细胞的3个主要功能
从细菌等单细胞生物体到人类,细胞是生命的基本结构和功能单元。据估计,一名成年人的身体由大约37万亿个细胞组成。在人类等复杂生物体中,由数百种不同类型的细胞,组织成身体系统,器官和组织。每一种细胞都有专门功能,一起让身体有效运行。然而,从广泛意义讲,有几种一般性功能是所有细胞都常见的。
能量产生
活细胞存在于一个永远活跃的生物状态。所有细胞的生存都需要能量保持必要活动。这就使产生能量成为所有细胞最重要的基本功能。人类细胞用从食物提取的化学品做为燃料产生能量。线粒体在人体细胞中充当能量产生的最终点。利用从消化处理饮食中的糖,蛋白质和脂肪提取的分子,线粒体的一系列复杂化学反应产生叫做三磷酸腺苷(ATP)的分子。ATP分子从食物捕获能量,然后被细胞用于驱动其生物功能。
分子传递
每个细胞被薄膜包围,它们充当边界和守门人,并控制分子进出细胞的活动。这种分子传递对保持健康环境很重要,细胞因此能生存并行使特定功能。氧气,二氧化碳和水等小分子,不需要花费能量就能穿越人体细胞膜。然而,许多重要分子的传递取决于能量利用细胞膜泵。例如,钠和钾膜泵就对神经脉冲传导和保持人体水平衡很重要。分子传递还让特定细胞(产生荷尔蒙等重要化学品)释放它们,以得到身体利用。
繁殖
包括细胞在内的所有生物都有寿命限制。因此,繁殖是细胞的一个基本功能。人体细胞繁殖能让身体替代死亡,生病或受损细胞,并且怀孕还能延续人类物种。大多数人体细胞繁殖通过一个叫做有丝分裂(Mitosis)的过程。利用这一繁殖过程,细胞在分裂成两个基因相同细胞之前,先产生一个基因物质的精确副本。
减数分裂(Meiosis)是一个利用生物体卵子和精子的特定细胞繁殖过程。人类遗传物质被组织成23对染色体,每一对分别来自父亲和母亲。在减数分裂中,卵子和精子不是拥有每个染色体的两个副本,而是只包含一个副本。卵子和精子在受精结合时,染色体配对。受精卵随后通过有丝分裂发生分裂,每一个新细胞包含新形成的一对染色体。