《细胞的组成思维导图》

一、细胞基本组成

• 1. 无机物：
  • 水：
    • 含量：细胞内含量最多的物质，约占细胞鲜重的70% - 90%。
    • 存在形式：
      • 自由水：比例大，良好的溶剂，运输营养物质和代谢废物，参与化学反应。
      • 结合水：细胞结构的组成成分。
    • 功能：
      • 良好的溶剂。
      • 运输营养物质和代谢废物。
      • 参与细胞内的许多化学反应（水解、光合作用等）。
      • 维持细胞的形态。
      • 维持细胞内的渗透压。
    • 影响因素：细胞代谢旺盛程度决定含水量。
  • 无机盐：
    • 存在形式：离子形式。
    • 含量：细胞中含量较少，约占细胞鲜重的1% - 1.5%。
    • 功能：
      • 维持细胞的生命活动（如维持细胞的渗透压、酸碱平衡）。
      • 某些无机盐是某些复杂化合物的组成成分（如Mg是叶绿素的组成成分，Fe是血红蛋白的组成成分，I是甲状腺激素的组成成分）。
      • 有些离子能够影响细胞的生理功能（如神经细胞的兴奋性与Na+、K+有关，Ca2+与血液凝固有关）。
• 2. 有机物：
  • 糖类：
    • 基本组成元素：C、H、O。
    • 分类：
      • 单糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、脱氧核糖等。不能水解的糖。
      • 二糖：麦芽糖（葡萄糖+葡萄糖）、蔗糖（葡萄糖+果糖）、乳糖（葡萄糖+半乳糖）。由两个单糖分子脱水缩合形成。
      • 多糖：淀粉、纤维素、糖原。由多个单糖分子脱水缩合形成。
    • 功能：
      • 主要的能源物质（葡萄糖）。
      • 细胞结构的组成成分（如纤维素是植物细胞壁的组成成分，核糖、脱氧核糖是核酸的组成成分）。
      • 构成细胞的识别物质（糖蛋白）。
  • 脂质：
    • 基本组成元素：C、H、O（有些含N、P）。
    • 分类：
      • 脂肪：
        • 组成：甘油和脂肪酸。
        • 功能：主要的储能物质。
      • 磷脂：
        • 组成：甘油、脂肪酸、磷酸、胆碱等。
        • 功能：细胞膜的重要组成成分。
      • 固醇：
        • 胆固醇：细胞膜的重要组成成分，参与动物体内的脂质运输。
        • 性激素：促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成。
        • 维生素D：促进肠道对钙和磷的吸收。
    • 特性：不溶于水，溶于有机溶剂（如乙醇、乙醚等）。
  • 蛋白质：
    • 基本组成元素：C、H、O、N（有些含S）。
    • 基本组成单位：氨基酸。
      • 种类：大约20种。
      • 结构特点：至少含有一个氨基（-NH2）和一个羧基（-COOH），并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢原子和一个R基。
      • 形成：通过脱水缩合形成肽链。肽链中的化学键称为肽键（-CO-NH-）。
    • 结构层次：
      • 一级结构：氨基酸的种类、数目、排列顺序。是蛋白质分子具有特定空间结构的基础。
      • 二级结构：肽链盘曲或折叠形成的空间结构，常见的有α-螺旋和β-折叠。
      • 三级结构：二级结构进一步盘曲折叠形成的空间结构。
      • 四级结构：由多个具有三级结构的亚基（肽链）组成的蛋白质的空间结构。
    • 功能：
      • 生命活动的主要承担者。
      • 结构蛋白（如细胞膜上的蛋白质）。
      • 酶：催化化学反应。
      • 抗体：参与免疫反应。
      • 载体蛋白：运输物质。
      • 激素：调节生命活动（如胰岛素）。
      • 收缩蛋白：参与运动。
      • 信息蛋白：传递信息。
    • 影响因素：温度、pH等。
  • 核酸：
    • 基本组成元素：C、H、O、N、P。
    • 基本组成单位：核苷酸。
      • 种类：脱氧核苷酸（构成DNA）、核糖核苷酸（构成RNA）。
      • 组成：
        • 脱氧核苷酸：磷酸、脱氧核糖、含氮碱基（A、T、G、C）。
        • 核糖核苷酸：磷酸、核糖、含氮碱基（A、U、G、C）。
    • 种类：
      • DNA（脱氧核糖核酸）：主要分布在细胞核，少量分布在线粒体、叶绿体。是细胞内遗传信息的载体。
      • RNA（核糖核酸）：主要分布在细胞质。
    • 功能：
      • DNA：细胞内遗传信息的载体，控制生物的性状。
      • RNA：参与蛋白质的合成。

二、不同细胞的组成差异

• 1. 原核细胞与真核细胞：
  • 原核细胞：
    • 无成形的细胞核。
    • 无核膜、核仁、染色体。
    • 只有核糖体一种细胞器。
    • 含有DNA的区域称为拟核。
    • 常见的原核生物：细菌、蓝藻、支原体、衣原体。
  • 真核细胞：
    • 有成形的细胞核。
    • 有核膜、核仁、染色体。
    • 有多种细胞器（如线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等）。
    • 常见的真核生物：真菌、动植物等。
  • 组成差异： 原核细胞在结构上缺乏多种细胞器，而真核细胞拥有更复杂的细胞器系统，在代谢上更为复杂。
• 2. 动植物细胞：
  • 动物细胞：
    • 无细胞壁。
    • 无叶绿体。
    • 无大型液泡（少数有小型液泡）。
  • 植物细胞：
    • 有细胞壁。
    • 有叶绿体（部分细胞）。
    • 有大型液泡。
  • 组成差异： 植物细胞特有的结构决定了其可以进行光合作用，并通过细胞壁维持细胞形态，而动物细胞则不具备这些能力。

三、各细胞器的组成

• 1. 线粒体：
  • 双层膜结构。
  • 内膜向内折叠形成嵴。
  • 含有少量的DNA和核糖体。
  • 是有氧呼吸的主要场所。
• 2. 叶绿体：
  • 双层膜结构。
  • 内部含有基粒（由类囊体堆叠而成）。
  • 含有少量的DNA和核糖体。
  • 是光合作用的场所。
• 3. 内质网：
  • 单层膜结构。
  • 是细胞内蛋白质合成、加工、运输的场所，也是脂质合成的场所。
  • 分为粗面内质网（附着核糖体）和滑面内质网（不附着核糖体）。
• 4. 高尔基体：
  • 单层膜结构。
  • 对来自内质网的蛋白质进行加工、分类、包装。
  • 参与细胞壁的形成（植物细胞）。
• 5. 溶酶体：
  • 单层膜结构。
  • 含有多种水解酶，能够分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌。
• 6. 核糖体：
  • 无膜结构。
  • 由rRNA和蛋白质组成。
  • 是蛋白质合成的场所。
• 7. 中心体：
  • 无膜结构。
  • 由两个垂直排列的中心粒组成。
  • 与细胞的有丝分裂有关。
• 8. 液泡：
  • 单层膜结构（液泡膜）。
  • 含有细胞液，成分与细胞质类似。
  • 调节细胞内的渗透压，维持细胞的形态，储存营养物质和代谢废物。

四、细胞膜的组成

• 1. 成分： 脂质（主要是磷脂）、蛋白质、少量糖类。
• 2. 结构特点： 流动性。
• 3. 功能：
  • 将细胞与外界环境分隔开。
  • 控制物质进出细胞。
  • 进行细胞间的信息交流。

五、细胞壁的组成

• 1. 植物细胞： 主要成分是纤维素和果胶。
• 2. 细菌细胞： 主要成分是肽聚糖。
• 3. 功能： 支持和保护细胞。