细胞的结构

所有的生命形式，基本上都是以细胞为基础的。生命要延续，不管是有性生殖，还是无性生殖，都是小小的细胞在不停地复制自己。现代生物学家要进行“克隆”，也要对细胞进行“手术”。

所以，一切都要从细胞开始。

细胞组织图

细胞包括细胞膜、细胞质和细胞核。植物细胞和细菌还含有细胞壁。细胞质是细胞中除了细胞核以外细胞膜以内的原生质。但科学家发现细胞质并不是均匀的，其中包含了许多有形结构。这些结构被称为细胞器，如质体、线粒体、核糖体、圆球体、溶酶体、中心粒、高尔基体、液泡等。

环绕在细胞外围的结构可分为内外2层。内层为由脂类和蛋白质组成的细胞膜，亦称质膜，它是细胞都具有的相同结构。外层为细胞表面，这一层在各类细胞中差别很大，动物细胞没有细胞壁，但在细胞膜外也覆盖着细胞外被和胞外基质，在植物细胞膜外面尚有壁。细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的重要特征之一。植物细胞壁的主要作用是使植物细胞保持一定形状和一定的渗透压。

在电镜下可以看出，细胞膜呈暗——明——暗形式的3层结构。细胞膜不仅是细胞把其内部与周围环境分开的边界，更重要的是，它是细胞同周围环境或其他细胞进行物质交换的通路。细胞膜对物质穿越细胞膜运输和交换有调节作用，它是细胞的一道动态屏障。

生物膜是细胞进行生命活动的重要结构基础，细胞的能量转换、蛋白质合成、信息传递、运动、分泌、排泄、物质运输等活动都和膜的作用相关。

细胞膜结构示意图

根据有无细胞核膜可以将细胞分为原核细胞和真核细胞2大类型。

原核细胞最主要的特征是没有由膜包围的细胞核，遗传物质均匀分布于整个细胞中或集中存在于细胞的一个或几个区域中。这些区域中物质密度较低，但与周围高密度的细胞质无明确的分界，故把这种低密度区称为类核。类核中含有盘绕的细丝，这些细丝是不结合蛋白质裸露的DNA双螺旋。由原核细胞构成的生物称为原核生物。现在分类学家把原核生物划为一个独立的界，即原生界，其中包括蓝藻和各类细菌。真核细胞最主要的特点是细胞内有膜，把细胞分成了许多功能区。最明显的是含有膜包围的细胞核，此外还有由膜而形成的细胞器（如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基复合体等）。分区使细胞的代谢效率较原核细胞大为提高。例如，氧化磷酸化活动主要集中在线粒体中进行；植物细胞的光合作用机能由叶绿体来承担。

因细胞核与本书所讲关系密切，所以这里重点介绍一下细胞核。

细胞核大多呈球形或卵圆形，但也随物种和细胞类型不同而有很大差别。有的也可呈分枝状、带状。核的形状往往同细胞的形状有很大的关系。多角形、立方形和圆形的细胞，其核也多呈圆形。细胞核的位置多处于细胞的中央，如果细胞的内含物增多，则可把核挤到一侧。如植物细胞、液泡增大后核偏一侧；动物的脂肪细胞、脂肪滴加大后，核即被挤到细胞边缘，呈扁盘状。可是不论是什么形状，核膜多是凹凸不平。细胞核在细胞生活周期中，形状变化很大，在分裂阶段时，细胞核可暂时解体。

细胞核的外表包一层双层膜结构，称为核膜。核膜是核的边界，系由内外两层单元膜组成。核膜并不是完全连续的，有许多部位，核膜内外两层互相连接，形成了穿过核膜的小孔，称为核孔。核孔是核质与细胞质进行物质交换的重要通道。核孔不是单纯的空洞，结构相当复杂，因此又把这种小孔称为核孔复合体。

细胞核在细胞的生命活动中处于极为重要的地位，是细胞遗传物质的集中区，它对细胞的结构和活动具有调节和控制作用。真核细胞的间期核有一个或几个浓密的球形小体，称为核仁。因为它较周围的核液要浓密得多，故在光学显微镜下清晰可见。核仁的形状、大小、数目，因生物种类和生理状态不同而有所变动，一般生理活动旺盛的细胞，核仁大；不太活动的细胞，核仁就小。核仁总是位于染色体组中一定染色体的特定部位。在细胞核内，DNA分子和蛋白质结合成了染色质，在分裂阶段，染色质浓缩成染色体。各种生物的染色体数目一般是恒定的，少的有2个，多者达数百个。在光学显微镜下可以看到一种嗜碱性很强的物质，称为染色质。在间期核中，染色质以两种状态存在，有的是伸展开的呈电子透亮状态，称为常染色质；另一种是卷衄的，称为异染色质。

细胞核结构图

核仁的功能是转录转运DNA。在细胞分裂时，染色质凝缩为染色体。