细胞的“四性”
2014-04-29肖念东
肖念东
摘 要:细胞是生物体的结构和功能的基本单位,也是生命活动的基本单位。它是学习高中生物课程必备的重要的基础知识。那么,如何理解细胞呢?必须把握细胞的“四性”。
关键词:一般性;特殊性;可变性;整体性
一、一般性
1.在结构上,细胞基本都包括膜、质、核三个部分,它们在功能上的分工几乎都是相同的。如细胞膜的功能主要是:为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境;选择性的物质运输;提供细胞识别位点,完成细胞内外信息跨膜传递;为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序地进行;介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;参与形成不同功能的细胞表面的特化结构等。
2.在组成上,所有细胞都含C、H、O、N、P、S等元素,都含有水、无机盐、糖类、脂类、核酸和蛋白质等化合物,都含有核糖体这种合成一切生命活动都离不开的蛋白质的细胞器。
3.在代谢上,细胞的生命活动都需要酶参与,且都包括物质代谢,如物质的吸收、合成、转化、分解等;和能量代谢,如能量的储存、释放等。
4.在遗传上,基本都符合遗传的中心法则。且绝大多数细胞都要经过增殖、未分化、分化、衰老、凋亡等阶段。
二、特殊性
1.不同細胞,形状大小不同
组成生命有机体的细胞形状是多种多样的。其中,有圆形的,如卵细胞、细菌中的球菌等;有杆状的,如细菌中的杆菌;还有螺旋形的,如螺旋菌;有梭形的,如平滑肌细胞;有呈管状或圆筒状的,如植物的筛管细胞等。其大小也千差万别。如,支原体的直径仅有0.1~0.3 um,而鸵鸟卵细胞直径高达5 cm;有的神经细胞体直径不会超过100 um,但其轴突长度可达1 m左右。
2.不同生物的细胞,结构不同
不同生物的细胞,其结构也是不同的。如,原核生物的细胞较真核生物的细胞,就无核膜、无核仁、无成形的细胞核,没有染色体,没有复杂的细胞器(但有核糖体),其细胞壁的主要成分是肽聚糖而不是纤维素和果胶等等。
3.同种生物不同部位的细胞,结构不同
同一生物,不同部位的细胞,其结构也不同。如,植物细胞中,叶肉细胞、茎的细胞、根毛区细胞的结构就不同。叶肉细胞需要进行光合作用,所以含有叶绿体,根毛区的细胞需要从土壤溶液中吸收水分和矿质元素,所以有细胞膜向外突起的结构,而这些都是茎的细胞所没有的。
4.同种细胞在不同生理状态下,结构不同
如一个正常人的肝细胞中,大约有500~1000个线粒体,但
是,对于甲状腺机能亢进的病人,因其神经兴奋,新陈代谢加快,耗能多,所以肝细胞中线粒体的数量会更多些。
5.不同细胞,其行为与功能也不相同
如血红细胞有运输作用,肌肉细胞能收缩与运动,神经细胞可传导神经冲动,淋巴细胞能参与免疫等。有的细胞能够长期保持分裂能力,如分生组织的细胞;有的细胞却不能分裂,如高度分化的细胞。
三、可变性
1.细胞的形状大小可变
由于构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都可以运动,所以,细胞膜具有一定的流动性,这一流动性不仅能使细胞由小到大,也能使细胞的形状发生改变。
2.细胞的组成物质可变
细胞在新陈代谢的过程中,要不断地吸收营养物质,排出代谢终产物,与周围环境进行着物质和能量的交换,所以组成细胞的物质不是一成不变的。如肝细胞可将多余的血糖转变为肝糖元并在血糖浓度下降时分解成葡萄糖,来维持血糖浓度的稳定。
3.细胞的内部结构可变
因新陈代谢的需要,细胞的内部结构也是可以改变的。如核孔的大小,可因代谢的强度而发生改变;在不同的光照条件下,叶绿体可以运动,从而改变椭球体的方向;动物冬眠时肝细胞中线粒体的数量要比正常时肝细胞中线粒体的数量多得多。
四、整体性
构成细胞的不同部分,虽然具有不同的形态、不同的结构和功能,但细胞却是一个有机统一的整体,具体表现在:
1.在结构上,内质网广泛分布于细胞质中,连接着各种不同的细胞器,它内连核膜,外连细胞膜,将细胞膜、细胞质、细胞核连为一体。
2.在功能上,各种细胞器虽结构、功能不同,但却能协调合作。如线粒体能为其他结构的代谢提供能量;核糖体能为其他结构的构成或代谢提供蛋白质或酶;蛋白质类分泌物的分泌是由核糖体合成、内质网运输、线粒体供能、高尔基体加工分泌而协调完
成的。
3.在代谢上,细胞核是调控中心,核内的DNA通过控制蛋白质类物质的合成,而调控细胞内的生命活动。
此外,细胞或细胞内各种细胞器的结构,总是与它们所处的环境和行使的功能相统一的。如肌细胞呈梭形或纤维状,并含很多线粒体,是为了有利于肌肉的收缩和运动;哺乳动物的红细胞呈中央双面凹的扁圆形,并含血红蛋白,是有利于在血管中流动并运输氧气;大多数神经细胞具有短而分枝的树突和长的轴突,是为了有利于接受外来的刺激和传递兴奋等。
(作者单位 湖南省娄底市第一中学)
编辑 孙玲娟