科学：小学教师指南/细胞
细胞的大小范围从最大的，大约相当于句末的句号大小，到最小的，小到只有在非常强大的显微镜下才能看到。细胞内部有称为细胞器的微小器官。细胞器是一个大词，意思是小的器官。这些细胞器负责满足细胞的需求。它们的工作是运进食物供应、排除废物、保护细胞、修复细胞，以及帮助细胞生长和繁殖。
为什么细胞如此之小？
这与物理限制有关。细胞之所以很小，是为了最大限度地提高其表面积与体积的比率。较小的细胞具有较高的比率，这允许更多分子和离子穿过细胞膜。随着细胞变大，表面积与体积的比率会降低。
为什么重要？
细胞的大小很重要，因为细胞的边缘越多，细胞就越容易移动。
以下视频展示了细胞内部生命中发生的一小部分。它开始于一条小血管内部，白细胞沿着边缘爬行，而红细胞则呼啸而过。我们放大并看到白细胞膜上的蛋白质与血管内壁细胞膜上的蛋白质相互作用。这种相互作用触发了白细胞内部的一系列反应，因此我们进入细胞内部，看到了它的细胞骨架和细胞器，并且我们观察到信使 RNA 被翻译成新的蛋白质，这些蛋白质被高尔基体包装并发送到细胞膜。最终结果是白细胞改变形状并挤过血管内壁的上皮细胞——它正在离开血管去对抗感染。
什么是植物细胞？
返回顶部 植物细胞是真核细胞，即植物细胞中的 DNA 包含在细胞核内。植物细胞最重要的区别结构是细胞膜外存在细胞壁。它构成细胞的外层。细胞壁主要由纤维素组成，其主要功能是提供支撑和刚性。植物细胞还包含许多膜结合的细胞结构。这些细胞器执行细胞生存和正常运行所需的特定功能。有各种各样的操作，例如产生激素、酶和所有细胞的代谢活动。
植物细胞图 植物细胞的独特特征 植物细胞的独特特征如下
- 植物细胞包含细胞壁、质体和大型液泡等细胞结构。
- 细胞壁为植物细胞提供刚性和结构支撑，以及细胞间相互作用。
- 质体有助于储存植物产品。
- 叶绿体有助于进行光合作用，为植物生产食物。
- 液泡是充满水的、膜结合的细胞器，储存有用的物质。
- 植物具有特化的细胞，以执行某些功能，以确保植物的生存。有些细胞制造和储存有机分子，而另一些细胞则将营养物质输送到整个植物。
- 一些特化的植物细胞包括：薄壁组织细胞、厚壁组织细胞、厚壁组织细胞、输水细胞和输导食物细胞。
- 植物细胞的组成部分 - 植物细胞构成膜结合的细胞核和许多细胞结构。这些细胞器执行细胞正常运行和生存所需的特定功能。植物细胞的细胞器被细胞壁和细胞膜包围。细胞的组成部分悬浮在细胞质或胞质溶胶中。
植物细胞的组成部分如下
- 细胞壁是植物细胞最外层的坚硬外壳。它是植物细胞的显著特征。
- 细胞膜或质膜是细胞壁内部细胞的外层。
- 胞质溶胶或细胞质是细胞膜内部的凝胶状基质，构成所有其他细胞器。
- 细胞核是细胞的控制中心。它是一种膜结合结构，包含细胞的遗传物质——DNA。
- 叶绿体是一种含有绿色色素叶绿素的质体。它捕获光能，并通过光合作用将其转化为化学能。
- 线粒体进行细胞呼吸，为细胞提供能量。
- 液泡是细胞的临时储存中心。
- 高尔基体是蛋白质分类和包装的场所。
- 核糖体是组装蛋白质的结构。
- 内质网是运输物质的膜覆盖的细胞器。
动物细胞定义 动物细胞是真核细胞。动物细胞具有称为质膜的外边界。细胞核和细胞器被膜包围。动物细胞中的遗传物质 (DNA) 位于细胞核内，细胞核被双层膜包围。细胞器具有广泛的功能，例如产生激素和酶，为细胞提供能量。
动物细胞的组成部分是中心体、纤毛和鞭毛、内质网、高尔基体、溶酶体、微丝、微管、线粒体、细胞核、过氧化物酶体、质膜和核糖体。动物细胞的组成部分 返回顶部 动物细胞含有膜结合的细胞核，它还包含其他膜结合的细胞器。这些细胞器执行细胞正常运行所需的特定功能。动物细胞缺少细胞壁、大型液泡和质体。由于缺少细胞壁，动物细胞的形状和大小大多不规则。动物细胞的组成部分是中心体、纤毛和鞭毛以及溶酶体等结构。
动物细胞的组成部分如下
细胞膜 - 形成细胞的外层，是半透膜。
细胞质 - 是一种凝胶状基质，所有其他细胞器都悬浮在细胞内。
细胞核 - 包含遗传物质 DNA，并指导细胞的活动。
中心体 - 在细胞分裂过程中组织微管的组装。
内质网 - 是一系列膜，由粗面内质网和光面内质网组成。
高尔基体 - 负责储存和包装细胞产物。
溶酶体 - 是酶囊，消化细胞废物。
微管 - 是空心棒，主要功能是支撑细胞并赋予其形状。
线粒体 - 是细胞呼吸的场所和能量的生产者。
核糖体 - 由 RNA 和蛋白质构成，是蛋白质合成的场所。
核仁 - 是细胞核内的结构，有助于核糖体的合成。
核孔 - 是核膜上的微小孔，允许核酸和蛋白质进出细胞。
动物细胞结构 动物细胞是真核细胞，细胞核和其他细胞器被膜包围。
动物细胞结构
细胞膜
- 它是一种半透膜屏障，只允许少数分子穿过它。
- 对细胞膜进行的电子显微镜研究表明了质膜的脂质双层模型，也称为流体镶嵌模型。
- 细胞膜由磷脂构成，磷脂具有极性 (亲水性) 头部和非极性 (疏水性) 尾部。
- 细胞膜包围、保护和隔离我们体内每个器官或组织的每一个细胞。
细胞质
- 充满细胞的流体基质是细胞质。
- 细胞器悬浮在这个细胞质基质中。
- 该基质维持细胞的压力，确保细胞不会收缩或破裂。
- 细胞质结构高度复杂：它不是某种汤，即使它由 75-80% 的水组成。
细胞核
- 细胞核是细胞大部分遗传物质（DNA 和 RNA）的“家”。
- 细胞核被一种叫做核膜的多孔膜包围着。
- RNA 通过这些孔进出细胞核。
- 细胞核所需的蛋白质通过核孔进入。
- RNA 通过转录过程帮助蛋白质合成。
- 细胞核控制着细胞的活动，被称为控制中心。
- 核仁是细胞核中的深色区域，是核糖体形成的地方。
核糖体
- 核糖体是蛋白质合成的场所，RNA 在这里进行翻译。
- 由于蛋白质合成对细胞非常重要，因此所有细胞中都含有大量的核糖体。
- 核糖体可以自由悬浮在细胞质中，也可以附着在内质网上。
内质网
- 内质网是细胞的运输系统。它运输需要进行某些改变的分子以及将分子运送到目的地。
- 内质网有两种类型：粗面内质网和光面内质网。
- 与核糖体结合的内质网看起来很粗糙，被称为粗面内质网；而光面内质网没有核糖体。
溶酶体
- 它是细胞的消化系统。
- 它们含有消化酶，有助于分解废物分子，并帮助细胞解毒。
- 如果溶酶体不是膜结合的，细胞就无法利用这些破坏性酶。
中心体
- 它位于细胞核附近，被称为细胞的“微管组织中心”。
- 微管是在中心体中形成的。
- 在有丝分裂过程中，中心体有助于细胞分裂并将染色体移动到细胞的两侧。
液泡
- 它们被单层膜包围，是小的细胞器。
- 在许多生物体中，液泡是储存细胞器。
- 囊泡是更小的液泡，负责细胞内外物质的运输。
- 细胞的单个大液泡被一层膜包围，称为液泡膜，里面充满了水溶液、溶解的离子、糖、氨基酸和其他物质。
高尔基体
- 高尔基体是细胞的包装中心。
- 高尔基体通过将粗面内质网产生的分子分成更小的单位，并用膜包覆形成囊泡，从而对这些分子进行修饰。
- 它们是扁平的膜结合囊的堆叠。
线粒体
- 线粒体是细胞的主要能量来源。
- 它们被称为细胞的“动力工厂”，因为能量（ATP）是在这里产生的。
- 线粒体由内膜和外膜组成。
- 它是一种球形或杆状的细胞器。
- 它是一个独立的细胞器，因为它拥有自己的遗传物质。
过氧化物酶体
- 过氧化物酶体是一种单层膜结合的细胞器，含有具有消化功能的氧化酶。
- 它们有助于消化长链脂肪酸和氨基酸，并有助于胆固醇的合成。
细胞骨架
- 它是微管和微丝纤维的网络。
- 它们提供结构支撑并维持细胞的形状。
纤毛和鞭毛
- 纤毛和鞭毛在结构上是相同的结构。
- 它们根据其执行的功能和长度而不同。
- 纤毛很短，每个细胞有很多，而鞭毛更长，数量更少。
- 它们是运动细胞器。
- 鞭毛运动是波浪形的，而纤毛运动是动力冲程和恢复冲程。
细胞壁
[edit | edit source]细胞壁只存在于植物细胞中，它为细胞提供额外的强度。细胞壁是在细胞周围形成的厚壁。这些壁由纤维素构成。细胞壁位于细胞膜的外侧。
- 为什么植物有细胞壁而动物没有？
想想植物是如何生长的。植物会向上生长，朝向阳光。为了给植物提供支撑其重量所需的强度，植物细胞中含有这种坚硬的细胞壁。如果树像动物一样柔软而糊状，你认为它们还能笔直地站立吗？如果你的身体细胞有细胞壁会怎么样？如果动物的身体是由植物细胞构成的，那么动物就会非常僵硬，无法轻松移动。动物没有细胞壁，而是使用其他创造性的方法来增强强度。例如，许多动物的身体都以骨骼结构为基础。这些骨骼让动物有足够的强度来站立，但也足够灵活，可以快速移动。
细胞壁的功能是
- 为细胞提供确定的形状和结构。
- 防止水分流失。
- 对抗感染和机械压力。
- 将细胞内部与外部环境隔开。
- 帮助渗透调节。
细胞膜
[edit | edit source]细胞膜存在于植物细胞和动物细胞中，它是细胞的外壁。在植物细胞中，它是第二层壁，位于主细胞壁的内侧。动物细胞中的细胞膜含有叫做胆固醇的化学物质。这种化学物质使膜更坚固。植物细胞不需要胆固醇，因为它们有细胞壁，因此它们的细胞膜更柔软。
为了维持细胞健康，细胞需要能够吸入食物并排出废物。仔细观察这张图片。你会注意到细胞膜有小的开口，或门道。这些开口允许细胞将物质进出细胞。
细胞膜是由什么构成的？
[edit | edit source]除少数例外，细胞膜——包括质膜和内膜——均由甘油磷脂构成，甘油磷脂是由甘油、磷酸基团和两个脂肪酸链组成的分子。甘油是一种三碳分子，是这些膜脂的骨架。在单个甘油磷脂中，脂肪酸连接到第一和第二个碳，磷酸基团连接到甘油骨架的第三个碳。可变的头基团连接到磷酸基团。这些分子的空间填充模型揭示了它们的圆柱形形状，这种几何形状使甘油磷脂能够并排排列，形成宽阔的片层。
膜的作用是什么？
[edit | edit source]细胞膜充当屏障和守门员。它们是半透性的，这意味着一些分子可以穿过脂双层，而另一些则不能。小的疏水分子和气体，如氧气和二氧化碳，可以快速穿过膜。小的极性分子，如水和乙醇，也可以穿过膜，但它们穿过膜的速度较慢。另一方面，细胞膜限制了带高度电荷的分子（如离子）和大型分子（如糖和氨基酸）的扩散。这些分子的通过依赖于嵌入膜中的特定转运蛋白。
细胞膜有多么多样化？
[edit | edit source]与原核生物不同，真核细胞不仅有一个包裹整个细胞的质膜，还有包围着各种细胞器的细胞内膜。在这些细胞中，质膜是广泛的内膜系统的组成部分，包括内质网 (ER)、核膜、高尔基体和溶酶体。膜成分以有组织的方式在整个内膜系统中进行交换。例如，内质网和高尔基体的膜具有不同的组成，这些膜中发现的蛋白质包含分选信号，这些信号就像分子邮政编码，指定它们最终的目的地。
线粒体和叶绿体也被膜包围，但它们具有不寻常的膜结构——具体来说，每个细胞器都有两层包围膜，而不是只有一层。线粒体和叶绿体的外膜有孔，允许小分子轻松通过。内膜富含构成电子传递链的蛋白质，这些蛋白质有助于为细胞产生能量。线粒体和叶绿体的双层膜包覆类似于某些现代原核生物，被认为反映了这些细胞器的进化起源。
细胞质
[edit | edit source]当你穿过细胞膜进入细胞时，你会发现自己漂浮在一个果冻状的物质中。这种充满细胞内部的果冻状物质叫做细胞质。细胞质有助于将细胞的细胞器（小器官）固定在适当的位置。
细胞质还赋予细胞结构。想象一个气球。一个空的气球没有多少结构。但是，如果我们往里面装入一些东西，比如水，它就开始形成形状。细胞质有助于赋予细胞结构。细胞质还有助于细胞在细胞中移动蛋白质、染色体和其他物质，包括细胞器。
内质网
[edit | edit source]细胞还有一个微小的道路系统。这些道路实际上是叫做内质网的管子。这些透明的管子贯穿细胞的各个部位。有些从核膜延伸到细胞膜外部。其他的通往不同的细胞器。在整个细胞中，内质网将物质运送到它们需要去的地方。内质网有助于物质在细胞中移动。每当你听到“内质网”这个词时，就想到“细胞高速公路”。所以，让我们登上内质网，准备前往并探索细胞的其他部分。
核糖体
[edit | edit source]当你沿着内质网旅行时，你会注意到，这个管子的侧面粘着一些叫做核糖体的球状小体。核糖体就像小型工厂，利用现有的材料来构建蛋白质。这些蛋白质可以被细胞用于其他目的，比如构建新的结构，修复损伤，以及指导化学反应。你认为为什么核糖体位于内质网的壁上？当核糖体完成蛋白质构建后，它可以将蛋白质直接释放到内质网中，然后蛋白质可以被运送到任何需要的地方。并非所有核糖体最终都会附着到内质网的内侧。许多核糖体只是漂浮在细胞质中。核糖体是在核仁中形成的，核仁位于细胞核内。
溶酶体
[edit | edit source]当你穿过内质网时，向细胞质中看去。你会看到一些叫做溶酶体的小圆形物体。溶酶体充满了用于分解和部分消化食物的酶。食物颗粒被分解成更小的碎片，然后可以传递给另一个叫做线粒体的细胞器。我们很快就会了解线粒体。溶酶体执行的另一个重要工作是分解和消化细胞的旧部分。随着细胞的衰老，它的部分需要被替换。溶酶体分解旧的部分，以便可以重复使用这些材料来构建新部分。
线粒体
[edit | edit source]负责细胞内能量产生的细胞器叫做线粒体。这些药丸状的细胞器吸收食物并将其分解成水和二氧化碳。随着食物的分解，会产生大量的能量。线粒体的例子：想想为我们的城市发电的电力发电机。当这些发电机分解燃料时，它们会产生电力，电力被捕获并传输到整个城市。在生物体中，更活跃的细胞需要更多的能量。因此，这些细胞拥有更多的线粒体。类似地，更大的城市需要更多的电力，因此，这些城市拥有更多的发电厂。
高尔基体
[edit | edit source]高尔基体负责接收核糖体产生的蛋白质，并使其变得更大更好。想象一个生产汽车的流水线。第一个工人制作汽车框架。下一个工人添加发动机、座椅或其他部件。当高尔基体完成工作时，它会将新的蛋白质释放到细胞中，在那里它们可以用来增强和构建细胞。
液泡和叶绿体
[edit | edit source]液泡是充满食物和水的微小囊。它们被细胞用作储存罐。所有植物细胞都有液泡，但并非所有动物细胞都有。植物储存水的首要位置是其液泡内。当植物的液泡充满水时，它们会变得饱满，使植物变得强壮。当你没有给植物浇水时会发生什么？它开始枯萎，变得更软。这是因为植物细胞内的液泡正在耗尽水分。
叶绿体是植物中仅有的药丸状小细胞器。叶绿体是绿色的，因为它们充满了绿色色素或叫做叶绿素的化学物质。植物利用叶绿素从太阳中捕获能量，这些能量可以被用来制造食物。
测验
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