什么是细胞

17 Mar 2025 | 6 分钟阅读

细胞可以被定义为生命最小和最基本的单位。我们可以说它是生命结构和功能的单位,因为所有生物都是由细胞组成的。我们可以说细胞是所有生物体的构成部分。一个生物体可能由单个细胞组成,这被称为单细胞生物;而由多个细胞组成的生物则被称为多细胞生物,例如动物、人类等。

细胞的发现 | 谁发现了细胞?

1665年,细胞被罗伯特·胡克发现。当他在显微镜下观察一块软木塞时,发现了细胞。他看到了微小的结构,看起来像小房间。他将这些微小结构命名为细胞。然而,由于显微镜的放大倍数较低,他无法看清细胞内部的细节。因此,根据他的说法,这些细胞是非生命的。

之后,在1673年,当安东尼·范·列文虎克在更高倍数的显微镜下观察这些细胞时,他发现细胞中有些运动,并根据这个观察得出结论,这些细胞是活的。后来,在多次观察这些细胞后,他将这些微小的实体命名为“animalcules”,意为小动物。

之后,在1883年,苏格兰植物学家罗伯特·布朗能够看到并描述兰花细胞中存在的细胞核。因此,他提供了对细胞结构的第一印象。

细胞的结构 | 细胞的组成部分

细胞有两个主要部分:细胞核和细胞质。它可以执行不同的功能,并且可以有不同的形状和大小。细胞的组成部分描述如下;

What is a Cell

1) 细胞膜:细胞被一层膜包围,这层膜被称为细胞膜或质膜。它是一个保护层或边界,将细胞的内容物与细胞外部(细胞外环境)的物质分开。这层膜控制物质进出细胞的运输。细胞膜由两层磷脂分子和蛋白质组成,为膜提供结构支撑,并形成通道,允许物质穿过膜。

2) 细胞核和核仁:它位于细胞的中心,并通过双层膜与细胞质(细胞内的凝胶状液体)分离,这层双层膜称为核膜。存在于细胞核中的凝胶状物质称为核质。细胞的遗传物质(DNA)存在于细胞核内。它控制细胞的生长和繁殖。细胞核的形状通常是圆形的,但根据细胞类型,也可能是椭圆形或盘状。它是细胞内最大的细胞器,在显微镜下很容易看到。核仁是细胞核中发现的一个密集染色区域,有助于产生核糖体。

3) 细胞质:它是一种凝胶状物质或液体,存在于细胞内,并被细胞膜包围。它主要由水、盐和蛋白质组成。细胞的细胞器悬浮在细胞质中。它是细胞内部但细胞核外部的物质。所以,它不包括核质

4) 细胞器:这些是存在于细胞质中的小结构。它们悬浮在细胞质中,并执行专门的功能,这些功能对于维持细胞内必需的稳态至关重要。例如,产生能量、合成蛋白质、分解毒素、对外部刺激做出反应。细胞器可以是膜性的(有膜)或无膜性的(无膜)。膜性细胞器有自己的质膜,将其腔与细胞质分开。例如,内质网、线粒体、高尔基体等。无膜细胞器的例子包括核糖体、中心体等。

细胞的功能

细胞执行所有对生物体的生存、生长和发育至关重要的生命功能。细胞的一些主要功能列举如下:

  • 支撑和结构:细胞膜和细胞壁(主要存在于植物细胞中)是维持细胞形状和结构的主要组成部分,从而为生物体提供支撑和结构。例如,由细胞组成的皮肤为人类提供支撑,同样,植物中的木质部细胞为植物提供结构支撑。
  • 促进生长:有丝分裂是一个细胞分裂成子细胞的过程。因此,细胞通过有丝分裂产生新细胞,从而实现生物体的生长。
  • 物质运输:物质运输发生在细胞膜上。营养物质被运输到细胞内,以执行细胞内的各种重要过程。细胞内产生的废物通过主动和被动运输被清除。
  • 能量生产:细胞产生进行细胞内化学过程所需的能量。植物细胞通过光合作用产生能量,而动物细胞通过称为呼吸的过程产生能量。
  • 辅助繁殖:细胞可以通过有丝分裂和减数分裂将自身分裂成两个或多个子细胞。没有细胞分裂,就无法形成新生物或诞生新生命。

细胞的类型

细胞就像工厂,有工人、不同的部门协调工作以实现共同目标。根据结构,细胞可分为两种类型:原核细胞和真核细胞

原核细胞:这类细胞没有真正的细胞核,即没有膜包围的细胞核。它也缺乏膜包被的细胞器。其遗传物质是圆形的,由单链DNA组成,位于细胞中央称为类核的区域。由于缺乏膜包被的细胞核,DNA链悬浮在细胞质中。

What is a Cell

这些细胞通过无性繁殖方式进行繁殖,不形成配子。此外,原核细胞的尺寸通常较小,直径范围为0.1至5.0微米由原核细胞组成的生物称为原核生物,例如细菌和古菌。原核生物始终是单细胞生物,即由单个原核细胞组成。

真核细胞:真核细胞是指具有真正细胞核(即膜包被的细胞核)的细胞。它也有膜包被的细胞器。植物、动物、原生生物等大型复杂生物由真核细胞组成。

What is a Cell

真核细胞中的遗传物质(DNA)包含在膜包被的细胞核中。它还包含线粒体,这是重要的细胞器之一,负责为细胞提供能量。真核细胞的尺寸范围为10微米至100微米。

原核细胞与真核细胞的主要区别(表格形式)

方面原核细胞真核细胞
细胞类型原核生物主要是单细胞的。真核生物可以是单细胞的,也可以是多细胞的。
单元大小小:范围为0.2微米至2.0微米大:范围为10微米至100微米
细胞壁大多存在且复杂主要存在于真菌和植物细胞中,结构简单
细胞核没有组织良好的膜包被的细胞核。存在真正的膜包被的细胞核。
DNA遗传物质(DNA)是环状的,存在于细胞质中的类核区域。DNA是线状的,存在于细胞核中。
染色体单精度多次
细胞质存在,但不含细胞器存在并包含细胞器
线粒体存在
核糖体尺寸小,形状为球形,悬浮在细胞质中或附着在细胞膜上尺寸大,形状为线性,附着在粗面内质网上
内质网 (ER)存在
高尔基体存在
溶酶体和过氧化物酶体存在
中介体存在,并起到线粒体、高尔基体作用,并在细胞分裂时协助染色体分离
细胞分裂通过二分裂发生。通过有丝分裂发生。
繁殖只能看到无性繁殖方式有无性和有性繁殖方式
转录发生在细胞质内发生在细胞核内
示例细菌、古菌原生生物、真菌、植物、动物和人类等。

下一话题细胞骨架