• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.发现简史
  • 4.种类介绍
  • 4.1.真核细胞
  • 4.2.原核细胞
  • 4.3.古核细胞
  • 5.主要特征
  • 5.1.形态特征
  • 5.2.属性特征
  • 6.活动进程
  • 6.1.分裂
  • 6.2.分化
  • 6.3.死亡
  • 7.繁殖方式
  • 7.1.有丝分裂
  • 7.2.无丝分裂
  • 7.3.减数分裂
  • 7.4.二分裂
  • 8.化学成分
  • 9.参考资料

细胞

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生物学中构成生物体的基本单位

细胞(cell)是生物学中构成生物体的基本单位1,于1665年由英国科学家罗伯特·胡克发现,它主要由细胞核与细胞质构成,表面有细胞膜。

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细胞可分为原核细胞、真核细胞两类,具有运动、营养和繁殖等机能。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成,但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。

基本信息

发现简史

细胞(Cells)是由英国科学家罗伯特·胡克(Robert Hooke,1635~1703)于1665年发现的。当时他用自制的光学显微镜观察软木塞的薄切片,放大后发现一格一格的小空间,就以英文的cell命名之,而这个英文单字的意义本身就有小房间一格一格的用法,所以并非另创的字汇。而这样观察到的细胞早已死亡,仅能看到残存的植物细胞壁,虽然他并非真的看见一个生命的单位(因为无生命迹象),后世的科学家仍认为其功不可没,一般而言还是将他当作发现细胞的第一人。而事实上真正首先发现活细胞的,还是荷兰生物学家雷文霍克(列文虎克)。3

细胞图片

1809年,法国博物学家(博物学即二十世纪后期所称的生物学、生命科学等的总称)拉马克(Jean-Baptiste de Lamarck,1744—1829)提出:“所有生物体都由细胞所组成,细胞里面都含有些会流动的‘液体’。”却没有具体的观察证据支持这个说法。

1824年,法国植物学家杜托息(Henri Dutrochet,1776~1847)在论文中提出“细胞确实是生物体的基本构造”又因为植物细胞比动物细胞多了细胞壁,因此观察技术还不成熟的时候比动物细胞更容易观察,也因此这个说法先被植物学者接受。

19世纪中期,德国动物学家施旺(Theodor Schwann,1810~1882)进一步发现动物细胞里有细胞核,核的周围有液状物质,在外圈还有一层膜,却没有细胞壁,他认为细胞的主要部分是细胞核而非外圈的细胞壁。

1830年后,随着工业生产的发展,显微镜制作克服了镜头模糊与色差等的缺点,分辨率提高到1微米,显微镜也开始逐渐普及。改进后的显微镜,细胞及其内含物被观察得更为清晰。1839年,德国植物学家施莱登(Matthias Schleiden,1804~1881)从大量植物的观察中得出结论:所有植物都是由细胞构成的。与此同时,德国动物学家施旺做了大量动物细胞的研究工作。当时由于受胡克的影响,对细胞的观察侧重于细胞壁而不是细胞的内含物,因而对无细胞壁的动物细胞的认识就比植物细胞晚得多。施旺进行了大量研究,第一个描述了动物细胞与植物细胞相似的情况。

在德国施旺和施莱登之后的十年,科学家陆续发现新的证据,证明细胞都是从原来就存在的细胞分裂而来,而至21世纪初期的细胞学说大致上可以简述为以下三点:细胞为一切生物的构造单位、细胞为一切生物的生理单位、细胞由原已生存的细胞分裂而来。

“细胞”一词最早出现在日本兰学家宇田川榕庵1834年的著作《植学启原》。

中国自然科学家李善兰1858年在其著作《植物学》中使用“细胞”作为Cell的中文译名4。有学者认为李善兰此时并未接触过《植学启原》,因而是独自发明。

种类介绍

真核细胞

真核细胞eukaryotic cell 指含有真核(被核膜包围的核)的细胞。其染色体数在一个以上,能进行有丝分裂。还能进行原生质流动和变形运动。而光合作用和氧化磷酸化作用则分别由叶绿体和线粒体进行。除细菌和蓝藻植物的细胞以外,所有的动物细胞以及植物细胞都属于真核细胞。由真核细胞构成的生物称为真核生物。在真核细胞的核中,DNA与组蛋白等蛋白质共同组成染色体结构,在核内可看到核仁。在细胞质内膜系统很发达,存在着内质网、高尔基体、线粒体和溶酶体等细胞器,分别行使特异的功能。

真核生物包括我们熟悉的动植物以及微小的原生动物、单细胞海藻、真菌、苔藓等。真核细胞具有一个或多个由双膜包裹的细胞核,遗传物质包含于核中,并以染色体的形式存在。染色体由少量的组蛋白及某些富含精氨酸和赖氨酸的碱性蛋白质构成。真核生物进行有性繁殖,并进行有丝分裂。

原核细胞

原核细胞(Prokaryotic cell)没有核膜,遗传物质集中在一个没有明确界限的低电子密度区,称为拟核(nucleoid)。DNA为裸露的环状分子,通常没有结合蛋白,环的直径约为2.5nm,周长约几十纳米。大多数原核生物没有恒定的内膜系统,核糖体为70S型,原核细胞构成的生物称为原核生物,均为单细胞生物。

组成原核生物的细胞。这类细胞主要特征是没有明显可见的细胞核,同时也没有核膜和核仁,只有拟核,进化地位较低。

原核细胞 Procaryotic/Prokaryotic cell 指没有核膜且不进行有丝分裂、减数分裂、无丝分裂的细胞。这种细胞不发生原生质流动,观察不到变形虫样运动。鞭毛(Flagellum)呈单一的结构。光合作用、氧化磷酸化在细胞膜进行,没有叶绿体(Chloroplast)、线粒体(Mitochondrion)等细胞器(Organelles)的分化,只有核糖体。由这种细胞构成的生物,称为原核生物,它包括所有的细菌和蓝藻类。即构成细菌和蓝藻等低等生物体的细胞。它没有真正的细胞核(Nucleus),只有原核或拟核,所含的一个基因带(或染色体),是环状双股单一顺序的脱氧核糖核酸分子(Circular DNA),没有组蛋白(Histone)与之结合无核仁(Nucleolus),缺乏核膜(Nuclear envelope)。外层原生质中有70 S核糖体与中间体,缺乏高尔基体(Golgi)、内质网(E.R.)、线粒体和中心体(Centrosomes)等。转录和转译(Transcription and translation)同时进行,四周质膜内含有呼吸酶。无有丝分裂(Mitosis)和减数分裂(Meiosis),脱氧核糖核酸(DNA)复制后,细胞随即分裂为二。

古核细胞