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我们在初中阶段学习过细胞的知识，并且还用光学显微镜观察了植物细胞和动物细胞。那时候我们所看到的细胞，是放大几十倍、几百倍的，只能够看见细胞壁、细胞质和细胞核等部分。近几十年来，人们创制了电子显微镜，电子显微镜能够把细胞放大到几千倍、几万倍，甚至几十万倍。因此，我们现在能够看到细胞的亚显微结构。同时，由于近代物理学和化学的新技术在细胞学研究上的广泛应用，也促使对于细胞的研究达到一个新的水平。
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根据细胞结构的不同特点可以把细胞分为原核细胞和真核细胞两大类。地球上绝大多数的生物是真核生物，它们是由真核细胞构成的。真核细胞的种类比较多。各种细胞的形状差别很大，有的呈球状，有的呈盘状，有的狭长，有的有分枝。细胞的大小也不相同，大多数细胞很微小。例如，人的白细胞的直径只有8μm～12μm。神经元的细胞体的大小与白细胞相似，而它的神经纤维有的可长达1m。众所周知，鸵鸟的卵细胞是世界上最大的细胞。
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  真核细胞的结构比原核细胞复杂得多，下面讲述真核细胞的亚显微结构和功能（图1，图2，图3）。
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| 细胞膜 真核细胞的细胞质的最外面，包着一层薄的细胞膜。细胞膜把细胞内的物质与细胞外的环境分隔开来，具有保护细胞内部的作用。用电子显微镜观察细胞膜，并且对膜的化学成分进行分析，可以知道细胞膜主要是由蛋白质分子和脂类分子构成的。在细胞膜的中间，是磷脂双分子层（下图），实际上包括两层磷脂分子，这是细胞膜的基本支架。在磷脂双分子层的外侧和内侧，有许多球形的蛋白质分子，它们以不同的深度镶嵌或者贯穿在磷脂双分子层中，或者覆盖在磷脂双分子层的表面。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大都是可以运动的，而不是静止的、固定不变的。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。 |
 细胞膜的结构
1.磷脂分子
2.蛋白质分子 |
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细胞膜除了保护细胞内部等作用以外，还与细胞的内外物质交换有密切关系。活细胞时刻不停地与细胞周围交换物质，它要从外界选择吸收细胞所需要的营养物质，同时将细胞在新陈代谢过程中产生的废物排出去，这样来维持细胞正常的生命活动。物质是怎样通过细胞膜出入细胞的呢？
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物质通过细胞膜出入细胞的方式主要有三种。第一种方式是被选择吸收的物质从高浓度的一边通过细胞膜到达低浓度的一边，这种物质出入细胞的方式叫做自由扩散。例如，O2、CO2、甘油等物质，由高浓度一边通过细胞膜向低浓度一边扩散。第二种方式与自由扩散很相似，所不同的是必须有载体蛋白质来协助完成。在进行物质交换时，载体先与被选择吸收的离子或其他物质相结合（如同把货物装在船上一样），然后通过细胞膜，在细胞膜的另一侧把离子或其他物质释放出来。由于有载体的协助，能够从高浓度的一边运输到低浓度的一边，这种物质出入细胞的方式叫做协助扩散。例如，在红细胞的细胞膜上有一种蛋白质分子，它是葡萄糖的载体，能够携带葡萄糖通过细胞膜而进入细胞的内部。
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第三种方式，也必须有载体的协助，但是，它与协助扩散有所不同，这就是被选择吸收的物质是从低浓度的一边运输到高浓度的一边。例如，人的红细胞中K＋的浓度比血浆中K＋的浓度要高出30倍,而红细胞中Na＋的浓度却比血浆中Na＋的浓度低6倍。可见，红细胞具有不断地积累K＋的能力，以致不会使细胞膜内外的K＋和Na＋的浓度度达到平衡。因为这种物质出入细胞的方式，一般是物质从低浓度一边运输到高浓度一边，所以，需要消耗细胞内新陈代谢所释放的能量。这种方式能够保证细胞按照生命活动的需要，主动地选择吸收所需要的营养物质，排出新陈代谢作用的废物和对细胞有害的物质。因此，这种物质出入细胞的方式叫做主动运输。可见，主动运输对于活细胞完成各项生命活动有非常重要的作用。
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上面讲述的物质通过细胞膜出入细胞的三种方式，可以说明细胞膜是一种选择透过性膜。这种膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。
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植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁，它的化学成分主要是纤维素和果胶。细胞壁对于细胞有支持和保护的作用。
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细胞质 在细胞膜以内、细胞核以外的原生质，叫做细胞质。在光学显微镜下观察活细胞，可以看到细胞质是透明的胶状物，细胞质主要包括基质和细胞器。
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细胞质内呈液态的部分是基质，在基质中有线粒体、质体、内质网、核糖体、高尔基体和中心体等细胞器。每种细胞器各有一定的结构和功能。
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 线粒体 线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。光学显微镜下看到的线粒体呈粒状、棒状。在电子显微镜下观察到的线粒体切片，是由内外两层膜构成的（下图）。外膜使线粒体与周围的基质分开。内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠，形成嵴。嵴的周围充满着液态的基质。线粒体的内膜上分布着许多小颗粒，叫做基粒。在内膜、基质和基粒中，有许多种与有氧呼吸有关的酶。线粒体内还有少量的RNA和DNA。 |
线粒体的结构（示意图）
1.外膜 2.内膜 3.嵴 4.基粒 |
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 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。现在知道，细胞生命活动所必需的能量，大约有95％来自线粒体。因此，有人把线粒体叫做细胞内供应能量的“动力工厂”。 |
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| 质体 绝大多数的植物细胞中都有质体。根据质体内所含色素的不同，可以将质体分为白色体、有色体和叶绿体。白色体是不含色素的质体。有色体是含有叶黄素和胡萝卜素的质体。 |
| 叶绿体是植物细胞中最重要的一种质体，它主要存在于植物的叶肉细胞里。它含有叶绿素和类胡萝卜素，还含有蛋白质、脂类、少量的RNA和DNA。叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。 |
 在光学显微镜下观察高等植物的叶绿体，可以看到它一般呈扁平的椭球形或球形。在电子显微镜下观察，可以看到叶绿体的外面有双层膜，它的内部含有几个到几十个基粒（下图）。每个基粒是圆柱形的，由10～100个片层结构重叠而成，叶绿体内含有的叶绿素等就分布在片层结构的薄膜上。叶绿体内的基粒与基粒之间，充满着基质。在片层结构的薄膜上和叶绿体内的基质中，含有光合作用所需要的酶。 |
叶绿体的结构（示意图）
1.外膜 2.基粒片层结构 3.内膜 |
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 内质网 绝大多数植物和动物的细胞内都有内质网，它是由膜结构连接而成的网状物，所以叫做内质网。内质网广泛的分布在细胞质的基质内。 |
| 内质网对于细胞的生命有重要的作用。内质网增大了细胞内的膜面积，在这些膜上附着有许多种酶，这些酶为生命活动的各种化学反应的正常进行，创造了有利条件。 |
| 核糖体 核糖体是椭圆形的粒状小体，有些附着在内质网上，有些游离在细胞质的基质中。核糖体是细胞内将氨基酸合成蛋白质的场所，因此，有人把它比喻成蛋白质的“装配机器”。 |
 高尔基体 高尔基体普遍存在于植物细胞和动物细胞中。一般位于细胞核附近的细胞质中（图1）。一般认为，植物细胞中的高尔基体，与细胞壁的形成有关；动物细胞中的高尔基体，与细胞分泌物的形成有关。 |
| 中心体 动物细胞和低等植物细胞中都有中心体，它总是位于细胞核附近的细胞质中，接近于细胞的中心，因此叫做中心体。在电子显微镜下可以看到，每个中心体含有两个中心粒，这两个中心粒互相垂直排列。中心体与细胞的有丝分裂有关。 |
| 液泡 液泡是植物细胞质中的泡状结构。幼小的植物细胞中的液泡小，成熟的植物细胞中的液泡很大，可以占据细胞整个体积的90％，细胞质和细胞核被大的中央液泡推挤而靠近细胞壁。高等动物细胞中的液泡不明显。某些原生动物细胞中的食物泡和伸缩泡，可以说是液泡的一种形式。 |
| 液泡的表面有液泡膜。液泡内有细胞液，其中含有有机酸、生物碱、糖类、蛋白质、无机盐和色素等。植物的花、叶、果实的颜色，除绿色以外，其他颜色大多由液泡中的色素产生。
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 细胞核 在真核细胞中，有一个明显的细胞核，是遗传物质贮存和复制的场所。细胞核里有遗传物质DNA，DNA在核内进行复制。因此，细胞核是细胞结构中的重要部分。将固定和切成片的细胞放在电子显微镜下观察，可以清楚地看到细胞核是由核膜、染色质、核仁和核液构成的。 |
核膜包围在细胞核的外面，它把细胞质和核内的物质分开。在核膜上有许多小孔，叫做核孔。核孔是某些大分子的运输孔道。
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 在细胞核中分布着一些容易被碱性染料染成深色的物质，这些物质主要是由DNA和蛋白质组成的。在细胞分裂间期，这些物质成为细长的丝，交织成网状，这些丝状物质就是染色质。在细胞分裂期，细胞核内长丝状的染色质高度螺旋化，缩短变粗，就形成了光学显微镜下可以看见了染色体。在有丝分裂结束时，细胞中的染色体逐渐解开螺旋，然后又恢复到细丝状染色质的形态。因此，染色质和染色体是同一种物质在不同时期细胞中的两种形态。
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| 原核细胞与真核细胞的区别 细菌、蓝藻等原核生物是由原核细胞构成的。原核细胞的种类少，结构比较简单（下图）。原核细胞和真核细胞在形态结构上有许多区别，最明显的区别如下： |
原核细胞 |
真核细胞 |
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细胞大小 |
较小（1μm～10μm） |
较大（10μm～100μm） |
细胞核 |
没有成形的细胞核，组成核的物质集中在核区。无核膜，无核仁。 |
有成形的真正的细胞核。有核膜，有核仁。
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蓝藻细胞模式图
1.DNA 2.核糖体 3.细胞壁 4.细胞膜 |
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上面主要讲述了真核细胞的细胞膜、细胞质、细胞核的结构和功能。应该指出，细胞的各个部分并不是彼此孤立的，而是互相联系、协调一致的，一个细胞就是一个有机的统一整体。细胞只有保持完整性，才能够正常地完成各项生命活动。
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