肖念東
摘 要:細胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,也是生命活動的基本單位。它是學(xué)習(xí)高中生物課程必備的重要的基礎(chǔ)知識。那么,如何理解細胞呢?必須把握細胞的“四性”。
關(guān)鍵詞:一般性;特殊性;可變性;整體性
一、一般性
1.在結(jié)構(gòu)上,細胞基本都包括膜、質(zhì)、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(wěn)定的內(nèi)環(huán)境;選擇性的物質(zhì)運輸;提供細胞識別位點,完成細胞內(nèi)外信息跨膜傳遞;為多種酶提供結(jié)合位點,使酶促反應(yīng)高效而有序地進行;介導(dǎo)細胞與細胞、細胞與基質(zhì)之間的連接;參與形成不同功能的細胞表面的特化結(jié)構(gòu)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(zhì)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(zhì)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(zhì)代謝,如物質(zhì)的吸收、合成、轉(zhuǎn)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(shù)細胞都要經(jīng)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(jīng)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(jié)構(gòu)不同
不同生物的細胞,其結(jié)構(gòu)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(fù)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(jié)構(gòu)不同
同一生物,不同部位的細胞,其結(jié)構(gòu)也不同。如,植物細胞中,葉肉細胞、莖的細胞、根毛區(qū)細胞的結(jié)構(gòu)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(qū)的細胞需要從土壤溶液中吸收水分和礦質(zhì)元素,所以有細胞膜向外突起的結(jié)構(gòu),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(tài)下,結(jié)構(gòu)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(jīng)興奮,新陳代謝加快,耗能多,所以肝細胞中線粒體的數(shù)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(jīng)細胞可傳導(dǎo)神經(jīng)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(gòu)成細胞膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)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(fā)生改變。
2.細胞的組成物質(zhì)可變
細胞在新陳代謝的過程中,要不斷地吸收營養(yǎng)物質(zhì),排出代謝終產(chǎn)物,與周圍環(huán)境進行著物質(zhì)和能量的交換,所以組成細胞的物質(zhì)不是一成不變的。如肝細胞可將多余的血糖轉(zhuǎn)變?yōu)楦翁窃⒃谘菨舛认陆禃r分解成葡萄糖,來維持血糖濃度的穩(wěn)定。
3.細胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可變
因新陳代謝的需要,細胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也是可以改變的。如核孔的大小,可因代謝的強度而發(fā)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(shù)量要比正常時肝細胞中線粒體的數(shù)量多得多。
四、整體性
構(gòu)成細胞的不同部分,雖然具有不同的形態(tài)、不同的結(jié)構(gòu)和功能,但細胞卻是一個有機統(tǒng)一的整體,具體表現(xiàn)在:
1.在結(jié)構(gòu)上,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)廣泛分布于細胞質(zhì)中,連接著各種不同的細胞器,它內(nèi)連核膜,外連細胞膜,將細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核連為一體。
2.在功能上,各種細胞器雖結(jié)構(gòu)、功能不同,但卻能協(xié)調(diào)合作。如線粒體能為其他結(jié)構(gòu)的代謝提供能量;核糖體能為其他結(jié)構(gòu)的構(gòu)成或代謝提供蛋白質(zhì)或酶;蛋白質(zhì)類分泌物的分泌是由核糖體合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸、線粒體供能、高爾基體加工分泌而協(xié)調(diào)完
成的。
3.在代謝上,細胞核是調(diào)控中心,核內(nèi)的DNA通過控制蛋白質(zhì)類物質(zhì)的合成,而調(diào)控細胞內(nèi)的生命活動。
此外,細胞或細胞內(nèi)各種細胞器的結(jié)構(gòu),總是與它們所處的環(huán)境和行使的功能相統(tǒng)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(shù)神經(jīng)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(xué))
編輯 孫玲娟