细胞是构成所有生命体的“砖块”:无论是雏菊、猫还是人。植物和动物的细胞结构相似,但不完全相同:有些部分是共有的——细胞膜、细胞质、细胞核、线粒体,而有些部分只存在于其中一种。本页面包含植物和动物细胞的结构图、细胞器及其功能的表格,以及主要区别——还有一个练习器,可以立即进行自我检测。
什么是细胞以及它由什么组成
细胞是生物体的最小单位,它本身是活的:它摄取营养、呼吸、生长和分裂。只能在显微镜下才能看到细胞:大多数细胞比人类头发细 5-10 倍。
任何细胞——无论是植物细胞还是动物细胞——都遵循相同的基本结构。外部由一层薄薄的细胞膜界定。内部是半流体的细胞质,其中漂浮着细胞核和细胞器——细胞的恒定组成部分,每个都有其特定的功能。
将细胞想象成一个小城市会很有帮助:细胞核就像是拥有文件的市政厅,线粒体是发电站,核糖体是蛋白质组装工厂,内质网是道路,高尔基体是仓库和包装中心,而细胞膜则是边境与保安,负责决定谁可以进入。植物细胞和动物细胞的区别在于这个城市里有哪些“建筑”,又缺少哪些。
植物细胞的结构
植物细胞的主要特征一目了然:在细胞膜外面,它有一层由纤维素构成的坚硬的细胞壁。正是它保持了细胞的形状,因此在显微镜下,叶片细胞或洋葱表皮细胞看起来像紧密排列的整齐的砖块。
第二个识别标志是叶绿体:含有叶绿素的绿色小体,进行光合作用。第三个是中心的一个大液泡:它充满了细胞液,并从内部强烈地挤压细胞,将细胞质和细胞核推向细胞壁。正是由于液泡的存在,叶片才保持挺立,而缺水时植物才会枯萎。
动物细胞的结构
动物细胞外部结构更简单:没有细胞壁,只有一层柔软的细胞膜。因此,这种细胞呈圆形,并且可以改变形状——我们血液中的白细胞甚至可以爬行,伸出伪足。
动物细胞没有叶绿体:动物无法利用空气和水制造有机物,而是通过食物获取。但是,溶酶体——这些“消化囊”可以消化摄入的颗粒,以及中心体(含中心粒),它参与细胞分裂并形成纺锤丝,这些在动物细胞中很明显。然而,没有大的中央液泡:只有小的、临时的囊泡。
细胞器及其功能
记忆细胞器的最佳方式不是列出名称,而是成对记忆“细胞器——它的作用”。考试中最常问的是功能,而不是外观。
| 细胞部分 | 功能 |
|---|---|
| 细胞膜 | 分隔细胞与外界环境,并控制物质的进出 |
| 细胞壁 | 细胞膜外的厚壁层:保护并维持恒定的形状。仅存在于植物细胞 |
| 细胞质 | 半流体的内部环境:连接细胞的各个部分,在此发生反应和物质运输 |
| 细胞核 | 主要的控制中心:在染色体中储存遗传信息,并指挥细胞的活动 |
| 线粒体 | “能量站”:进行细胞呼吸并以ATP形式储存能量 |
| 核糖体 | 最小的无膜细胞器:组装蛋白质 |
| 内质网 | 内质网——用于物质运输的管道系统。粗糙内质网上附着有核糖体 |
| 高尔基体 | “仓库和包装中心”:储存物质,将其包装成囊泡并排出细胞 |
| 溶酶体 | 含酶的囊泡:消化细胞内的颗粒和衰老的细胞部分。在动物细胞中尤为明显 |
| 液泡 | 含细胞液的囊泡。植物细胞中通常只有一个大的液泡:储存水和物质,并从内部撑起细胞 |
| 质体(叶绿体) | 仅存在于植物细胞。绿色叶绿体含有叶绿素,进行光合作用 |
| 中心体(中心粒) | 参与细胞分裂:将染色体拉向细胞两极。高等植物没有中心粒 |
植物细胞与动物细胞的区别
这两种细胞的共同点比区别多:它们都有细胞膜、细胞质、含染色体的细胞核、线粒体、核糖体、内质网和高尔基体。因此,回答时最好先列出共同点,再列出区别。简而言之,主要区别是:只有植物细胞有细胞壁、质体和大液泡,而动物细胞有中心体(含中心粒)和发达的溶酶体。
| 特征 | 植物细胞 | 动物细胞 |
|---|---|---|
| 细胞壁 | 有,由纤维素构成 | 无,只有细胞膜 |
| 质体,包括叶绿体 | 有 | 无 |
| 液泡 | 一个大的中央液泡,含细胞液 | 小的、临时的或根本没有 |
| 中心体(含中心粒) | 高等植物无 | 有 |
| 溶酶体 | 几乎不明显:其功能由液泡承担 | 发达 |
| 储存物质 | 淀粉 | 糖原 |
| 细胞形状 | 恒定,通常为矩形 | 圆形,可变 |
| 营养方式 | 在光照下自行制造有机物 | 通过食物获取现成的有机物 |
习题解析
例 1. 如何根据图示判断是植物细胞还是动物细胞
题目: 图中是一个细胞。请判断它是植物细胞还是动物细胞。
步骤 1。 观察边界。如果外部可见厚而坚硬的包膜,并且细胞形状像带有平整侧面的砖块——这是细胞壁,属于植物。
步骤 2。 寻找绿色小体。有叶绿体——那肯定是植物细胞。
步骤 3。 观察液泡。中心有一个巨大的囊泡,将细胞核推向边缘——再次表明是植物。
步骤 4。 如果以上特征都没有,细胞呈圆形,只有细胞膜和一些小囊泡——那么它就是动物细胞。
结论: 植物的三个主要标志是——细胞壁、叶绿体、大液泡。其中任何一个就足够判断。
例 2. 为什么叶子是绿色的,而根是白色的
问题: 叶子和根都是同一株植物的一部分。为什么它们的颜色不同?
解析。 颜色是由质体决定的,而质体有三种类型。叶片细胞含有大量的绿色叶绿体——它们需要光来进行光合作用。根部细胞没有光,叶绿体在那里没有用:取而代之的是无色的白色体,它们储存淀粉。而在花瓣和成熟的果实中,则有色素体——它们呈现红色、橙色和黄色。
答案: 叶绿体并非存在于植物的每个细胞中,而只存在于有光照的地方。
例 3. 找出描述中的错误
题目: “动物细胞的细胞壁提供保护,叶绿体为其提供能量”。找出错误并纠正。
错误 1。 动物细胞没有细胞壁——其内容物仅由细胞膜界定。
错误 2。 动物细胞也没有叶绿体,为细胞提供能量的不是叶绿体,而是线粒体。叶绿体根本不“提供能量”:它们在光照下制造有机物。
正确版本: “动物细胞的内容物由细胞膜界定,为细胞提供能量的是线粒体”。
常见错误
-
混淆细胞壁和细胞膜。
这是两种不同的外层。细胞膜存在于任何细胞中:它很薄、柔软,并选择性地允许物质通过。细胞壁位于细胞膜的外侧,它很厚,由纤维素构成,仅存在于植物(以及真菌和细菌,但它们由其他物质构成)。
-
认为植物不呼吸,因此没有线粒体。
植物细胞也有线粒体:植物像动物一样全天候呼吸。只是白天在光照下,光合作用比呼吸作用更活跃,所以看起来植物只释放氧气。
-
认为植物的每个细胞都有叶绿体。
叶绿体存在于能接收到光的地方——主要是叶片和绿色茎的细胞中。根部细胞没有叶绿体:那里有其他质体——储存淀粉的无色白色体。
-
将液泡视为细胞内的空腔。
液泡充满细胞液——含有溶解的糖、盐和色素的水。它储存物质并从内部撑起细胞,因此叶片能保持挺立。
-
说动物细胞完全没有液泡。
更准确地说:动物细胞没有大的中央液泡。小的、临时的液泡是存在的——例如,原生动物中的消化泡和收缩泡。
-
称细胞核是唯一不可或缺的细胞器。
细胞核确实是植物和动物细胞中的主要部分,但也有没有成形细胞核的细胞——例如细菌。植物和动物自身也有无核细胞,例如人类成熟的红细胞。
问答
植物细胞与动物细胞有什么区别?
植物细胞有由纤维素构成的厚细胞壁、质体(包括绿色叶绿体)和一个大的含细胞液的液泡。动物细胞没有这些,但有中心体(含中心粒)和发达的溶酶体。植物能在光照下自行制造有机物,而动物则通过食物获取。
植物细胞和动物细胞有什么共同点?
基本结构相同:细胞膜、细胞质、含染色体的细胞核、线粒体、核糖体、内质网和高尔基体。两种细胞都能摄取营养、呼吸、生长和分裂。因此,植物和动物都属于真核生物。
哪些细胞器只存在于植物细胞中?
质体——叶绿体(绿色,用于光合作用)、色素体(有色,存在于花瓣和果实中)和白色体(无色,储存淀粉)。此外,只有植物有纤维素构成的细胞壁和一个大的中央液泡。
哪些细胞器仅是动物细胞的特征?
中心体(含中心粒)——高等植物没有。发达的溶酶体也被认为是动物细胞的特征:在植物中,液泡在很大程度上承担了溶酶体的功能。动物的储存物质也不同——是糖原,而不是淀粉。
哪个细胞部分是主要的,为什么?
细胞核被认为是主要的:它在染色体中储存遗传信息,并控制蛋白质合成和细胞分裂。但没有细胞膜、细胞质和线粒体,细胞也无法生存——它作为一个整体系统运作。
真菌和细菌有细胞壁吗?
是的,但它们由不同的物质构成。植物的细胞壁由纤维素构成,真菌的由几丁质构成,细菌的由肽聚糖构成。因此,回答时重要的是不仅说“细胞壁”,还要说“纤维素构成的细胞壁”——这是植物特有的特征。