细胞_百度百科
?生物学中构成生物体的基本单位??
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英文名cell并没有统一的定义比较普遍的提法是细胞是基本的结构和功能单位已知除之外的所有生物均由细胞所组成但生命活动也必须在细胞中才能体现一般来说等绝大部分以及由一个细胞组成即高等植物与则是多细胞生物细胞可分为两类真核细胞但也有人提出应分为三类即把原属于原核细胞的独立出来作为与之并列的一类研究细胞的学科称为世界上现存最大的细胞为鸵鸟的卵子细胞体形极微在下始能窥见形状多种多样主要由与构成表面有细胞膜高等植物细胞外有细胞质中常有体内有和还有动物细胞无细胞壁细胞质中常有而高等中则无细胞有运动营养和繁殖等机能
细胞Cells是由英国科学家Robert Hooke于1665年发现的当时他用自制的观察软木塞的薄切片放大后发现一格一格的小空间就以英文的cell命名之而这个英文单字的意义本身就有小房间一格一格的用法所以并非另创的字汇而这样观察到的细胞早已死亡仅能看到残存的植物虽然他并非真的看见一个生命的单位因为无生命迹象后世的科学家仍认为其功不可没一般而言还是将他当作发现细胞的第一人而事实上真正首先发现活细胞的还是荷兰生物学家雷文霍克[1]
1809年法国博物学家即二十世纪后期所称的生物学等的总称Jean-Baptiste de Lamarck17441829提出所有生物体都由细胞所组成细胞里面都含有些会流动的液体却没有具体的观察证据支持这个说法
1824年法国植物学家杜托息Henri Dutrochet,在论文中提出细胞确实是生物体的基本构造又因为植物细胞比动物细胞多了细胞壁因此观察技术还不成熟的时候比动物细胞更容易观察也因此这个说法先被植物学者接受
19世纪中期德国动物学家Theodor Schwann,进一步发现动物细胞里有细胞核核的周围有液状物质在外圈还有一层膜却没有细胞壁他认为细胞的主要部分是细胞核而非外圈的细胞壁
1830年后随着工业生产的发展显微镜制作克服了镜头模糊与色差等的缺点分辨率提高到1微米显微镜也开始逐渐普及改进后的显微镜细胞及其内含物被观察得更为清晰1839年德国植物学家施莱登Matthias Schleiden,从大量植物的观察中得出结论所有植物都是由细胞构成的与此同时德国动物学家施旺做了大量动物细胞的研究工作当时由于受胡克的影响对细胞的观察侧重于细胞壁而不是细胞的内含物因而对无细胞壁的动物细胞的认识就比植物细胞晚得多施旺进行了大量研究第一个描述了动物细胞与植物细胞相似的情况[2]
在德国施旺和之后的十年陆续发现新的证据证明细胞都是从原来就存在的细胞分裂而来而至21世纪初期的细胞学说大致上可以简述为以下三点细胞为一切生物的构造单位细胞为一切生物的生理单位细胞由原已生存的细胞分裂而来
细胞一词最早出现在日本兰学家宇田川榕庵1834年的著作植学启原
自然科学家李善兰1858年在其著作植物学中使用细胞作为Cell的中文译名[3]有学者认为李善兰此时并未接触过植学启原因而是独自发明
分类在的生物其组成的细胞都具有Cell Wall而则有一部分的生物体具有此构造但是动物没有
植物细胞壁主要成分是经过有系统的编织形成网状的外壁可分为中胶层初生细胞壁次生细胞壁中胶层是植物细胞刚分裂完成的子细胞之间最先形成的间隔主要成份是一种多糖类随后在中胶层两侧形成初生细胞壁初生细胞壁主要由果胶质木质素和少量的蛋白质构成次生细胞壁主要由纤维素组成的纤维排列而成如同一条一条的线以接近直角的方式排列再以木质素等多糖类黏接
真菌细胞壁则是由纤维素等类组成其中几丁质是含有和性柔软有弹性与混杂则硬化形成的不溶于和等液体有保护功能
细菌细胞壁组成以为主
细胞壁的内侧紧贴着一层极薄的膜叫做Cell Membrane这层由分子和组成的薄膜水和氧气等小分子物质能够自由通过而某些和大分子物质则不能自由通过因此它除了起着保护细胞内部的作用以外还具有控制物质进出细胞的作用既不让有用物质任意地渗出细胞也不让有害物质轻易地进入细胞此外它能进行细胞间的信息交流
细胞膜在光学显微镜下不易分辨用观察可以知道细胞膜主要由分子和分子构成在细胞膜的中间是磷脂双分子层这是细胞膜的基本骨架在磷脂双分子层的外侧和内侧有许多的蛋白质分子它们以不同深度镶嵌在磷脂分子层中或者覆盖在磷脂分子层的表面这些磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的可以说细胞膜具有一定的流动性细胞膜的这种结构特点对于它完成各种生理功能是非常重要的[4]
物质的方式分为和两种
1被动运输是顺着膜两侧扩散即由高浓度向低浓度分为和
①物质通过简单的进入细胞细胞膜两侧的浓度差以及扩散的物质的性质如根据物质更容易进出细胞对自由扩散的速率有影响常见的能进行自由扩散的物质有水氨等
②进出细胞的物质借助扩散细胞膜两侧的浓度差以及载体的种类和数目对协助扩散的速率有影响吸收是依靠协助扩散
2物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧需要载体蛋白的协助同时还需要消耗细胞内所释放的能量主动运输保证了能够按照生命活动的需要主动选择吸收所需要的排出代谢废物和对细胞有害的物质各种离子由低浓度到高浓度过膜都是依靠主动运输
能进行的都是离子和小分子当大分子进出细胞时大分子物质的从细胞膜上分离或者与细胞膜融合和大分子不需跨膜便可进出细胞 [5]细胞膜包着的黏稠透明的物质叫做Cytoplasm在细胞质中还可看到一些带折光性的颗粒这些颗粒多数具有一定的结构和功能类似生物体的各种因此叫做例如在绿色植物的中能看到许多绿色的颗粒这就是一种细胞器叫做绿色植物的就是在叶绿体中进行的在细胞质中往往还能看到一个或几个其中充满着液体叫做在成熟的植物细胞中液泡合并为一个中央大液泡其体积占去整个细胞的大半细胞质被挤压为一层细胞膜以及和两层膜之间的细胞质称为
植物细胞的原生质层相当于一层当细胞液浓度小于外界浓度时细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩由于原生质层比细胞壁的伸缩性大当细胞不断失水时原生质层与细胞壁分离也就是发生了当细胞液浓度大于外界溶液浓度时外界溶液中的水分透过原生质层进入细胞液中使原生质层复原逐渐发生质壁分离的复原
不是凝固静止的而是缓缓地运动着的在只具有一个中央液泡的细胞内细胞质往往围绕液泡循环流动这样便促进了细胞内物质的转运也加强了之间的相互联系细胞质运动是一种消耗能量的细胞的生命活动越旺盛细胞质流动越快反之则越慢后其细胞质的流动也就停止了
细胞骨架是指真核细胞中蛋白的网络结构由位于细胞质中的和构成微丝确定细胞表面特征使细胞能够运动和收缩微管确定膜性细胞器的位置和作为的轨道中间纤维使细胞具有和抗剪切力
不仅在维持细胞形态承受外力保持细胞内部结构有序性方面起重要作用而且还参与许多重要的生命活动如在细胞分裂中细胞骨架牵引在细胞物质运输中各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向运转
细胞骨架在20世纪60年代后期才被发现主要因为早期采用低温0-4℃固定而细胞骨架会在低温下解聚直到采用戊二醛常温固定人们才逐渐认识到细胞骨架的客观存在[6]细胞中还有一些细胞器它们具有不同的结构执行着不同的功能共同完成细胞的生命活动这些细胞器的结构需用电子显微镜观察在下观察到的细胞结构称为
线粒体Mitochondria/Mitochonrion线粒体是一些线状小杆状或颗粒状的结构在活细胞中可用Janus green染成蓝绿色在下观察线粒体表面是由双层膜构成的向内形成一些隔称为Cristae在线粒体内有丰富的线粒体是的中心它是生物有机体借产生能量的一个主要机构它能将营养物质如葡萄糖等氧化产生能量储存在的上供给细胞其他生理活动的需要因此有人说线粒体是细胞的动力工厂[7]
叶绿体Chloroplasts是绿色植物细胞中重要的细胞器其主要功能是进行叶绿体由双层膜类囊体和三部分构成是一种扁平的小囊状结构在类囊体薄膜上有进行光合作用必需的和许多类囊体叠合而成基粒基粒之间充满着基质其中含有与光合作用有关的酶基质中还含有[8]
内质网Endoplasmic Reticulum是细胞质中由膜构成的网状管道系统广泛的分布在内它与细胞膜及相通连对细胞内蛋白质及脂质等物质的合成和运输起着重要作用 内质网根据其表面有无附着核糖体可分为和粗面内质网表面有附着核糖体具有运输蛋白质的功能滑面内质网内含许多酶与糖脂类和固醇类激素的合成与分泌有关
高尔基复合体Golgi Apparatus/Golgi Body位于细胞核附近的网状囊泡是细胞内的运输和加工系统能将粗面内质网运输的蛋白质进行加工浓缩和包装成分泌泡和溶酶体
核糖体Ribosomes是椭球形的粒状小体有些附着在内质网膜的外表面供给膜上及膜外蛋白质有些游离在中供给膜内蛋白质不经过高尔基体直接在细胞质基质内的酶的作用下形成空间构形是合成蛋白质的重要基地
中心体Centrosome存在于动物细胞和某些细胞中因为它的位置靠近细胞核所以叫中心体每个中心体由两个互相垂直排列的及其周围的物质组成动物细胞的中心体与有密切关系..中心粒Centriole这种细胞器的位置是固定的具有极性的结构在间期细胞中经固定染色后所显示的中心粒仅仅是1或2个小颗粒而在电子显微镜下观察中心粒是一个柱状体长度约为0.3μm～0.5μm直径约为0.15μm它是由9组小管状的亚单位组成的每个亚单位一般由3个微管构成这些管的排列方向与柱状体的纵轴平行中心粒通常是成对存在2个中心粒的位置常成直角中心粒在有丝分裂时有重要作用
液泡Vacuole是植物细胞中的泡状结构成熟的植物细胞中的液泡很大可占整个细胞体积的90%液泡的表面有液泡内有其中含有糖类和蛋白质等物质可以达到很高的浓度因此它对细胞内的环境起着调节作用可以使细胞保持一定的保持膨胀的状态动物细胞也同样有小液泡
囊状小体或小泡内含多种水解酶具有自溶和异溶作用自溶作用是指溶酶体消化分解细胞内损坏和衰老的细胞器的过程异溶作用是指消化和分解被细胞吞噬的病原微生物及其细胞碎片的过程溶酶体是细胞内具有单层膜囊状结构的细胞器其内含有很多种水解酶类能够分解很多物质
在细胞质内除上述结构外还有Microfilament和Microtubule等结构它们的主要机能不只是对细胞起骨架支持作用以维持细胞的形状如在微管成束平行排列于盘形细胞的又如上皮细胞中的微丝它们也参加细胞的运动如有丝分裂的以及纤毛的微管此外细胞质内还有各种如脂类结晶色素等[9]细胞质里含有一个近似球形的Nucleus是由更加黏稠的物质构成的细胞核通常位于细胞的中央成熟的植物细胞的细胞核往往被中央液泡推挤到细胞的边缘细胞核中有一种物质易被等染成深色叫做Chromatin生物体用于传种接代的物质即就在染色质上当细胞进行时染色质在分裂间期螺旋缠绕成
多数细胞只有一个细胞核有些细胞含有两个或多个细胞核如细胞等细胞核可分为核膜染色质和四部分核膜与内质网相通连染色质位于与之间染色质主要由蛋白质和组成DNA是一种大分子又叫是生物的在时染色体复制DNA也随之复制为两份平均分配到两个中使得后代细胞染色体数目恒定从而保证了后代遗传特性的稳定还有RNA是DNA在复制时形成的单链它传递信息控制合成蛋白质其中有转移核糖核酸信使核糖核酸和核糖体核糖核酸　细胞核的机能是保存遗传物质控制合成和细胞代谢决定细胞或的性状表现把遗传物质从细胞或个体一代一代传下去但细胞核不是孤立的起作用而是和细胞质相互作用相互依存而表现出细胞统一的生命过程细胞核控制细胞质细胞质对发育和遗传也有重要的作用[10]直径平均 1～10μm
直径平均 3～30μm
某些不同来源的细胞大小变化很大
人卵细胞直径0.1mm鸵鸟卵细胞直径5
同类型细胞的体积一般是相近的不依生物个体的大小而增大或缩小
的大小主要决定于细胞的数量与细胞的数量成正比而与细胞的大小无关这种现象被称为细胞体积的守恒定律[11]1.所有的均有由与镶嵌及构成的注意 癌细胞无糖被容易游走扩散即
2.所有的细胞都含有两种即与
3.作为复制与转录的
4.作为的机器毫无例外地存在于一切细胞内核糖体是蛋白质合成的必须机器在信息流的传递中起着必不可少的作用
5.基本上所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂少数不是如蓝藻的有些种类从老细胞内产生新细胞
6.部分细胞能进行自我增殖和遗传高度分化的细胞无法自我增殖
7.新陈代谢
8.细胞都具有运动性包括细胞自身的运动和细胞内部的
注病毒不具有细胞结构 eukaryotic cell 指含有真核被核膜包围的核的细胞其在一个以上能进行有丝分裂还能进行原生质流动和而光合作用和作用则分别由叶绿体和线粒体进行除细菌和植物的细胞以外所有的动物细胞以及植物细胞都属于真核细胞由真核细胞构成的生物称为真核生物在真核细胞的核中DNA与等蛋白质共同组成染色体结构在核内可看到核仁在细胞质很发达存在着内质网高尔基体线粒体和溶酶体等细胞器分别行使特异的功能
真核我们熟悉的动植物以及微小的原生动物单细胞等真核细胞具有一个或多个由双膜包裹的细胞核包含于核中并以染色体的形式存在染色体由少量的组蛋白及某些富含精氨酸和的碱性蛋白质构成真核生物进行有性繁殖并进行有丝分裂原核细胞Prokaryotic cell没有核膜遗传物质集中在一个没有明确界限的低区称为nucleoidDNA为裸露的环状分子通常没有结合蛋白环的直径约为2.5nm周长约几十纳米大多数没有恒定的内膜系统核糖体为70S型原核细胞构成的生物称为原核生物均为单细胞生物
组成原核生物的细胞这类细胞主要特征是没有明显可见的同时也没有核膜和核仁只有拟核进化地位较低
原核细胞 Procaryotic/Prokaryotic cell 指没有核膜且不进行有丝分裂减数分裂无丝分裂的细胞这种细胞不发生原生质流动观察不到样运动鞭毛Flagellum呈单一的结构光合作用氧化磷酸化在细胞膜进行没有叶绿体Chloroplast线粒体Mitochondrion等细胞器Organelles的分化只有核糖体由这种细胞构成的生物称为原核生物它包括所有的细菌和蓝藻类即构成细菌和蓝藻等低等生物体的细胞它没有真正的细胞核Nucleus只有原核或拟核所含的一个或染色体是环状双股单一顺序的脱氧核糖核酸分子Circular DNA没有组蛋白Histone与之结合无核仁Nucleolus缺乏核膜Nuclear envelope外层原生质中有70 S核糖体与中间体缺乏高尔基体Golgi内质网E.R.线粒体和中心体Centrosomes等转录和Transcription and translation同时进行四周质膜内含有呼吸酶无有丝分裂Mitosis和减数分裂Meiosis脱氧核糖核酸DNA复制后细胞随即分裂为二古核细胞也称Archaebacteria是一类很特殊的细菌多生活在极端的中具有原核生物的某些特征如无核膜及内膜系统也有真核生物的特征如以甲硫氨酸起始蛋白质的合成核糖体对不敏感聚合和真核细胞的相似具有内含子并结合组蛋白此外还具有既不同于原核细胞也不同于真核细胞的特征如细胞膜中的脂类是不可皂化的细胞壁不含有的以蛋白质为主有的含有的类似于肽聚糖但都不含胞壁酸D型氨基酸和
极端嗜热菌Themophiles能生长在90℃以上的如科学家发现的古细菌最适生长温度为100℃80℃以下即失活德国的斯梯特K. Stetter研究组在海底发现的一族古细菌能生活在110℃以上高温中最适生长温度为98℃降至84℃即停止生长美国的J. A. Baross发现一些从中分离出的细菌可以生活在250℃的环境中嗜热菌的营养范围很广多为异养菌其中许多能将硫氧化以取得能量
Extremehalophiles生活在高盐度环境中盐度可达25%如和盐湖中
极端嗜酸菌Acidophiles能生活在值1以下的环境中往往也是嗜高温菌生活在地区的酸性热水中能氧化硫作为代谢产物排出体外
极端嗜碱菌Alkaliphiles多数生活在盐碱湖或碱湖碱池中生活环境pH值可达11.5以上最适pH值8～10
极端嗜盐菌的细胞壁由富含酸性氨基酸的糖蛋白组成这种细胞壁结构的完整由离子键维持高Na+浓度对于其细胞壁蛋白质亚单位之间的结合保持细胞结构的完整性是必需的当从高盐环境转到低盐环境后一方面细胞壁蛋白解聚为蛋白质单体使胞壁失去完整另一方面细胞内外离子浓度平衡打破细胞吸水膨胀最终引起胞壁破裂菌体完全自溶
在它们生存环境中耐受或需要高盐浓度如Halobacterium一种嗜盐菌生活在盐湖盐田及含盐的海水中它们可污染海盐并引起咸鱼及腌制的动物腐败由于嗜盐菌细胞含类胡萝卜素使大多数菌落呈红粉红或橘红色类胡萝卜素有利于保护它们抵御环境中强烈的阳光照射有时嗜盐菌与某些藻类造成的污染将海水变成红色[12]一个细胞分裂为两个细胞的过程分裂前的细胞称母细胞分裂后形成的新细胞称细胞分裂通常包括和两步在核分裂过程中母细胞把遗传物质传给子细胞在单细胞生 物中细胞分裂就是个体的繁殖在多细胞生物中细胞分裂是个体生长发育和繁殖的基础[13]细胞的分化是指分裂后的细胞在形态结构和功能上向着不同方向变化的过程细胞分化是形成不同的组织,分化前和分化后的细胞不属于一类型那些形态相似的结构相同具有一定功能的细胞群叫做组织不同的组织按一定的顺序组成器官各种器官协调配合形成系统各种器官和系统组成是细胞的一种不正常的分化方式每个正常细胞细胞核内都有发生癌变的细胞原本是正常细胞由于受到外界致癌因子包括主要指辐射如紫外线X射线等 化学致癌因子例如等 生物致癌因子Rous乙肝病毒等作用导致细胞内被激活激活的原癌基因控制细胞发生癌变
癌变的细胞在细胞形态结果功能上都发生了一定的变化细胞死亡是细胞衰老的结果是细胞生命现象的终止包括急性死亡细胞坏死和程序化死亡细胞死亡最显著的现象是原生质的凝固事实上细胞死亡是一个渐进过程要决定一个细胞何时已死亡是较因难的除非用固定液等人为因素瞬间使其死亡那么怎样鉴定一个细胞是否死亡了呢通常 采用法来鉴定如用中性红染色时生活细胞只有染成红色如果染料扩散细胞质和细胞核都染成红色则标志这个细胞已死亡细胞衰老的研究只是整个衰老生物学老年学研究中的一部分所谓衰老生物学Biology of senescence或称老年学Gerontology是研究生物衰老的现象过程和规律其任务是要揭示生物人类衰老的特征探索发生衰老的原因和机理寻找推迟衰老的方法根本目的在于延长生物人类的寿命有机体细胞依寿命长短不同可划分为两类即和功能细 胞干细胞在整个一生都保持分裂能力直到达到最高分裂次数便衰老死亡如 表皮生发层细胞生血干细胞等
细胞凋亡Apoptosis是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程也常常被称为程序化细胞死亡Programmed cell death,PCD凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬这一假说是基于提出的1961年Hayflick根据人胚胎细胞的传代培养实验提出指细胞在发育的一定阶段出现正常的它与细胞的死亡有根本的区别细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用例如蝌蚪尾的消失和的细胞凋亡脊椎动物 的的发育发育过程中手和足的成形过程[14]繁殖方式
人体内每时每刻都有许多细胞繁殖新生更换衰老死亡的细胞以维持机体的生长发育生殖及损伤后的修补细胞的繁殖是通过细胞的分裂来实现的
连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始到下一次分裂完成时为止为一个
分裂的方式可分为两种
一.间接分裂有丝分裂
从细胞在一次分裂结束后到下一次分裂之前是细胞周期的大部分时间处于分裂间期大约占细胞的90%~95%分裂间期中细胞完成的复制和有关蛋白质的合成
在分裂间期结束之后就进入分裂期分裂期是一个连续的过程人们为了研究方便把分列期分为四个时期前期中期后期末期
1.前期 是细胞分裂的开始细胞外形一般变圆的分离并向细胞的两极移动四周出现发射状细丝核膨大增多
核染色加深不规则的染色质形成丝状染色体并缩短变粗核仁及核膜消失与细胞质混合
2.中期 两个中心体接近两极它们之间有丝相连呈纺锤形叫染色体移到细胞中央赤道部呈星芒状排列后来染色体纵裂为二
3.后期已经纵裂的染色体分为两组由赤道部向两极的中心体方向移动细胞器亦随之均等分配趋向两极细胞体在赤道部开始横缢变窄
4.末期染色体移动到两极的中心体附近重新聚到一起转变为核膜核仁又重新出现细胞体在赤道部愈益狭窄
植物细胞的有丝分裂与动物细胞类似但是高等植物细胞中没有中心体纺锤丝由细胞两级发出不是由细胞膜向内凹陷将两个细胞分开而是在细胞中央赤道处形成可简洁概括为细胞核细胞膜如果是植物细胞的话下一步是分裂细胞壁细胞质二直接分裂无丝分裂　概念直接分裂是最早发现的一种细胞分裂方式早在1841年就在鸡胚的中看到了因为这种分裂方式是细胞核和细胞质的直接分裂所以叫做直接分裂又因为分裂时没有纺锤丝出现所以叫做只有部分动物的部分细胞可以进行无丝分裂比如蛙的红细胞
过程直接分裂的早期球形的细胞核和核仁都伸长然后细胞核进一步伸长呈哑铃形中央部分狭细最后细胞核分裂这时细胞质也随着分裂并且在滑面型内质网的参与下形成细胞膜在直接分裂中核膜和核仁都不消失没有染色体的出现当然也就看不到染色体复制的规律性变化但是这并不说明染色质没有发生深刻的变化实际上染色质也要进行复制并且细胞要增大当细胞核体积增大一倍时细胞核就发生分裂核中的遗传物质就分配到子细胞中去至于核中的遗传物质DNA是如何分配的还有待进一步的研究
不同观点关于直接分裂的问题长期以来就有不同的看法有些人认为直接分裂不是正常细胞的增殖方式而是一种异常分裂现象另一些人则主张直接分裂是正常细胞的增殖方式之一主要见于高度分化的细胞如肝细胞上皮细胞细胞等
二.减数分裂
这种细胞分裂形式是随着而出现的凡是进行的动植物都有减数分裂过程减数分裂与正常的有丝分裂的不同点在于减数分裂时进行2次连续的核分裂细胞分裂了2次其中染色体只分裂一次结果染色体的数目减少一半
减数分裂发生的时间每类生物是固定的但在不同之间可以是不同的大致可分为3种类型一是或称始端减数分裂减数分裂发生在受精卵开始时结果形成具有半数染色体数目的有机体这种减数分裂形式只见于很少数的二是或称中间减数分裂发生在时即在孢子体和世代之间这是的特征三是减数分裂或称是一般动物的特征包括所有人和一些原生动物这种减数分裂发生在配子形成时发生在配子形成过程中成熟期的最后2次分裂结果形成和卵
在成熟期的2次细胞分裂中是在2n分裂减数第一次分裂到n时染色体减少了一半后者再分裂减数第二次分裂产生4个n这些精细胞通过分化过程转变成精子n在雌体中这些相应的阶段是2nn和卵n所不同的在于每个初级卵母细胞不是产生4个有功能的配子而只产生一个成熟卵和另外3个不孕的极体这种不平均的分裂使卵细胞有足够的营养以供将来发育的需要而极体则失去受精发育能力所以卵的数量不如精子多图1－10
减数分裂的具体过程是很复杂的它包括2次细胞分裂第一次分裂的前期较长一般把这个前期分为偶线期双线期终变期这前期Ⅰ表示第一次之后是中期Ⅰ后期Ⅰ和末期Ⅰ经过减数分裂间期很短或看不出来进入前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ也有的不经过间期
在减数分裂过程中细胞分裂2次但染色体只分裂一次结果染色体数目减少了一半一般说来第一次分裂是分开染色体的数目减少一半是减数分裂第二次分裂是分开染色体的数目没有减少是等数分裂但严格说来这样说是笼统的如果从遗传上来分析并不如此简单因为它涉及到染色体的交换重组等
减数分裂对维持的染色体数目的恒定性对遗传物质的分配重组等都具有重要意义这对生物的进化发展都是极为重要的[13]组成细胞的基本元素是OCHNSiKCaPMg其中OCHN四种元素占90%以上物质可分为两大类和有机物在无机物中水是最主要的成分约占细胞物质总含量的75%－80%
一水与无机盐
一水是原生质最基本的物质
水在细胞中不仅含量最大而且由于它具有一些特有的物理化学属性使其在和形成细胞方面起着关键的作用可以说没有水就不会有生命水在细胞中以两种形式存在一种是游离水约占95%另一种是通过氢键或其他键同蛋白质结合约占4%~5%随着细胞的生长和衰老细胞的含水量逐渐下降但是活细胞的含水量不会低于75%
水在细胞中的主要作用是溶解无机物调节温度参加酶反应参与和形成细胞有序结构
细胞中无机盐的含量很少约占细胞总重的1%盐在细胞中解离为离子离子的浓度除了具有调节渗透压和维持的作用外还有许多重要的作用
主要的阴离子有Cl－PO4－和HCO3－其中离子在细胞代谢活动中最为重要①在各类细胞的中起着关键作用②是磷脂磷蛋白和磷酸化糖的组成成分③调节酸碱平衡对血液和pH起缓冲作用
主要的有Na+K+Ca2+Mg2+Fe2+Fe3+Mn2+Cu2+Co2+Mo2+
细胞中有机物达几千种之多约占细胞干重的90%以上它们主要由碳氢氧氮等元素组成有机物中主要由四大类分子所组成即蛋白质核酸脂类和糖这些分子约占细胞干重的90%以上
在生命活动中蛋白质是一类极为重要的大分子几乎各种生命活动无不与蛋白质的存在有关蛋白质不仅是细胞的主要结构成分而且更重要的是生物专有的催化剂－－酶是蛋白质因此细胞的代谢活动离不开蛋白质一个细胞中约含有104种蛋白质分子的数量达1011个
核酸是生物遗传信息的载体分子所有生物均含有核酸核酸是由核苷酸单体聚合而成的大分子核酸可分为核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸两大类DNA当温度上升到一定高度时DNA双链即解离为单链称为变性denaturation或熔解melting这一温度称为熔解温度melting temperatureTm碱基组成不同的DNA熔解温度不一样含G－C对3条氢键多的DNATm高含A－T对2条氢键多的Tm低当温度下降到一定温度以下变性DNA的互补单链又可通过在配对碱基间形成氢键恢复DNA的双螺旋结构这一过程称为复性renaturation或退火annealing
细胞中的糖类既有也有多糖细胞中的单糖是作为能源以及与糖有关的化合物的原料存在重要的单糖为五碳糖戊糖和六碳糖己糖其中最主要的五碳糖为最重要的六碳糖为葡萄糖葡萄糖不仅是能量代谢的关键单糖而且是构成多糖的主要单体
多糖在细胞结构成分中占有主要的地位细胞中的多糖基本上可分为两类一类是营养储备多糖另一类是结构多糖作为食物储备的多糖主要有两种在植物细胞中为淀粉starch在动物细胞中为glycogen在真核细胞中结构多糖主要有cellulose和chitin
脂类包括中性脂肪蜡磷酸甘油酯鞘脂糖脂等脂类化合物难溶于水而易溶于非极性有机溶剂
1中性脂肪neutral fat
①甘油酯它是脂肪酸的羧基同甘油的羟基结合形成的甘油三酯triglyceride甘油酯是体内脂肪的主要贮存形式当体内蛋白质或脂类过剩时即可转变成甘油酯贮存起来甘油酯为能源物质氧化时可比糖或蛋白质释放出高两倍的能量营养缺乏时就要动用甘油酯提供能量
②蜡脂肪酸同长链一元醇或固醇酯化形成蜡如蜂蜡蜡的碳氢链很长熔点要高于甘油酯细胞中不含蜡质但有的细胞可分泌蜡质如细胞分泌的蜡膜同翅目昆虫的如高等动物外耳道的耵聍腺
磷脂对细胞的结构和代谢至关重要它是构成生物膜的基本成分也是许多的参与者分为和鞘磷脂两大类
糖脂也是构成细胞膜的成分与细胞的识别和表面抗原性有关
4萜类和类固醇类
这两类化合物都是异戊二烯Isoptene的都不含脂肪酸
生物中主要的萜类化合物有胡萝卜素和EK等还有一种多萜醇磷酸酯它是细胞质中糖基转移酶的载体
类固醇类Steroids化合物又称甾类化合物其中胆固醇是构成膜的成分另一些甾类化合物是激素类如雄性激素等
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