生物的生命活动离不开细胞,细胞的正常生理活动需要各种细胞器的参与维持。细胞中有多种细胞器,比如内质网,高尔基体,线粒体等。对于熟悉课本的同学,我相信提到这些细胞器,就能自动联想到课本上的插图。
这些是课本上几种细胞器的模式图。这些模式图虽然简单明了的画出了各个细胞器的结构特点,但是分割了各种细胞器之间的相互联系,容易会让同学们进入一个误区,认为是各种细胞器单独发挥功能。其实不仅是生物体需要各个组织器官的相互协同,完成我们日常的生命活动。细胞内的细胞器也是相互作用,协调配合的。由于中学的实验条件受限,同学们对真实的细胞缺少一个系统直观的观察,因而缺乏感性认识,而且微观的细胞更是远离学生生活,超出了学生的认知水平,难以让学生透彻理解。为了激发学生对微观细胞器的学习兴趣。小编今天就整理了一下高倍镜下用荧光物质染色的各个细胞器的定位,让同学们更加直观的了解细胞的结构,进一步探究细胞器之间的相互关系。细胞的平均直径在10-20微米之间;什么概念呢,就是相当于把日常生活中的足球缩小1万倍,就是一个细胞的大小。我们就来看一看微观的细胞是什么样子,首先来看细胞的边界-细胞膜。细胞膜主要是蛋白质和脂质构成, 绿色的荧光染的是细胞膜,蓝色的荧光染的是细胞核。明显的细胞膜把细胞核包裹起来,将细胞与外界环境分割开。细胞膜和细胞核之间就是各种细胞器及细胞间质。而且细胞不一定都是圆的,就像图中所展示的,椭圆,方形都有。为什么可以用荧光染色可以定位各个细胞器,因为我们各种细胞器上都有某种或者某几种特殊的蛋白,也叫标记蛋白。比如内质网的标记蛋白就只是再内质网上表达,不会在高尔基体或者线粒体上表达,因而就可以准确定位。内质网和高尔基体是蛋白质的合成,加工,包装,运输的重要场所。两个细胞器的联系是非常紧密的,首先蛋白质在内质网合成,合成后运送到高尔基体进一步加工成成熟的蛋白质,然后再由高尔基体把蛋白质运输到细胞质或者分泌到细胞外。可以看到高尔基体定位在细胞核周围(绿色),内质网在细胞质中广泛分布(黄色)。内质网和高尔基体有一些重合的地方,也就说明其是密不可分的关系。核糖体,线粒体,溶酶体也是动物细胞的重要的细胞器。核糖体是“蛋白质合成工厂”,功能是把mRNA的指令将遗传密码转换成氨基酸序列。氨基酸序列在内质网形成蛋白质,由此我们推测核糖体与内质网的关系很紧密,其实核糖体就附着在内质网上。线粒体是细胞的“动力车间”,细胞生命活动所需的能量,大约95%来自线粒体。有同学就要问了,还有5%的能量来自于哪里,来自于细胞质基质的无氧呼吸。线粒体要数量足够多才能维持细胞生命活动所需的能量。在图中看到线粒体是分布于细胞质中,但是在细胞核周围聚集的比较多。我们能够解释,因为细胞中主要的活动是蛋白质的合成,从遗传物质的转录,到蛋白的翻译合成,都是在细胞核及周围,内质网和高尔基的也主要分布在细胞核周围。所以,为了提供充足的能量,线粒体也分布在细胞核周围。溶酶体是“消化车间”,含有多种水解酶,能分解衰老,损伤的细胞器,吞噬并杀死进入细胞的细菌和病毒。溶酶体分布于细胞质中,图中绿色的小点就是一个个的溶酶体。核糖体是一个生产的细胞器,溶酶体则是消化的细胞器,相互发挥作用,达到一个动态平衡的过程。
细胞内的代谢活动复杂又精细,通过细胞器的空间区域化和功能特异化,使得不同的细胞活动高效有序地进行。细胞器既有精细分工,又能相互协作和密切接触,形成细胞器互作网络,实现快速的物质交换和信息交流,执行不同条件下细胞生命活动的多种生物学过程。小编这里只是介绍的人细胞的细胞器,对于植物细胞特有的细胞器液泡和叶绿体感兴趣的同学,可以查阅更多的资料。
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