人体细胞的功能可以分为两大类,一是大多数细胞都具备的基础功能,二是只有特定种类的细胞才具备的特殊功能。
基础功能大致分为三种。第一种功能是 产生人类生命活动所必需 的能量 。人类会把食物中的营养物质消化、吸收,然后通过细胞内部的 线粒体 (P20)等,把营养成分转化成实际可消耗的能量。 内脏细胞 (P93~101)尤其擅长消化和吸收。
第二种功能是通过 细胞膜 (P20), 把细胞的内部和外部分隔开, 保持身体的整体健康 。也就是说,通过把性质不同的细胞内部和细胞外部分隔开,保持细胞内部环境的平衡,从而保证细胞生命活动的稳定。通过这种方式保持人体健康。
第三种功能是 复制遗传信息,然后进行分裂和增殖 。人类的身体之所以可以从小孩变成成年人,在维持生命的同时把遗传信息从父母传递给子女,都是因为这个功能。
另一方面,不同的细胞还具有各种各样的特殊功能。比如,运送氧气等特定物质,和侵入人体的细菌、病毒等异物进行战斗,把来自眼睛、耳朵等器官的信息传递给脑等功能。
产生生命活动所必需的能量。
通过细胞膜,把细胞的内部和外部分隔开,保持细胞内部环境的稳定。
维持生命,传递遗传信息,保存生命的火种。
可以把氧气等维持生命所必需的物质运送到全身各处或身体的一部分。
示例:红细胞(P30)。
可以和侵入人体内的细菌、病毒等异物进行战斗,将其清除。
示例:白细胞(P38)。
可以把感觉器官获取的信息传递到脑,然后把来自脑的指令传递到全身各处。
示例:神经元(P68)。
可以保护周围的细胞,假如细胞受到损伤则对其进行修复。
示例:神经胶质细胞(P74)。
可以自行伸缩,并利用伸缩时产生的力量,使肌肉等特定的器官得以运动。示例:肌肉细胞(P88)。
可以感受光线、声音、气味、味道等信息。
示例:视细胞(P118)。
细胞内部有细胞核、线粒体等细胞器。
细胞器是指存在于细胞内部,具有特定功能和形状的构造。
下图是人体细胞的内部示意图。
细菌和病毒表面很相似,实际上完全不一样。和细菌不一样,病毒并没有细胞结构。因此,病毒无法独立增殖,而是通过寄生在宿主上进行增殖。虽然病毒可以像生物一样活动,但是它具有生物没有的特征,科学家认为它是介于生物和非生物之间的存在。
脱氧核糖核酸(DNA)包含基因信息,被称为人体的设计图。而 细胞核 是用于贮藏DNA的场所。DNA卷曲缠绕成了被称为染色体的构造之中,它含有的遗传信息可以被传递给 细胞质 。
除了染色体,细胞核内部还包括可以产生 核糖体 (P21)的 核仁 ,以及把细胞核和细胞质分隔开,掌握物质进出细胞核的 核膜 。
DNA
它又被称为“基因”,是父母传递给子女的物质。在细胞内部,遗传信息是以DNA的碱基序列的形式存在的。
细胞质基质 是指充满于细胞内部的液体物质,也就是细胞内部除了细胞器以外的物质。
细胞质基质中溶解着蛋白质和糖分,细胞核等细胞器都被浸泡在细胞质基质之中。
另外,在细胞内部,细胞质基质始终处于流动状态。这种现象被称为 细胞 质流动 。
细胞质
细胞质是指细胞内被细胞膜包裹起来的,除了细胞核以外的部分。大体上,我们可以把细胞分为细胞核和细胞质两部分。
细胞膜 是指包裹在细胞外侧的薄膜。它可以把细胞内部和外部分隔开,并可以进行物质交换等活动。同时,为了保持细胞内环境的稳定,细胞膜可以吸收对细胞有益的物质,并把有害物质排出去。
大部分细胞膜的厚度只有 6~10 纳米
。它是由
磷脂
这种对物质交换具有重要意义的物质,以及蛋白质组合而成的。
磷脂
磷脂既有易溶于水的部分,也有很难溶于水的部分。前者位于膜的两个表面,后者被裹在膜的内部。
线粒体 能够产生 ATP 这种人类生命活动所必需的能量物质。线粒体利用呼吸获取的氧气,将营养物质氧化,产生ATP这种可以实际使用的能量物质。
为了最大限度地扩展表面积,线粒体的内膜呈现紧密结合的褶皱状。这种结构被称为 线粒体嵴 。这种结构可以提高产生ATP的效率。
ATP
ATP的学名叫作腺苷三磷酸。人体全身各处的细胞都可以把ATP当作能量源。它又被称为“能量货币”。
内质网 可以合成并运送很多种物质,它可以分为 光面内质网和糙面内质网 。
在光面内质网里,可以合成糖类、脂质等蛋白质以外的物质。附着在糙面内质网上的 核糖体 则可以合成蛋白质。糙面内质网则是运送核糖体和光面内质网所产生的物质的通道。
核糖体
核糖体看上去就是一个个小颗粒,它们或漂浮在细胞质基质中,或者附着在糙面内质网表面。它可以合成蛋白质。
高尔基体 在运送蛋白质等物质方面发挥着重要作用。它从 内质网 那里获取蛋白质后,进行加工(将糖基安装到蛋白质上),然后运送到其他细胞器或者细胞外部。
高尔基体是很多个由一张张薄膜形成的袋状物( 高尔基体膜囊 )叠在一起构成的。而运送物质的载体,是它周围的 高尔基体小泡 。
蛋白质
高尔基体运送的蛋白质中包括可以调节血糖的激素(P101)。
中心体 位于细胞核附近,它是一种在细胞分裂时起到重要作用的细胞器。它的结构是:两个互相呈直角的 中心粒 (也就是 微管 的聚集体)以L形或T形组合起来。
在细胞刚开始分裂时,中心体经复制一分为二,分别移动到细胞两端。它在细胞分裂时起到关键作用。
微管
在细胞器移动以及运送蛋白质等物质时,微管可以起到轨道的作用。微管聚集在一起,形成中心粒。
溶酶体 中含有很多 水解酶 ,它的作用是分解人体不需要的蛋白质和脂质等物质。
在 白细胞 (P38)等具有清除异物功能的细胞中,有很多溶酶体。它不但可以分解细胞内部的物质,而且可以分解从外部吞入的物质。
水解酶
水解,是指物质和水发生反应,然后被分解。而水解酶是一种可以促进这一过程的酶。