細胞的大小和形狀
細胞是生物有機體的基本結構單位。目前已知的最小細胞為支原體,直徑0.1微米,最大的為鳥類卵細胞,直徑可達150毫米,植物中纖維細胞最長的可達100毫米。大多數細胞直徑在10?100微米,需要借助於顯微鏡方能觀察到。
不同的生物體所含的細胞數目各有不同。單細胞生物(原生生物)的每一個體僅有一個細胞。據估計,個體最大的多細胞生物的每一個體所含細胞可達1015個。
在各類生物或在同一生物的不同部位的細胞形狀變化極大。一般說來,單個的或者遊離的細胞多為球狀、接近球狀或其他不規則形態,結構致密的組織中細胞常為多麵體或其他形態如纖維狀、柱狀、片狀等。
細胞有兩種主要類型:原核細胞與真核細胞。細菌和藍藻都是原核細胞,細胞內的遺傳物質(DNA)沒有以核膜包圍而形成細胞核,細胞中的其他部分也相對簡單。大多數生物的細胞都是真核細胞,其結構包括如下幾部分:
(1)細胞膜和細胞壁
細胞膜:也稱為質膜,它位於原生質體表麵,厚度7?8納米,為單層的生物膜。生物膜的機構基礎是具流動性的磷脂雙分子層,蛋白質鑲嵌在磷脂雙分子層的中間或表麵。細胞膜具選擇性透性,可以控製物質進出細胞。細胞膜上有負責細胞內外物質轉運的蛋白質分子,細胞膜的表麵則攜帶有作為細胞識別的分子及某些生物活性物質如激素等的受體。
細胞壁:它是植物、細菌、真菌等所具有的細胞結構。植物細胞壁的主要成分為纖維素及半纖維素,次生加厚的細胞壁則有木質、栓質等成分;兩相鄰細胞壁之間為胞間層,主要成分是果膠質;相鄰細胞壁間有小孔並有胞間連絲(原生質絲)穿過。細菌、真菌等雖然也有細胞壁,但其中不含纖維素成分。
(2)細胞核
細胞核是真核生物細胞中的結構,它是由核被膜將核物質包裹起來而形成的,遺傳物質就主要存在於細胞核中。細胞核在細胞壁中占有顯著位置,可以將其認為是細胞中最大和最重要的細胞器。大多數細胞隻有一個細胞核,也有多核細胞。原核生物雖然也有核物質,但不具備細胞核這一結構。細胞核包括以下幾部分:核被膜是核的外層,包括核膜和核纖層。核膜為雙層的單位膜結構,兩層膜間有寬10~50納米的核周腔;外膜上常附有核糖體並與內質網相連;膜上有核孔。核膜與核孔對物質進出細胞核起選擇和調控作用。核纖層位於核膜內,成分為纖維蛋白,在細胞分裂過程中對分裂形成的子細胞的核膜的重新組裝起重要作用。
染色質是核被膜內的主要部分,真核細胞的染色質的成分為DNA和蛋白質及少量RNA。經蘇木精染色後在光學顯微鏡下可見它在核內呈絲狀交織並有染色更深的團塊。絲狀者為常染色質,是DNA長鏈分子的伸展部分;團塊狀者為異染色質,是DNA長鏈分子緊縮盤繞而成。細胞分裂時,染色質絲收縮為光學顯微鏡下更為明顯可見的染色體。
在光學顯微鏡下核內有折光更為強烈的區域(染色後更為明顯),這就是核仁。它是由某一個或幾個特定染色體的核仁組織區及蛋白質和RNA(核糖體RNA,即rRNA)分子構成的,核仁組織區內的一部分DNA即轉錄rRNA的基因c細胞核內還有由蛋白質構成的網狀的核基質,它是支持染色質的結構,核基質網孔中還充滿液體。