细胞同样有边界

与其他系统一样,细胞同样有边界，有分工合作的若干组分,有信息中心对细胞的代谢和遗传进行调控。细胞的结构复杂而精巧,各种结构组分配合协调，使生命活动能够变化的环境中自调控、高度有序地进行。

    植物细胞的细胞器包括：内质网,线粒体,高尔基体,核糖体，溶酶体，叶绿体，液泡。

    植物细胞的化学组成

    水（结合水与自由水） 85-95%

    蛋白质 7-10%

    脂类 1-2%

    核酸： DNA 0.4% RNA 0.7%

    其它有机物 0.4-1%

    无机物 1-1.6%

    可见细胞内水分含量高，是生命活动的最好介质,水细胞中以两种形式存：一部分水与细胞内的其他物质相结合，叫做结合水（约占细胞内全部水分的4.5%）；细胞中绝大部分的水以游离的形式存，可以自由流动，叫做自由水。干物质中，蛋白质含量最高，正如恩格斯说：“生命是蛋白体存的形式”。

    生物按其结构来分，就分为三种类型，一是由真核细胞构成的真核生物；二是由原核细胞来构成的原核生物；三是没有细胞结构的病毒。所以没有细胞结构的生物就只有病毒了。

    其实病毒是一个大的范围，它还包括一个分支——亚病毒（如朊病毒就是属于亚病毒的一类），亚病毒就是比病毒结构更简单的生物。但如果从宏观来讲，也把亚病毒划病毒学的范畴。所以除了病毒外，其它的生物都是由细胞来构成的了（包括真核和原核）。

    光学显微镜下观察植物的细胞，可以看到它的结构分为下列四个部分：

    细胞壁位于植物细胞的最外层，是一层透明的薄壁。它主要是由纤维素与果胶组成的，孔隙较大，物质分子可以自由透过。细胞壁对细胞起着支持和保护的作用。

    细胞膜细胞壁的内侧紧贴着一层极薄的膜，叫做细胞膜。这层由蛋白质分子和脂类分子组成的薄膜，水和氧气等小分子物质能够自由通过，而某些离子和大分子物质则不能自由通过，因此，它除了起着保护细胞内部的作用以外，还具有控制物质进出细胞的作用：既不让有用物质任意地渗出细胞，也不让有害物质轻易地进入细胞。

    细胞膜光学显微镜下不易分辨。用电子显微镜观察，可以知道细胞膜主要由蛋白质分子和脂类分子构成。细胞膜的中间，是磷脂双分子层，这是细胞膜的基本骨架。磷脂双分子层的外侧和内侧，有许多球形的蛋白质分子，它们以不同深度镶嵌磷脂分子层中(图3-1-2)，或者覆盖磷脂分子层的表面。这些磷脂分子和蛋白质分子大都是可以流动的，可以说，细胞膜具有一定的流动性。细胞膜的这种结构特点，对于它完成各种生理功能是非常重要的。

    细胞质细胞膜包着的黏稠透明的物质，叫做细胞质基质。细胞质中还可看到一些带折光性的颗粒，这些颗粒多数具有一定的结构和功能，类似生物体的各种器官，因此叫做细胞器。例如，绿色植物的叶肉细胞中，能看到许多绿色的颗粒，这就是一种细胞器，叫做叶绿体。绿色植物的光合作用就是叶绿体中进行的。细胞质中，往往还能看到一个或几个液泡，其中充满着液体，叫做细胞液。成熟的植物细胞中，液泡合并为一个中央液泡，其体积占去整个细胞的大半。

    细胞质不是凝固静止的，而是缓缓地运动着的。只具有一个中央液泡的细胞内，细胞质往往围绕液泡循环流动，这样便促进了细胞内物质的转运，也加强了细胞器之间的相互联系。细胞质运动是一种消耗能量的生命现象。细胞的生命活动越旺盛，细胞质流动越快，反之，则越慢。细胞死亡后，其细胞质的流动也就停止了。

    除叶绿体外，植物细胞中还有一些细胞器，它们具有不同的结构，执行着不同的功能，共同完成细胞的生命活动。这些细胞器的结构需用电子显微镜观察。电镜下观察到的细胞结构称为亚显微结构。

    线粒体呈线状、粒状，故名。线粒体上，有很多种与呼吸作用有关的颗粒，即多种呼吸酶。它是细胞进行呼吸作用的场所，通过呼吸作用，将有机物氧化分解，并释放能量，供细胞的生命活动所需，所以有称线粒体为细胞的“发电站”或“动力工厂”。

    内质网内质网是细胞质中由膜构成的网状管道系统。它与细胞膜相通连，对细胞内蛋白质等物质的合成和运输起着重要作用。

    核糖体核糖体是一种颗粒状小体，多存于内质网膜的外表面，是合成蛋白质的重要基地。

    中心体中心体存于动物细胞和某些低等植物细胞中，因为它的位置靠近细胞核，所以叫中心体。 中心体与细胞的有丝分裂有密切关系。

    细胞核细胞质里含有一个近似球形的细胞核，是由更加黏稠的物质构成的。细胞核通常位于细胞的中央，成熟的植物细胞的细胞核，往往被中央液泡推挤到细胞的边缘。细胞核中有一种物质，易被洋红、苏木精等碱性染料染成深色，叫做染色质。生物体用于传种接代的物质即遗传物质，就染色质上。当细胞进行有丝分裂时，染色质就变化成染色体。

    多数细胞只有一个细胞核，有些细胞含有两个或多个细胞核，如肌细胞、肝细胞等。细胞核可分为核膜、染色质、核液和核仁四部分。核膜与内质网相通连，染色质位于核膜与核仁之间。染色质主要由蛋白质和DNA组成。DNA是一种有机物大分子，又叫脱氧核糖核酸，是生物的遗传物质。有丝分裂时，染色体复制，DNA也随之复制为两份，平均分配到两个子细胞中，使得后代细胞染色体数目恒定，从而保证了后代遗传特性的稳定。

    动物细胞与植物细胞相比较，具有很多相似的地方，如动物细胞也具有细胞膜、细胞质、细胞核等结构。但是动物细胞与植物细胞又有一些重要的区别，如动物细胞的最外面是细胞膜，没有细胞壁；动物细胞的细胞质中不含叶绿体，也不形成中央液泡。

    总之，不论是植物还是动物，都是由细胞构成的。细胞是生物体结构和功能的基本单位。

    阶段

    从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次，即：显微水平、超微水平和分子水平。从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段：

    第一阶段：从16世纪后期到19世纪30年代，是细胞发现和细胞知识的积累阶段。通过对大量动植物的观察，们逐渐意识到不同的生物都是由形形□的细胞构成的。

    第二阶段：从19世纪30年代到20世纪初期，细胞学说形成后，开辟了一个新的研究领域，显微水平研究细胞的结构与功能是这一时期的主要特点。形态学、胚胎学和染色体知识的积累，使们认识了细胞生命活动中的重要作用。1893年Hertwig的专著《细胞与组织》（Die Zelle und die Gewebe）出版，标志着细胞学的诞生。其后1896年哥伦比亚大学Wilson编著的The Cell in Development and Heredity、1920年墨尔本大学Agar编著的Cytology 都是这一领域最早的教科书。

    第三阶段：从20世纪30年代到70年代，电子显微镜技术出现后，把细胞学带入了第三大发展时期，这短短40年间不仅发现了细胞的各类超微结构，而且也认识了细胞膜、线粒体、叶绿体等不同结构的功能，使细胞学发展为细胞生物学。De Robertis等1924出版的普通细胞学（General Cytology）1965年第四版的时候定名为细胞生物学（Cell Biology），这是最早的细胞生物学教材之一。

    第四阶段：从20世纪70年代基因重组技术的出现到当前，细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密，研究细胞的分子结构及其生命活动中的作用成为主要任务，基因调控、信号转导、肿瘤生物学、细胞分化和凋亡是当代的研究热点。

    显微镜的发明与细胞的发现

    没有显微镜就不可能有细胞学诞生。

    1．1590 荷兰眼镜制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜，尽管其放大倍数不超过10倍，但具有划时代的意义。

    2．1665 英国Robert Hooke用自己设计与制造的显微镜（放大倍数为40-140倍）观察了软木（栎树皮）的薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用cells（小室）这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室（实际上只是观察到到纤维质的细胞壁）。

    3．1672，1682英国Nehemiah Grew出版了两卷植物显微图谱，注意到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。

    4．1680 荷兰A. van Leeuwenhoek成为皇家学会会员，一生中制作了200多台显微镜和500多个镜头（图1-2）。他是第一个看到活细胞的，观察过原生动物、类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。

    5．1752 英国望远镜商J. Dollond 发明消色差显微镜。