细胞是所有生命形式的基本结构和功能单位。每一个细胞都是由被膜包围的细胞质组成;许多细胞还含有具有特定功能的细胞器。根据拉丁文单词 "cellula",细胞意为“小房间”。事实上,绝大部分细胞都只能通过显微镜来观察。
所有细胞都具有复制、蛋白质合成和运动能力。
细胞约在四十亿年前出现在地球上,并且根据细胞的结构和功能,可以将它们广泛地分为两类:真核细胞和原核细胞。真核细胞拥有细胞核,而原核细胞则缺乏细胞核,取而代之的是一个叫做核糖体区的地方。原核细胞主要是单细胞生物,例如细菌,而真核细胞既可以是单细胞生物,例如变形虫,也可以是多细胞生物,例如某些藻类、植物、动物和真菌。
原核生物包括细菌和古细菌,这两者是生命的三个域之一。原核细胞是最早的生命形式,以其重要的生物学过程(如细胞信号传递)而著称。原核细胞结构简单且体积较小,缺乏细胞核和其他膜包围的细胞器。它们的DNA由单个圆形染色体组成,直接接触细胞质,其核区称为核糖体。大多数原核生物的直径仅为0.5至2.0微米。
原核细胞的细胞膜周围通常有细胞壁,为细胞提供刚性,并将细胞的内部与外部环境隔开。
一些原核细胞的外部还有鞭毛和纤毛等结构,这些结构能够促进细胞的运动和细胞间的通讯。
真核生物包括植物、动物、真菌、变形虫和藻类等。这些细胞的直径约是典型原核细胞的十五倍,体积可以比原核细胞大一千倍。真核细胞的主要特征是腔室化,即拥有膜包围的细胞器,其中不同的功能在细胞器内进行。最重要的细胞器是细胞核,它容纳着细胞的DNA,使其有别于原核细胞。
真核细胞的DNA以一种或多种线性分子(染色体)组织,所有的染色体DNA都储存在细胞核内。
许多真核生物的细胞都拥有运动纤毛或鞭毛,而真核鞭毛的结构也比原核细胞的更为复杂。
所有细胞,不论是原核细胞还是真核细胞,都拥有一层膜包围着细胞,调节物质进出,并维持细胞的电位。细胞内部的细胞质占据了大部分细胞的体积,所有细胞都含有DNA和RNA。 DNA是基因的遗传物质,而RNA则携带合成各种蛋白质(例如酶)的信息。这些细胞内的主要组成部分及其功能包括:
细胞膜是环绕细胞质的选择性透过的生物膜,由磷脂双层构成,这使得细胞膜能够保护和区分细胞与外部环境。
细胞骨架有助于组织和维持细胞的形状,相对于内部细胞器的位置起着固位的作用,也帮助细胞在生长和运动过程中的重要作用。
细胞内的两种基因物质分别为DNA和RNA。其中DNA负责长期信息储存,而RNA主要用于信息传递及催化功能。
细胞如何进行复制和生长的过程在原核细胞和真核细胞中有何不同?原核细胞通常通过二分裂过程复制,而真核细胞则经过有丝分裂的过程再进行细胞的分裂。对于多人多细胞生物,这种过程是生长组织的基础。
保持细胞内DNA的完整性至关重要,这能防止细胞死亡或因损坏导致的突变。
总之,真核和原核细胞在结构上有明显的差异,这些差异影响了它们的功能与适应性。这不禁让人思考,在我们日常生活中,这些细胞的特性对我们的健康和环境有什么深远的影响呢?