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细胞――生物体的建筑单位

如果每个人都可以去观察细胞这个层次的活动,那么我们将会进入美丽全新而有秩序井然的世界中去。细胞作为生物体的结构和功能的基本单位,它有着自己精细的结构和独特而完整的功能系统,下面让我们走进这个美丽的微观画卷中去吧!

细胞到底有多大呢?在我们这个世界,大部分细胞的直径在20~30微米之间,这样大小的细胞在正常人体中大约有1014个,当然自然界中也有直径5厘米这样巨大的鸵鸟卵细胞,之所以这么大,是因为它含有许多供后代发育的卵黄营养物质。某些神经细胞由于传递神经信号的需要可长达1米,小的细胞如白细胞直径只有3~4微米。因为大部分细胞大小变化不大,一般器官和个体的大小不是有组成该器官或个体的细胞大小决定的,而是由组成她的细胞的数目决定的。生物界包括植物,动物,微生物。植物和动物中又分化出各种类型的细胞。微生物包括一些单细胞的菌类以及病毒,其中单细胞菌类体现了细胞作为基本生物体结构功能的独立完整性,病毒只包括一些蛋白和核算物质,没有和其它生物一样的细胞结构,但它的生长和繁殖过程都是借助其它细胞完成的,可以认为它是从细胞中独立出去的一个不完整的结构,这个结构不能独立完成一般的生命活动,它只有借助侵染的办法回到细胞中去才能表现出完整的生命活动现象,因此他的存在在一定意义上更证明了细胞是生命基本单位的一个重要层次。

一般情况下,细胞就像一个功能齐全,分工明确的小社会,它有记录储存遗传信息的系统,主要是存在位于细胞中央的细胞核内的染色体核算物质。他就像是一个储藏百科全书的巨型图书馆,可以通过复制的方法把这些资料传给繁殖出来的子代细胞,也可以把图书馆中记载的信息读出来建造细胞的结构,执行细胞的功能,人的体细胞中有23对共46条染色体,其中22对是常染色体,与一对和性别决定有关的性染色体相区别,这一对性染色体和常染色体一样,一个来自父亲的精子细胞,一个来自母亲的卵子细胞,这两类生殖细胞都只含有减倍的23条染色体,这种减倍使得精子卵子在受精作用后子代既具有父亲和母亲的特征,又在子代个体中保持染色体数目的稳定。

精子细胞中的性染色体有X和Y两种可能,而卵子细胞中的性染色体只有X一种可能,受精后形成的个体中含有性染色体X和Y,则子代为男性,若含有一对X染色体则为女性。细胞中还有一些少量的遗传物质存在于线粒体,叶绿体中。参与这个遗传信息读取后加工过程的还有位于细胞质中的核糖体,内质网,高尔基体。核糖体把从细胞核中读出来的信息加工成蛋白质,需要进一步加工的蛋白质又被送进内质网中期修饰打磨,高尔基体就像一个货物集散地,它把从内质网中传过来的蛋白质打号并发送到相应的目的地,这些蛋白到达岗位后再发挥自己的重要作用。这一系统内的细胞器就像人类社会中的制造业系统和教育系统为整个系统提供物质和人力资本。细胞质中不单是液态的基质,还有由微管和微丝所组成的类似公路的网状有序结构,蛋白质就是在这上面被一些动力蛋白运送的,许多细胞器也固定在这些"公路"上。细胞中还有为外来物质和自身衰老成员所设置的"火葬场"所,这就是溶酶体,蛋白质酶体等。有他们的存在细胞才不至于被垃圾物质重塞,它们有些像城市中的垃圾回收站,保持了环境的清洁健康。以上这些结构在进行活动时离不开对能量的要求,就像一座城市缺少不了电力系统的支持一样。离开了它,城市交通无法正常运转,日常生活没有照明,没有空调,没有电信网络,没有加热的食物,没有自来水......这一切将导致城市的瘫痪。细胞中的线粒体就是起着这样的重要作用,它把一些能量物质加工成一种称为ATP的高能分子向细胞内其它成员供能,正像风电厂把风能转变为电能为城市内的建筑物供能。另外在植物的细胞中还存在一种被称为叶绿体的结构,它负责把太阳能转变为糖类能量物质向植物体提供生长所需的食物,不同于动物用嘴巴进食,这个过程使得植物处于食物链的底端,相对于以植物或吃植物的动物为食的所有其它物种来说,植物被称为生产者。植物这种固定太阳能的过程还消耗了大气中的二氧化碳并释放出氧气,减轻了环境的压力,因此人类应该更好地对植物进行关爱和保护。细胞的外部包围着一层细胞膜,它是由双层脂类组成的保护层,就像古代城市的防御工事护城墙一样,保护细胞内部不受外界侵扰,同时保证细胞内外的正常交往,事实上细胞内部的细胞器如细胞核,线粒体,内质网,高尔基体,叶绿体,溶酶体等具有膜结构的亚细胞器官都是有这样的脂类所包围的,正是他们使各个细胞器得以区别并分工协作。植物细胞膜外边还有一层细胞壁,主要是纤维成分,有增强细胞抗压力的效果。

在细胞这个水平的世界里还存在许多奥妙等我们去探索,而一旦进入这个缤纷美丽的世界里,你一定会为大自然的微型鬼斧神工所折服!