肖念東
摘 要:細胞是生物體的結構和功能的基本單位,也是生命活動的基本單位。它是學習高中生物課程必備的重要的基礎知識。那么,如何理解細胞呢?必須把握細胞的“四性”。
關鍵詞:一般性;特殊性;可變性;整體性
一、一般性
1.在結構上,細胞基本都包括膜、質、核三個部分,它們在功能上的分工幾乎都是相同的。如細胞膜的功能主要是:為細胞的生命活動提供相對穩定的內環境;選擇性的物質運輸;提供細胞識別位點,完成細胞內外信息跨膜傳遞;為多種酶提供結合位點,使酶促反應高效而有序地進行;介導細胞與細胞、細胞與基質之間的連接;參與形成不同功能的細胞表面的特化結構等。
2.在組成上,所有細胞都含C、H、O、N、P、S等元素,都含有水、無機鹽、糖類、脂類、核酸和蛋白質等化合物,都含有核糖體這種合成一切生命活動都離不開的蛋白質的細胞器。
3.在代謝上,細胞的生命活動都需要酶參與,且都包括物質代謝,如物質的吸收、合成、轉化、分解等;和能量代謝,如能量的儲存、釋放等。
4.在遺傳上,基本都符合遺傳的中心法則。且絕大多數細胞都要經過增殖、未分化、分化、衰老、凋亡等階段。
二、特殊性
1.不同細胞,形狀大小不同
組成生命有機體的細胞形狀是多種多樣的。其中,有圓形的,如卵細胞、細菌中的球菌等;有桿狀的,如細菌中的桿菌;還有螺旋形的,如螺旋菌;有梭形的,如平滑肌細胞;有呈管狀或圓筒狀的,如植物的篩管細胞等。其大小也千差萬別。如,支原體的直徑僅有0.1~0.3 um,而鴕鳥卵細胞直徑高達5 cm;有的神經細胞體直徑不會超過100 um,但其軸突長度可達1 m左右。
2.不同生物的細胞,結構不同
不同生物的細胞,其結構也是不同的。如,原核生物的細胞較真核生物的細胞,就無核膜、無核仁、無成形的細胞核,沒有染色體,沒有復雜的細胞器(但有核糖體),其細胞壁的主要成分是肽聚糖而不是纖維素和果膠等等。
3.同種生物不同部位的細胞,結構不同
同一生物,不同部位的細胞,其結構也不同。如,植物細胞中,葉肉細胞、莖的細胞、根毛區細胞的結構就不同。葉肉細胞需要進行光合作用,所以含有葉綠體,根毛區的細胞需要從土壤溶液中吸收水分和礦質元素,所以有細胞膜向外突起的結構,而這些都是莖的細胞所沒有的。
4.同種細胞在不同生理狀態下,結構不同
如一個正常人的肝細胞中,大約有500~1000個線粒體,但
是,對于甲狀腺機能亢進的病人,因其神經興奮,新陳代謝加快,耗能多,所以肝細胞中線粒體的數量會更多些。
5.不同細胞,其行為與功能也不相同
如血紅細胞有運輸作用,肌肉細胞能收縮與運動,神經細胞可傳導神經沖動,淋巴細胞能參與免疫等。有的細胞能夠長期保持分裂能力,如分生組織的細胞;有的細胞卻不能分裂,如高度分化的細胞。
三、可變性
1.細胞的形狀大小可變
由于構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大都可以運動,所以,細胞膜具有一定的流動性,這一流動性不僅能使細胞由小到大,也能使細胞的形狀發生改變。
2.細胞的組成物質可變
細胞在新陳代謝的過程中,要不斷地吸收營養物質,排出代謝終產物,與周圍環境進行著物質和能量的交換,所以組成細胞的物質不是一成不變的。如肝細胞可將多余的血糖轉變為肝糖元并在血糖濃度下降時分解成葡萄糖,來維持血糖濃度的穩定。
3.細胞的內部結構可變
因新陳代謝的需要,細胞的內部結構也是可以改變的。如核孔的大小,可因代謝的強度而發生改變;在不同的光照條件下,葉綠體可以運動,從而改變橢球體的方向;動物冬眠時肝細胞中線粒體的數量要比正常時肝細胞中線粒體的數量多得多。
四、整體性
構成細胞的不同部分,雖然具有不同的形態、不同的結構和功能,但細胞卻是一個有機統一的整體,具體表現在:
1.在結構上,內質網廣泛分布于細胞質中,連接著各種不同的細胞器,它內連核膜,外連細胞膜,將細胞膜、細胞質、細胞核連為一體。
2.在功能上,各種細胞器雖結構、功能不同,但卻能協調合作。如線粒體能為其他結構的代謝提供能量;核糖體能為其他結構的構成或代謝提供蛋白質或酶;蛋白質類分泌物的分泌是由核糖體合成、內質網運輸、線粒體供能、高爾基體加工分泌而協調完
成的。
3.在代謝上,細胞核是調控中心,核內的DNA通過控制蛋白質類物質的合成,而調控細胞內的生命活動。
此外,細胞或細胞內各種細胞器的結構,總是與它們所處的環境和行使的功能相統一的。如肌細胞呈梭形或纖維狀,并含很多線粒體,是為了有利于肌肉的收縮和運動;哺乳動物的紅細胞呈中央雙面凹的扁圓形,并含血紅蛋白,是有利于在血管中流動并運輸氧氣;大多數神經細胞具有短而分枝的樹突和長的軸突,是為了有利于接受外來的刺激和傳遞興奮等。
(作者單位 湖南省婁底市第一中學)
編輯 孫玲娟