細胞球

細胞球是生命活動的基本單位，現又可比喻事物的基本構成部分。

基本介紹

• 中文名：細胞
• 外文名：CELL
• 學科：生物學
• 拼音：xibao
• 定義：生命活動的基本單位

概述

細胞 英文名:CELL 在文章中簡稱C。細胞並沒有統一的定義，近年來比較普遍的提法是：細胞是生命活動的基本單位。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。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。細胞可分為兩類：原核細胞、真核細胞。但也有人提出應分為三類，即把原屬於原核細胞的古核細胞獨立出來作為與之並列的一類。研究細胞的學科稱為細胞生物學。世界上現存最大的細胞為鴕鳥的卵子。

基本釋義

基本解釋

1. 微小的通常是用顯微鏡才能看到的由半透膜與外界分開的原生質團

2. 現又可比喻事物的基本構成部分

詳細解釋

生物學名詞。構成生物體的基本單位。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構成，表面有薄膜。動植物細胞結構大致相同。植物細胞質膜外有細胞壁，細胞壁中常有質體，動物細胞質中常有中心體，而高等植物細胞中則無。細胞有運動、營養和繁殖等機能。

組成細胞的元素

細胞中常見的化學元素

細胞中常見的化學元素有20多種，分析人體細胞的元素組成可發現有如下規律：

組成人體細胞的主要元素

（占細胞鮮重的百分比）

O 65%

C 18%

H 10%

N 3%

P 1.4%

S 0.3%

其他元素 少於3%

（占細胞乾重的百分比）

C 55.99%

O 14.62%

N 9.33%

H 7.46%

Ca 4.67%

S 0.78%

P 3.11%

K 1.09%

Mg 0.16%

①組成細胞的最基本的元素是C。在人體細胞乾重中C的含量達到55.99%

②組成細胞的基本元素有4種：C、H、O、N。在細胞中這四種元素的含量，占組成細胞元素總量的90%左右。

③組成細胞的主要元素有6種：C、H、O、N、P、S。這6種元素占細胞總量的97%。

大量元素和微量元素

在組成生命的元素中，根據其含量的多少分為大量元素和微量元素。

①大量元素：是指含量占生物體總質量萬分之一以上的元素，有C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等。

②微量元素：通常指生物生活所必需，但是需要量卻很少的一些元素。有Fe、Mn、Zn、Cu、B、Cl、Mo等。

組成生物體的化學元素的重要作用

①是組成原生質的成分，如C、H、O、N、P、S等，約占原生質總量的97%以上。

②是多種化合物的組成成分，如蛋白質、糖類、核酸、脂肪等。

③也有一些元素能影響生物體的生命活動。如Mg是葉綠素的組成元素之一；Zn是某些酶的組成成分，也是酶的活化中心；B能促進花粉的萌發和花粉管的伸長，因此B與植物的生殖過程有密切的關係。缺B常導致植物“花而不實”

組成細胞的化合物

細胞中常見的化學元素有20多種，這些組成生物體的化學元素雖然在生物體體內有一定的生理作用，但是單一的某種元素不可能表現出相應的生理功能。這些元素在生物體特定的結構基礎上，有機的結合成各種化合物，這些化合物與其他的物質相互作用才能體現出相應的生理功能。組成細胞的化合物大體可以分為無機化合物和有機化合物。無機化合物包括水和無機鹽；有機化合物包括蛋白質、核酸、糖類和脂質。水、無機鹽、蛋白質、核酸、糖類、脂質等有機的結合在一起才能體現出生物體的生命活動。現將這些化合物總結如下：

水：占80%--90%

無機化合 無機鹽：占1%--1.5%

組成細胞的化合物

蛋白質：占7%--10%

有機化合物 脂質：占1%--2%

糖類和核酸：占1%--1.5%

在組成的化合物中含量最多的是水，但是在細胞的乾重中，含量最多的化合物是蛋白質,占乾重的50%以上。

細胞種類與數目

按照常規的組織學分類方法，脊椎動物和人體細胞類型約有200餘種。

這些細胞在人體中呈現有序的空間分布。

細胞是人體的結構和功能單位。共約有40萬--60萬億個，細胞的平均直徑在10--20微米之間。

除成熟的紅血球外，所有細胞都有一個細胞核，是調節細胞作用的中心。

最大的是成熟的卵細胞，直徑在0.1毫米以上；最小的是血小板，直徑只有約2微米。

而175000個精子細胞才抵得上一個卵細胞的重量。

腸黏膜細胞的壽命為3天，肝細胞壽命為500天，而腦與骨髓里的神經細胞的壽命有幾十年，

同人體壽命幾乎相等。血液中的白細胞有的只能活幾小時。

在整個人體中，每分鐘有1億個細胞死亡。

最為神奇的是大腦的神經細胞的神經衝動傳遞速度超過400公里/小時，相當於777飛機速度的一半。

每個細胞中含有的分子數相當於銀河系中星星數量的一萬倍那么多！

細胞定義的新思考

除病毒外的所有生物，都由細胞構成。自然界中既有單細胞生物，也有多細胞生物。細胞是生物體基本的結構和功能單位。細胞是生物界中，不可缺的一部分。

細胞是生命的基本單位，細胞的特殊性決定了個體的特殊性，因此，對細胞的深入研究是揭開生命奧秘、改造生命和征服疾病的關鍵。細胞生物學已經成為當代生物科學中發展最快的一門尖端學科，是生物、農學、醫學、畜牧、水產和許多生物相關專業的一門必修課程。50年代以來諾貝爾生理與醫學獎大都授予了從事細胞生物學研究的科學家。

定義概要

細胞：是生命活動的基本單位，一切有機體（除病毒外）都由細胞構成，細胞是構成有機體的基本單位。 ★細胞具有獨立的、有序的自控代謝體系，是代謝與功能的基本單位

細胞

★細胞是有機體生長與發育的基礎

★細胞是遺傳的基本結構單位，細胞具有遺傳的全能性

★沒有細胞就沒有完整的生命（病毒必須寄居在活體內）

★除病毒以外，其他生物都是細胞構成的

★細胞具有統一性和差異性

生物七大基本特徵

1,有嚴整結構

2,有新陳代謝

3,生長現象

4,應激性

5,生殖和發育

6,遺傳變異

7,適應一定環境也能影響環境

基本共性

1、所有的細胞表面均有由磷脂雙分子層與鑲嵌蛋白質及糖被構成的生物膜，即細胞膜。

2、所有的細胞都含有兩種核酸：即DNA與RNA。

3、作為遺傳信息複製與轉錄的載體。

4、作為蛋白質合成的機器─核糖體，毫無例外地存在於一切細胞內，核糖體，是蛋白質合成的機器，在細胞遺傳信息流的傳遞中起重要作用。

5、所有細胞的增殖都以一分為二的方式進行分裂。

6、能進行自我增殖和遺傳

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部的物質運動

註：病毒不含

基本結構

在光學顯微鏡下觀察植物的細胞，可以看到它的結構分為下列四個部分

1.細胞壁（Cell Wall）

顯微鏡下的細胞

位於植物細胞的最外層，是一層透明的薄壁。它主要是由纖維素和果膠組成的，孔隙較大，物質分子可以自由透過。細胞壁對細胞起著支持和保護的作用。

2.細胞膜（Cell Membrane)

細胞壁的內側緊貼著一層極薄的膜，叫做細胞膜。這層由蛋白質分子和磷脂雙層分子組成的薄膜，水和氧氣等小分子物質能夠自由通過，而某些離子和大分子物質則不能自由通過，因此，它除了起著保護細胞內部的作用以外，還具有控制物質進出細胞的作用：既不讓有用物質任意地滲出細胞，也不讓有害物質輕易地進入細胞。

細胞膜在光學顯微鏡下不易分辨。用電子顯微鏡觀察，可以知道細胞膜主要由蛋白質分子和脂類分子構成。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和內側，有許多球形的蛋白質分子，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。細胞膜的這種結構特點，對於它完成各種生理功能是非常重要的。

物質跨膜運輸的方式分為被動運輸和主動運輸兩種。

主動運輸

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

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

②協助擴散：進出細胞的物質藉助載體蛋白擴散。細胞膜兩側的濃度差以及載體的種類和數目對協助擴散的速率有影響。紅細胞吸收葡萄糖是依靠協助擴散。

（2）主動運輸：物質從低濃度一側運輸到高濃度一側，需要載體蛋白的協助，同時還需要消耗細胞內化學反應所釋放的能量。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物質，排出代謝廢物和對細胞有害的物質。各種離子由低濃度到高濃度過膜都是依靠主動運輸。

能進行跨膜運輸的都是離子和小分子，當大分子進出細胞時，包裹大分子物質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。

細胞膜的基本結構：（1）脂雙層：磷脂、膽固醇、糖脂，每個動物細胞質膜上約有109個脂分子，即每平方微米的質膜上約有5x106個脂分子。（2）膜蛋白，分內在蛋白和外在蛋白兩種。內在蛋白以疏水的部分直接與磷脂的疏水部分共價結合，兩端帶有極性，貫穿膜的內外；外在蛋白以非共價鍵結合在固有蛋白的外端上，或結合在磷脂分子的親水頭上。如載體、特異受體、酶、表面抗原。（3）膜糖和糖衣:糖蛋白、糖脂

胞吞和胞吐

細胞膜的特性：（1）結構特性：以磷脂雙分子層作為基本骨架－－流動性；（2）功能特性：載體蛋白在一定程度上決定了細胞內生命活動的豐富程度－－選擇透過性。

3.細胞質（Cytoplasm）

細胞膜包著的黏稠透明的物質，叫做細胞質。在細胞質中還可看到一些帶折光性的顆粒，這些顆粒多數具有一定的結構和功能，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，液泡合併為一個中央大液泡，其體積占去整個細胞的大半。細胞質被擠壓為一層。細胞膜以及液泡膜和兩層膜之間的細胞質稱為原生質層。

原生質層

植物細胞的原生質層相當於一層半透膜。當細胞液濃度小於外界濃度時，細胞液中的水分就透過原生質層進入外界溶液中，使細胞壁和原生質層都出現一定程度的收縮。由於原生

質層比細胞壁的伸縮性大，當細胞不斷失水時，原生質層與細胞壁分離，也就是發生了質壁分離。當細胞液濃度大於外界溶液濃度時，外界溶液中的水分透過原生質層進入細胞液中使原生質層復原，逐漸發生質壁分離的復原。

紫色洋蔥鱗片葉

細胞質不是凝固靜止的，而是緩緩地運動著的。在只具有一個中央液泡的細胞內，細胞質往往圍繞液泡循環流動，這樣便促進了細胞內物質的轉運，也加強了細胞器之間的相互聯繫。細胞質運動是一種消耗能量的生命現象。細胞的生命活動越旺盛，細胞質流動越快，反之，則越慢。細胞死亡後，其細胞質的流動也就停止了。

除葉綠體外，植物細胞中還有一些細胞器，它們具有不同的結構，執行著不同的功能，共同完成細胞的生命活動。這些細胞器的結構需用電子顯微鏡觀察。在電鏡下觀察到的細胞結構稱為亞顯微結構。

已發生質壁分離的細胞

①線粒體

線粒體（mitochondrium）線粒體是一些線狀、小桿狀或顆粒狀的結構。在活細胞中可用詹納斯綠（Janus green）【anus Green B 　別名：健那綠 　化學式：C30H31N6Cl 　詹納斯綠B是一種活體染色劑，專一用於線粒體的染色。它可以和線粒體中的細胞色素C氧化酶結合，從而出現藍綠色。】，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成的。內膜向內形成一些隔，稱為線粒體嵴（cristae）。線上粒體內有豐富的酶系統。線粒體是細胞呼吸的中心，它是生物有機體借氧化作用產生能量的一個主要機構，它能將營養物質（如葡萄糖、脂肪酸、胺基酸等）氧化產生能量，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”。根據對線粒體機能的了解，近些年來試驗用“線粒體互補法”進行育種工作，即將兩個親本的線粒體從細胞中分離出來並加以混合，如果測出混合後呼吸率比兩親本的都高，證明雜交後代的雜種優勢強，套用這種育種方法，能增強育種工作的預見性，縮短育種年限

②葉綠體

葉綠體（coloroplasts）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）和基質三部分構成。類囊體是一種扁平的小囊狀結構，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，其中含有與光合作用有關的酶。基質中還含有DNA。

③內質網

內質網（endoplasmic reticulum）是細胞質中由膜構成的網狀管道系統廣泛的分布在細胞質基質內。它與細胞膜及核膜相通連，對細胞內蛋白質及脂質等物質的合成和運輸起著重要作用。

內質網有兩種：一種是表面光滑的是滑面內質網，主要與脂質的合成有關；另一種是上面附著許多小顆粒狀的，是粗面內質網，與蛋白質的合成有關。內質網增大了細胞內的膜面積，膜上附著著許多酶，為細胞內各種化學反應的正常進行提供了有利條件。

④高爾基體

高爾基體（Golgi body）普遍存在於植物細胞和動物細胞中。一般認為，細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關，高爾基體本身沒有合成蛋白質的功能，但可以對蛋白質進行加工和轉運。植物細胞分裂時，高爾基體與細胞壁的形成有關（赤道板周圍有特別多的高爾基體，以便合成纖維素及果膠）。

⑤核糖體

核糖體（ribosomes）是橢球形的粒狀小體，有些附著在內質網膜的外表面（供給膜上及膜外蛋白質），有些游離在細胞質基質中（供給膜內蛋白質，不經過高爾基體，直接在細胞質基質內的酶的作用下形成空間構形），是合成蛋白質的重要基地。

⑥中心體

中心體（nucleus）存在於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。每箇中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍的物質組成。 動物細胞的中心體與有絲分裂有密切關係。.中心粒（centriole）這種細胞器的位置是固定的，具有極性的結構。在間期細胞中，經固定、染色後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個微管構成。這些管的排列方向與柱狀體的縱軸平行。中心粒通常是成對存在，2箇中心粒的位置常成直角。中心粒在有絲分裂時有重要作用

⑦液泡

液泡（vacuole）是植物細胞中的泡狀結構。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。液泡內有細胞液，其中含有糖類、無機鹽、色素和蛋白質等物質，可以達到很高的濃度。因此，它對細胞內的環境起著調節作用，可以使細胞保持一定的滲透壓，保持膨脹的狀態。動物細胞也同樣有小液泡。

⑧溶酶體

溶酶體是細胞內具有單層膜囊狀結構的細胞器。其內含有很多種水解酶類，能夠分解很多物質。

⑨微絲及微管

在細胞質內除上述結構外，還有微絲（microfilament）和微管（microtubule）等結構，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於盤形細胞的周緣，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，細胞質內還有各種內含物，如糖原、脂類、結晶、色素等。

4.細胞核

細胞質里含有一個近似球形的細胞核（nucleolus），是由更加黏稠的物質構成的。細胞核通常位於細胞的中央，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，易被洋紅、蘇木精、甲基綠等鹼性染料染成深色，叫做染色質（chromatin）。生物體用於傳種接代的物質即遺傳物質，就在染色質上。當細胞進行有絲分裂時，染色質就變化成染色體。

多數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、核液和核仁四部分。核膜與內質網相通連，染色質位於核膜與核仁之間。染色質主要由蛋白質和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。在有絲分裂時，染色體複製，DNA也隨之複製為兩份，平均分配到兩個子細胞中，使得後代細胞染色體數目恆定，從而保證了後代遺傳特性的穩定。還有RNA，RNA是DNA在複製時形成的單鏈，它傳遞信息，控制合成蛋白質，其中有轉移核糖核酸(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，控制生化合成和細胞代謝，決定細胞或機體的性狀表現，把遺傳物質從細胞（或個體）一代一代傳下去。但細胞核不是孤立的起作用，而是和細胞質相互作用、相互依存而表現出細胞統一的生命過程。細胞核控制細胞質；細胞質對細胞的分化、發育和遺傳也有重要的作用。

動物細胞與植物細胞比較

動物細胞與植物細胞相比較，具有很多相似的地方，如動物細胞也具有細胞膜、細胞質、細胞核等結構。但是動物細胞與植物細胞又有一些重要的區別，如動物細胞的最外面是細胞膜，沒有細胞壁；動物細胞的細胞質中不含葉綠體，也不形成中央液泡。

總之，不論是植物還是動物，都是由細胞構成的。細胞是生物體結構和功能的基本單位。

5.細胞骨架（Cytoskeleton）

細胞骨架是指真核細胞中蛋白纖維的網路結構。

細胞骨架由位於細胞質中的微絲、微管和中間纖維構成。微絲確定細胞表面特徵，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的軌道。中間纖維使細胞具有張力和抗剪下力。

細胞骨架不僅在維持細胞形態、承受外力、保持細胞內部結構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；在細胞物質運輸中，各類小泡和細胞器可沿著細胞骨架定向運轉。

細胞骨架在20世紀60年代後期才被發現。主要因為早期電鏡制樣採用低溫（0-4℃）固定，而細胞骨架會在低溫下解聚。知道採用戊二醛常溫固定，人們才逐漸認識到細胞骨架的客觀存在。

註：有部分教材把細胞核作為細胞器之一。

細胞的繁殖

人體內每時每刻都有許多細胞繁殖新生，更換衰老死亡的細胞，以維持機體的生長、發育、生殖、及損傷後的修補。細胞的繁殖是通過細胞的分裂來實現的。

連續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。

分裂的方式可分為兩種

間接分裂（有絲分裂）

從細胞在一次分裂結束後到下一次分裂之前是分裂間期，細胞周期的大部分時間處於分裂間期，大約占細胞的90%~95%，分裂間期中，細胞完成DNA分子的複製和有關蛋白質的合成。

在分裂漸起結束之後，就進入分裂期。分裂期是一個連續的過程，人們為了研究方便，把分列期分為四個時期：前期、中期、後期、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，並向細胞的兩極移動。四周出現發射狀細絲。核膨大、脫氧核糖酸增多，

核染色加深，不規則的染色質形成絲狀染色體，並縮短變粗。核仁及核膜消失，核質與細胞質混合。

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；後來染色體縱裂為二。

3、後期；已經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收縮變窄。

4、末期；染色體移動到兩極的中心體附近，重新聚到一起，轉變為染色質絲，核膜、核仁、又重新出現。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出。分裂末期不是由細胞膜向內凹陷將兩個細胞分開，而是在細胞中央赤道處形成細胞板。

直接分裂（無絲分裂）

【概念】直接分裂是最早發現的一種細胞分裂方式,早在1841年就在雞胚的血細胞中看到了。因為這種分裂方式是細胞核和細胞質的直接分裂,所以叫做直接分裂。又因為分裂時沒有紡錘絲出現,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。

【過程】直接分裂的早期,球形的細胞核和核仁都伸長。然後細胞核進一步伸長呈啞鈴形,中央部分狹細。最後,細胞核分裂,這時細胞質也隨著分裂,並且在滑面型內質網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,當然也就看不到染色體複製的規律性變化。但是,這並不說明染色質沒有發生深刻的變化,實際上染色質也要進行複製,並且細胞要增大。當細胞核體積增大一倍時,細胞核就發生分裂,核中的遺傳物質就分配到子細胞中去。至於核中的遺傳物質DNA是如何分配的,還有待進一步的研究。

【不同觀點】關於直接分裂的問題,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,主要見於高度分化的細胞,如肝細胞、腎小管上皮細胞、腎上腺皮質細胞等。

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

減數分裂發生的時間，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，一是合子減數分裂或稱始端減數分裂，減數分裂發生在受精卵開始卵裂時，結果形成具有半數染色體數目的有機體。這種減數分裂形式只見於很少數的低等生物。二是孢子減數分裂或稱中間減數分裂，發生在孢子形成時，即在孢子體和配子體世代之間。這是高等植物的特徵。三是配子減數分裂或稱終端減數分裂，是一般動物的特徵，包括所有後生動物、人和一些原生動物。這種減數分裂發生在配子形成時，發生在配子形成過程中成熟期的最後2次分裂，結果形成精子和卵。

在成熟期的2次細胞分裂中，是在初級精母細胞（2n）分裂（減數第一次分裂）到次級精母細胞（n）時，染色體減少了一半，後者再分裂（減數第二次分裂），產生4個精細胞（n），這些精細胞通過分化過程轉變成精子（n）。在雌體中這些相應的階段是初級卵母細胞（2n）、次級卵母細胞（n）和卵（n）。所不同的在於每個初級卵母細胞不是產生4個有功能的配子，而只產生一個成熟卵和另外3個不孕的極體。這種不平均的分裂使卵細胞有足夠的營養以供將來發育的需要，而極體則失去受精發育能力，所以卵的數量不如精子多（圖1－10）。

減數分裂的具體過程是很複雜的，它包括2次細胞分裂。第一次分裂的前期較長，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（表示第一次分裂前期）之後是中期Ⅰ、後期Ⅰ和末期Ⅰ；經過減數分裂間期（很短或看不出來），進入前期Ⅱ、中期Ⅱ、後期Ⅱ、末期Ⅱ，也有的不經過間期。

在減數分裂過程中，細胞分裂2次，但染色體只分裂一次，結果染色體數目減少了一半。一般說來，第一次分裂是同源染色體分開，染色體的數目減少一半，是減數分裂。第二次分裂是姊妹染色單體分開，染色體的數目沒有減少，是等數分裂。但嚴格說來，這樣說是籠統的。如果從遺傳上來分析，並不如此簡單，因為它涉及到染色體的交換、重組等。

減數分裂對維持物種的染色體數目的恆定性，對遺傳物質的分配、重組等都具有重要意義，這對生物的進化發展都是極為重要的。

細胞的生命活動細胞的生命活動包括：

1，細胞生長

結果：使細胞逐漸變大。

2，細胞分裂

結果：使細胞數量增多。

3，細胞分化

結果：形成不同功能的細胞群（組織）。

四、

養細胞生長過程：潛伏期→指數增生期→停滯期 一、潛伏期(latent phase)： 細胞接種後,先經過一個在培養液中呈懸浮狀態的懸浮期.此時,細胞質回縮, 胞體呈圓球形.然後細胞貼附於載體表面,稱貼壁,懸浮期結束. 細胞貼壁速度與細胞種類, 培養基成分,載體的理化性質等密切相關。一般情況下，原代培養細胞貼壁速度慢,可達10-24 小時或更多, 而傳代細胞系貼壁速度快, 通常10-30 分鐘即可貼壁。細胞貼壁後還需經過一個潛伏階段，才進入生長和增殖期.原代培養細胞潛伏期，約24-96 小時或更長, 連續細胞系和腫瘤細胞潛伏期短，僅需6-24 小時。 二、指數增生期(logarithmic growth phase) 這是細胞增殖最旺盛的階段，分裂相細胞增多。指數增生期細胞分裂相數量可作為判定細胞生長是否旺盛的一個重要標誌。通常以細胞分裂相指數（Mitotic index, MI）表示，即細胞群中每1000 個細胞中的分裂相數。一般細胞的分裂指數介於0.1%-0.5%，原 代細胞分裂指數較低，而連續細胞和腫瘤細胞分裂相指數可高達3%－5%。 指數增生期的細胞是細胞活力最好時期，是進行各種實驗最佳時期，也是凍存細胞的最好時機。在接種細胞數量適宜情況下，指數增生期持續3－5 天后，隨著細胞數量不斷增多、生長空間減少，最後細胞相互接觸匯合成片。正常細胞相互接觸後能抑制細胞運動，這種現象稱接觸抑制現象(contact inhibition)。而惡性腫瘤細胞無接觸抑制現象，能繼續移動和增殖，導致細胞向三維空間擴展，使細胞發生堆積（piled up）。細胞接觸匯合成片後，雖然發生接觸抑制，但只要營養充分，細胞仍能進行增殖分裂，因此細胞數仍然在增多。但是，當細胞密度進一步增大，培養液中營養成分減少，代謝產物增多時，細胞因營養枯竭和代謝產物的影響，導致細胞分裂停止，這種現象稱密度抑制現象（Density Inhibition）。 三、停滯期(Stagnate phase) 細胞數量達到飽和密度後，如不及時進行傳代，細胞就會停止增殖，進入停止期。此時細胞數持平，故也稱平台期（Plateau phase）。停滯期細胞雖不增殖，但仍有代謝活動。如不進行分離傳代，細胞會因培養液中營養耗盡、代謝產物積聚、pH 下降等因素中毒，出現形態改變，貼壁細胞會脫落，嚴重的會發生死亡，因此，應及時傳代。

衰老與凋亡

細胞死亡是細胞衰老的結果，是細胞生命現象的終止。包括急性死亡（細胞壞 死）和程式化死亡（細胞凋亡）。細胞死亡最顯著的現象，是原生質的凝固。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，怎樣鑑定一個細胞是否死亡了呢？通常 採用活體染色法來鑑定。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，細胞質和細胞核都染成紅色，則標誌這個細胞已死亡。 細胞衰老的研究只是整個衰老生物學（老年學，人類學）研究中的一部分。所 謂衰老生物學（biology of senescence）（或稱老年學，gerontology）是研究 生物衰老的現象、過程和規律。其任務是要揭示生物（人類）衰老的特徵，探索 發生衰老的原因和機理，尋找推遲衰老的方法，根本目的在於延長生物（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，即幹細胞和功能細 胞。幹細胞在整個一生都保持分裂能力，直到達到最高分裂次數便衰老死亡。如 表皮生髮層細胞，生血幹細胞等。

皮膚細胞

細胞凋亡(apoptosis)是一個主動的由基因決定的自動結束生命的過程，也常 常被稱為程式化細胞死亡（programmed cell death,PCD）。凋亡細胞將被吞噬細 胞吞噬。這一假說是基於Hayflick界限提出的：1961年Hayflick根據人胚胎細胞的傳代培養實驗提出。指細 胞在發育的一定階段出現正常的自然死亡，它與細胞的病理死亡有根本的區別。 細胞凋亡對於多細胞生物個體發育的正常進行，自穩平衡的保持以及抵禦外界各 種因素的干擾方面都起著非常關鍵的作用。例如：蝌蚪尾的消失，骨髓和腸的細胞凋亡，脊椎動物 的神經系統的發育，發育過程中手和足的成形過程。

分裂與分化

一個細胞分裂為兩個細胞的過程。分裂前的細胞稱母細胞，分裂後形成的新細胞稱子細胞 。細胞分裂通常包括核分裂 和胞質分裂兩步。在核分裂過程中母細胞把遺傳物質傳給子細胞。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、發育和繁 殖的基礎。

細胞分化

細胞分化是指在個體發育過程中，細胞在形態、結構和功能上的特化過程。對 個體發育而言，細胞分化得越多，說明個體成熟度越高。只有通過細胞分化,才能 形成各種不同的細胞,進而形成不同的各具功能的器官,使生物體成為一個個體,否 則假如細胞只是長大變多也就是說只有乾重的增加而不分化,所有的細胞都只能保 持原始的幹細胞的狀態也就無法形成生物體了

細胞的化學成分

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。細胞化學物質可分為兩大類：無機物和有機物。在無機物中水是最主要的成分，約占細胞物質總含量的75%－80%。

一、水與無機鹽

（一）水是原生質最基本的物質

水在細胞中不僅含量最大，而且由於它具有一些特有的物理化學屬性，使其在生命起源和形成細胞有序結構方面起著關鍵的作用。可以說，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%；另一種是結合水，通過氫鍵或其他鍵同蛋白質結合，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於75%。

細胞

水在細胞中的主要作用是，溶解無機物、調節溫度、參加酶反應、參與物質代謝和形成細胞有序結構。水之所以具有這么多的重要功能是和水的特有屬性分不開的。

1．水分子是偶極子

從化學結構上看，水分子似乎很簡單，僅是由2個氫原子和1個氧原子構成（H2O）。然而水分子中的電荷分布是不對稱的，一側顯正電性，另一側顯負電性，從而表現出電極性，是一個典型的偶極子（圖3-31）。正由於水分子具有這一特性，它既可以同蛋白質中的正電荷結合，也可以同負電荷結合。蛋白質中每一個胺基酸平均可結合2.6個水分子。

由於水分子具有極性，產生靜電作用，因而它是一些離子物質（如無機鹽）的良好溶劑。

2．水分子間可形成氫鍵

由於水分子是偶極子，因而在水分子之間和水分子與其他極性分子間可建立弱作用力的氫鍵。在水中每一氧原子可與另兩個水分子的氫原子形成兩個氫鍵。氫鍵作用力很弱，因此分子間的氫鍵經常處於斷開和重建的過程中。

3．水分子可解離為離子

水分子可解離為氫氧離子（OH－）和氫離子（H+）。在標準狀況下總有少量水分子解離為離子，大約有107mol/L水分子解離，相當於每109個水分子中就有2個解離。但是水分子的電解並不穩定，總是處於分子與離子相互轉化的動態平衡之中。

（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節滲透壓和維持酸鹼平衡的作用外，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最為重要：①在各類細胞的能量代謝中起著關鍵作用；②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的組成成分；③調節酸鹼平衡，對血液和組織液pH起緩衝作用。

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，約占細胞乾重的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、核酸、脂類和糖，這些分子約占細胞乾重的90%以上。

（一）蛋白質

在生命活動中，蛋白質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的存在有關。蛋白質不僅是細胞的主要結構成分，而且更重要的是，生物專有的催化劑－－酶是蛋白質，因此細胞的代謝活動離不開蛋白質。一個細胞中約含有104種蛋白質，分子的數量達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）。鹼基組成不同的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鹼基間形成氫鍵，恢復DNA的雙螺旋結構，這一過程稱為復性（renaturation）或退火（annealing）。

DNA有三種主要構象

B-DNA：為Watson&Click提出的右手螺旋模型，每圈螺旋10個鹼基，螺旋扭角為36度，螺距34A，每個鹼基對的螺旋上升值為3.4A，鹼基傾角為-2度。

A-DNA：為右手螺旋，每圈螺旋10.9個鹼基，螺旋扭角為33度，螺距32A，每個鹼基對的螺旋上升值為2.9A，鹼基傾角為13度。

Z-DNA：為左手螺旋，每圈螺旋12個鹼基，螺旋扭角為-51度（G－C）和-9度（C－G），螺距46A，每個鹼基對的螺旋上升值為3.5A（G－C）和4.1A（C－G），鹼基傾角為9度。

（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），其中最主要的五碳糖為核糖，最重要的六碳糖為葡萄糖。葡萄糖不僅是能量代謝的關鍵單糖，而且是構成多糖的主要單體。

多糖在細胞結構成分中占有主要的地位。細胞中的多糖基本上可分為兩類：一類是營養儲備多糖；另一類是結構多糖。作為食物儲備的多糖主要有兩種，在植物細胞中為澱粉（starch），在動物細胞中為糖元（glycogen）。在真核細胞中結構多糖主要有纖維素（cellulose）和幾丁質（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、類胡蘿蔔素等。脂類化合物難溶於水，而易溶於非極性有機溶劑。

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合形成的甘油三酯（triglyceride）。甘油酯是動物和植物體內脂肪的主要貯存形式。當體內碳水化合物、蛋白質或脂類過剩時，即可轉變成甘油酯貯存起來。甘油酯為能源物質，氧化時可比糖或蛋白質釋放出高兩倍的能量。營養缺乏時，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，熔點要高於甘油酯。細胞中不含蠟質，但有的細胞可分泌蠟質。如：植物表皮細胞分泌的蠟膜；同翅目昆蟲的蠟腺、如高等動物外耳道的耵聹腺。

2、磷脂

磷脂對細胞的結構和代謝至關重要，它是構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

糖脂也是構成細胞膜的成分，與細胞的識別和表面抗原性有關。

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蔔素和維生素A、E、K等。還有一種多萜醇磷酸酯，它是細胞質中糖基轉移酶的載體。

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。

三、酶與生物催化劑

（一）酶

酶是蛋白質性的催化劑，主要作用是降低化學反應的活化能，增加了反應物分子越過活化能屏障和完成反應的機率。酶的作用機制是，在反應中酶與底物暫時結合，形成了酶－－底物活化複合物。這種複合物對活化能的需求量低，因而在單位時間內複合物分子越過活化能屏障的數量就比單純分子要多。反應完成後，酶分子迅即從酶－－底物複合物中解脫出來。

細胞

酶的主要特點是：具有高效催化能力、高度特異性和可調性；要求適宜的pH和溫度；只催化熱力學允許的反應，對正負反應的均具有催化能力，實質上是能加速反應達到平衡的速度。

某些酶需要有一種非蛋白質性的輔因子（cofactor）結合才能具有活性。輔因子可以是一種複雜的有機分子，也可以是一種金屬離子，或者二者兼有。完全的蛋白質－－輔因子複合物稱為全酶（holoenzyme）。全酶去掉輔因子，剩下的蛋白質部分稱為脫輔基酶蛋白（apoenzyme）。

（二）RNA催化劑

T.Cech 1982發現四膜蟲（Tetrahymena）rRNA的前體物能在沒有任何蛋白質參與下進行自我加工，產生成熟的rRNA產物。這種加工方式稱為自我剪接（self splicing）。後來又發現，這種剪下來的RNA內含子序列像酶一樣，也具有催化活性。此RNA序列長約400個核苷酸，可褶疊成表面複雜的結構。它也能與另一RNA分子結合，將其在一定位點切割開，因而將這種具有催化活性的RNA序列稱為核酶Ribozyme。後來陸續發現，具有催化活性的RNA不只存在於四膜蟲，而是普遍存在於原核和真核生物中。一個典型的例子核糖體的肽基轉移酶，過去一直認為催化肽鏈合成的是核糖體中蛋白質的作用，但事實上具有肽基轉移酶活性和催化形成肽鍵的成分是RNA，而不是蛋白質，核糖體中的蛋白質只起支架作用。

細胞的重要性

細胞學是研究細胞結構和功能的生物學分支學科。

細胞是組成有機體的形態和功能的基本單位，自身又是由許多部分構成的。所以關於細胞結構的研究不僅要知道它是由哪些部分構成的，而且要進一步搞清每個部分的組成。相應地，關於功能不僅要知道細胞作為一個整體的功能，而且要了解各個部分在功能上的相互關係。

有機體的生理功能和一切生命現象都是以細胞為基礎表達的。因此，不論對有機體的遺傳、發育以及生理機能的了解，還是對於作為醫療基礎的病理學、藥理學等以及農業的育種等，細胞學都至關重要。

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。其染色體數在一個以上，能進行有絲分裂。還能進行原生質流動和變形運動。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於真核細胞。由真核細胞構成的生物稱為真核生物。在真核細胞的核中，DNA與組蛋白等蛋白質共同組成染色體結構，在核內可看到核仁。在細胞質內膜系統很發達，存在著內質網、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，遺傳物質包含於核中，並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鹼性蛋白質構成。真核生物進行有性繁殖，並進行有絲分裂。

原核細胞

原核細胞（prokaryotic cell）沒有核膜，遺傳物質集中在一個沒有明確界限的低電子密度區，稱為擬核（nucleoid）。DNA為裸露的環狀分子，通常沒有結合蛋白，環的直徑約為2.5nm，周長約幾十納米。大多數原核生物沒有恆定的內膜系統，核糖體為70S型，原核細胞構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。這類細胞主要特徵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、減數分裂、無絲分裂的細胞。這種細胞不發生原生質流動，觀察不到變形蟲樣運動。鞭毛(flagellum)呈單一的結構。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。由這種細胞構成的生物，稱為原核生物，它包括所有的細菌和藍藻類。即構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)與之結合無核仁(nucleolus),缺乏核膜(nuclear envelope)。外層原生質中有70 S核糖體與中間體,缺乏高爾基體(Golgi)、內質網(E.R.)、線粒體和中心體(centrosomes)等。轉錄和轉譯(transcription and translation)同時進行,四周質膜內含有呼吸酶。無有絲分裂(mitosis)和減數分裂(meiosis),脫氧核糖核酸(DNA)複製後,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，多生活在極端的生態環境中。具有原核生物的某些特徵，如無核膜及內膜系統；也有真核生物的特徵，如以甲硫氨酸起始蛋白質的合成、核糖體對氯黴素不敏感、RNA聚合酶和真核細胞的相似、DNA具有內含子並結合組蛋白；此外還具有既不同於原核細胞也不同於真核細胞的特徵，如：細胞膜中的脂類是不可皂化的；細胞壁不含肽聚糖，有的以蛋白質為主，有的含雜多糖，有的類似於肽聚糖，但都不含胞壁酸、D型胺基酸和二氨基庚二酸。

極端嗜熱菌（themophiles）：能生長在90℃以上的高溫環境。如史丹福大學科學家發現的古細菌，最適生長溫度為100℃，80℃以下即失活，德國的斯梯特（K. Stetter）研究組在義大利海底發現的一族古細菌，能生活在110℃以上高溫中，最適生長溫度為98℃，降至84℃即停止生長；美國的J. A. Baross發現一些從火山口中分離出的細菌可以生活在250℃的環境中。嗜熱菌的營養範圍很廣，多為異養菌，其中許多能將硫氧化以取得能量。

極端嗜鹽菌（extremehalophiles）：生活在高鹽度環境中，鹽度可達25%，如死海和鹽湖中。

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

極端嗜鹼菌（alkaliphiles）：多數生活在鹽鹼湖或鹼湖、鹼池中，生活環境pH值可達11.5以上，最適pH值8～10。

產甲烷菌（metnanogens）：是嚴格厭氧的生物，能利用CO2使H2氧化，生成甲烷，同時釋放能量。

CO2+4H2→CH4+2H2O+能量

由於古細菌所棲息的環境和地球發生的早期有相似之處，如：高溫、缺氧，而且由於古細菌在結構和代謝上的特殊性，它們可能代表最古老的細菌。它們保持了古老的形態，很早就和其它細菌分手了。所以人們提出將古細菌從原核生物中分出，成為與原核生物[即真細菌（eubacteria）]、真核生物並列的一類。

細胞的發現及研究史

絕大多數細胞都非常微小，超出人的視力極限，觀察細胞必須用顯微鏡。

1665年羅伯特·虎克提出細胞 在觀察軟木塞的切片時看到軟木中含有一個個小室而以之命名的。其實這些小室並不是活的結構，而是細胞壁所構成的空隙，但細胞這個名詞就此被沿用下來。羅伯特·虎克第一個觀察到了死細胞。

1677年列文·胡克用自己製造的簡單顯微鏡觀察到動物的“精蟲”時，並不知道這是一個細胞。列文·胡克第一個觀察到了活細胞。

1827年貝爾發現哺乳類動物的卵子，才開始對細胞本身進行認真的觀察。

對於研究細胞起了巨大推動作用的是德國生物學家施萊登和施旺

1838年施萊登描述了細胞是在一種粘液狀的母質中，經過一種像是結晶樣的過程產生的，並且把植物看作細胞的共同體。在他的啟發下施萬堅信動、植物都是由細胞構成的，並指出二者在結構和生長中的一致性，

1867年德國植物學家霍夫邁斯特和1873年的施奈德分別對植物和動物比較詳細地敘述了間接分裂；德國細胞學家弗勒明1882年在發現了染色體的縱分裂之後提出了有絲分裂這一名稱以代替間接分裂，霍伊澤爾描述了在間接分裂時的染色體分布；在他之後，施特拉斯布格把有絲分裂劃分為直到現在還通用的前期、中期、後期、末期；他和其他學者還在植物中觀察到減數分裂，經過進一步研究終於區別出單倍體和雙倍體染色體數目。

與此同時，捷克動物生理學家浦肯野提出原生質的概念；德國動物學家西博爾德斷定原生動物都是單細胞的。德國病理學家菲爾肖在研究結締組織的基礎上提出“一切細胞來自細胞”的名言，並且創立了細胞病理學。

從19世紀中期到20世紀初，關於細胞結構尤其是細胞核的研究，有了長足的進展。

1875年德國植物學家施特拉斯布格首先敘述了植物細胞中的著色物體，而且斷定同種植物各自有一定數目的著色物體；1880年巴拉涅茨基描述了著色物體的螺旋狀結構，翌年普菲茨納發現了染色粒，

1888年瓦爾代爾才把核中的著色物體正式命名為染色體。

1891年德國學者亨金在昆蟲的精細胞中觀察到X染色體，

1902年史蒂文斯、威爾遜等發觀了 Y染色體。

1900年重新發現孟德爾的研究成就後，遺傳學研究有力地推動了細胞學的進展。美國遺傳學家和胚胎學家摩爾根研究果蠅的遺傳，發現偶爾出現的白眼個體總是雄性；結合已有的、關於性染色體的知識，解釋了白眼雄性的出現，開始從細胞解釋遺傳現象，遺傳因子可能位於染色體上。細胞學和遺傳學聯繫起來，從遺傳學得到定量的和生理的概念，從細胞學得到定性的、物質的和敘述的概念，逐步產生出細胞遺傳學。

此外，發現了輻射現象、溫度能夠引起果蠅突變之後，因突變的頻率很高更有利於染色體的實驗研究。輻射之後引起的各種突變，包括基因的移位、倒位及缺失等都司在染色體中找到依據。利用突變型與野生型雜交，並且對其後代進行統計處理可以推算出染色體的基因排列圖。廣泛開展的性染色體形態的研究，也為雌雄性別的決定找到細胞學的基礎。

20世紀40年代後，電子顯微鏡得到廣泛使用，標本的包埋、切片一套技術逐漸完善，才有了很大改變。

開始逐漸開展了從生化方面研究細胞各部分的功能的工作，產生了生化細胞學。

人體細胞之最

體內最大的細胞

體內最大的細胞有各種說法：（1）按細胞直徑而言，要數卵細胞，其直徑約200微米，即0.2毫米（1微米=1/1000毫米）。（2）以細胞長度來說，當之為骨骼肌細胞，長的可超過4厘米。（3）而以細胞突出的長度來劃分，當之無愧的是神經細胞（也稱神經元）。神經元的軸突長的可達1米以上。故神經元可稱之為體內最大的細胞了。它們的活動受機體神經體液因素的調節。

線粒體最多的細胞

人體內線粒體最多的細胞是肝臟的肝細胞。每一個肝細胞內約有2000個線粒體。正常線粒體壽命為一周，線粒體可以通過分裂增生。線粒體的主要化學成分為蛋白質，約占65%，其他成分為甘油脂、卵磷脂、腦磷脂和膽固醇等。線粒體內含有多種酶（蛋白質），主要作用是為細胞功能活動不斷提供能量，細胞生命活動所必需的總能量中，大約有95%來自線粒體。肝細胞是體內生命活動最活躍的細胞。

溶酶體最多的細胞

溶酶體普遍存在於各種細胞中，不過數目不多，較線粒體為少得多。最多要數巨噬細胞，溶酶體內含有50多種水解酶。能夠消化細胞內衰老死亡的細胞器和吞噬進入細胞內的物質。因巨噬細胞具有很強吞噬和參與免疫應答作用。故溶酶體最多。

內質網最多的細胞

漿細胞是含有內質網最多的細胞。漿細胞是由B淋巴細胞在抗原刺激下分化增生而來的，是一種不再具有增殖分化能力的終末細胞。

　壽命最長的細胞

細胞是具有生命的機體結構和功能單位。人體所含細胞數量的多少，取決於個體的大小，而且細胞數量幾乎每一瞬間都有變化。細胞是在不斷生長繁殖之中，所以存在細胞壽命長短問題，這種長短，各類細胞差別也很大，如很多人知道的紅細胞壽命大約120天，而神經細胞的數量，出生時有多少以後就有多少，不能增加，可見神經細胞的壽命最長。俗話說：“萬兩黃金易盡，一線江河永存”，腦細胞死一個就少一個、衰老便不由人願了，可見“笑一笑十年少，愁一愁白了頭”是有些道理的。(不過根據最近的研究顯示，神經細胞卻可以由神經幹細胞分化再生，這個過程叫做“神經發生”。)

細胞的分化和癌變

細胞的分化是一個非常複雜的過程，也是當今生物學研究的熱點之一。由一個受精卵發育而成的生物體的的各種細胞，在形態，結構和功能上為什麼會有明顯的差異呢？這就和細胞的分化有關。細胞的分化是指分裂後的細胞，在形態，結構和功能上向著不同方向變化的過程。那些形態的相似，結構相同，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。各種器官協調配合，形成系統。各種器官和系統組成生命體。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都有原癌基因。發生癌變的細胞原本是正常細胞，由於受到外界致癌因子（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 ），化學致癌因子（例如黃麴黴毒素,亞硝酸鹽等 ），生物致癌因子（Rous肉瘤病毒、B肝病毒等））作用，導致細胞內原癌基因被激活，激活的原癌基因控制細胞發生癌變。

癌變的細胞在細胞形態、結果、功能上都發生了一定的變化。

細胞 (雜誌)

《細胞》 Cell

所屬學科 生物學

語言 英語

詳細出版信息

出版社 細胞出版社 (美國)

出版歷史 1974年始至今

頻率 雙周刊

開放獲取 文章在出刊12個月後

《細胞》（Cell）為一份同行評審科學期刊，主要發表實驗生物學領域中的最新研究發現。《細胞》是一分深受關注並具有較高學術聲譽的期刊，刊登過許多重大的生命科學研究進展。與《自然》和《科學》一樣，是全世界最權威的學術雜誌之一。其2005年的影響因子為29.431，表明它所刊登的文章廣受引用。

《細胞》是由愛思唯爾(Elsevier)出版公司旗下的細胞出版社(Cell Press)發行。

癌細胞的七項新知識

新知一：每個人體內本來就都有癌細胞，這些癌細胞除非數量增長到數億個以上，按一般的標準檢驗都不會檢出。當醫生告訴癌症病人說：“治療後沒有癌細胞了”時，指的是癌細胞的數量不足以顯示而已。

新知二：當人的免疫系統夠強時會摧毀癌細胞，使其無法增生繁殖而成腫瘤。

新知三：如果人有癌症，表示這人營養失調。原因可能有先天性、環境、食物、生活方式等等。

新知四：改變飲食內容、方式，能增強免疫系統。

新知五：肉類蛋白質不易消化，留在腸道的未消化肉類過多，會腐化產生毒素。

新知六：癌症是肉體與心靈的疾病，積極、正面的精神可以避免癌細胞生長，生氣、不原諒、苦澀造成體內壓力及酸性。人應該擁有愛、原諒的精神，放鬆享受生活。

新知七：抑制癌細胞的營養需求，有利於抑制癌症。

●減少糖的攝入。因為糖是癌細胞最好的養分。而且，最好以天然代替品，例如少量蜂蜜代替糖。

●癌細胞喜歡酸性環境。新鮮蔬菜與果汁、全谷、堅果及少量水果，可製造鹼性環境。每天儘量飲用新鮮蔬果汁。

●避開咖啡、朱古力，可飲用綠茶。

細胞膜的生物電現象

（1）靜息電位及其產生機制：靜息電位是指細胞膜處於安靜狀態下存在於膜內外兩側的電位差。採用細胞內電位記錄地方法所記錄到的電位是以細胞外為零電位的膜內電位，絕大多數細胞的靜息電位是穩定的負電位。靜息電位產生的機制：安靜時細胞這種數值比較穩定的內負外正的狀態稱為極化;（是靜息狀態的標誌） 以靜息電位為準若膜內電位向負值增大的方向變化稱為超極化；若膜內電位向負值減少的方向變化稱為去極化；細胞發生去極化後向原先的極化方向恢復稱為復極化。

（2）動作電位及其產生機制：當細胞膜受刺激時在靜息電位的基礎上可發生電位變化。動作電位產生機制：分為上升支和下降支。包括鋒電位、去極化、反極化、超射、復極化和後電位。