AP 生物學/細胞結構
細胞是生命最小的單位。如今，絕大多數生物體都是由真核細胞組成的，真核細胞含有明顯的、膜結合的細胞器，並且含有膜結合的細胞核。早期沒有膜結合的細胞器和沒有明確的細胞核的生物被稱為原核生物。每種型別都有其獨特的解剖結構。
"真核生物"一詞來自希臘語 (eu, "好", "真") 和 κάρυον](karyon, "堅果").
Karyon 指的是細胞的細胞核，因此指出每個真核生物必須具有以下特徵
- 包含膜結合的細胞核
- 由膜結合的細胞器組成
通常，真核細胞與原核細胞相比更大、更復雜。據信真核生物是從早期原核生物透過內共生（參見 內共生理論）進化而來的，大約在第一個原核生物和古細菌進化後 10 億年。現代線粒體和葉綠體之間的內共生關係，以及它們相應的膜排列，為該理論提供了一些最強的證據。以下是構成真核細胞的主要細胞器的概述。
細胞膜用於允許某些物質進入並阻止其他物質進入，反之亦然。
細胞壁是圍繞細胞的或多或少堅固的層。它們存在於細菌、古細菌、真菌、植物和藻類中。動物和其他大多數原生生物具有細胞膜，但沒有周圍的細胞壁。當使用細胞壁降解酶去除細胞壁時，細胞及其周圍的細胞膜剩餘的部分稱為原生質體。
細胞液是一種稀釋的液體，存在於許多植物細胞的中央大液泡中。它含有水、氨基酸、葡萄糖和鹽。汁液有很多功能，例如儲存有用的物質，併為非木本植物提供機械支撐；它還有助於植物細胞進行滲透作用。
在生物學中，中心體是一種桶狀的微管結構，存在於大多數動物細胞以及真菌和藻類的細胞中，但植物中並不常見。每個中心體的壁由九個三聯微管組成，或者在果蠅的情況下，由九個二聯微管組成。構成中心體的微管非常穩定，並且被乙醯化。中心體在細胞分裂過程中很重要，組織有絲分裂紡錘體，染色體被拉開。有些動物細胞可以在沒有中心體的情況下分裂其染色體，例如在女性減數分裂中。中心體透過有絲分裂過程和男性減數分裂過程幫助細胞。
細胞質包括細胞內部的所有東西，在細胞膜內，但不包括細胞核。胞質溶膠構成細胞質的液體部分，填充細胞的細胞內空間。它起著為細胞反應提供介質、懸浮細胞器以及幫助感覺傳導和訊號傳導的作用。
葉綠體是植物細胞和真核藻類中進行光合作用的細胞器。它們類似於線粒體，但只存在於植物中。兩種細胞器都被雙層膜包圍，並且有膜間隙；它們都有自己的 DNA，並且參與能量代謝；它們都有網狀結構，或許多摺疊，填充它們的內部空間。葉綠體透過稱為光合作用的過程將來自太陽的光能轉化為 ATP。
細胞骨架是細胞內的“支架”或“骨架”，像所有其他細胞器一樣，它包含在細胞質中。它是一個動態結構，可以維持細胞形狀，使一些細胞運動（使用鞭毛和纖毛等結構），並在細胞內運輸（例如，囊泡和細胞器的運動）和細胞分裂中發揮重要作用。細胞骨架的三種類型是微絲、中間絲和微管。
內質網或ER（內質網表示“在細胞質內”，網狀結構表示“小網”）是所有真核細胞中的一種細胞器。ER 修飾蛋白質，製造大分子，並在細胞中轉運物質。原核生物沒有膜結合的細胞器，因此沒有 ER。ER 的基本結構和組成與質膜相似，儘管它是核膜的延伸部分。ER 是蛋白質翻譯、摺疊和運輸的位點，這些蛋白質將成為細胞膜的一部分（例如，跨膜受體和其他整合膜蛋白），以及將從細胞分泌或“胞吐”的蛋白質（例如，消化酶）。
高爾基體的結構和內部功能非常複雜，也是科學爭議的主題。高爾基體與 ER 一樣，由膜結構組成。它由一堆扁平的池和類似的囊泡組成。順面是指面向 ER 的一面，中間區域位於中間，而反面是指面向質膜的一面（圖 1）。順面和反面具有不同的膜組成。高爾基體被認為是細胞的“郵局”。它處理所有傳入的脂類、蛋白質等，並控制它們的輸出。
溶酶體含有消化酶（酸性水解酶）來消化大分子。它們存在於植物和動物細胞中，但由於動物細胞也有液泡，因此動物細胞含有更多的溶酶體。它們是在高爾基體中構建的。在 pH 4.8 時，溶酶體的內部比胞質溶膠（pH 7）更酸性。溶酶體單層膜透過從胞質溶膠中泵入質子 (H+) 來穩定低 pH，並且還保護胞質溶膠以及因此保護細胞免受溶酶體內的降解酶的破壞。消化酶需要溶酶體中的酸性環境才能正常發揮作用。因此，如果溶酶體的酸性水解酶洩漏到胞質溶膠中，它們破壞細胞的潛力將降低，因為它們不會處於最佳 pH 值。所有這些酶都是在內質網中產生的，並在透過高爾基體運輸和加工時產生的。高爾基體通過出芽產生溶酶體。然後，每個酸性水解酶都被靶向溶酶體。溶酶體本身可能受到消化酶保護，因為它具有獨特的內部 3-D 結構，可以防止酶促作用[1]。
溶酶體中一些重要的酶是
- 脂肪酶，它消化脂類，
- 碳水化合物酶，它消化碳水化合物（例如，糖），
- 蛋白酶，它消化蛋白質，
- 核酸酶，它消化核酸。
線粒體（來自希臘語 mitos 線 + khondrion 粒）是一種存在於大多數真核細胞中的細胞器，包括植物、動物、真菌和原生生物。一些細胞，例如錐蟲原生動物，只有一個大型線粒體，但通常一個細胞有數百或數千個線粒體。線粒體的確切數量取決於細胞的代謝活動水平：活動越多，線粒體越多。線粒體可以佔據細胞胞質溶膠的 25%。
線粒體有時被稱為“細胞動力工廠”，因為它們的主要功能是將有機物轉化為 ATP 形式的能量。
值得注意的是，線粒體實際上是獨立的細胞。它們曾經是生活在互利共生原核生物群落中的獨立原核生物。隨著時間的推移，它們進化為生活在真核細胞中的內共生體。它們獨立於宿主細胞繁殖，具有自己的遺傳物質。
線粒體具有由磷脂雙層組成的內膜。
細胞核的直徑在 10 到 20 微米之間。它被一個稱為核膜的雙層膜包圍。內膜和外膜在規則間隔處融合，形成核孔。核膜調節和促進核與細胞質之間的運輸，同時將細胞質中發生的化學反應與核中發生的反應隔離開來。外膜與粗麵內質網 (RER) 連續，並且可能佈滿了核糖體。兩個膜之間的空間（稱為“核周間隙”）與 RER 的腔連續。核膜的核面被一個稱為核纖層（核纖層）的絲狀支架包圍。
過氧化物酶體是真核生物中普遍存在的細胞器，其功能是清除細胞中的有毒物質。它們由一個單層膜組成，將它們與細胞質（細胞的內部液體）隔開。過氧化物酶體於 1965 年由克里斯蒂安·德·迪夫發現。與在分泌途徑中形成的溶酶體不同，過氧化物酶體通常透過擴大然後分裂來自我複製，儘管有一些跡象表明新的過氧化物酶體可能直接形成。它們還具有對各種功能至關重要的膜蛋白，例如將蛋白質匯入其內部以及增殖和分離到子細胞中。
過氧化物酶體的功能是清除細胞中的有毒物質，例如過氧化氫或其他代謝物，並且包含與氧氣利用有關的酶，例如 D-氨基酸氧化酶和脲酶氧化酶。過氧化物酶體含有過氧化氫酶，它將 H2O2（過氧化氫，細胞代謝的有毒副產物）轉化為 H2O 和 O2，反應方程式為 2H2O2 → 2H2O + O2。
由 rRNA（在核仁中合成）和核糖體蛋白組成的細胞器。它將 mRNA 翻譯成多肽鏈（例如，蛋白質）。可以將其視為一個工廠，根據一組遺傳指令構建蛋白質。核糖體可以在細胞質（細胞的內部液體）中自由漂浮，也可以與稱為內質網的另一個細胞器或核膜結合。由於核糖體是核酶，所以人們認為它們可能是RNA 世界的殘留物。
術語“原核生物”來自以下組合詞
“pro”，意思是之前 “karyote”，意思是核（指細胞核）
因此，原核生物是在細胞核出現之前存在的細胞。它們沒有膜結合的細胞器，也沒有膜結合的細胞核。它們比真核生物簡單得多。
擬核是細胞質中單個細菌染色體所在的區域
- 由 RNA 分子和蛋白質組成。
在細菌中，這也稱為質膜。
- 存在於植物細胞、真菌、原生生物和細菌中。它們在質膜外部形成，為細胞提供支援。