细胞生物学 :(1)小细胞,大世界



细胞生物学 :(1)小细胞,大世界

Hello,大家好,欢迎再次来到细胞世界!据生物学家估计,地球上大约生活着1亿种生物。海豚、玫瑰、细菌和蝴蝶都是其中的一员。这些生物千姿百态,绚烂多彩。同这些生物一样,细胞世界也各具特色,充满奇趣。

细胞生物学 :(1)小细胞,大世界

作者 | Betty

01

细胞在大小方面差异悬殊

奶酪上的乳酸菌,长度仅有几微米,相当于人类头发丝直径的1/25。非洲爪蟾卵细胞直径长达1毫米,肉眼可见,在显微镜下更是易于观察,使其成为生物学研究的理想模式生物。如果将乳酸菌的长度调整为人类身高尺度,非洲爪蟾的卵细胞可高达半英里(约等于804米)。

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02

细胞在形状方面也各有不同

大脑中的神经细胞,极致延展。通过一个细长的无分支的突起(轴突)发射电信号传递给其它神经细胞(其长度是厚度的10,000倍),同时通过其体内深出的像树枝一样的短突起(树突)接受周围神经细胞发出的信号(图A,周围细胞可多达100,000个)。生活在池塘的草履虫,像一艘潜艇,拥有数以千计的纤毛,纤毛蜿蜒协调的摆动推动草履虫向前游动,同时还具有转向功能(图B)。植物的表层细胞又扁又圆,固定不动,外面包裹着刚性的纤维素外层和蜡质的防水外层(图C)。动物细胞体内的巨噬细胞,是一位勤劳的保安,不停地在组织内巡逻,其以爬行方式运动,时刻改变着自己的形状,努力地搜寻并吞噬体内的残渣、外来微生物、死亡或者奄奄一息的细胞(图D)。

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图A-D(神经细胞、草履虫、植物细胞、巨噬细胞)

裂殖酵母像一个短棒(图E),进行分裂生殖,2个细胞核(红色圆球)被“隔板”分隔,分配到大小相似的2个子代细胞中去;而芽殖酵母则像一个可爱的圆球 (图F),显微镜下它正在出芽生殖,产生大小不对称的母细胞(大)和子细胞(小)。或许此时它正在努力地使生面团发酵,为我们生产美味可口的面包,亦或是正在将麦芽汁变成啤酒,使人们尽享盛夏的欢愉。

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图E、裂殖酵母

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图F、芽殖酵母

03

细胞对化学物质的需求千差万别

一些细胞有氧气才能生存,而另一些却因氧气而死亡。一些细胞利用二氧化碳、阳光和水制造“食物”,而另一些则依赖其他细胞制造的分子混合物生存。

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细胞在大小、形状、化学需求上的差异体现了其不同功能。一些细胞是特化的物质制造工厂,如淀粉、脂肪,当然还可以制造其他特殊物质,如激素、乳胶和色素肌细胞则像一个驱动引擎,燃烧能量完成机械功。有时候,肌细胞也是发电站,电鳗就是利用这种武器击退周围敌人的攻击。

一些特化的细胞停止增殖,无法产生子代。这对于单细胞生物而言,毫无意义。而对于多细胞生物而言,这种细胞间有序的分工,可以提高工作效率。为了完成某些“特殊任务”,一部分细胞发生特化,它们的基本生存需求通过其他细胞来满足。精子和卵子正是这种情形下特化出来的“生殖专家”,高效而优质的将遗传信息传播下去。

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结 语




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