细胞生理学

细胞生物学是对细胞中发生的使其保持活力的活动的生物学研究。 生理学一词是指生物体的正常功能。 动物细胞、植物细胞和微生物细胞尽管结构不同，但在功能上表现出相似性。

有两种类型的细胞：原核生物和真核生物。

原核生物是两者中最先发育的，没有独立的细胞核。 它们的机制比后来进化的真核生物更简单，真核生物包含一个包裹着细胞 DNA 和一些细胞器的细胞核。

原核生物的 DNA 位于称为类核的区域，该区域未通过膜与细胞的其他部分隔开。 原核生物有两个域：细菌和古细菌。 原核生物的细胞器比真核生物少。 两者都有质膜和核糖体（合成蛋白质并在细胞质中自由漂浮的结构）。 原核生物的两个独特特征是菌毛（细胞表面的指状突起）和鞭毛（有助于运动的线状结构）。

真核生物有一个包含 DNA 的细胞核。 它们通常比原核生物大并且含有更多的细胞器。 细胞核是真核生物区别于原核生物的特征，它包含核膜、核仁和染色质。 在细胞质中，内质网 (ER) 合成膜并执行其他代谢活动。 有两种类型，粗糙的 ER（含有核糖体）和光滑的 ER（缺少核糖体）。 高尔基体由多个膜囊组成，负责制造和运送蛋白质等物质。 溶酶体是使用酶通过吞噬作用分解物质的结构，吞噬作用包括胞吞作用和胞吐作用。 在线粒体中，发生细胞呼吸等代谢过程。 细胞骨架由支撑细胞结构并帮助细胞移动的纤维构成。

细胞可以通过不同的方式跨细胞膜运输物质。 两种主要途径是被动运输和主动运输。 被动运输更直接，不需要使用细胞的能量。 它依赖于保持从高到低浓度梯度的区域。 主动运输使用三磷酸腺苷 (ATP) 来运输逆其浓度梯度移动的物质。

蛋白质在细胞中移动的途径始于 ER。 脂质和蛋白质在 ER 中合成，并添加碳水化合物以制造糖蛋白。 糖蛋白在高尔基体中进一步合成，成为糖脂。 糖蛋白和糖脂都被转运到囊泡中到达质膜。 细胞释放称为胞吐作用的分泌蛋白。

离子通过通道、泵或转运器穿过细胞膜。 在通道中，它们沿着电化学梯度向下移动以产生电信号。 泵保持电化学梯度。 泵的主要类型是 Na/K 泵。 它将 3 个钠离子移出细胞，将 2 个钾离子移入细胞。 该过程将一个 ATP 分子转化为二磷酸腺苷 (ADP) 和磷酸盐。 在转运蛋白中，离子使用多个梯度来产生电信号。

内吞作用是一种主动运输形式，细胞利用质膜吸收分子，并将它们包装到囊泡中。

在吞噬作用中，细胞通过位于质膜上的伪足的延伸包围包括食物颗粒在内的颗粒。 伪足然后将颗粒包装在食物液泡中。 含有水解酶的溶酶体随后与食物液泡融合。 水解酶，也称为消化酶，然后消化食物液泡内的颗粒。

在胞饮作用中，细胞将细胞外液吸入（吞咽）到囊泡中，囊泡是在质膜包围液体时形成的。 细胞可以通过这个过程吸收任何分子或溶质。

受体介导的内吞作用是胞饮作用的一种形式，其中细胞吸收特定分子或溶质。 具有受体位点的蛋白质位于质膜上，与特定的溶质结合。 附着在特定溶质上的受体蛋白进入包被的凹坑内，形成囊泡。 然后囊泡包围附着在特定溶质上的受体，释放它们的分子。 受体蛋白通过同一个囊泡再循环回到质膜。