细胞的奥秘

曾宪录等

目录

  • 1 细胞的概念
    • 1.1 细胞的发现之旅
    • 1.2 千姿百态的细胞世界
    • 1.3 细胞的基本特征
    • 1.4 细胞的生命活动
  • 2 了解细胞的方法
    • 2.1 借助显微镜的细胞观察
    • 2.2 细胞的体外培养
    • 2.3 细胞及组分的分离与分析
    • 2.4 细胞融合技术及其应用
  • 3 细胞中的能量代谢
    • 3.1 线粒体--细胞的发电厂
    • 3.2 线粒体的形态及结构—细胞发电厂的构造
    • 3.3 ATP合成酶—世界上最小最精巧的发电机
    • 3.4 线粒体的前世今生----线粒体的起源
    • 3.5 线粒体与人类健康疾病
  • 4 细胞中的物质运输
    • 4.1 细胞膜与被动运输
    • 4.2 物质的主动运输—钠钾泵及其生理意义
    • 4.3 细胞的“包裹”—囊泡
    • 4.4 水的运输与水通道蛋白
    • 4.5 扰乱神经的“钉子”—离子跨膜运输与膜电位
  • 5 细胞的信息传递
    • 5.1 细胞通讯的方式
    • 5.2 细胞的信号分子与受体
    • 5.3 第二信使—细胞信号的转换者
    • 5.4 细胞的“家”—细胞外基质
    • 5.5 NO—硝酸甘油神奇的奥密所在
  • 6 细胞中的基因组与基因表达
    • 6.1 生命的蓝图—基因组
    • 6.2 基因组中的基因
    • 6.3 细胞的建筑师—基因表达与调控
    • 6.4 基因与健康
  • 7 细胞如何繁衍生息
    • 7.1 细胞如何繁衍生息
    • 7.2 细胞增殖有轮回吗
    • 7.3 精子和卵子的前世今生
    • 7.4 细胞增殖有理也有节
  • 8 细胞的运动奥秘
    • 8.1 细胞的“骨骼”
    • 8.2 骨架蛋白的分分合合
    • 8.3 细胞内的“高铁”和“公路”
    • 8.4 奔跑吧,细胞!
    • 8.5 细胞骨架异常那些事儿
  • 9 细胞的功能分化
    • 9.1 什么是细胞分化?
    • 9.2 细胞分化的本质—基因表达的时空差异
    • 9.3 细胞分化是如何被调控的?
    • 9.4 分化后的细胞还能不能改写它的命运?
  • 10 细胞的衰老与死亡
    • 10.1 什么是细胞衰老?
    • 10.2 细胞衰老的生理学意义及病理学意义
    • 10.3 细胞衰老与个体老化的关系
    • 10.4 我们能够活多久?
    • 10.5 我们能“返老还童”吗?
  • 11 神经细胞
    • 11.1 神经系统—人体的指挥司令部
    • 11.2 神经元—脑中的指挥官
    • 11.3 “乐于奉献”的神经胶质细胞
    • 11.4 突触—神经元之间的通迅工具
  • 12 肿瘤和癌症
    • 12.1 认识肿瘤和癌症
    • 12.2 癌细胞的产生
    • 12.3 癌细胞的主要特征
    • 12.4 癌症的治疗
    • 12.5 癌症的预防
  • 13 免疫细胞与人体健康
    • 13.1 人体的健康卫士—免疫系统
    • 13.2 免疫大军的作用—免疫的三大功能
    • 13.3 免疫大军的作战策略---免疫应答的类型
    • 13.4 免疫功能异常与疾病
    • 13.5 增强免疫功能的方法
  • 14 干细胞与再生医学
    • 14.1 干细胞的概念及分类
    • 14.2 研究干细胞的意义
    • 14.3 干细胞的制备及分化诱导
    • 14.4 干细胞的研究及应用进展
    • 14.5 干细胞研究面临的问题及挑战
细胞的基本特征

视频

作为生命活动的基本单位,所有的细胞又都有着共同的基本特征。

细胞的化学组成

细胞具有极其复杂的化学成分,在各个层次上构成极为精密的细胞结构体系,从而构建成生命活动的基本单位。

组成细胞的大量元素包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、钾、钠、镁等。

微量元素包括:铁、锰、铝、锌、铜、硅等,这些化学元素构成细胞结构与功能所需要的许多无机化合物和有机化合物。

细胞质膜

所有的细胞表面均具有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质组成的生物膜,即细胞质膜。

细胞质膜使细胞与周围环境保持相对的独立性,形成相对稳定的细胞内环境,并通过细胞质膜与周围环境进行物质交换和信息传递。

在真核细胞的进化过程中,细胞质膜通过内陷演化为细胞的内膜体系,构建成各种以膜为基础的功能专一的细胞器。

               另外,生物膜也是细胞能量转换的基地。

DNARNA 

所有的细胞都有两种核酸,即DNARNA,他们是遗传信息保存、复制和转录的载体。作为非细胞形态生命体的病毒,只有一种核酸作为遗传信息的载体,即DNARNA

现在,有越来越多的证据说明,在生命的起源过程中,RNA曾起到主导作用,它比蛋白质或DNA的起源更早。作为遗传信息的载体的核酸分化为DNARNA,可能是细胞作为生命活动的基本单位稳定存在的重要保证。DNA的双链结构增强了自身的稳定性和修复能力,更适合于对遗传信息的永久储存和精准复制;而RNA则专门负责遗传信息的转录与指导蛋白质分子的翻译。

核糖体

除了极个别的特化细胞外,所有细胞都具有生产蛋白质的机器——核糖体。核糖体在细胞中负责完成“中心法则”里由RNA到蛋白质的过程,这个过程在生物学中被称为“蛋白质的翻译”。

 核糖体有大小两个亚基,在进行翻译前,核糖体小亚基会先与从细胞核中转录得到的信使RNA(简称“mRNA”)结合,然后再与核糖体的大亚基结合,构成完整的核糖体。核糖体形成后,可以利用细胞质基质中的转运RNA(简称“tRNA”)运送的氨基酸分子合成蛋白质的多肽链。当核糖体完成对一条mRNA单链的翻译后,大小亚基会再次分离。然后再去结合新的mRNA分子,继续进行蛋白质合成。

细胞分裂

所有的细胞都是以一分为二的方式进行增殖的,这个过程也称为细胞分裂。

细胞中的遗传物质在细胞分裂之前要进行复制。

在细胞分裂时,复制后的遗传物质要均匀地分配到两个子细胞中,这是生命繁衍的基础和保证。

所有现存的细胞都是由他们的祖先通过分裂产生的,从进化的观点来看,现存的所有细胞可能都源于共同的祖先。这也可能是,尽管现今地球上的物种多样,细胞千姿百态,但他们的很多基本特征都相同的原因。

拓展阅读:

  1. 细胞分裂

  2. 细胞的基本特征