細(xì)胞
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細(xì)胞(cell)并沒有統(tǒng)一的定義，近年來比較普遍的提法是：細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。已知除病毒之外的所有生物均由細(xì)胞所組成，就算是病毒, 生命活動(dòng)也必須在細(xì)胞中才能體現(xiàn)。一般來說，細(xì)菌等絕大部分微生物以及原生動(dòng)物由一個(gè)細(xì)胞組成，即單細(xì)胞生物；高等植物與高等動(dòng)物則是多細(xì)胞生物。細(xì)胞可分為兩類：原核細(xì)胞、真核細(xì)胞。但也有人提出應(yīng)分為三類，即把原屬于原核細(xì)胞的古核細(xì)胞獨(dú)立出來作為與之并列的一類。研究細(xì)胞的學(xué)科稱為細(xì)胞生物學(xué)。世界上現(xiàn)存最大的細(xì)胞為鴕鳥的卵子。
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歷史
細(xì)胞（cell）是由英國科學(xué)家羅伯特·虎克（Robert Hooke，1635～1703）于1665年發(fā)現(xiàn)的。
“細(xì)胞”一詞最早出現(xiàn)在日本蘭學(xué)家宇田川榕庵1834年的著作《植學(xué)啟原》。中國自然科學(xué)家李善蘭1858年在其著作《植物學(xué)》中使用“細(xì)胞”作為cell的中文譯名。有學(xué)者認(rèn)為李善蘭此時(shí)并未接觸過《植學(xué)啟原》，因而是獨(dú)自發(fā)明。
細(xì)胞的化學(xué)成分
所有細(xì)胞都是由水、鹽類、核酸、蛋白質(zhì)、糖、脂質(zhì)，以及其他各種微量物質(zhì)如維生素、細(xì)胞代謝中間產(chǎn)物等組成的。水、鹽離子和某些維生素或與細(xì)胞中的大分子組成復(fù)合物，或者游離存在。不同細(xì)胞或不同的生物中，它們含量的差別往往很大。
細(xì)胞的結(jié)構(gòu)
⑷囊泡 ⑸糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ⑹高爾機(jī)體 ⑺細(xì)胞骨架
⑻光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ⑼線粒體 ⑽液泡 ⑾細(xì)胞質(zhì)
⑿溶酶體 ⒀中心粒
細(xì)胞是生物體的構(gòu)造和生理的基本單位，卻不能因此認(rèn)為所有的生物細(xì)胞都相同，即使在同一個(gè)個(gè)體內(nèi)，也有因?yàn)榉只a(chǎn)生各式各樣外觀與功能不同的細(xì)胞，即使相同種類的細(xì)胞，也可能正在執(zhí)行的生理工作也有差異，但是基本上彼此都有共同的基本構(gòu)造。
細(xì)胞壁
分類在細(xì)菌、真菌、植物的生物，其組成的細(xì)胞都具有細(xì)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(dòng)物沒有。細(xì)胞壁是由細(xì)胞質(zhì)的分泌物構(gòu)成，在電子顯微鏡的發(fā)明之后，有許多的研究因此可以讓人們知道，其成分與組成。而細(xì)胞壁可以保護(hù)細(xì)胞減少外界傷害、維持形狀，并且避免因?yàn)樗诌^多而脹破。
- 植物細(xì)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。可分為中膠層、初生細(xì)胞壁、次生細(xì)胞壁。中膠層是植物細(xì)胞剛分裂完成的子細(xì)胞之間，最先形成的間隔，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(xì)胞壁，初生細(xì)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(xì)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(xì)胞壁則是由幾丁質(zhì)、纖維素等多糖類組成，其中幾丁質(zhì)是含有氮的一類多糖
- 細(xì)菌細(xì)胞壁組成以肽聚糖為主。
細(xì)胞膜
細(xì)胞膜（cell membrane）為細(xì)胞與環(huán)境之間以及胞器與細(xì)胞質(zhì)之間的分界，能夠調(diào)節(jié)物質(zhì)的進(jìn)出，而膜上的蛋白質(zhì)有許多種類，有的可以適時(shí)協(xié)助物質(zhì)進(jìn)出，有的能夠傳遞訊息，有的則負(fù)責(zé)防御（免疫系統(tǒng)）的功能。
細(xì)胞質(zhì)
細(xì)胞膜就像一個(gè)塑膠袋一樣，裝著滿滿的液狀、膠體狀的細(xì)胞質(zhì)(cytoplasm)，可粗略分為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和胞器。細(xì)胞質(zhì)含有維持生命現(xiàn)象所需要的基本物質(zhì)，例如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的核糖核酸，因此也是整個(gè)細(xì)胞運(yùn)作的主要場所，透過細(xì)胞膜外接收的訊息、細(xì)胞內(nèi)部的物質(zhì)，共同調(diào)節(jié)基因的表現(xiàn)，影響生理活動(dòng)。另外，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部也有多種網(wǎng)狀構(gòu)造，稱為細(xì)胞骨架，可以協(xié)助維持細(xì)胞形狀，也能引導(dǎo)內(nèi)部物質(zhì)的移動(dòng)，一些細(xì)胞骨架會(huì)于細(xì)胞分裂時(shí)，形成可以透過染色而觀察的紡錘絲，有一些骨架更能幫助細(xì)胞運(yùn)動(dòng)。
細(xì)胞核
具有雙層膜的胞器，細(xì)胞核是橾控整個(gè)細(xì)胞的控掣站，主要攜帶遺傳物質(zhì)(DNA)，包括染色體（脫氧核糖核酸加上一些特殊的蛋白質(zhì)）、核糖核酸等，核膜上有許多小孔稱做核孔，由數(shù)十種特殊的蛋白組成特別的構(gòu)造，容許一些物質(zhì)自由通過，但是分子量很大的核糖核酸、蛋白質(zhì)就必須依賴這些蛋白輔助，以消耗能量的主動(dòng)運(yùn)輸，來往于細(xì)胞質(zhì)跟細(xì)胞核之間。細(xì)胞分裂的期間可以看到細(xì)胞核中最顯著的構(gòu)造——核仁，其組成為核糖體RNA，以及合成核糖體所需的蛋白質(zhì)。除核仁外，細(xì)胞核中還有許多其它核細(xì)胞器，如柯浩體（Cajal body), PML體等。 有趣的是，有些細(xì)胞為了執(zhí)行特別的工作而沒有細(xì)胞核：哺乳綱動(dòng)物的紅血球，為了減少攜帶的氧氣被紅血球本身消耗，而成熟后就沒有細(xì)胞核；植物則以篩管、導(dǎo)管、假導(dǎo)管為了運(yùn)輸功能，成熟后沒有細(xì)胞核。
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
有一部分的細(xì)胞核核膜會(huì)向細(xì)胞質(zhì)延伸，形成許多相通的小管與囊袋，構(gòu)成迷宮狀的網(wǎng)絡(luò)，稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，部分內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上附著著核糖體，稱為粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng))，其他的部分則稱為平滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng))。而平滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上有特殊的酶系統(tǒng)，負(fù)責(zé)合成脂質(zhì)和膽固醇，也能夠氧化有毒物質(zhì)以減低毒性，在肝臟協(xié)助可調(diào)節(jié)血糖，在肌肉細(xì)胞可儲(chǔ)存許多鈣離子協(xié)助肌肉收縮；粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)則和蛋白質(zhì)的合成有密切關(guān)聯(lián)，附著在粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的核糖體所制造的蛋白質(zhì)，主要運(yùn)送到膜上，或是分泌出細(xì)胞之外。
核糖體
負(fù)責(zé)合成蛋白質(zhì)的胞器，由大、小兩個(gè)次單元組成，次單元之中有核糖體RNA和核糖體特有的蛋白質(zhì)，在細(xì)胞質(zhì)中，接受細(xì)胞核的遺傳訊息、細(xì)胞外的刺激訊息，以合成蛋白質(zhì)，可分為游離核糖體與附著核糖體，前者所制造之蛋白質(zhì)專用于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)部（不含胞器內(nèi)部），后者則先經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔修飾，以小囊泡運(yùn)輸?shù)?a href="/w/%E9%AB%98%E5%9F%BA%E6%B0%8F%E4%BD%93" title="高基氏體" class="mw-redirect">高基氏體做進(jìn)一步的分類與修飾，完成的蛋白質(zhì)主要包裝在胞器之中、運(yùn)到膜上、或是運(yùn)出細(xì)胞之外。
高基氏體
高基氏體，又稱“高爾基體”，是好幾個(gè)扁平的囊袋相疊而成，而且有固定的方向性，彼此之間并不相通。主樣負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)的修飾、分類與輸送，從粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)被包在小囊泡中首先送到高基氏體，在這里一些酶會(huì)將蛋白質(zhì)修飾，例如加上一段特別的糖類標(biāo)記，而許多脂質(zhì)、糖類也會(huì)在這里合成并且修飾，隨后再利用小囊泡往外運(yùn)輸。
溶體
溶體，又稱“溶酶體”是單層膜的囊狀胞器，內(nèi)部含有數(shù)十種從高基氏體送來的水解酶，這些酶（或是稱做酵素）在弱酸的環(huán)境之下（通常為PH值5.0）能有效分解生命所需的有機(jī)物質(zhì)，許多透過細(xì)胞吞噬的物質(zhì)，會(huì)先形成食泡，然后跟溶體融合并且進(jìn)行消化。另外溶體也對老舊、損壞的胞器和細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行分解，產(chǎn)生的小分子隨后可再次被細(xì)胞利用，一旦溶體破裂釋放出水解酶，細(xì)胞就會(huì)被分解，許多細(xì)胞凋亡的程序都與溶體有關(guān)，例如：蝌蚪變成青蛙尾巴的消失、人類胚胎手指的形成。
液胞（液泡）
這是另一種囊狀的單層膜胞器，在細(xì)胞中扮演不同角色，形狀可大可小。通常植物的液胞較大。在原生動(dòng)物，例如草履蟲，液胞扮演伸縮泡的功能，將過多的水分收集并排出體外；大多數(shù)植物細(xì)胞液胞在細(xì)胞成熟后，占有大部分的細(xì)胞體積，可以儲(chǔ)存水分、存放色素，有些種類植物的液胞更能夠協(xié)助光合作用的進(jìn)行，另外液胞也有一個(gè)很大的功能：協(xié)助細(xì)胞往大體積的方向演化同時(shí)，能夠使得細(xì)胞質(zhì)的表面積變大，有利物質(zhì)交換。
粒線體
粒線體，又稱“線粒體”之所以如此稱呼，是因?yàn)樵陲@微鏡下有兩類主要的外觀，是一種雙層膜的胞器，外膜平滑，內(nèi)膜則朝內(nèi)部形成皺折狀的構(gòu)造稱為折襞，目的是為了增加生理作用的表面積，折襞之間充滿基質(zhì)，其中有許多的代謝反應(yīng)進(jìn)行。整個(gè)粒線體主要協(xié)助細(xì)胞呼吸，并且產(chǎn)生細(xì)胞使用能量最直接的形式，三磷酸腺苷。特別的是粒線體有自己的遺傳分子，與細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)不同，只遺傳到這個(gè)胞器的子代胞器，而不是子代細(xì)胞，能夠讓粒線體自我分裂增殖，制造本身需要的一些蛋白質(zhì)，但是仍有一些調(diào)節(jié)控制的過程受到細(xì)胞核的影響，更重要的是，粒線體基因只在母系遺傳，不遵守孟德爾遺傳律，有助于研究人類演化的研究。必須特別注意的是，?！熬€”體不應(yīng)該誤寫為粒“腺”體。
葉綠體
葉綠體也是雙層膜狀的胞器，跟粒線體類似的地方是，它也有自己的遺傳物質(zhì)，能夠自己分裂增殖，自制本身所需的一蛋白質(zhì)。主要的功能是吸收光能，轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，并借此將無機(jī)物（二氧化碳和水）合成為有機(jī)物（糖類），這個(gè)借由光能產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)的過程稱為光合作用，光表示光能，合表示合成。
動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞比較
動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞相比較，具有很多相似的地方，如動(dòng)物細(xì)胞也具有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)。但是動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞又有一些重要的區(qū)別，如動(dòng)物細(xì)胞的最外面是細(xì)胞膜，沒有細(xì)胞壁；動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中不含葉綠體，也不形成中央液泡。
細(xì)胞的增殖及調(diào)控
細(xì)胞周期亦稱有絲分裂周期（mitosis cycle），細(xì)胞生長到一定程度，不是繁殖就是死亡。細(xì)胞分裂后產(chǎn)生的新細(xì)胞生長增大，隨后又平均地分裂成兩個(gè)和原來母細(xì)胞“一樣”的子細(xì)胞，細(xì)胞這種生長與分裂的循環(huán)稱細(xì)胞周期。
較為普遍的細(xì)胞分裂方式為有絲分裂和減數(shù)分裂，在生物的個(gè)體發(fā)育中，這兩種分裂方式交替發(fā)生，以保證生物種族的延續(xù)
細(xì)胞分化與基因表達(dá)
細(xì)胞分化（cell differentiation）是個(gè)體發(fā)育過程中細(xì)胞之間產(chǎn)生穩(wěn)定差異的過程。所以，細(xì)胞分化是指同源細(xì)胞通過分裂，發(fā)生形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能特征穩(wěn)定差異的過程。
細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果，在個(gè)體發(fā)育過程中基因按照一定程序相繼活化的現(xiàn)象，稱為基因的差次表達(dá)（differential expression）或順序表達(dá)（Sequential expression） 。即在同一時(shí)間內(nèi)不是所有的基因都具活性，而是有的有活性，有的無活性，有些細(xì)胞是這部分基因有活性，有些細(xì)胞則是另外一些基因有活性。
組織特異性基因和管家基因 一類是維持細(xì)胞最基本生命活動(dòng)的基因，是所有一切細(xì)胞都需具備的，由此譯制基本生命活動(dòng)所必需的結(jié)構(gòu)和功能蛋白。這類基因稱“House-keeping gene”，譯為“管家基因”，它們與細(xì)胞分化關(guān)系不大。如編碼與細(xì)胞分裂、能量代謝、細(xì)胞基本建成有關(guān)的蛋白質(zhì)的基因?qū)俅祟?。另一類是譯制特異蛋白質(zhì)的基因，與細(xì)胞的基本生存無直接關(guān)系，但與細(xì)胞分化關(guān)系密切，被稱為“Luxury gene”，譯為奢侈基因。
組合調(diào)控引發(fā)組織特異性基因的表達(dá) 弄清了細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)，研究者們便把注意力集中到基因選擇表達(dá)的控制機(jī)理方面。除細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的相互作用對細(xì)胞分化的影響外，包括環(huán)境在內(nèi)的諸多因素均對細(xì)胞分化有重要的影響。
細(xì)胞衰老與凋亡
細(xì)胞衰老的研究只是整個(gè)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(jī)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(xì)胞有機(jī)體細(xì)胞，依壽命長短不同可劃分為兩類，即干細(xì)胞和功能細(xì)胞。干細(xì)胞在整個(gè)一生都保持分裂能力，直到達(dá)到最高分裂次數(shù)便衰老死亡。如表皮生發(fā)層細(xì)胞，生血干細(xì)胞等。
細(xì)胞死亡是細(xì)胞衰老的結(jié)果，是細(xì)胞生命現(xiàn)象的終止。包括急性死亡（細(xì)胞壞死）和程序化死亡（細(xì)胞凋亡）。細(xì)胞死亡最顯著的現(xiàn)象，是原生質(zhì)的凝固。事實(shí)上細(xì)胞死亡是一個(gè)漸進(jìn)過程，要決定一個(gè)細(xì)胞何時(shí)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(gè)細(xì)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(shí)，生活細(xì)胞只有液泡系染成紅色，如果染料擴(kuò)散，細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核都染成紅色，則標(biāo)志這個(gè)細(xì)胞已死亡。
細(xì)胞凋亡(apoptosis)是一個(gè)主動(dòng)的由基因決定的自動(dòng)結(jié)束生命的過程，所以也常常被稱為程序化細(xì)胞死亡（programmed cell death,PCD）。凋亡細(xì)胞將被吞噬細(xì)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(xì)胞的傳代培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)提出。指細(xì)胞在發(fā)育的一定階段出現(xiàn)正常的自然死亡，它與細(xì)胞的病理死亡有根本的區(qū)別。細(xì)胞凋亡對于多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育的正常進(jìn)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(xì)胞凋亡，脊椎動(dòng)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。
人體細(xì)胞之最
體內(nèi)最大的細(xì)胞
體內(nèi)最大的細(xì)胞有各種說法：（1）按細(xì)胞直徑而言，要數(shù)卵細(xì)胞，其直徑約200微米（1微米＝1/1000毫米）。（2）以細(xì)胞長度來說，當(dāng)之為骨骼肌細(xì)胞，長的可超過4厘米。（3）而以細(xì)胞突出的長度來劃分，當(dāng)之無愧的是神經(jīng)細(xì)胞（也稱神經(jīng)元）。神經(jīng)元的軸突長的可達(dá)1米以上。故神經(jīng)元可稱之為體內(nèi)最大的細(xì)胞了。它們的活動(dòng)受機(jī)體神經(jīng)體液因素的調(diào)節(jié)。
人體最小的細(xì)胞
人體最小的細(xì)胞是男子的精子。175000個(gè)精子細(xì)胞才抵得上一個(gè)卵細(xì)胞的重量。
線粒體最多的細(xì)胞
人體內(nèi)線粒體最多的細(xì)胞是肝臟的肝細(xì)胞。每一個(gè)肝細(xì)胞內(nèi)約有2000個(gè)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(xué)成分為蛋白質(zhì)，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(nèi)含有多種酶（蛋白質(zhì)），主要作用是為細(xì)胞功能活動(dòng)不斷提供能量，細(xì)胞生命活動(dòng)所必需的總能量中，大約有95%來自線粒體。肝細(xì)胞是體內(nèi)生命活動(dòng)最活躍的細(xì)胞。
溶酶體最多的細(xì)胞
溶酶體普遍存在于各種細(xì)胞中，不過數(shù)目不多，較線粒體為少得多。最多要數(shù)巨噬細(xì)胞，溶酶體內(nèi)含有50多種水解酶。能夠消化細(xì)胞內(nèi)衰老死亡的細(xì)胞器和吞噬進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)。因巨噬細(xì)胞具有很強(qiáng)吞噬和參與免疫應(yīng)答作用。故溶酶體最多。
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)最多的細(xì)胞
漿細(xì)胞是含有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)最多的細(xì)胞。漿細(xì)胞是由B淋巴細(xì)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(xì)胞。
壽命最長的細(xì)胞
細(xì)胞是在不斷生長繁殖之中，所以存在細(xì)胞壽命長短問題，這種長短，各類細(xì)胞差別也很大，如很多人知道的紅細(xì)胞壽命大約120天，而神經(jīng)細(xì)胞的數(shù)量，出生時(shí)有多少以后就有多少，不能增加，可見神經(jīng)細(xì)胞的壽命最長。
參看
參考
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