细胞

细胞（cell）是构成人体最基本的结构和功能单位，单细胞生物体的全部生命活动都发生在一个细胞内。在人体，不同的细胞群构成各种组织，多种组织有机组合构成器官，功能相关的器官组成系统，它们各司其职，互相联系，密切配合，构成了机体生命活动的有机整体。

1、1665年，英国物理学家胡克（Hooke）在用自制的显微镜观察软木组织时，首次发现了植物的组织细胞，实际上他观察到的是一些死亡的栎树皮韧皮部细胞的细胞壁。同年，他发表了《显微图谱》（Micrographia）一书，描述了软木组织是由许多小室组成的，状如蜂窝，称之为“细胞”。

2、1675年，荷兰生物学家列文虎克（Leeuwenhoek）用自制的放大倍数较高的显微镜观察到了生活状态的细胞，如池塘中的纤毛虫、人和哺乳动物的精子、鲑鱼红细胞以及细菌等。

3、19世纪30年代，随着高分辨率（<1μm）显微镜的问世，人们对细胞的认识也不断深入，发现了细胞核、核仁、细胞分裂现象以及原生质等。例如，1827年，贝尔（Bear）在蛙卵和几种无脊椎动物的卵细胞中发现了细胞核；1831年，布朗（Brown）在兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核；1836年，瓦伦丁（Valentin）在结缔组织细胞核内又发现了核仁；1840年，普金耶（Purkinje）首次提出了原生质（protoplasm）的概念。至此，人们对细胞的认识初具系统性。

细胞是生命活动的基本单位，体现在：

1、细胞是构成生物有机体的基本结构单位。一切有机体均由细胞构成（病毒为非细胞形态的生命体除外）。

2、细胞是代谢与功能的基本单位。在有机体的一切代谢活动与执行功能过程中，细胞呈现为一个独立的、有序的、自控性很强的代谢体系。

3、细胞是生物有机体生长发育的基本单位。生物有机体的生长与发育是依靠细胞的分裂、细胞体积的增长与细胞的分化来实现的。绝大多数多细胞生物的个体最初都是由一个细胞—受精卵，经过一系列过程发育而来的。

4、细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性。人体内各种不同类型的细胞，所含的遗传信息都是相同的，它们之所以表现功能不同，是由于基因选择性开放和表达的结果。

1、大小：人体的细胞直径一般为10~100μm。人体内最大的细胞是卵细胞，直径约100μm，最小的细胞直径只有4~5μm，如小淋巴细胞等。肝细胞直径在18~20μm之间。

2、形态：细胞的形态多种多样，大小也不一致，这是与细胞功能相适应的。凡是游离的细胞大多呈球形或椭圆形，如血细胞、卵细胞。神经细胞直径约100μm，而轴突可长达数厘米到1m，这与神经细胞的传导功能相适应。组织细胞受相邻细胞的制约和功能不同，常呈扁平形、多角形、立方形、圆柱形、长梭形、星形等。

3、数量和功能： 新生儿约有 10¹² 个细胞， 成人大约有 10¹⁴个细胞。每一种细胞主要执行一种特定的功能，也有的细胞可执行多种功能，但某些功能活动是所有细胞或某些细胞群体所共有的。例如，所有细胞都具有物质跨膜转运功能、信号转导功能和生物电现象；约占人体体重一半的各种肌细胞都具有收缩功能。

1、按细胞类型分类

（1）原核细胞：原核细胞是结构简单的细胞类型，没有被核膜包裹的细胞核，遗传物质以拟核形式存在于细胞质中。其细胞器仅有核糖体，细胞壁成分独特（如细菌的肽聚糖）。

（2）真核细胞：真核细胞结构复杂，具有被核膜包裹的细胞核和多种膜结构细胞器（如线粒体、内质网、高尔基体等）。

2、按细胞功能分类

（1）干细胞：干细胞是一类具有自我更新和多向分化能力的细胞，能够通过分裂产生与自身相同的细胞，并在特定条件下分化为多种功能细胞。胚胎干细胞具有全能性，可分化为任何类型的细胞；成体干细胞则具有组织特异性，如造血干细胞可分化为各种血细胞。干细胞在组织修复、再生医学和疾病治疗中具有重要应用前景。

（2）体细胞：体细胞是构成生物体的大部分细胞，具有特定的结构和功能，不能分化为其他类型的细胞。它们通过有丝分裂进行增殖，但分裂能力有限。体细胞具有特定的生理功能，如肌肉细胞负责收缩，神经细胞负责传递信号。体细胞的正常功能是维持生物体正常生理活动的基础。

（3）生殖细胞：生殖细胞是参与生殖过程的细胞，包括精子和卵子。它们通过减数分裂产生，染色体数目为单倍体。生殖细胞的主要功能是参与受精过程，形成受精卵，启动胚胎发育。生殖细胞的形成和功能对于物种的延续至关重要。

3、按细胞形态分类

（1）球形细胞：球形细胞呈球形或近球形，表面光滑，常见于红细胞和淋巴细胞。红细胞主要负责运输氧气和二氧化碳，其球形结构有助于在血管中快速流动；淋巴细胞则参与免疫反应，其球形形态有利于在体内快速迁移和识别病原体。

（2）柱状细胞：柱状细胞呈柱状，高度大于宽度，通常排列紧密，常见于小肠上皮细胞和呼吸道上皮细胞。这种形态有助于细胞在吸收或分泌过程中增加表面积，提高功能效率。例如，小肠上皮细胞的柱状形态有利于营养物质的吸收。

（3）多边形细胞：多边形细胞呈多边形，形状不规则，通常排列紧密，常见于肝细胞和肾小管上皮细胞。这种形态有助于细胞在组织中紧密排列，形成稳定的结构，同时便于细胞间的物质交换和信号传递。

（4）梭形细胞：梭形细胞呈梭形，两端尖锐，常见于成纤维细胞和平滑肌细胞。成纤维细胞的梭形结构使其能够在结缔组织中快速移动和分泌基质，维持组织的完整性；平滑肌细胞的梭形结构则有助于其在收缩时产生较大的力量，如在血管和内脏器官中。

4、按细胞在生物体中的位置和功能分类

（1）上皮细胞：上皮细胞是构成上皮组织的细胞，覆盖在体表或内腔表面，具有保护、吸收、分泌和排泄等功能。它们排列紧密，具有极性，游离面接触外界环境，基底面附着在基膜上。上皮细胞在皮肤、呼吸道、消化道等部位发挥重要作用，形成身体的第一道防线。

（2）肌肉细胞：肌肉细胞是构成肌肉组织的细胞，具有收缩功能。根据形态和功能，肌肉细胞分为骨骼肌细胞、心肌细胞和平滑肌细胞。骨骼肌细胞呈长柱状，负责骨骼运动；心肌细胞呈短柱状且有分支，负责心脏的节律性收缩；平滑肌细胞呈梭形，分布在内脏器官和血管中，负责内脏器官的运动和血管的收缩。

（3）神经细胞：神经细胞是构成神经系统的主要细胞，负责传递和处理信息。神经细胞具有树突和轴突，树突接收信号，轴突传递信号。神经细胞通过电信号（动作电位）和化学信号（神经递质）传递信息，分为感觉神经元、运动神经元和中间神经元。神经细胞在信息传递和处理中发挥关键作用，是生物体感知和控制外界环境的基础。

（4）结缔组织细胞：结缔组织细胞是构成结缔组织的细胞，具有支持、连接、保护和营养等功能。结缔组织细胞种类多样，包括成纤维细胞、巨噬细胞、脂肪细胞等。成纤维细胞负责分泌基质和纤维，维持组织的结构；巨噬细胞具有吞噬病原体和异物的功能；脂肪细胞则储存能量并提供缓冲和保护。结缔组织细胞在维持生物体的结构和功能中发挥重要作用。

5、按细胞在生物体中的发育阶段分类

（1）胚胎细胞：胚胎细胞是胚胎发育过程中的细胞，具有较高的分化潜能和增殖能力。从受精卵开始，胚胎细胞通过多次分裂和分化，逐渐形成囊胚、原肠胚等不同阶段的细胞。胚胎细胞的分化潜能随着发育进程逐渐降低，最终形成具有特定功能的成体细胞。胚胎细胞的研究对于理解胚胎发育机制和再生医学具有重要意义。

（2）成体细胞：成体细胞是生物体成熟后的细胞，具有特定的结构和功能，不能分化为其他类型的细胞。成体细胞通过有丝分裂进行增殖，但分裂能力有限。它们在生物体中发挥特定的生理功能，如肌肉细胞负责收缩，神经细胞负责传递信号。成体细胞的正常功能是维持生物体正常生理活动的基础，其损伤或功能异常可能导致疾病。

1、细胞膜：是包围在细胞质表面的一层薄膜，也称质膜。主要由脂类、蛋白质及糖类组成。具有选择透过性，能够控制物质进出细胞，同时参与细胞间的物质交换和信息传递。

2、细胞质：是细胞膜与细胞核之间的部分，呈半透明、胶状。它包含多种细胞器和生物分子，如核糖体、线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等，这些细胞器在细胞内执行各种特定的功能。

3、细胞核：由核膜、核仁、染色质（染色体）和核基质组成，是细胞内遗传信息贮存、复制和转录的场所，也是细胞功能及代谢、生长、增殖、分化、衰老的控制中心。

不同类型的细胞在结构和功能上具有极大的类似性。

1、细胞都具有选择透性的膜结构细胞都具有一层界膜，将细胞内环境与外环境隔开。为了能够调节物质进出细胞，并使细胞有最适合的内部环境，膜结构有两个基本的作用：一是在细胞内外起屏障作用，即不允许物质随意进出细胞；二是要在细胞内构筑区室，形成各个功能特区。

2、细胞都具有遗传物质细胞内最重要的物质就是遗传物质DNA。在真核细胞中，DNA被包裹在膜结构即细胞核中，而原核细胞的DNA是裸露的，没有核膜包裹，所以称为拟核。DNA是遗传信息的载体，能够被转录成RNA，指导蛋白质的合成，即遗传信息流。

3、细胞都具有核糖体所有类型的细胞，包括最简单的支原体都含有核糖体。核糖体是蛋白质合成的场所，在细胞遗传信息流的传递中起重要作用。

细胞的生命活动是一个复杂的调控过程，每一个细胞都是独立的个体，都具备潜在的各种生命活动（增殖、发育、分化、衰老与死亡等）的能力，即全能性。但它们组成一个多细胞整体时，在某种协调因素，如激素的运作下，又各司其职，具有协同性和统一性。

1、增殖：细胞增殖是生物有机体维持正常生命活动的必要方式之一，是生物体生长和发育的基础，在机体的生命活动过程中，不断有细胞衰老和死亡，需要通过细胞增殖不断地产生新的细胞，以补充和更新其衰老和死亡的细胞。细胞增殖是机体损伤修复的基础，机体的意外损伤、手术治疗、器官移植等过程中，创面的修复必须由细胞增殖产生新的细胞才能适应机体的需要。

2、分化：从受精卵发育成多细胞的个体是通过细胞的增殖和分化而实现的，细胞分化依赖于细胞增殖，而细胞增殖孕育了细胞分化。细胞分化是发育生物学的核心问题，与医学实践密切相关。

3、衰老：细胞衰老是指细胞在正常环境条件下发生的细胞生理功能和增殖能力减弱以及细胞形态发生改变，并趋向于死亡的现象。细胞与有机体一样，表现为一定的寿命，各种细胞都有其各自的寿命。

4、死亡：细胞死亡是细胞衰老的结果，是细胞生命现象不可逆的终止。多细胞生物个体死亡时，并非机体的所有细胞都立即停止生命现象，细胞的死亡是逐渐进行的。

[1]罗自强.管又飞.生理学第10版[M].北京:人民卫生出版社,2024:2-3.

[2]傅松滨.医学生物学第10版[M].北京:人民卫生出版社,2024:18-72.