今天要和大家分享的是AP生物大家必須要掌握的——細胞里到底有什么？ ?世界上的一切生命，不論是小小的螞蟻還是高聳的樹木，都是由細胞構(gòu)成的。當(dāng)然，也包括我們?nèi)祟愖约骸?/p>

如果將人體類比為一個公司，那么細胞則是公司中的員工。員工們有著不同的分工：例如，免疫細胞負責(zé)安保，抵御病毒的入侵，神經(jīng)細胞則負責(zé)在公司中傳遞信息。細胞們各司其職，在大腦的指揮下讓人體井然有序的運作。

那么細胞又是如何完成自己的工作的呢？

要回答這個問題，我們就需要了解細胞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

細胞里必不可少的四個零件

和人體一樣，細胞也有著自己的結(jié)構(gòu)。組成細胞的零件們被稱為細胞器（organelle）。不同種類的生物，有著不同的細胞結(jié)構(gòu)，但對所有細胞來說，有四個細胞器是必不可少的：細胞質(zhì)（cytoplasm），細胞膜（plasmamembrane），核糖體（ribosome）和遺傳物質(zhì)（geneticmaterials）。

細胞質(zhì)（cytoplasm）

細胞質(zhì)是一種半透明、膠狀的物質(zhì)。細胞里所有的空隙都被細胞質(zhì)所填滿，其他的細胞器也都浸透在細胞質(zhì)內(nèi)。

細胞質(zhì)的一大功能是儲存。許多酶(enzymes),營養(yǎng)物質(zhì)以及鹽、水等無機物都儲存在細胞質(zhì)中。這些物質(zhì)給細胞提供了能量和養(yǎng)分。細胞質(zhì)也是細胞中新陳代謝（metabolism）的主要場所。

新陳代謝代指在生物體內(nèi)發(fā)生的一切用于維持生命的生化反應(yīng)，如營養(yǎng)物質(zhì)的分解和蛋白質(zhì)的合成。有了新陳代謝，細胞才能獲取養(yǎng)分，維持功能，因此細胞質(zhì)是細胞中必不可少的成分。

細胞膜（plasmamembrane）

細胞膜是包圍在細胞質(zhì)外的一層膜，起到保護細胞和控制物質(zhì)進出的作用。

細胞膜是由兩層磷脂（phospholipid）構(gòu)成的。磷脂是一種特殊的脂肪（lipids），它的頭部是親水的（hydrophilic），而尾部則是疏水的。在細胞膜中，兩層磷脂尾部相連，因此細胞膜的最外層和最內(nèi)層是疏水的，而中間則是親水的。這種結(jié)構(gòu)被稱為磷脂雙分子層（phospholipidbilayer），可以讓細胞膜控制物質(zhì)的進出。

水、氧氣、二氧化碳等非極性分子（non-polarmolecules）可以順著濃度梯度（concentrationgradient）通過擴散（diffusion）的方式自由穿過細胞膜。以氧氣為例，當(dāng)氧氣在細胞膜外的濃度高，細胞膜內(nèi)的濃度低時，外界的氧氣就會通過細胞膜擴散到細胞內(nèi)；反之，內(nèi)部的氧氣會從細胞內(nèi)擴散到細胞外。

這個過程是自動發(fā)生的，不需要細胞膜的輔助。而鈉，鉀等離子（ions）和極性分子（polarmolecules）則無法用這種方式自由通過，只能通過細胞膜上嵌入的蛋白質(zhì)通道（channelprotein）進出細胞。這種通道一般只允許某種特定的物質(zhì)通過，而且開關(guān)可以被控制，因此這些物質(zhì)的進出會變得更為可控。

細胞膜上也有其他種類的蛋白質(zhì)，承擔(dān)著和其他細胞通信，接收內(nèi)分泌系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的信號，分解物質(zhì)等功能。

一些蛋白質(zhì)上還會有碳水化合物（carbohydrates）。這些碳水化合物可以讓細胞們識別出對方的身份。

遺傳物質(zhì)（geneticmaterial）

遺傳物質(zhì)來源于一個生物的上一代。人類的遺傳物質(zhì)中，一半來源于母親，另一半來源于父親。大部分細胞中的遺傳物質(zhì)是DNA（deoxyribonucleicacid），DNA上存儲著基因（genes）。

每個基因可以指導(dǎo)細胞制造不同的蛋白質(zhì)。通過這種方式，基因可以決定一個生物如何生長發(fā)育，如何繁殖，甚至是每個細胞的功能?？梢哉f基因控制了一個細胞所有的特點和行動。每個細胞里都存儲著所屬生物的所有基因，無論這個細胞的功能是什么。也就是說，負責(zé)決定你眼睛顏色的基因?qū)嶋H上不只儲存在了你的眼睛里，也存儲在你的手里，胃里，以及身體上所有其他的細胞里。

核糖體（ribosome）

核糖體最主要的作用是在DNA的指導(dǎo)下制造蛋白質(zhì)。

細胞中有一個基因的搬運工，它被稱為信使RNA（messengerRNA）。信使RNA會將DNA中所存儲的信息送到核糖體的手里。

核糖體就像是一座生產(chǎn)蛋白質(zhì)的工廠，而信使RNA傳遞來的這些信息就像是生產(chǎn)蛋白質(zhì)的配方。核糖體會先根據(jù)配方生產(chǎn)出氨基酸鏈條，也就是蛋白質(zhì)最基本的組成單位，然后核糖體只需要把這些氨基酸組裝在一起，折疊成對應(yīng)的形狀，就能生產(chǎn)出蛋白質(zhì)了。

原核細胞和真核細胞

細胞可以被分為兩大類：原核細胞（prokaryote）和真核細胞（eukaryote）。這兩種細胞最大的區(qū)別是細胞核（nucleus）。原核細胞沒有細胞核，而真核細胞有細胞核。細胞核其實就是細胞里負責(zé)儲存遺傳物質(zhì)的容器。這個容器的存在可以保護遺傳物質(zhì)，也能讓細胞更好的調(diào)控蛋白質(zhì)的合成。

原核細胞（prokaryote）

原核細胞是組成原核生物的細胞。大部分原核生物只由單一細胞組成，結(jié)構(gòu)較為簡單，就比如細菌。下面這張圖描繪了一個典型的原核細胞：

圖中標(biāo)注出的核糖體，細胞膜和細胞質(zhì)都是我們已經(jīng)熟知的結(jié)構(gòu)，這里就不再介紹了~

• 擬核

擬核（nucleoid）則是原核細胞的遺傳物質(zhì)，它其實就是一條DNA。被稱為擬核，是因為它承擔(dān)了和細胞核相同的任務(wù)——儲存基因，但它并沒有像細胞核一樣，將DNA儲存在容器里，而是直接和細胞質(zhì)接觸。因此，它只是一個模擬的細胞核，也就是擬核。

• 細胞壁

細胞壁（cellwall）是包裹在細胞膜外的保護層。和細胞膜相比，它較為堅硬和厚，能為細胞提供更好的保護，并讓細胞維持原有的形狀。但細胞壁沒有控制物質(zhì)進出的作用，任何物質(zhì)都能自由的出入細胞壁，因此對原核生物來說細胞膜的存在依然是有意義的。

• 纖毛（pili）和鞭毛（flagella）

纖毛和鞭毛的外觀都非常像毛發(fā)。但不同的是，纖毛生長于細胞表面，而鞭毛則是從細胞膜延伸出來的。它們都可以通過擺動來幫助細胞運動。不過，運動并不是纖毛最重要的作用。它還可以幫助原核細胞黏附于其它細胞的表面。

真核細胞

我們最為熟知的兩類生物——動物和植物都是由真核細胞構(gòu)成的。不過，它們的結(jié)構(gòu)有著很大的區(qū)別。我們可以分開來了解。

動物細胞

動物細胞中包含的許多結(jié)構(gòu)我們還沒有了解到，但它們的功能是AP生物的重要考點。不過不要擔(dān)心，下面我會一一介紹。

• 核仁（nucleolus）：核仁是位于細胞核的核心，由蛋白質(zhì)和RNA構(gòu)成。它最主要的功能是制造核糖體（ribosome）。前面我們有學(xué)習(xí)過，核糖體是負責(zé)制造蛋白質(zhì)的，而基因正是通過指導(dǎo)核糖體生產(chǎn)蛋白質(zhì)來掌控細胞的。因此，核仁可以說是一個細胞的核心。

• 核被膜（nuclear envelope）：核被膜是雙層的。它包裹在細胞核外部，將細胞核與細胞質(zhì)分隔開來，并幫助細胞核保持應(yīng)有的形狀。

• 染色質(zhì)（chromatin）：染色質(zhì)包含了細胞中所有的染色體（chromosome）。而染色體則是DNA的載體。它就像是電腦的硬盤，存儲了細胞的所有信息。

• 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Endoplasmic reticulum/E.R.）：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分為光滑和粗糙兩個類型。其中，光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（smooth E.R.）負責(zé)輔助脂肪的合成，碳水化合物的分解，以及鈣（calcium）的儲存。粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（rough E.R.）則負責(zé)蛋白質(zhì)的合成與運輸。能夠合成蛋白質(zhì)，是因為rough E.R.上有很多核糖體（ribosome）。

• 高爾基體（Golgi apparatus）：高爾基體負責(zé)對合成出的蛋白質(zhì)進行修改和包裝。如果說蛋白質(zhì)的生產(chǎn)是一條流水線，那么高爾基體負責(zé)的則是生產(chǎn)的最后一道工序。

• 溶酶體（lysosome）：溶酶體是一個球狀的小容器。根據(jù)細胞功能的不同，溶酶體的數(shù)量也不相同。溶酶體里面儲存的是酶（enzymes）。有了酶，細胞中諸如消化，合成一類的化學(xué)反應(yīng)才能發(fā)生。

• 線粒體（mitochondrion）：線粒體負責(zé)給細胞提供能量。它會將運輸?shù)郊毎械臓I養(yǎng)物質(zhì)，如碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪轉(zhuǎn)化為ATP，也就是一種細胞可以利用的能量。我們可以把它看作細胞的食品加工廠。

• 中心體（centrosome）：中心體將細胞中所有的微管（microtubules）組合在了一起。這些微管可以幫助細胞維持形狀和移動。同時，它們也在細胞的有絲分裂（mitosis）中起到了重要作用。

植物細胞

植物細胞有三個動物細胞沒有的結(jié)構(gòu)：細胞壁（cellwall），葉綠體（chloroplast）和大液泡（centralvacuole）。細胞壁負責(zé)支撐和保護；葉綠體負責(zé)進行光合作用（photosynthesis），將太陽光的能量轉(zhuǎn)化為植物可以利用的化學(xué)能量；而液泡則是植物細胞的倉庫，負責(zé)儲存植物生長所需的各種物質(zhì)。它也可以幫助細胞吸收水分，清除有毒物質(zhì)。

原核細胞vs 動物細胞vs 植物細胞

在AP生物中，不同種類的細胞間的區(qū)別是一大考點。下面的表格總結(jié)了最主要的三種細胞在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別：

Ending：

看到這里，你應(yīng)該已經(jīng)大概了解了細胞的工作原理，并理解了不同種類的細胞之間的區(qū)別了。

懂得這些，你就可以放心地學(xué)習(xí)AP生物中更為復(fù)雜的一些知識點了，比如蛋白質(zhì)的合成、細胞的分裂、光合作用等。

【微語】他在知識的海洋里遨游, 每一滴汗水都澆灌著未來的花朵, 綻放著希望的芬芳。