引言
掌握细胞的基本结构、细胞膜的结构。
熟悉细胞器的种类、结构和功能。
了解细胞周期和细胞分裂。
细胞（cell）是组成机体形态结构和功能的基本单位，也是机体生理功能和一切生命现象的基础。
人体细胞大小不等，形态各异，功能亦不同。大多数细胞的直径只有几个。
细胞的种类微米（μm），用光学显微镜才能看到；最大的人卵细胞直径达100～140μm，肉眼勉强可见。细胞的形态与其生理功能、所处部位密切相关，例如红细胞为两面凹的圆盘状；有收缩功能的肌细胞，呈细长的纤维状；接受刺激、传导神经冲动的神经细胞，有许多突起等。
在种系发生和个体发育过程中，细胞最初的形态结构和功能彼此相似，以后为适应各种功能的需要逐渐有了各自的特性和分工。如受精卵是一个单细胞，随着细胞的分裂、分化形成许多具有不同形态结构和功能的细胞，这种变化过程称为细胞分化。
一、细胞的结构
在光镜下，每个细胞都可分为细胞膜、细胞质和细胞核三部分。在电镜下，可以更清晰地观察这三部分，并且还可看到其中许多更微细的有形结构——细胞器。
（一）细胞膜
细胞膜（cell membrane）是指包绕在细胞外表面的一层薄膜，也称质膜（plasma membrane），厚约7～10nm，光镜下不易分辨。除质膜外，细胞内也有丰富的膜结构，与质膜的结构基本相同。一般将细胞的这些膜相结构统称为生物膜（biological membrane）。
1.细胞膜的分子结构
细胞膜主要由蛋白质、类脂和糖类组成。细胞膜的分子结构，目前公认的是液态镶嵌模型（fluid mosaic model）。该模型的基本内容是：膜的分子结构以液态的类脂双分子层为基架，其中镶嵌着各种不同生理功能的球状蛋白质。
（1）膜类脂双分子层类脂分子以磷脂为主，为极性分子，呈长杆状，一端为头部，另一端为尾部，头部亲水称亲水端，尾部疏水称疏水端。亲水端朝向细胞膜的内、外表面，疏水端向着膜的中心，形成特有的类脂双分子层结构形式，这是膜的分子结构基础。膜类脂双分子层具有液态的流动性。
（2）膜蛋白质以不同镶嵌形式与双层类脂分子相结合。依据蛋白质分子分布的位置，将附于亲水端表面的膜蛋白称表在蛋白（extrinsic protein）或周围蛋白（peripheral protein）；将嵌入膜内及跨越膜的蛋白称内在蛋白（intrinsic protein）或嵌入蛋白（mosaic protein）。嵌入蛋白具有多种功能，例如不少嵌入蛋白是某些激素或药物的受体，当这些激素或药物作用到该受体时，则激活了酪氨酸激酶，从而激活细胞内部的代谢。
（3）糖类分布于细胞膜的外表面，与类脂及膜蛋白结合成糖脂和糖蛋白，其糖链部分常突出于细胞膜外表面，形成细胞衣（cell coat）。几乎所有细胞的游离面都有这种结构，某些上皮细胞的游离面则发育得更好（如小肠）。这种结构具有阴性电荷，故能有选择地结合细胞表面的一些物质，具有保护性屏障作用，同时与细胞识别、细胞分化等密切相关。
2.细胞膜的功能
细胞膜具有多种功能并且与膜的分子结构密切相关，如维持细胞的一定构形，构成细胞屏障，选择性地进行物质交换，参与细胞识别、细胞粘连、细胞分化等。
（二）细胞质
细胞质（cytoplasm）又称胞浆，包括基质、细胞器和包含物三部分。
1.基质
是无定形的胶状物质。
2.细胞器
细胞器（organelle）是指存在于细胞质内的具有一定形态结构、执行一定生理功能的有形成分。在光镜下可见线粒体、中心体、高尔基复合体等结构。在电镜下除上述细胞器外，还可见核糖体、溶酶体、内质网、微丝、微管等。近年来，细胞器的概念已扩大，把细胞核、核仁、染色体等也视为细胞器。
（1）核糖体核糖体（ribosome）又称核蛋白体。呈颗粒状，由大、小两个亚单位组成，化学成分为核糖体核糖核酸（r RNA）和蛋白质。核糖体是细胞内合成蛋白质的基地，在合成蛋白质旺盛的细胞中，大多数核糖体成簇存在，10～20个附着在一条长的m RNA分子上，形成多聚核糖体。附着于粗面内质网上的核糖体（附着核糖体）主要合成“外销型”输出蛋白质，通过胞吐作用，向细胞外输出。因此在某些合成大量蛋白质分泌物的细胞（如浆细胞），其附着核糖体比较丰富。细胞内游离的核糖体主要合成“内销型”结构蛋白质，供细胞本身利用。
（2）内质网内质网（endoplasmic reticulum，ER）是细胞质内的膜性小管系统，根据其表面有无核糖体附着而分为滑面内质网和粗面内质网。
滑面内质网表面光滑，无核糖体附着。大多呈分支小管、泡状，少数呈扁平囊状或板层状，有时可见滑面内质网与粗面内质网相连。滑面内质网是一种多功能的细胞器，且不同细胞具有不同的功能，如肝细胞中的滑面内质网与合成胆汁、解毒、类固醇激素灭活及脂类代谢有关；在骨骼肌细胞中的滑面内质网有贮存和释放钙离子的能力，以控制肌肉的收缩和松弛。
粗面内质网的表面附有大量核糖体，多数呈扁平囊状，少数为球形或管泡状囊。核糖体合成新的蛋白质，聚集于内质网囊腔中，并逐渐转移到高尔基复合体进行浓缩包装，以便分泌到细胞外。
（3）线粒体线粒体（mitochondria）普遍存在于各种细胞中，线粒体的数量与分布同细胞的种类及功能有关，代谢旺盛、耗能多的细胞线粒体多，反之线粒体少。线粒体在光镜下呈线状或颗粒状，在电镜下多呈卵圆形，由内、外两层生物膜构成。外膜平滑，内膜向内伸出一些板状或管状的皱褶，称为嵴（crista）。内、外膜之间的间隙称外腔，内膜内侧的间隙称内腔，内、外腔均充满线粒体基质。
线粒体是细胞生物氧化功能的主要场所，通过一系列氧化过程不断释放能量，能量储存于ATP中以备细胞的生理活动所用。在细胞生命活动中，95%的能量来自线粒体，故其被喻为细胞的“供能站”。
（4）高尔基复合体高尔基复合体（Golgi complex）几乎存在于所有的细胞之中，以腺细胞中最发达。在一般的组织学标本上看不到该细胞器，用银浸染的标本，可见高尔基复合体呈黑色的网状结构。电镜下，高尔基复合体是由扁平囊泡、小泡及大泡三部分构成。扁平囊泡是其基本成分，彼此平行排列，向一侧弯曲呈弓形，凸面朝向细胞核，称形成面或未成熟面。凹面朝向细胞表面，称分泌面或成熟面。其主要功能是参与细胞的分泌活动。
（5）溶酶体溶酶体（lysosome）是由一个单位膜围成的球状体，直径0.25～0.8μm，主要化学成分为脂类和蛋白质。溶酶体内富含水解酶，由于这些酶的最适pH值为酸性，因而称为酸性水解酶。其中酸性磷酸酶为溶酶体的标志酶。对外源性有害物质及内源性衰老受损的细胞器等具有消化作用，故喻为“细胞内消化器”。由于溶酶体外面有膜包着，使其中的消化酶被封闭起来，不致损害细胞的其他部分，但膜一旦破裂，将导致细胞自溶而死亡。溶酶体一般分为初级溶酶体、次级溶酶体和残余体。
初级溶酶体是由高尔基复合体的边缘膨大而脱出的泡状结构，其中含有多种水解酶。初级溶酶体的各种酶还没有开始消化作用，处于潜伏状态。
次级溶酶体是吞噬泡和初级溶酶体融合的产物，是正在进行或已经进行消化作用的液泡。在次级溶酶体中把吞噬泡中的物质消化后剩余物质排出细胞外。根据其融合物质来源不同而分为异溶酶体和自溶酶体，前者融合外源性物质，后者融合内源性物质。次级溶酶体内的底物被消化分解后，其中部分产物（如氨基酸、单糖、脂肪酸等）可扩散入细胞基质内被重新利用。
残余体又称终末溶酶体，次级溶酶体对被消化的底物进行消化分解后，一些不能消化的底物残渣常存留在溶酶体内，该溶酶体称残余体。有的残余体可以胞吐方式将残余物排出，有的残余体则积累在细胞内（如脂褐素颗粒）。
溶酶体的功能：①参与细胞内的正常消化作用。大分子物质经内吞作用进入细胞后，通过溶酶体消化，分解为小分子物质扩散到细胞质中，对细胞起营养作用。②自体吞噬作用。溶酶体可以消化细胞内衰老的细胞器，其降解的产物重新被细胞利用。③自溶作用。在一定条件下，溶酶体膜破裂，其内的水解酶释放到细胞质中，使整个细胞被酶水解、消化，甚至死亡，发生细胞自溶。
（6）微体微体（microbody）又称过氧化物酶体，是由膜包裹的卵圆形或圆形小体，直径约0.5μm。其内主要含有过氧化物酶、过氧化氢酶和氧化酶等，过氧化氢酶能催化过氧化氢生成氧和水，起保护细胞的作用。
（7）细胞骨架细胞骨架（cytoskeleton）是指细胞内的结构网架，由一些细丝成分组成，包括微管、微丝、中间丝和微梁网格。
微管（microtubule）是一种不分支的粗细均匀，形态笔直或略弯曲的中空小管。微管的化学成分主要是微管蛋白。微管除参与构成细胞支架外，还与细胞内的物质运输、细胞分裂、细胞运动等功能有关。
微丝（microfilament）是存在于细胞质中的一种实心细丝状结构，直径5～6nm。微丝的主要化学成分为肌动蛋白和肌球蛋白，这两种蛋白几乎所有细胞都存在，肌细胞外两种蛋白大量存在，肌动蛋白含量丰富，集中于细胞的周边部，在质膜下形成肌动蛋白微丝网，肌球蛋白在非肌细胞中含量甚微。微丝除参与肌细胞收缩、对细胞起支持作用外，还与细胞的吞噬、细胞伪足伸缩、细胞质分裂、微绒毛收缩、分泌颗粒排出及细胞器移动等有关。
中间丝（intermediate filament）是实心细丝，长短不一，直径约8～10nm，介于微丝和微管之间，存在于大多数细胞内。
微梁网格（microtrabecular lattice）是细胞基质内比微丝更细的细密三维网格，直径约3～4nm，形成固体相，其他成分和细胞器都位于其网格中。
（8）中心体中心体（centrosome）呈球形，在光镜下由中心球和中心粒构成。中心球属细胞基质。中心粒（centriole）在光镜下为1～2个小颗粒状结构，电镜下为2个相互垂直的短筒状小体，其壁由9组微管环列而成，每组微管又包括3个微管。中心粒在细胞分裂时与纺锤体的形成及染色体的移动有关。
3.包含物
包含物（inclusion）不是细胞器，它是一些代谢产物或细胞贮存的物质（如糖原、脂滴、色素颗粒等）。
（三）细胞核
细胞核（nucleus）是细胞最重要的结构，其内含有遗传信息（DNA），是细胞代谢、分化、增殖等活动的调控中心。一个细胞通常只有一个核，也有两个或多个的，成熟的红细胞无核。细胞核的形状常和细胞的形态相适应，如柱状细胞的核多呈椭圆形，立方形细胞的核一般为球形。其结构包括核膜、染色质、核仁与核基质四部分。
1.核膜
核膜（nuclear membrane）包裹在核表面，由基本平行的内、外两层膜构成，两层膜之间有一窄的腔隙称核周隙。核膜外附有核糖体，结构与粗面内质网相似。核膜上有小孔，直径约30～100nm，称核孔，是细胞核与细胞质之间进行物质交换的通道，内、外两层膜在核孔处彼此相连。核膜包围染色质及核仁，维持核内稳定的微环境，有利于细胞核完成各种生理活动。
2.染色质
染色质（chromatin）是遗传物质的载体。在HE染色的切片上，染色质有的部分着色浅淡，称为常染色质（eu chromatin），有的部分呈强嗜碱性，称异染色质（hetero chromatin）。染色质的主要化学成分是DNA和蛋白质，二者组成颗粒状的结构称核小体，是染色质的基本结构单位。染色质的DNA在分裂期高度螺旋卷曲成形，叫染色体。染色体的数目恒定，人类细胞核中的染色体有46条。
3.核仁
核仁（nucleolus）是核内圆形小体，无膜包被。电镜下，核仁呈一团海绵状结构，一个细胞核中一般有1～2个核仁，其化学成分主要是RNA和蛋白质。核仁的功能是加工和部分装配核糖体亚单位。
4.核基质
核基质（nuclear matrix）指细胞核内除染色质和核仁之外的成分，包括核液和核骨架两部分。核液含水、离子等成分；核骨架是由多种蛋白质形成的三维纤维网架，对核的结构具有支持作用。
二、细胞周期与细胞分裂
（一）细胞周期
细胞周期（cell cycle）是指细胞从前一次分裂结束起到下一次分裂结束为止的活动过程，可分为分裂间期和分裂期。
分裂间期是以细胞内DNA的合成为中心，又可分为3个阶段：
1.DNA合成前期（G1期）
细胞内合成RNA和蛋白质，细胞体积不断增大，为下阶段S期DNA的复制做好物质和能量的准备。
2.DNA合成期（S期）
细胞核进行DNA复制，使DNA含量增加一倍。
3.DNA合成后期（G2期）
主要为分裂期作准备，细胞内DNA合成已终止，但仍有少量RNA和蛋白质合成，构成纺锤体的微管蛋白也在此期合成。
分裂期是以染色体的形态变化过程为主要依据，也可再分为前、中、后、末4个时期。
细胞周期与机体发生、发育、生理性再生、创伤修复及肿瘤生长等都有密切关系。了解细胞周期变化，可以更合理地制订治疗方案，提高治疗效果。
（二）细胞分裂
细胞分裂（cell division）是细胞增殖的主要方式，一个细胞分裂后形成两个子细胞。细胞分裂有有丝分裂和减数分裂2种方式。
有丝分裂（mitosis）是体细胞增殖的主要方式，分裂的结果是遗传物质平均分配到子细胞中，使子细胞与亲代细胞具有相同的遗传物质，保持了遗传的稳定性。根据分裂时的形态特征，有丝分裂可分为前期、中期、后期和末期。
1.前期
核内染色质螺旋折叠，变粗变短，形成一定数目和一定形态的染色体。中心粒复制并向细胞两极移动，同时中心粒发出纺锤体的微管，核膜、核仁逐渐消失。
2.中期
染色体移到细胞中央，排列在赤道板上，每条染色体纵裂为两条染色单体，但在着丝点处仍相连。两个中心粒分别移到细胞两极，微管束与染色体的着丝点相连，构成纺锤体。
3.后期
由于纺锤体微管的收缩，两条染色单体分离并移向细胞两极，全部染色体分成数目相等的两组染色体，分别聚集于两极。与此同时，细胞拉长，细胞中部凹陷、缩窄。
4.末期
细胞两端的染色体解除螺旋化，又逐渐形成染色质。核膜、核仁重新出现，各自形成一个新的细胞核。细胞中部继续缩窄，完全分裂为两个子细胞。
减数分裂（reduction division）是生殖细胞成熟时的一种特殊方式的细胞分裂，子细胞得到了亲代细胞一半数目的遗传物质。
三、细胞衰老
细胞衰老（cell senescence）也称细胞老化，一般指细胞在形态与生化成分上的改变，进而发生生理功能障碍的现象。体外培养的正常人胚胎成纤维细胞传代40～60次即死亡，死亡前的培养细胞出现一系列衰老性变化，诸如细胞水分减少、细胞膜流动性降低、核固缩、常染色体减少、衰变性色素积累等。
