什么是細胞，細胞是什么？

細胞 （英文名：cell）并沒有統(tǒng)一的定義，比較普遍的提法是：細胞是生物體基本的結(jié)構(gòu)和功能單位。已知除病毒之外的所有生物均由細胞所組成，但病毒生命活動也必須在細胞中才能體現(xiàn)。

一般來說，細菌等絕大部分微生物以及原生動物由一個細胞組成，即單細胞生物，高等植物與高等動物則是多細胞生物。細胞可分為原核細胞、真核細胞兩類，但也有人提出應(yīng)分為三類，即把原屬于原核細胞的古核細胞獨立出來作為與之并列的一類。研究細胞的學(xué)科稱為細胞生物學(xué)。

細胞體形極微，在顯微鏡下始能窺見，形狀多種多樣。主要由細胞核與細胞質(zhì)構(gòu)成，表面有細胞膜。高等植物細胞膜外有細胞壁，細胞質(zhì)中常有質(zhì)體，體內(nèi)有葉綠體和液泡，還有線粒體。動物細胞無細胞壁，細胞質(zhì)中常有中心體，而高等植物細胞中則無。細胞有運動、營養(yǎng)和繁殖等機能。

細胞結(jié)構(gòu)

細胞壁

分類在細菌、真菌、植物的生物，其組成的細胞都具有細胞壁（Cell Wall），而原生生物則有一部分的生物體具有此構(gòu)造，但是動物沒有。

• 植物細胞壁主要成分是纖維素，經(jīng)過有系統(tǒng)的編織形成網(wǎng)狀的外壁?？煞譃?strong>中膠層、初生細胞壁、次生細胞壁。中膠層是植物細胞剛分裂完成的子細胞之間，zui先形成的間隔，主要成份是果膠質(zhì)（一種多糖類），隨后在中膠層兩側(cè)形成初生細胞壁，初生細胞壁主要由果膠質(zhì)、木質(zhì)素和少量的蛋白質(zhì)構(gòu)成。次生細胞壁主要由纖維素組成的纖維排列而成，如同一條一條的線以接近直角的方式排列，再以木質(zhì)素等多糖類黏接。

• 真菌細胞壁則是由幾丁質(zhì)、纖維素等多糖類組成，其中幾丁質(zhì)是含有碳水化合物和氨，性柔軟，有彈性，與鈣鹽混雜則硬化，形成節(jié)肢動物的外骨骼。幾丁質(zhì)不溶于水、酒精、弱酸和弱堿等液體，有保護功能。

• 細菌細胞壁組成以肽聚糖為主。

細胞膜

細胞壁的內(nèi)側(cè)緊貼著一層極薄的膜，叫做細胞膜（Cell Membrane）。這層由蛋白質(zhì)分子和磷脂雙分子層組成的薄膜，水和氧氣等小分子物質(zhì)能夠自由通過，而某些離子和大分子物質(zhì)則不能自由通過。因此，它除了起著保護細胞內(nèi)部的作用以外，還具有控制物質(zhì)進出細胞的作用：既不讓有用物質(zhì)任意地滲出細胞，也不讓有害物質(zhì)輕易地進入細胞。此外，它能進行細胞間的信息交流。

細胞膜在光學(xué)顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察，可以知道細胞膜主要由蛋白質(zhì)分子和脂類分子構(gòu)成。在細胞膜的中間，是磷脂雙分子層，這是細胞膜的基本骨架。在磷脂雙分子層的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，有許多球形的蛋白質(zhì)分子，它們以不同深度鑲嵌在磷脂分子層中，或者覆蓋在磷脂分子層的表面。這些磷脂分子和蛋白質(zhì)分子大都是可以流動的，可以說，細胞膜具有一定的流動性。細胞膜的這種結(jié)構(gòu)特點，對于它完成各種生理功能是非常重要的。[4] 

物質(zhì)跨膜運輸?shù)姆绞椒譃楸粍舆\輸和主動運輸兩種。

（1）

協(xié)助擴散

被動運輸，是順著膜兩側(cè)濃度梯度擴散，即由高濃度向低濃度。分為自由擴散和協(xié)助擴散。

①自由擴散：物質(zhì)通過簡單的擴散作用進入細胞。細胞膜兩側(cè)的濃度差以及擴散的物質(zhì)的性質(zhì)（如根據(jù)相似相溶原理，脂溶性物質(zhì)更容易進出細胞）對自由擴散的速率有影響，常見的能進行自由擴散的物質(zhì)有氧氣、二氧化碳、甘油、乙醇、苯、尿素、膽固醇、水、氨等。

②協(xié)助擴散：進出細胞的物質(zhì)借助載體蛋白擴散。細胞膜兩側(cè)的濃度差以及載體的種類和數(shù)目對協(xié)助擴散的速率有影響。紅細胞吸收葡萄糖是依靠協(xié)助擴散。

（2）主動運輸：物質(zhì)從低濃度一側(cè)運輸?shù)礁邼舛纫粋?cè)，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。主動運輸保證了活細胞能夠按照生命活動的需要，主動選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物和對細胞有害的物質(zhì)。各種離子由低濃度到高濃度過膜都是依靠主動運輸。

能進行跨膜運輸?shù)亩际请x子和小分子，當大分子進出細胞時，包裹大分子物質(zhì)的囊泡從細胞膜上分離或者與細胞膜融合（胞吞和胞吐），大分子不需跨膜便可進出細胞。 [5] 

細胞質(zhì)

細胞膜包著的黏稠透明的物質(zhì)，叫做細胞質(zhì)（Cytoplasm）。在細胞質(zhì)中還可看到一些帶折光性的顆粒，這些顆粒多數(shù)具有一定的結(jié)構(gòu)和功能，類似生物體的各種器官，因此叫做細胞器。例如，在綠色植物的葉肉細胞中，能看到許多綠色的顆粒，這就是一種細胞器，叫做葉綠體。綠色植物的光合作用就是在葉綠體中進行的。在細胞質(zhì)中，往往還能看到一個或幾個液泡，其中充滿著液體，叫做細胞液。在成熟的植物細胞中，液泡合并為一個中央大液泡，其體積占去整個細胞的大半。細胞質(zhì)被擠壓為一層。細胞膜以及液泡膜和

原生質(zhì)層

兩層膜之間的細胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。

植物細胞的原生質(zhì)層相當于一層半透膜。當細胞液濃度小于外界濃度時，細胞液中的水分就透過原生質(zhì)層進入外界溶液中，使細胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質(zhì)層與細胞壁分離，也就是發(fā)生了質(zhì)壁分離。當細胞液濃度大于外界溶液濃度時，外界溶液中的水分透過原生質(zhì)層進入細胞液中使原生質(zhì)層復(fù)原，逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。

細胞質(zhì)不是凝固靜止的，而是緩緩地運動著的。在只具有一個中央液泡的細胞內(nèi)，細胞質(zhì)往往圍繞液泡循環(huán)流動，這樣便促進了細胞內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運，也加強了細胞器之間的相互。細胞質(zhì)運動是一種消耗能量的生命現(xiàn)象。細胞的生命活動越旺盛，細胞質(zhì)流動越快，反之，則越慢。細胞死亡后，其細胞質(zhì)的流動也就停止了。

細胞骨架是指真核細胞中蛋白纖維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由位于細胞質(zhì)中的微絲、微管和中間纖維構(gòu)成。微絲確定細胞表面特征，使細胞能夠運動和收縮。微管確定膜性細胞器的位置和作為膜泡運輸?shù)能壍?。中間纖維使細胞具有張力和抗剪切力。

細胞骨架不僅在維持細胞形態(tài)、承受外力、保持細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)有序性方面起重要作用，而且還參與許多重要的生命活動，如：在細胞分裂中細胞骨架牽引染色體分離；在細胞物質(zhì)運輸中，各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向運轉(zhuǎn)。

細胞骨架在20世紀60年代后期才被發(fā)現(xiàn)。主要因為早期電鏡制樣采用低溫（0-4℃）固定，而細胞骨架會在低溫下解聚。直到采用戊二醛常溫固定，人們才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。[6] 

細胞器

已發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞

細胞中還有一些細胞器，它們具有不同的結(jié)構(gòu)，執(zhí)行著不同的功能，共同完成細胞的生命活動。這些細胞器的結(jié)構(gòu)需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細胞結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)。

①線粒體

線粒體（Mitochondria/Mitochonrion）線粒體是一些線狀、小桿狀或顆粒狀的結(jié)構(gòu)，在活細胞中可用詹納斯綠（Janus green）染成藍綠色。在電子顯微鏡下觀察，線粒體表面是由雙層膜構(gòu)成的。內(nèi)膜向內(nèi)形成一些隔，稱為線粒體嵴（Cristae）。在線粒體內(nèi)有豐富的酶系統(tǒng)。線粒體是細胞呼吸的中心，它是生物有機體借氧化作用產(chǎn)生能量的一個主要機構(gòu)，它能將營養(yǎng)物質(zhì)（如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等）氧化產(chǎn)生能量，儲存在ATP（三磷酸腺苷）的高能磷酸鍵上，供給細胞其他生理活動的需要，因此有人說線粒體是細胞的“動力工廠”。

②葉綠體

紫色洋蔥鱗片葉

葉綠體（Chloroplasts）是綠色植物細胞中重要的細胞器，其主要功能是進行光合作用。葉綠體由雙層膜、基粒（類囊體）和基質(zhì)三部分構(gòu)成。類囊體是一種扁平的小囊狀結(jié)構(gòu)，在類囊體薄膜上，有進行光合作用必需的色素和酶。許多類囊體疊合而成基粒。基粒之間充滿著基質(zhì)，其中含有與光合作用有關(guān)的酶?；|(zhì)中還含有DNA。[7] 

③內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（Endoplasmic Reticulum）是細胞質(zhì)中由膜構(gòu)成的網(wǎng)狀管道系統(tǒng)廣泛的分布在細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)。它與細胞膜及核膜相通連，對細胞內(nèi)蛋白質(zhì)及脂質(zhì)等物質(zhì)的合成和運輸起著重要作用。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)根據(jù)其表面有無附著核糖體可分為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面有附著核糖體，具有運輸?shù)鞍踪|(zhì)的功能，滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)含許多酶，與糖脂類和固醇類激素的合成與分泌有關(guān)。

④高爾基復(fù)合體

高爾基復(fù)合體（Golgi Apparatus/Golgi Body）位于細胞核附近的網(wǎng)狀囊泡，是細胞內(nèi)的運輸和加工系統(tǒng)。能將粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運輸?shù)牡鞍踪|(zhì)進行加工、濃縮和包裝成分泌泡和溶酶體。

⑤核糖體

核糖體（Ribosomes）是橢球形的粒狀小體，有些附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的外表面（供給膜上及膜外蛋白質(zhì)），有些游離在細胞質(zhì)基質(zhì)中（供給膜內(nèi)蛋白質(zhì)，不經(jīng)過高爾基體，直接在細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)的酶的作用下形成空間構(gòu)形），是合成蛋白質(zhì)的重要基地。

⑥中心體

中心體（Centrosome）存在于動物細胞和某些低等植物細胞中，因為它的位置靠近細胞核，所以叫中心體。每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質(zhì)組成，動物細胞的中心體與有絲分裂有密切關(guān)系。中心粒（Centriole）這種細胞器的位置是固定的，具有極性的結(jié)構(gòu)。在間期細胞中，經(jīng)固定、染色后所顯示的中心粒僅僅是1或2個小顆粒。而在電子顯微鏡下觀察，中心粒是一個柱狀體，長度約為0.3μm～0.5μm，直徑約為0.15μm，它是由9組小管狀的亞單位組成的，每個亞單位一般由3個微管構(gòu)成。這些管的排列方向與柱狀體的縱軸平行。

⑦液泡

液泡（Vacuole）是植物細胞中的泡狀結(jié)構(gòu)。成熟的植物細胞中的液泡很大，可占整個細胞體積的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡內(nèi)有細胞液，其中含有糖類、無機鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，可以達到很高的濃度。因此，它對細胞內(nèi)的環(huán)境起著調(diào)節(jié)作用，可以使細胞保持一定的滲透壓，保持膨脹的狀態(tài)。動物細胞也同樣有小液泡。

⑧溶酶體

囊狀小體或小泡，內(nèi)含多種水解酶，具有自溶和異溶作用。自溶作用是指溶酶體消化分解細胞內(nèi)損壞和衰老的細胞器的過程，異溶作用是指消化和分解被細胞吞噬的病原微生物及其細胞碎片的過程。溶酶體是細胞內(nèi)具有單層膜囊狀結(jié)構(gòu)的細胞器。其內(nèi)含有很多種水解酶類，能夠分解很多物質(zhì)。

⑨微絲及微管

在細胞質(zhì)內(nèi)除上述結(jié)構(gòu)外，還有微絲（Microfilament）和微管（Microtubule）等結(jié)構(gòu)，它們的主要機能不只是對細胞起骨架支持作用，以維持細胞的形狀，如在紅血細胞微管成束平行排列于盤形細胞的周緣，又如上皮細胞微絨毛中的微絲；它們也參加細胞的運動，如有絲分裂的紡錘絲，以及纖毛、鞭毛的微管。此外，細胞質(zhì)內(nèi)還有各種內(nèi)含物，如糖原、脂類、結(jié)晶、色素等。[8] 

細胞核

細胞質(zhì)里含有一個近似球形的細胞核（Nucleus），是由更加黏稠的物質(zhì)構(gòu)成的。細胞核通常位于細胞的中央，成熟的植物細胞的細胞核，往往被中央液泡推擠到細胞的邊緣。細胞核中有一種物質(zhì)，易被洋紅、蘇木精、甲基綠、龍膽紫溶液等堿性染料染成深色，叫做染色質(zhì)（Chromatin）。生物體用于傳種接代的物質(zhì)即遺傳物質(zhì)，就在染色質(zhì)上。當細胞進行有絲分裂時，染色質(zhì)在分裂間期螺旋纏繞成染色體。

多數(shù)細胞只有一個細胞核，有些細胞含有兩個或多個細胞核，如肌細胞、肝細胞等。細胞核可分為核膜、染色質(zhì)、核液和核仁四部分。核膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相通連，染色質(zhì)位于核膜與核仁之間。染色質(zhì)主要由蛋白質(zhì)和DNA組成。DNA是一種有機物大分子，又叫脫氧核糖核酸，是生物的遺傳物質(zhì)。在有絲分裂時，染色體復(fù)制，DNA也隨之復(fù)制為兩份，平均分配到兩個子細胞中，使得后代細胞染色體數(shù)目恒定，從而保證了后代遺傳特性的穩(wěn)定。還有RNA，RNA是DNA在復(fù)制時形成的單鏈，它傳遞信息，控制合成蛋白質(zhì)，其中有轉(zhuǎn)移核糖核酸（tRNA）、信使核糖核酸（mRNA）和核糖體核糖核酸（rRNA）。　細胞核的機能是保存遺傳物質(zhì)，控制生化合成和細胞代謝，決定細胞或機體的性狀表現(xiàn)，把遺傳物質(zhì)從細胞（或個體）一代一代傳下去。但細胞核不是孤立的起作用，而是和細胞質(zhì)相互作用、相互依存而表現(xiàn)出細胞統(tǒng)一的生命過程。細胞核控制細胞質(zhì)；細胞質(zhì)對細胞的分化、發(fā)育和遺傳也有重要的作用[9]  。

屬性特征

編輯

大小

原核細胞直徑

顯微鏡下的細胞

平均： 1～10μm；

真核細胞直徑平均： 3～30μm；

某些不同來源的細胞大小變化很大：

人卵細胞：直徑0.1mm；鴕鳥卵細胞：直徑5cm;

同類型細胞的體積一般是相近的，不依生物個體的大小而增大或縮??；

器官的大小主要決定于細胞的數(shù)量，與細胞的數(shù)量成正比，而與細胞的大小無關(guān)，這種現(xiàn)象被稱為“細胞體積的守恒定律”。[10] 

共性

細胞結(jié)構(gòu)

1.所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質(zhì)及糖被構(gòu)成的生物膜（注意 ：癌細胞無糖被，容易游走擴散），即細胞膜。

2.所有的細胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA。

3.作為遺傳信息復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的載體。

4.作為蛋白質(zhì)合成的機器─核糖體，毫無例外地存在于一切細胞內(nèi)。核糖體，是蛋白質(zhì)合成的必須機器，在細胞遺傳信息流的傳遞中起著*的作用。

5.基本上所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。（少數(shù)不是，如藍藻的有些種類從老細胞內(nèi)產(chǎn)生新細胞）

6.部分細胞能進行自我增殖和遺傳（高度分化的細胞無法自我增殖。）

7.新陳代謝。

8.細胞都具有運動性，包括細胞自身的運動和細胞內(nèi)部的物質(zhì)運動。

注：病毒不具有細胞結(jié)構(gòu)。

種類

編輯

真核細胞

真核細胞 eukaryotic cell 指含有真核（被核膜包圍的核）的細胞。其染色體數(shù)在一個以上，能進行有絲分裂。還能進行原生質(zhì)流動和變形運動。而光合作用和氧化磷酸化作用則分別由葉綠體和線粒體進行。除細菌和藍藻植物的細胞以外，所有的動物細胞以及植物細胞都屬于真核細胞。由真核細胞構(gòu)成的生物稱為真核生物。在真核細胞的核中，DNA與組蛋白等蛋白質(zhì)共同組成染色體結(jié)構(gòu)，在核內(nèi)可看到核仁。在細胞質(zhì)內(nèi)膜系統(tǒng)很發(fā)達，存在著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體和溶酶體等細胞器，分別行使特異的功能。

真核生物包括我們熟悉的動植物以及微小的原生動物、單細胞海藻、真菌、苔蘚等。真核細胞具有一個或多個由雙膜包裹的細胞核，遺傳物質(zhì)包含于核中，并以染色體的形式存在。染色體由少量的組蛋白及某些富含精氨酸和賴氨酸的堿性蛋白質(zhì)構(gòu)成。真核生物進行有性繁殖，并進行有絲分裂。

原核細胞

原核細胞（Prokaryotic cell）沒有核膜，遺傳物質(zhì)集中在一個沒有明確界限的低電子密度區(qū)，稱為擬核（nucleoid）。DNA為裸露的環(huán)狀分子，通常沒有結(jié)合蛋白，環(huán)的直徑約為2.5nm，周長約幾十納米。大多數(shù)原核生物沒有恒定的內(nèi)膜系統(tǒng)，核糖體為70S型，原核細胞構(gòu)成的生物稱為原核生物，均為單細胞生物。

組成原核生物的細胞。這類細胞主要特征是沒有明顯可見的細胞核，同時也沒有核膜和核仁，只有擬核，進化地位較低。

原核細胞 Procaryotic/Prokaryotic cell 指沒有核膜且不進行有絲分裂、減數(shù)分裂、無絲分裂的細胞。這種細胞不發(fā)生原生質(zhì)流動，觀察不到變形蟲樣運動。鞭毛（Flagellum）呈單一的結(jié)構(gòu)。光合作用、氧化磷酸化在細胞膜進行，沒有葉綠體（Chloroplast）、線粒體（Mitochondrion）等細胞器（Organelles）的分化，只有核糖體。由這種細胞構(gòu)成的生物，稱為原核生物，它包括所有的細菌和藍藻類。即構(gòu)成細菌和藍藻等低等生物體的細胞。它沒有真正的細胞核（Nucleus），只有原核或擬核，所含的一個基因帶（或染色體），是環(huán)狀雙股單一順序的脫氧核糖核酸分子（Circular DNA），沒有組蛋白（Histone）與之結(jié)合無核仁（Nucleolus），缺乏核膜（Nuclear envelope）。外層原生質(zhì)中有70 S核糖體與中間體，缺乏高爾基體（Golgi）、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（E.R.）、線粒體和中心體（Centrosomes）等。轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯（Transcription and translation）同時進行，四周質(zhì)膜內(nèi)含有呼吸酶。無有絲分裂（Mitosis）和減數(shù)分裂（Meiosis），脫氧核糖核酸（DNA）復(fù)制后，細胞隨即分裂為二。

古核細胞

古核細胞也稱古細菌（Archaebacteria）：是一類很特殊的細菌，多生活在的生態(tài)環(huán)境中。具有原核生物的某些特征，如無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；也有真核生物的特征，如以甲硫氨酸起始蛋白質(zhì)的合成、核糖體對氯霉素不敏感、RNA聚合酶和真核細胞的相似、DNA具有內(nèi)含子并結(jié)合組蛋白；此外還具有既不同于原核細胞也不同于真核細胞的特征，如：細胞膜中的脂類是不可皂化的；細胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質(zhì)為主，有的含雜多糖，有的類似于肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型氨基酸和二氨基庚二酸。

嗜熱菌（Themophiles）：能生長在90℃以上的高溫環(huán)境。如斯坦福大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的古細菌，zui適生長溫度為100℃，80℃以下即失活，德國的斯梯特（K. Stetter）研究組在意大利海底發(fā)現(xiàn)的一族古細菌，能生活在110℃以上高溫中，zui適生長溫度為98℃，降至84℃即停止生長；美國的J. A. Baross發(fā)現(xiàn)一些從火山口中分離出的細菌可以生活在250℃的環(huán)境中。嗜熱菌的營養(yǎng)范圍很廣，多為異養(yǎng)菌，其中許多能將硫氧化以取得能量。

嗜鹽菌（Extremehalophiles）：生活在高鹽度環(huán)境中，鹽度可達25%，如死海和鹽湖中。嗜鹽菌的細胞壁由富含酸性氨基酸的糖蛋白組成，這種細胞壁結(jié)構(gòu)的完整由離子鍵維持，高Na+濃度對于其細胞壁蛋白質(zhì)亞單位之間的結(jié)合，保持細胞結(jié)構(gòu)的完整性是必需的。當從高鹽環(huán)境轉(zhuǎn)到低鹽環(huán)境后，一方面細胞壁蛋白解聚為蛋白質(zhì)單體，使胞壁失去完整；另一方面細胞內(nèi)外離子濃度平衡打破，細胞吸水膨脹，zui終引起胞壁破裂，菌體*自溶。

嗜酸菌（Acidophiles）：能生活在pH值1以下的環(huán)境中，往往也是嗜高溫菌，生活在火山地區(qū)的酸性熱水中，能氧化硫，硫酸作為代謝產(chǎn)物排出體外。

嗜堿菌（Alkaliphiles）：多數(shù)生活在鹽堿湖或堿湖、堿池中，生活環(huán)境pH值可達11.5以上，zui適pH值8～10。[11] 

活動進程

編輯

分裂

一個細胞分裂為兩個細胞的過程。分裂前的細胞稱母細胞，分裂后形成的新細胞稱子細胞。細胞分裂通常包括核分裂和胞質(zhì)分裂兩步。在核分裂過程中母細胞把遺傳物質(zhì)傳給子細胞。在單細胞生 物中細胞分裂就是個體的繁殖，在多細胞生物中細胞分裂是個體生長、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)。[12] 

分化

細胞的分化是指分裂后的細胞，在形態(tài)，結(jié)構(gòu)和功能上向著不同方向變化的過程。細胞分化是形成不同的組織,分化前和分化后的細胞不屬于一類型。那些形態(tài)相似的，結(jié)構(gòu)相同，具有一定功能的細胞群叫做組織。不同的組織，按一定的順序組成器官。各種器官協(xié)調(diào)配合，形成系統(tǒng)。各種器官和系統(tǒng)組成生命體。細胞的癌變是細胞的一種不正常的分化方式。每個正常細胞細胞核內(nèi)都有原癌基因。發(fā)生癌變的細胞原本是正常細胞，由于受到外界致癌因子（致癌因子包括物理致癌因子，主要指輻射，如紫外線，X射線等 ），化學(xué)致癌因子（例如，亞硝酸鹽等 ），生物致癌因子（Rous肉瘤病毒、乙肝病毒等）作用，導(dǎo)致細胞內(nèi)原癌基因被激活，激活的原癌基因控制細胞發(fā)生癌變。

癌變的細胞在細胞形態(tài)、結(jié)果、功能上都發(fā)生了一定的變化。

死亡

細胞死亡是細胞衰老的結(jié)果，是細胞生命現(xiàn)象的終止。包括急性死亡（細胞壞死）和程序化死亡（細胞凋亡）。細胞死亡zui顯著的現(xiàn)象，是原生質(zhì)的凝固。事實上細胞死亡是一個漸進過程，要決定一個細胞何時已死亡是較因難的。除非用固定液等人為因素瞬間使其死亡。那么，怎樣鑒定一個細胞是否死亡了呢？通常 采用活體染色法來鑒定。如用中性紅染色時，生活細胞只有液泡系染成紅色，如果染料擴散，細胞質(zhì)和細胞核都染成紅色，則標志這個細胞已死亡。

皮膚細胞

細胞衰老的研究只是整個衰老生物學(xué)（老年學(xué)，人類學(xué)）研究中的一部分。所謂衰老生物學(xué)（Biology of senescence）（或稱老年學(xué)，Gerontology）是研究生物衰老的現(xiàn)象、過程和規(guī)律。其任務(wù)是要揭示生物（人類）衰老的特征，探索發(fā)生衰老的原因和機理，尋找推遲衰老的方法，根本目的在于延長生物（人類的壽命。多細胞有機體細胞，依壽命長短不同可劃分為兩類，即干細胞和功能細 胞。干細胞在整個一生都保持分裂能力，直到達到zui高分裂次數(shù)便衰老死亡。如 表皮生發(fā)層細胞，生血干細胞等。

細胞凋亡（Apoptosis）是一個主動的由基因決定的自動結(jié)束生命的過程，也常常被稱為程序化細胞死亡（Programmed cell death,PCD）。凋亡細胞將被吞噬細胞吞噬。這一假說是基于Hayflick界限提出的：1961年Hayflick根據(jù)人胚胎細胞的傳代培養(yǎng)實驗提出。指細胞在發(fā)育的一定階段出現(xiàn)正常的自然死亡，它與細胞的病理死亡有根本的區(qū)別。細胞凋亡對于多細胞生物個體發(fā)育的正常進行，自穩(wěn)平衡的保持以及抵御外界各種因素的干擾方面都起著非常關(guān)鍵的作用。例如：蝌蚪尾的消失，骨髓和腸的細胞凋亡，脊椎動物 的神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，發(fā)育過程中手和足的成形過程。[13] 

繁殖方式

編輯

細胞的繁殖是通過細胞的分裂來實現(xiàn)的，連續(xù)分裂的細胞從一次分裂完成時開始到下一次分裂完成時為止為一個細胞周期。細胞分裂的方式共有四種，其中真核細胞有3種：有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂，前兩種為體細胞分裂；而原核細胞的分裂方式為二分裂。

有絲分裂

從細胞在一次分裂結(jié)束后到下一次分裂之前是分裂間期，細胞周期的大部分時間處于分裂間期，大約占細胞的90%~95%，分裂間期中，細胞完成DNA分子的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成。在分裂間期結(jié)束之后，就進入分裂期。分裂期是一個連續(xù)的過程，人們?yōu)榱搜芯糠奖?，把分列期分為四個時期：前期、中期、后期、末期。

1.前期； 是細胞分裂的開始。細胞外形一般變圓，中心體的中心粒分離，并向細胞的兩極移動。四周出現(xiàn)發(fā)射狀細絲。核膨大、脫氧核糖核酸增多，
　　核染色加深，不規(guī)則的染色質(zhì)形成絲狀染色體，并縮短變粗。核仁及核膜消失，核質(zhì)與細胞質(zhì)混合。
　　2.中期； 兩個中心體接近兩極，它們之間有絲相連，呈紡錘形，叫紡錘體。染色體移到細胞中央赤道部，呈星芒狀排列；后來染色體縱裂為二。
　　3.后期；已經(jīng)縱裂的染色體分為兩組，由赤道部向兩極的中心體方向移動，細胞器亦隨之均等分配。趨向兩極，細胞體在赤道部開始橫縊變窄。
　　4.末期；染色體移動到兩極的中心體附近，重新聚到一起，轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧|(zhì)絲，核膜、核仁、又重新出現(xiàn)。細胞體在赤道部愈益狹窄

植物細胞的有絲分裂與動物細胞類似。但是高等植物細胞中沒有中心體，紡錘絲由細胞兩級發(fā)出。分裂末期不是由細胞膜向內(nèi)凹陷將兩個細胞分開，而是在細胞中央赤道處形成細胞板。

無絲分裂

直接分裂是zui早發(fā)現(xiàn)的一種細胞分裂方式，早在1841年就在雞胚的血細胞中看到。因為這種分裂方式是細胞核和細胞質(zhì)的直接分裂，所以叫做直接分裂。又因為分裂時沒有紡錘絲出現(xiàn)，所以叫做無絲分裂。只有部分動物的部分細胞可以進行無絲分裂，比如蛙的紅細胞。

直接分裂的早期，球形的細胞核和核仁都伸長。然后細胞核進一步伸長呈啞鈴形，中央部分狹細。zui后，細胞核分裂，這時細胞質(zhì)也隨著分裂，并且在滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的參與下形成細胞膜。在直接分裂中，核膜和核仁都不消失，沒有染色體的出現(xiàn)，當然也就看不到染色體復(fù)制的規(guī)律性變化。但是，這并不說明染色質(zhì)沒有發(fā)生深刻的變化，實際上染色質(zhì)也要進行復(fù)制，并且細胞要增大。當細胞核體積增大一倍時，細胞核就發(fā)生分裂，核中的遺傳物質(zhì)就分配到子細胞中去。至于核中的遺傳物質(zhì)DNA是如何分配的，還有待進一步的研究。

關(guān)于直接分裂的問題，長期以來就有不同的看法。有些人認為直接分裂不是正常細胞的增殖方式，而是一種異常分裂現(xiàn)象；另一些人則主張直接分裂是正常細胞的增殖方式之一，主要見于高度分化的細胞，如肝細胞、腎小管上皮細胞、腎上腺皮質(zhì)細胞等。

減數(shù)分裂

這種細胞分裂形式是隨著配子生殖而出現(xiàn)的，凡是進行有性生殖的動、植物都有減數(shù)分裂過程。減數(shù)分裂與正常的有絲分裂的不同點，在于減數(shù)分裂時進行2次連續(xù)的核分裂，細胞分裂了2次，其中染色體只分裂一次，結(jié)果染色體的數(shù)目減少一半。

減數(shù)分裂發(fā)生的時間，每類生物是固定的，但在不同生物類群之間可以是不同的。大致可分為3種類型，一是合子減數(shù)分裂或稱始端減數(shù)分裂，減數(shù)分裂發(fā)生在受精卵開始卵裂時，結(jié)果形成具有半數(shù)染色體數(shù)目的有機體。這種減數(shù)分裂形式只見于很少數(shù)的低等生物。二是孢子減數(shù)分裂或稱中間減數(shù)分裂，發(fā)生在孢子形成時，即在孢子體和配子體世代之間。這是高等植物的特征。三是配子減數(shù)分裂或稱終端減數(shù)分裂，是一般動物的特征，包括所有后生動物、人和一些原生動物。這種減數(shù)分裂發(fā)生在配子形成時，發(fā)生在配子形成過程中成熟期的zui后2次分裂，結(jié)果形成精子和卵。

減數(shù)分裂的具體過程是很復(fù)雜的，它包括2次細胞分裂。*次分裂的前期較長，一般把這個前期分為細線期、偶線期、粗線期、雙線期、終變期，這前期Ⅰ（表示*次分裂前期）之后是中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ；經(jīng)過減數(shù)分裂間期（很短或看不出來），進入前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ，也有的不經(jīng)過間期。

在減數(shù)分裂過程中，細胞分裂2次，但染色體只分裂一次，結(jié)果染色體數(shù)目減少了一半。一般說來，*次分裂是同源染色體分開，染色體的數(shù)目減少一半，是減數(shù)分裂。第二次分裂是姊妹染色單體分開，染色體的數(shù)目沒有減少，是等數(shù)分裂。但嚴格說來，這樣說是籠統(tǒng)的。如果從遺傳上來分析，并不如此簡單，因為它涉及到染色體的交換、重組等。

減數(shù)分裂對維持物種的染色體數(shù)目的恒定性，對遺傳物質(zhì)的分配、重組等都具有重要意義，這對生物的進化發(fā)展都是極為重要的。[12] 

二分裂

細菌等多數(shù)微生物的無性繁殖方式。在分裂過程中菌體細胞的長度先延伸約兩倍，中部由胞漿和細胞壁形成分隔，染色體分裂，分配到兩個細胞中，zui后形成兩個形狀和大小基本相同的子細胞，其增殖速度以

的幾何級數(shù)增長。分裂后子細胞可能彼此分離，也可能連在一起而成對、成鏈、成叢或疊聯(lián)等。酵母也以二分裂法繁殖[14]  。

化學(xué)成分

編輯

組成細胞的基本元素是：O、C、H、N、Si、K、Ca、P、Mg，其中O、C、H、N四種元素占90%以上。細胞化學(xué)物質(zhì)可分為兩大類：無機物和有機物。在無機物中水是zui主要的成分，約占細胞物質(zhì)總含量的75%－80%。

一、水與無機鹽

（一）水是原生質(zhì)zui基本的物質(zhì)

水在細胞中不僅含量zui大，而且由于它具有一些*的物理化學(xué)屬性，使其在生命起源和形成細胞有序結(jié)構(gòu)方面起著關(guān)鍵的作用?？梢哉f，沒有水，就不會有生命。水在細胞中以兩種形式存在：一種是游離水，約占95%；另一種是結(jié)合水，通過氫鍵或其他鍵同蛋白質(zhì)結(jié)合，約占4%~5%。隨著細胞的生長和衰老，細胞的含水量逐漸下降，但是活細胞的含水量不會低于75%。

水在細胞中的主要作用是，溶解無機物、調(diào)節(jié)溫度、參加酶反應(yīng)、參與物質(zhì)代謝和形成細胞有序結(jié)構(gòu)。

（二）無機鹽

細胞中無機鹽的含量很少，約占細胞總重的1%。鹽在細胞中解離為離子，離子的濃度除了具有調(diào)節(jié)滲透壓和維持酸堿平衡的作用外，還有許多重要的作用。

主要的陰離子有Cl－、PO4－和HCO3－，其中磷酸根離子在細胞代謝活動中zui為重要：①在各類細胞的能量代謝中起著關(guān)鍵作用；②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的組成成分；③調(diào)節(jié)酸堿平衡，對血液和組織液pH起緩沖作用。

主要的陽離子有：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。

二、細胞的有機分子

細胞中有機物達幾千種之多，約占細胞干重的90%以上，它們主要由碳、氫、氧、氮等元素組成。有機物中主要由四大類分子所組成，即蛋白質(zhì)、核酸、脂類和糖，這些分子約占細胞干重的90%以上。

（一）蛋白質(zhì)

在生命活動中，蛋白質(zhì)是一類極為重要的大分子，幾乎各種生命活動無不與蛋白質(zhì)的存在有關(guān)。蛋白質(zhì)不僅是細胞的主要結(jié)構(gòu)成分，而且更重要的是，生物專有的催化劑--酶是蛋白質(zhì)，因此細胞的代謝活動離不開蛋白質(zhì)。一個細胞中約含有104種蛋白質(zhì)，分子的數(shù)量達1011個。

（二）核酸

核酸是生物遺傳信息的載體分子，所有生物均含有核酸。核酸是由核苷酸單體聚合而成的大分子。核酸可分為核糖核酸RNA和脫氧核糖核酸兩大類DNA。當溫度上升到一定高度時，DNA雙鏈即解離為單鏈，稱為變性（denaturation）或熔解（melting），這一溫度稱為熔解溫度（melting temperature，Tm）。堿基組成不同的DNA，熔解溫度不一樣，含G－C對（3條氫鍵）多的DNA，Tm高；含A－T對（2條氫鍵）多的，Tm低。當溫度下降到一定溫度以下，變性DNA的互補單鏈又可通過在配對堿基間形成氫鍵，恢復(fù)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，這一過程稱為復(fù)性（renaturation）或退火（annealing）。

（三）糖類

細胞中的糖類既有單糖，也有多糖。細胞中的單糖是作為能源以及與糖有關(guān)的化合物的原料存在。重要的單糖為五碳糖（戊糖）和六碳糖（己糖），其中zui主要的五碳糖為核糖，zui重要的六碳糖為葡萄糖。葡萄糖不僅是能量代謝的關(guān)鍵單糖，而且是構(gòu)成多糖的主要單體。

多糖在細胞結(jié)構(gòu)成分中占有主要的地位。細胞中的多糖基本上可分為兩類：一類是營養(yǎng)儲備多糖；另一類是結(jié)構(gòu)多糖。作為食物儲備的多糖主要有兩種，在植物細胞中為淀粉（starch），在動物細胞中為糖元（glycogen）。在真核細胞中結(jié)構(gòu)多糖主要有纖維素（cellulose）和幾丁質(zhì)（chitin）。

（四）脂類

脂類包括：脂肪酸、中性脂肪、類固醇、蠟、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、類胡蘿卜素等。脂類化合物難溶于水，而易溶于非極性有機溶劑。

1、中性脂肪（neutral fat）

①甘油酯：它是脂肪酸的羧基同甘油的羥基結(jié)合形成的甘油三酯（triglyceride）。甘油酯是動物和植物體內(nèi)脂肪的主要貯存形式。當體內(nèi)碳水化合物、蛋白質(zhì)或脂類過剩時，即可轉(zhuǎn)變成甘油酯貯存起來。甘油酯為能源物質(zhì)，氧化時可比糖或蛋白質(zhì)釋放出高兩倍的能量。營養(yǎng)缺乏時，就要動用甘油酯提供能量。

②蠟：脂肪酸同長鏈脂肪族一元醇或固醇酯化形成蠟（如蜂蠟）。蠟的碳氫鏈很長，熔點要高于甘油酯。細胞中不含蠟質(zhì)，但有的細胞可分泌蠟質(zhì)。如：植物表皮細胞分泌的蠟?zāi)?；同翅目昆蟲的蠟腺、如高等動物外耳道的耵聹腺。

2、磷脂

磷脂對細胞的結(jié)構(gòu)和代謝至關(guān)重要，它是構(gòu)成生物膜的基本成分，也是許多代謝途徑的參與者。分為甘油磷脂和鞘磷脂兩大類。

3、糖脂

糖脂也是構(gòu)成細胞膜的成分，與細胞的識別和表面抗原性有關(guān)。

4、萜類和類固醇類

這兩類化合物都是異戊二烯（Isoptene）的衍生物，都不含脂肪酸。

生物中主要的萜類化合物有胡蘿卜素和維生素A、E、K等。還有一種多萜醇磷酸酯，它是細胞質(zhì)中糖基轉(zhuǎn)移酶的載體。

類固醇類（Steroids）化合物又稱甾類化合物，其中膽固醇是構(gòu)成膜的成分。另一些甾類化合物是激素類，如雌性激素、雄性激素、腎上腺激素等。