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细胞是生物体的结构、功能单位，人体也一样，也是由细胞构成的。在细说细胞之前，我们先来欣赏一组人体美轮美奂的细胞图片吧。 红细胞 神经细胞（神经元） 脂肪细胞（好肥！） 巨噬细胞（正在吞噬细菌） 精子细胞 骨骼肌细胞（骨骼肌纤维） 在人类深入探索细胞世界的过程中，许多科学家为开拓和发展细胞生物学而不懈努力，付出了艰辛的劳动，在细胞生物学史上留下了光辉的篇章。 1.细胞的发现和细胞学说的确立 人类在很长时期内，主要是依靠肉眼来观察世界上形形色色的事物。从15世纪起，特别是16世纪以后，光学有了长足进展，有关光的知识日渐丰富起来。据说，在1485年，意大利著名画家达·芬奇就曾强调过使用透镜研究微小物体的重要性。 达·芬奇（1452-1519）
从16世纪末到17世纪初，深受当时盛行的玻璃研磨技术和精细加工技术的影响，显微镜和望远望几乎同时被发明。显微镜最早的发明者是谁至今难以定论，一般认为是荷兰的磨镜工詹森。一次偶然的机会，詹森把两片镜片装在一个筒子里，组装成一台最原始的显微镜。 詹森显微镜 詹森虽然是发明显微镜的第一人，但并没有发现显微镜的真正价值。显微镜的问世，掀起了观察和研究微小物体的热潮，人们把那些热衷于使用一显微镜进行研究的学者统称为“显微镜学派”。享有“英国的双眼和双手”之誉的胡克便是其中的杰出代表。 胡克从小勤奋好学，制作出来的小玩意总有让人意想不到的新意。这位天才的实验大师把自己的才华巧妙运用到力学、光学、天文学和生物学等诸多领域，他所设计和发明的科学仪器在当时是无与伦比的。他曾把两片凹透镜组合起来看鸡毛，发现羽干像树枝那么粗大，绒毛也成了一根根粗壮的线。这个现象引发了他的兴趣，他反复调节两个镜片之间的距离，终于找到了镜片间的距离与放大倍数之间的关系。 胡克显微镜 1665年，负责英国皇家学会光学仪器修理工作的胡克，在自制的一台能放大40-140倍的复合显微镜旁，用削笔刀从一小块清洁的软木上切下了一片光滑的薄片，并放在显微镜下进行观察，他似乎看到了一片小小的空洞，但并不太清楚。之后，他更加细心地再切下极薄的一片，放在一片黑色载物板上（因为软木是白色的），于是清楚地看到这种软木薄片原来是由排列整齐的蜂窝状小室组成的。 显微镜下的软木 胡克便把这些小室称为细胞——cell，cell的原意是“空室”。他在《显微谱志》中介绍发现细胞的过程时说：“从软木那样轻和容易变形来判断……如果我再细心一些，我想我可以用显微镜把它看清楚。……用一深度的凸镜投光其上，我能非常清楚地看到它全部是多孔的，很像一只蜂巢。其实，胡克当时所看到的“细胞”，实际上不是活的细胞，而是软木组织中一些细胞留下的空腔。尽管如此，人们仍然认为胡克是世界上第一个发现细胞的人。胡克的发现激发了人们探索生物结构奥秘的兴趣与热情，许多人纷纷借助显微镜对各种材料进行观察，提供了不少有关细胞方面的知识。 完成细胞学说确立工作的是两位德国生物学家施莱登和施万。 施莱登生于德国汉堡，是一位著名医生的儿子。他早年在海德堡大学学习法律，毕业后回家乡从事律师工作。
施莱登（1804－1881） 1931年，施莱登不惜放弃律师职业，前往格丁根大学攻读医学，以后又到柏林大学学习植物学。施莱登是一位性情古怪但很有才干和创造力的科学家，他才思敏捷，善于透过现象抓住问题的本质，这使他在科学上获得了很大成就。但他为人傲慢，易于激动，看问题主观，这也使他在工作中出现了不少错误。凭借对科学的敏感性，从布朗发现的而未被人们重视的细胞核入手，他发现细胞核与细胞发育有密切关系，从而进一步探讨了细胞的产生和形成问题。根据观察和研究，施莱登于1838年发表了《论植物发生》一文，阐述了对植物体结构及从细胞到个体的生长发育规律的一系列观点。他认为：所有的植物，不论其复杂程度如何，都是由各种不同的细胞组成的。这些细胞又是以相同的方式产生的。因此，细胞是一切植物结构的基本生命单位，一切植物都是以细胞为实体发育而成的。 施莱登的好朋友施万生于德国诺伊斯，早年在维尔茨堡和柏林学医，1834年毕业后，成为柏林解剖学研究所著名生理学家米勒（Mnller）的助手。在米勒的鼓励下，他在组织学、生理学、微生物学等方面，都作出了重要贡献。施万是一位虔诚的天主教徒，性情温和，善于思考，为人谨慎、保守。他的性格在许多方面与施莱登恰好形成鲜明的对照。然而，他们之间一直保持着深厚的友谊。 施万研究动物细胞，其思路和方法与前人不同。他不是静止地、孤立地描述特征，而是把细胞和生物或胚胎的发育结合起来研究。通过大量解剖观察比较，施万发现：动植物体的基本部分，不管怎样不同，都有一个普遍的发育原则，那就是细胞的形成。他不仅善于发现新东西，而且善于总结归纳。他用事实证明，一切动物的受精卵，无论大小，都是一个单细胞。施万还发现，动物细胞在所有方面都与植物细胞相似，细胞是所有生物构造和发育的基础。1839年，施万发表了《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》。在这篇具有划时代意义的著名论文中，对前人、施莱登和他自己观察到的有关动植物显微构造的资料进行了系统的理论概括。施万认为：植物的外部形态虽然是五花八门的，“可是实际上处处都是由同一东西——细胞所构成”；类型比植物更加多样化的动物，不过是由细胞构成的，而且是由和植物细胞完全类似的细胞构成的，这些细胞在营养活动中，某些方面表现出极端惊人的一致。由此看来，“所有生物实际上是按同样的规律形成和生长的，因而这些过程应该处处被同样的力量所制约。”这样就推翻了分割动植物界的巨大屏障，给动物和植物在发生、发育方面架起了一座跨越鸿沟的桥梁。 细胞学说是生物学上关于机体结构的第一个学说，也是从整个生物界着眼所提出的第一个结构学说。它的确立，是生物学研究史上一座光芒四射的里程碑。它的确立标志着一门新学科——细胞学的兴起，意味着人们对生物结构的认识已由器官层次进入到细胞层次；同时也标志着生物学研究方向和学术观点上的转折。它对生物学进一步发展有着深远的推动作用和指导意义。细胞学说为我们展示了动植物体的基本构成部分和生命活动的基本单位。动植物细胞尽管在外形和具体功能方面千差万别、千变万化，却有着共同的基本构造和基本特性，按照共同的规律发育，有相似的生命过程。细胞不是一成不变的，而是有自己的生长和发育过程。这就纠正了动植物界是毫不相干的两个生命界的错误看法，用细胞本身的发生和发育过程，证实和揭示了动植物体结构上存在着共同的起源、遵循着共同的规律。从此，动植物体结构的统一性，不再是哲学的推论，而是自然科学的事实。 （2）细胞器的探索 著名细胞生物学家布拉舍曾经说过：“细胞好比一座分子‘工厂’，人们一定会觉得奇怪，小小的细胞怎么可以和工厂相比?如从形体大小来看，细胞与工厂是无法相比的，但是，显微镜帮助我们打开了微观世界的大门，深入到细胞超微结构的内部，你就会发现，细胞之中确实也有‘车间’和‘机器’，就像真正的工厂一样。这座分子工厂中的‘车间’和‘机器’就是细胞器”。 通过电子显微镜看上去，细胞质中存在着形形色色的微小结构。以一个典型的动物细胞为例，就有线粒体、内质网，高尔基体、溶酶体以及中心体等，在植物细胞中尚有叶绿体等。这些结构各具独特的形态，执行特定的功能，好似生物体中的器官，所以称它们为“细胞器”。
细胞内部充满各种细胞器 线粒体从外形上看有点像“花生壳”，由内外两层膜包围而成。外膜使它与周围的细胞质分开，内膜的某些部位向内腔折叠，使其表面积大大增加，为职能的充分行使扩展了足够的空间。
线粒体 早在1850年，德国生物学家寇利克就发现了它，1898年才把这种线状的颗粒结构称为“线粒体”。1934年，本斯利从豚鼠肝细胞中分离出了线粒体，从此开创了细胞器的研究。1948年，完整的线粒体第一次通过差速离心的方法被纯化。随后研究表明，细胞生命活动所需的能量，大约95％来自线粒体，它就好像工厂的动力来源，人们把它比喻为“细胞的动力站”。 更加奇妙的是，线粒体的能量转换率极高，可达44％左右，而一般蒸汽机车的能量转换率不过8％。看来世界上所有机器的能量转换率与线粒体比较起来都是望尘莫及的，难怪线粒体对生物学家和仿生学家有那么大的吸引力。 在绝大多数的动植物细胞内，还存在一种由膜结构连接而成的网状物，称为内质网。它与蛋白质、脂质和糖类的合成有关，也是蛋白质等物质的运输通道，就像是合成有机物的“车间”。
内质网 在内质网上附着有一种椭球形的小颗粒，它们有的也游离在细胞质中。1953年，罗宾逊和布朗用电镜观察植物细胞时，发现了这种小颗粒。2年后，帕拉德在动物细胞中也看到了同样的小颗粒，并进一步研究了这些小颗粒的化学成分和结构功能。1958年，罗伯茨根据化学成分将这些小颗粒命名为“核糖核蛋白体”，简称核糖体，又称“核蛋白体”。核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，人们把它比喻为蛋白质的“装配机”。
核糖体模式图（又大小两个亚基构成，故呈葫芦状）
核糖体模式图（正在以mRNA为模版合成蛋白质） 普遍存在于动植物细胞中的高尔基体，由平行排列的扁平囊泡和大小不等的小泡组成。1898年，意大利科学家高尔基在研究银盐浸染的猫头鹰神经细胞时，发现了它们，并定名为“高尔基体”。一般认为，高尔基体与细胞分泌物的形成有关，它本身没有合成蛋白质的功能，但可以对蛋白质进行加工和转运，所以人们把它比喻成蛋白质的“加工厂”。
高尔基复合体 动物和低等植物细胞内参与细胞分裂过程的中心体，通常位于细胞核附近，由两个互相垂直排列的中心粒及其周围的物质组成。中心粒外形呈柱状，细胞分裂时，两个中心粒分开，四周发出与染色体移动有关的星状射线。
中心体
中心体（在细胞两端发出纺锤丝牵引染色体） 再来看看细胞内的“垃圾处理站”——溶酶体吧!它是一种具有囊状结构的细胞器，里面含有多种水解酶类，能够分解多种物质。在电子显微镜出现之前，人们曾把溶酶体跟线粒体或分泌颗粒混为一团。直到1955年，细胞生物学家诺维科夫在大鼠肝细胞中得到一些微粒，运用超速离心方法并结合电镜观察，才被认为是一种新发现的细胞器，1956年正式定名为“溶酶体”。
溶酶体（细胞内小泡状结构） 在科学家们与细胞中的“小工厂”打交道的过程中，克劳德及其学生帕拉德和德迪韦作出了突出贡献。他们不仅发现了多种细胞器，而且深入研究了这些细胞器的结构与功能及其与细胞病变和疾病的关系，开启了现代细胞生物学的一扇大门，为全面深入研究细胞精细结构奠定了基础。为此，他们共同登上了1974年诺贝尔奖的领奖台。 3.细胞核的发现 如果把大脑看成是人体的“司令部”，那么细胞核就是细胞的“司令部”。细胞核是遗传物质的主要所在地，是细胞代谢、生长、分化的控制室。大量实验表明，凡是无核的真核细胞，如人体成熟的红细胞，既不能生长，也不能分裂。人工去核的细胞，一般也不能继续存活，比如，大家熟悉的变形虫去除细胞核以后，代谢减弱，运动停止；而重新移入细胞核后，又能够恢复生命活力。由此可见，细胞核在细胞生命活动中有着举足轻重的作用。
细胞核（中间紫色球状结构） 19世纪初，细胞学的一项重大成果就是细胞核的发现。1831年，英国植物学家布朗在研究施肥对植物的影响时，利用一台放大倍数约300倍的显微镜，通过仔细观察，终于发现了植物细胞内的一个小核，称为“细胞核”，并发现一个植物细胞只有一个细胞核。可是布朗当时并不理解细胞核的作用，因而也没有进一步研究细胞核的结构和功能。 1838年，德国植物学家施莱登认为，细胞核能够生成新细胞，并称这些细胞核为“细胞形成核”。这个观点引起了细胞学家迈恩的强烈反对，他认为细胞是经分裂而增殖，并指出许多细胞并没有细胞核。1876年，赫特维希在研究海胆卵细胞受精作用时发现，精子的细胞核会进入卵子的内部，并与卵子的细胞核融合，第一次解释了生物个体由单一有核细胞发育而成的可能性。
受精 在显微镜下，细胞核最常见的形状是球形和卵形，当然也有其他的形状，比如，白细胞的细胞核呈分叶状。
白细胞（核可为分叶状）
精子就是浓缩的细胞核加一条长长的尾巴，再加上一条鱼，像不像“小蝌蚪找妈妈”的水墨画？ 尽管细胞核的形状多种多样，但它的基本结构却大致相同，即主要结构是由核膜、染色质、核仁和核骨架构成。
细胞核的基本结构 细胞一般只拥有一个细胞核，而有的细胞有两个以上的细胞核，例如，人的骨骼肌细胞中细胞核可多达数百个。
骨骼肌细胞局部（黑色点状结构为细胞核） 不管是单细胞生物，还是多细胞生物，凡具有细胞核的生物，通称为“真核生物”，包括原生生物界、真菌界、植物界和动物界。真核生物与原核生物的“分水岭”在于：细胞核。真核生物的细胞内含有细胞核，许多真核细胞中还含有其他细胞器，如线粒体、叶绿体、高尔基体等。 原核生物是一种无细胞核的单细胞生物，它们的细胞内没有任何膜性细胞器。原核生物包括细菌和以前称为“蓝绿藻”的蓝细菌，以分裂方式繁衍后代。
原核细胞（芽孢杆菌，蓝色区域为“拟核”） 原核生物曾是地球上唯一的生命形式，它们独占地球长达20亿年以上。虽然我们一般无法直接看见原核生物，但它们的数量庞大，远远超过了真核生物的数目。如今它们的家族依然无比兴旺，而且在大自然物质的循环中扮演着重要角色，而人类很多的感染性、传染性疾病也是由这一类生物引发的。 |
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来自： 王志斌s1e5v8m6 > 《解剖学》
