A-level 生物學/生物學基礎/細胞結構
不同型別的顯微鏡
顯微鏡有兩種型別 - 光學顯微鏡和電子顯微鏡。光學顯微鏡使用光波作為輻射源，電子顯微鏡使用電子。這與輻射的波長有關 - 可見光範圍為 400-700 奈米，光學顯微鏡要看到一個結構，該結構必須大於所用波長的一半，以便與光波發生干涉併產生影像。這意味著光學顯微鏡的最大解析度約為 200 奈米。
電子的波長要小得多（至少與 X 射線一樣小），並且由於它們帶負電，因此可以使用電磁體聚焦它們，而 X 射線則不能。這使得它們能夠看到比光學顯微鏡小得多的結構 - 最多可達 0.5 奈米，單個 DNA 分子為 2 奈米。然而，電子顯微鏡有一個缺點 - 樣本必須在真空中掃描，由於水在真空中會在室溫下沸騰，因此所有樣本在檢查前都必須脫水，因此只能看到死物質。
放大倍數和解析度
光學放大倍數定義為物體表觀大小（或其在影像中的大小）與其實際大小的比率。它可以這樣計算；
另一方面，解析度定義為區分兩個獨立點的能力。如果光學顯微鏡無法區分兩個獨立點，那麼這兩個點在生成的影像中將變成一個點。例如，核糖體的直徑約為 25 奈米，在光學顯微鏡下觀察時，無法識別出來，因為它不會與光波發生干涉，而 1000 奈米的線粒體則會。
細胞器被定義為細胞中既有功能上又有結構上獨立的部分，通常被它們自己的膜包圍。這被稱為區室化。
細胞核的結構
- 最大的細胞器
- 雙層膜（核膜）- 多孔，允許核與細胞之間進行交換。
- 亞結構 - 核仁
功能
- 控制細胞的活動
- mRNA 從細胞核出來進行蛋白質合成
- 包含染色體
結構在科學上非常重要
- 形成包膜的雙層膜
- 內膜摺疊形成嵴，突入線粒體內部，被稱為基質
功能
- 進行有氧呼吸的後期階段，這是一個產生 ATP 的代謝過程
- 也參與脂質合成
結構-。
- 粗麵內質網的膜表面襯有核糖體。
- 光面內質網沒有核糖體
- 兩者都形成一系列片層，包圍著稱為池的扁平囊。
功能
- 蛋白質合成發生在粗麵內質網上的核糖體中
- 為化學反應提供一個大的表面積，並提供一條穿過細胞的物質轉運途徑
- 光面內質網參與脂類和碳水化合物的合成以及藥物的解毒
結構
- 類似於光面內質網，更緊湊
功能
- 收集、加工和分類分子。
扁平囊（池）的堆疊不斷由從光面內質網末端萌發出來的囊泡形成，並在另一端分解形成高爾基囊泡。
結構
- 一個大亞基和一個小亞基
- 由 RNA（核糖體）和蛋白質組成
- 20 奈米大小
功能
- 蛋白質合成
結構
- 直徑約 0.1-1.0 微米
- 膜包圍著被稱為水解酶的消化酶
功能
- 消化磨損的細胞器或吞噬作用中攝入的細菌
- 與細胞膜結合，並在一個被稱為胞吐作用的過程（類似於驅魔）中將其酶釋放到細胞膜外
這兩個細胞器幾乎完全相同，只是纖毛更短，數量更多。 它們的結構是由兩個中心微管組成，外面包圍著九對微管，包裹在質膜中，呈細長形狀，類似於毛髮。 它們的功能可以是移動整個生物體，也可以是在生物體內移動物質。 後者的一個例子是氣管中的纖毛沿著喉嚨移動粘液。
中心體是由微管環形成的空心圓柱體，用於生長核分裂中使用的紡錘體纖維。
這是一種非常薄的磷脂雙層。 它控制著物質進出細胞的移動； 稍後將在本書中找到更詳細的解釋。
僅限植物
這些是相對較大的細胞器，只存在於光合作用細胞中，由於存在葉綠素色素而呈綠色，在高倍鏡下可以看到基粒。 基粒用於光合作用，稍後將進行更詳細的討論。
液泡是一個充滿液體的囊，由單層膜包圍 - 它包含糖、氨基酸、廢物和礦物鹽的溶液。 它可以作為廢物或食物的臨時儲存場所，也可以包含水解酶。 它們還可以透過提供產生壓力勢的滲透系統來支撐一些植物。
植物細胞中細胞壁的功能包括：當滲透作用允許水進入時防止細胞破裂，併為細胞提供結構和確定的形狀。
這些細長的細胞質鏈透過細胞壁連線，連線相鄰的細胞。
有關植物細胞和動物細胞之間的差異，請參閱下表。
| 典型動物細胞 | 典型植物細胞 | |
|---|---|---|
| 細胞器 |
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| 附加結構 |
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Karyote 意為“核”，因此原核生物意為“核之前”，這是一種易於記住這些是較不復雜的細胞型別的方法。 它們的大小也比真核生物小 1,000 到 10,000 倍。
下表是對原核細胞和真核細胞的比較
| 原核生物 | 真核生物 | |
|---|---|---|
| 典型生物 | 細菌、古細菌 | 真菌、植物、動物 |
| 典型大小 | ~ 1-10 µm | ~ 10-100 µm（精子細胞，除尾巴外，更小） |
| 核型別 | 沒有膜結合的核或根本沒有核 | 具有雙層膜的真正核 |
| DNA | 環狀（通常） | 線性分子（染色體） |
| RNA-/蛋白質合成 | 在細胞質中耦合 | RNA 合成在核內 蛋白質合成在細胞質中 |
| 核糖體 | 更小（18 nm） | 更大（22 nm） |
| 細胞質結構 | 很少結構 | 由內膜系統和細胞骨架高度結構化 |
| 線粒體 | 無 | 一到幾千個（儘管有些缺乏線粒體） |
| 葉綠體 | 無 | 在藻類和植物中 |
| 組織 | 通常是單細胞 | 單細胞、群體、具有專門細胞的更高階的多細胞生物 |
| 細胞分裂 | 二元裂變（簡單分裂） | 有絲分裂（裂變或出芽） 減數分裂 |
- 組織：專門執行一個或多個功能的細胞集合，這些細胞不必是相同型別的 - 僅僅是共同執行相同的功能。
- 器官：由多種型別的組織組成，形成一個結構和功能單位。 葉子、大腦、心臟都是器官的例子。
- 系統：具有相同功能的器官集合，例如消化系統。
上皮組織是形成覆蓋表面的薄片的組織，你需要學習的兩種型別都被認為是單層上皮，因為它們只有一層細胞厚。 它們位於基底膜上，基底膜不是細胞膜，而是一種膠原蛋白和糖蛋白的網路，它將上皮細胞固定在位。
鱗狀上皮非常光滑、扁平且薄 - 它們像地板磚一樣緊密排列，提供光滑且幾乎無摩擦的表面，以便液體可以輕鬆地移動。 上皮細胞的厚度（或缺乏厚度）有助於擴散等過程。 這種型別的上皮細胞覆蓋著身體的許多表面，例如心房和血管的內表面。 它還形成肺泡壁。
這是具有纖毛的上皮，例如在氣管中發現，它又高又窄，纖毛用於將粘液沿著氣管擺動。
這是具有分泌身體中某些物質的細胞的上皮。 它分泌的一些物質包括激素、粘液和潤滑液。