膨胀，它可能会破裂，因为它没有细胞壁来保护它。

主动运输

如果浓度梯度正确，扩散和渗透才能发挥作用。 有时，生物体需要逆着浓度梯度运输物质。 唯一可以做到这一点的方法是通过主动运输，利用呼吸作用产生的能量。 在主动运输中，粒子从低浓度区域穿过细胞膜到高浓度区域。

主动运输的例子

在植物中：植物需要矿物质盐（例如硝酸盐）来制造蛋白质和生长。 根细胞内的硝酸盐浓度高于溶解在土壤颗粒周围的水中。 如果植物仅依靠扩散，重要的硝酸盐会从细胞中流出到土壤中。 因此，细胞消耗能量来逆着浓度梯度将硝酸盐主动运输穿过细胞膜进入根细胞。

在人类中：主动运输发生在小肠中食物消化的过程中。 食物被绒毛吸收一段时间后，绒毛内的食物分子浓度会升高，使更多食物无法扩散到绒毛中。 因此，单糖、氨基酸、矿物质和维生素被主动吸收到绒毛中，从低浓度区域到高浓度区域

细胞周期

过去，生物学家将细胞分裂过程称为“间期”。在细胞周期中，细胞生长、准备分裂并分裂成两个子细胞，每个子细胞都会开始新的细胞周期。在正常的细胞周期中，间期可以很长，而细胞的实际分裂过程则很快。间期被分为三个阶段：G1 期、S 期和 G2 期。G1 期是细胞进行大部分生长的活跃期。在这个阶段，细胞体积增大，合成新的蛋白质和细胞器。G1 期之后是 S 期，在这个阶段，染色体复制，并进行 DNA 分子合成。与染色体相关的关键蛋白质在 S 期合成。通常，一旦细胞进入 S 期并开始复制其染色体，它就会完成细胞周期的剩余部分，包括有丝分裂。当 DNA 复制完成后，细胞进入 G2 期。G2 期通常是间期三个阶段中最短的。在 G2 期，细胞会产生许多细胞分裂所需的细胞器和分子。当 G2 期的事件完成后，细胞便可以进入 M 期，开始细胞分裂过程。

前期

前期是有丝分裂的第一个也是最长的阶段，可能占有丝分裂总时间的 50% 到 60%。在前期，染色体变得可见。中心体，位于细胞质中核膜附近的两个微小结构，会分离并占据细胞核对侧的位置。中心体位于称为中心粒的区域，中心粒有助于组织纺锤体，纺锤体是由类似风扇的 微管结构组成的，有助于分离染色体。在前期，浓缩的染色体连接到纺锤体上的纤维，连接点靠近每个染色单体的着丝粒。

中期

中期是有丝分裂的第二个阶段，通常只持续几分钟。在中期，染色体排列在细胞中心。微管将每条染色体的着丝粒连接到纺锤体的两极。

后期

后期是有丝分裂的第三个阶段。在后期，连接姐妹染色单体的着丝粒分离，使姐妹染色单体分离并成为独立的染色体。染色体继续移动，直到它们分离成两组，靠近纺锤体的两极。当染色体停止移动时，后期结束。

末期

在后期之后是末期，这是有丝分裂的第四个也是最后一个阶段。在末期，之前清晰且浓缩的染色体开始分散成一团密集的物质。每个染色体簇周围都会重新形成一个核膜。纺锤体开始分解，每个子核中都出现了一个核仁。有丝分裂完成。返回 GCSE 科学