構造及功能
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為了完成人體的各種生理功能,人體內的細胞便會分化成有不同功能的細胞。細胞經過分化後,不只有不同的功能和型態,而且構造也略有不同。在一個典型的動物細胞,最外面是細胞膜(cell membrane)。細胞膜包圍著細胞質(cytoplasm)及細胞質中的各種胞器(organelles)。
胞器包括了下列七種構造體:
核糖體(ribosomes)
中心體(centrosome)與中心粒(centrioles)
細胞核(nucleus)
內質網(endoplasmic reticulum, ER)
溶小體(lysosomes)
粒線體(mitochondria)
高基氏體(golgi complex)
活動三會通過一個人體細胞的探索歷程,讓你辨認一下細胞的主要構造及其功能。
相信你現在對細胞膜、細胞質和細胞核(最重要的一種胞器)已有更深的認識。至於其他胞器的構造和功能,可以表列如下:
胞器
組成部分/構造
主要功能
核糖體 (游離性/固定性)
由rRNA和蛋白質組成的顆粒
按DNA的指示來製造蛋白質
內質網 (粗糙型/平滑型)
扁平且中空的管道
運輸進出細胞核的物質
儲存核糖體合成的蛋白質
高基氏體
平坦的袋狀通道
包裝及分泌從內質網經運輸胞(transfer vesicles)運來的蛋白質、醣蛋白和脂肪等
包裝消化酶再釋放至細胞質中,形成溶小體
粒線體 (“細胞發電廠”)
長形的囊,由兩層膜組成
產生腺核苷三磷酸(ATP),為生物提供能量
中心體與中心粒
九束微小管形成中心粒
二個中心粒形成中心體
在細胞有絲分裂時形成紡錘絲
溶小體 (“細胞清道夫”)
含強力消化酶的小囊泡
分解入侵細胞的外來物(如細菌)
分解細胞內一些被損耗的物質,使它們還原成基本的單位,以便循環再用
再以胰島素的製造為例,核糖體製造胰島素的初期是產生一個體積較大和不活躍的分子,但是胰臟細胞內的高基氏體會將這些胰島素分子修改成體積較小的活躍的分子,並將其包裝成分泌顆粒(secretory granules)。到適當時候,這些分泌顆粒便會離開高基氏體然後附在內細胞膜上,最後,分泌顆粒內的物質便會被釋放到細胞外(圖表 1.1)。
圖表 1.1 胰島素的製造和分泌途徑
在粒線體上的嵴有很多負責催化腺核苷三磷酸(Adenosine Triphosphate, ATP)的酶,酶的作用是將食物轉化為細胞可以取用的能量,因為整個過程都需要氧氣,所以被稱為細胞呼吸(cellular
respiration)。大部分的能量是貯存在高能量的磷化合物裏,腺核苷三磷酸是其中一個常見的磷化合物。當有需要時,腺核苷三磷酸會被分解而釋放出能量,支持細胞內的各種活動。其實,製成後的腺核苷三磷酸也會暫時貯存在粒線體的嵴上的。
細胞質內除了上述各種胞器外,還有一系列的微絲和微小管交錯排列成網狀的立體結構,稱為細胞的骨骼(cytoskeleton)。這網狀結構為細胞提供機械支持。某些細胞骨骼具有收縮性,可以改變形狀,以符合生理的需求。例如,吞噬細胞(phagocyte)可以變形吞噬入侵的微生物。