細胞中有機物達幾千種之多,約占細胞干重的90%以上,它們主要由碳、氫、氧、氮等元素組成。有機物中主要由四大類分子所組成,即蛋白質、核酸、脂類和糖,這些分子約占細胞干重的90%以上。
主要能源物質是糖類,細胞生命活動所需的能量主要來自于葡萄糖,生物體內主要的儲能物質是脂肪,生物體的直接能源物質是ATP。細胞中的糖類既有單糖,也有多糖。
細胞中的單糖是作為能源以及與糖有關的化合物的原料存在。重要的單糖為五碳糖(戊糖)和六碳糖(己糖),其中最主要的五碳糖為核糖,最重要的六碳糖為葡萄糖。葡萄糖不僅是能量代謝的關鍵單糖,而且是構成多糖的主要單體。
多糖在細胞結構成分中占有主要的地位。細胞中的多糖基本上可分為兩類:一類是營養儲備多糖;另一類是結構多糖。作為食物儲備的多糖主要有兩種,在植物細胞中為淀粉,在動物細胞中為糖元。在真核細胞中結構多糖主要有纖維素和幾丁質。
在光學顯微鏡下觀察植物的細胞,可以看到它的結構分為下列四個部分:
細胞壁:位于植物細胞的最外層,是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素與果膠組成的,孔隙較大,物質分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。
細胞膜:細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜,叫做細胞膜。這層由蛋白質分子和脂類分子組成的薄膜,水和氧氣等小分子物質能夠自由通過,而某些離子和大分子物質則不能自由通過,因此,它除了起著保護細胞內部的作用以外,還具有控制物質進出細胞的作用:既不讓有用物質任意地滲出細胞,也不讓有害物質輕易地進入細胞。
細胞膜在光學顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察,可以知道細胞膜主要由蛋白質分子和脂類分子構成。在細胞膜的中間,是磷脂雙分子層,這是細胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側和內側,有許多球形的蛋白質分子。
細胞質:細胞膜包著的黏稠透明的物質,叫做細胞質基質。在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒,這些顆粒多數具有一定的結構和功能,類似生物體的各種器官,因此叫做細胞器。
細胞是生物體基本的結構和功能單位,具有多種特點,包括極微小的體積、多種多樣的形狀、由細胞膜、細胞質和細胞核構成的基本結構、以及執行各種生理功能的能力。細胞具有自我復制和分裂繁殖的能力,確保遺傳物質的傳遞。細胞具有特定的信號傳導能力,這在其生長、發育和功能實現中至關重要。
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