标签：蛋白质结构 蛋白质合成 细胞显微镜  科学 科普

植物和小狗看起来完全不同，正是因为不同细胞构成了这两种生物。细胞存在于原核生物和真核生物中，如果用显微镜留心观察你会发现原核细胞和真核细胞的结构和不同功能明显不同。了解细胞生物学将帮助您了解生物的基础。

一、什么是细胞？

细胞是构成所有生物体的基本构件，平均直径大约在10~20um之间。所以，如果没有显微镜，您将无法看到大多数单个细胞。在1660 年代，科学家罗伯特·胡克 (Robert Hooke) 通过使用显微镜检查软木塞的一部分发现了细胞。

细胞可以形成组织，组织可以创造器官和器官系统。不同的分子和结构构成了实际的细胞。

蛋白质由称为氨基酸的较小单位组成。蛋白质的结构会根据其复杂性而有所不同，您可以将它们分类为一级、二级、三级或四级。这种结构或形状决定了蛋白质的功能。

碳水化合物可以是为细胞提供能量的简单碳水化合物，也可以是细胞可以储存以备后用的复杂碳水化合物。植物细胞和动物细胞有不同类型的碳水化合物。

脂质是细胞内的第三种有机分子。脂肪酸构成脂质，它们可以是饱和的或不饱和的。这些脂质包括类固醇，例如胆固醇和其他甾醇。

核酸是细胞内的遗传物质信息。细胞中主要存在的两种核酸类型是脱氧核糖核酸 (DNA) 和核糖核酸 (RNA)。

真核细胞具有膜包裹的 DNA，但原核细胞没有这一点，并且也缺少其他细胞器。

二、基因调控与表达

基因编码细胞内的蛋白质。然后这些蛋白质可以影响细胞的功能并决定它的作用。

在DNA 转录过程中，细胞解码 DNA 中的信息并将其复制以制造信使 RNA (mRNA)。这个过程的主要阶段是起始、链延伸、终止和编辑。转录调控允许细胞控制遗传物质的形成，如 RNA 和基因表达。

三、原核细胞的结构

原核细胞由细胞膜、细胞壁、细胞质和核糖体等构成。然而，原核生物不具有细胞核。比如：原核生物一般具有较厚的荚膜或细胞壁，比如：革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌等。

大多数原核生物都有一个胶囊来保护。有些有菌毛或菌毛，它们是表面毛发状结构，或鞭毛，是鞭状结构。

四、真核细胞的结构

真核细胞是由质膜、细胞质和核糖体等组成。部分真核细胞中还存在内质网和高尔基体。

五、细胞代谢

细胞代谢是指细胞的呼吸作用和光合作用。细胞呼吸可以分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。

细胞的呼吸作用其实就是糖分解的过程。它包括四个阶段：糖酵解、丙酮酸氧化、 柠檬酸循环和氧化磷酸化。

光合作用是植物用来制造能量的过程。叶绿素允许植物吸收阳光，植物需要阳光来制造能量。光合作用中的两种主要过程是依赖光的反应和不依赖光的反应。

酶是蛋白质等分子，有助于加速细胞内的化学反应。不同的因素会影响酶的功能，例如温度。这就是为什么稳态或细胞维持恒定条件的能力很重要。酶在代谢中的作用之一包括分解较大的分子。

六、细胞生长和细胞分裂

细胞可以在生物体内生长和分裂。细胞生长周期包括三个主要部分：相间，有丝分裂和胞质分裂。有丝分裂是一个允许细胞产生两个相同子细胞的过程。通过显微镜观察有丝分裂主要经过以下几个阶段：

前期： 染色质凝聚。

中期： 染色体在细胞中间排列。

后期： 着丝粒分裂成两个并移动到相反的两极。

末期： 染色体凝聚。

在胞质分裂，细胞质分裂，和两个相同的子细胞形成。间期是细胞静止或生长的时候，它可以分解成更小的阶段：

间期： 细胞大部分时间都在这个阶段，不分裂。

G1： 发生细胞生长。

S： 细胞复制DNA。

G2： 细胞继续生长。

M : 这是有丝分裂发生的阶段。

所有细胞都会发生衰老或老化。最终，细胞停止分裂。细胞周期的问题会导致癌症等疾病。

当一个细胞分裂并用原始 DNA 的一半产生四个新细胞时，就会发生减数分裂。您可以将此阶段分为减数分裂 I和 减数分裂 II。

七、细胞行为

控制基因表达会影响细胞的行为。

细胞间通讯允许信息在生物体内传播。它涉及与受体或配体等分子的细胞信号传导。这两个缝隙连接和胞间连丝帮助细胞交流。

细胞发育和分化之间存在重要差异。细胞生长意味着细胞的大小和分裂增加，但分化意味着细胞变得特化。分化对于成熟细胞和组织很重要，因为这使生物体能够拥有执行各种功能的不同类型的细胞。

细胞移动性或运动性可涉及爬行、游泳、滑翔和其他运动。通常，纤毛和鞭毛有助于细胞移动。运动性允许细胞移动到位置以形成组织和器官。

八、上皮细胞

上皮细胞排列在人体表面。结缔组织，特别是细胞外基质，支持上皮细胞。

上皮细胞主要有单层与复层两大类，如果按形状区分，可简单分为分为柱状、鳞状。

九、其他特殊细胞类型

基因表达的变化可以产生不同的细胞类型。常见的特化细胞类型主要有循环系统细胞、神经系统细胞和肌肉细胞等。

循环系统细胞包括：红细胞、白血细胞、血小板、等离子体。

神经系统细胞包括有助于神经通讯的神经元。一个神经元的结构包括细胞体，树突，轴突和突触。神经元可以传输信号。神经系统细胞还包括神经胶质。 神经胶质细胞包围神经元并支持它们。

肌肉细胞是细胞分化的另一个例子。其类型包括：骨骼肌细胞、心肌细胞、平滑肌细胞等。

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