从微观角度讲，我们所有人都是由细胞构成的。看一眼镜子中的你，你看到的是被划分成约200种不同类型的10万亿颗细胞。我们的肌肉是由肌肉细胞构成，我们的肝是由肝细胞构成，甚至连牙齿的珐琅质和眼睛的瞳孔也是由特定类型的细胞构成。
如果要了解自己的身体机能是如何运转的，就需要了解细胞。
人的生老病死都是从细胞的变化开始的。生命的初始，是受精卵细胞的分化；生命的盛开是细胞机能的成熟，衰老是自细胞的老化；死亡源于细胞的破坏。如果把生命比作大厦，那么细胞就是一块块不起眼的砖块。如果要了解诸如生物技术和基因工程等新的知识领域，同样需要了解细胞。
第一节生物体的最小单位——细胞
生物体都是由细胞构成，细胞是生命的基本单位。细胞有大有小，大的如鸟蛋，有10厘米长；小的如支原体，直径只有千万分之一毫米，用电子显微镜才能看见。
人的皮肤、五官、五脏六腑全都是由细胞构成的，人的思想也是脑细胞功能的产物。通常细胞是由膜包围着含有细胞核(或拟核)的原生质所组成，是生物体的结构和功能的基本单位，也是生命活动的基本单位。细胞能够通过分裂而增殖，是生物体个体发育和系统发育的基础。
细胞或是独立地作为生命单位，或是多个细胞组成细胞群体、组织、器官，进而各部分相互作用、相互配合，具有一定的结构及功能，形成系统和个体（动物，主要为人体）；细胞还能够进行分裂和繁殖。细胞是遗传的基本单位，并具有遗传的全能性（但在基因的表达上具有选择性）。
第二节你从哪里来——细胞的发现
细胞的发现得益于光学显微镜的研制和发展。第一台显微镜是荷兰眼镜商詹森在1604年发明的。
1665年，英国物理学家罗伯特·虎克设计制造了一台结构复杂的显微镜，并用它来观察各种物体。他把一块软木的薄片做成切片，放在显微镜下观察，看到这块软木片是由很多小室构成，各个小室之间有壁隔开，形状很像蜂房。他把这样的小室结构称为“细胞”，从而使他成为第一个发现和提出“细胞”的人。
其实，罗伯特·虎克观察的是死亡细胞的细胞壁，没有原生质，并非是真正的细胞。
当时人们都把细胞壁看成是细胞的主要成分。1671年，英国人格留比虎克更精确地观察了植物体的构造。他指出植物体的构造与纺织品一样，由经线和纬线交织在一起成花纹状。他把构成花纹的这一个个的小格子叫小囊。意大利人马尔比基也用显微镜观察了植物切片，认为植物体是由排列很紧密的小囊所组成的。他们的观察都发现植物的幼嫩部分是液状的、被薄壁包围着的细胞，细胞里充满了黏稠的物质。
1840年，捷克生理学家浦金野通过观察动物的胚物质，在动物细胞内发现有一种能够生长的物质。他将这种物质称为原生质。到了1846年，摩尔在植物细胞里发现黏液状、含有颗粒的物质。他也把这种物质命名为原生质，原生质的概念就从此确定下来。这样，人们对细胞的研究逐步由对细胞壁的观察转向对细胞内部结构的研究。
1856年，雷第提出了细胞的定义，他说细胞是含有一个细胞核的原生质小块。其定义的实质是：细胞必须有原生质；细胞里必须有细胞核。这也是目前细胞学最基本的定义之一。
1868年，英国着名博物学家、达尔文进化论的坚定支持者赫胥黎提出原生质是生命的物质基础。1879年，德国施特拉斯布格认为，原生质是指动植物细胞内整个的黏稠的有颗粒的胶体物质，包括细胞质和核质。他把细胞中细胞核以外的物质命名为细胞质。1880年，德国汉斯坦将细胞质和核质合称为原生质体，并指出它的外面包着质膜。随着对细胞研究的深入和发展，人们用原生质来泛指细胞内的全部生命物质，包括细胞膜、细胞质和细胞核，并逐渐揭示出它的主要成分是核酸和蛋白质。
细胞的特殊性决定了个体的特殊性。因此，对细胞不断地深入研究是人类逐渐了解自然界中一切生命奥秘和征服很多疾病的关键，这就形成了细胞生物学。这门学科是生命科学的四大基础学科之一。
自从罗伯特·虎克发现细胞开始，人类就开始了对细胞的研究。
经过将近四个世纪的发展，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，人们逐渐意识到不同的生物都是由形形色色的细胞构成的。
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。这一阶段离不开先进显微技术的帮助。
在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，使人们认识了细胞在生命活动中的重要作用。1893年Hertwig的专着《细胞与组织》出版，标志着细胞科学的诞生。
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。罗伯特斯等人1924出版的《普通细胞学》1965年第四版的时候定名为细胞生物学，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现在。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在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、细胞分化和凋亡是需要研究的热点科学。
第三节微观漫游——细胞的剖析
你想知道细胞的内部结构吗？你想了解细胞内的各个细胞器分别执行什么功能吗？下面就让我们一起带上显微镜，一同进入细胞内部去看个究竟。
通过在光学显微镜下观察植物细胞，我们可以知道植物细胞的结构一般分为细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核四个部分。
1．透明外墙——细胞壁
如果我们在显微镜下观察植物细胞，最醒目的就是一个个小房间一样的细胞。这些小房间的墙壁就是细胞壁。
细胞壁是植物细胞的最外层。植物细胞壁是一层透明的薄壁，它主要是由纤维素组成的，孔隙较大，物质分子可以自由透过。细胞壁坚韧而富有弹性，对细胞起着支持和保护的作用，常使植物细胞保持盒状外形，并与植物细胞的吸收、蒸腾和物质的运输有关。动物细胞没有细胞壁。
2．细胞卫士——细胞膜
细胞壁的内侧紧贴着一层极薄的膜，叫做细胞膜。当我们穿过苹果细胞的细胞壁后，我们马上就会遇上一层由蛋白质分子和脂类分子组成的薄膜——细胞膜。因此，它除了起着保护细胞内部的作用以外，同时还具有物质进出细胞的作用，即选择透过性：这样可以让细胞需要的物质进入，不让有用物质任意地渗出细胞；同时还注意防范，不让有害的物质轻易地进入细胞。
我们借助电子显微镜观察，可以知道细胞膜主要有两大类构成，既蛋白质分子和脂类分子。此外，在细胞膜的中间还有磷脂双分子层，这是细胞膜的基本骨架。在磷脂双分子层的外侧和内侧，还有许多球形的蛋白质分子，它们以不同深度镶嵌在磷脂分子层中，或者覆盖在磷脂分子层的表面。而这些磷脂分子和蛋白质分子基本上是可以自由流动的。所以我们可以说，细胞膜是具有一定的流动性的。
细胞膜的这种结构特点，对于它完成各种分化功能是非常重要的。
3．包罗万象——细胞质
细胞膜包着的黏稠透明的物质，叫做细胞质。当我们穿过细胞膜后，发现这是一个非常黏稠透明的物质环境，这里的液经常处于流动的状态。
细胞质不是凝固静止的，而是缓缓地运动着的。在只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。但细胞质运动是一种消耗能量的生命现象，所以当细胞的生命活动越旺盛，细胞质流动就越快，反之则越慢。细胞死亡后，细胞质的流动也就停止了。
当我们观察细胞质的时候总会看到一些带折光性的小颗粒。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，因此我们称之为细胞器。细胞器是细胞质中具有一定结构和功能的微结构，在生理活动中起到重要的作用。
根据细胞器的不同结构和功能分为：线粒体；叶绿体；内质网；高尔基体；核糖体；溶酶体；液泡；中心体。
下面我们就分别介绍一下这几种细胞器。
（1）叶绿体
在我们生活的环境中，绿地是最活泼、最养眼的景观。
唐人有诗：“绿树村边合，青山郭外斜。”在郁郁葱葱的大自然中，游人的身心能得到最舒适的放松。那么为什么大部分植物的叶子是绿色的，而不是其他颜色呢？
植物的绿色来自一种小颗粒。在绿色植物的叶肉细胞中，其实都能看到这样的许多绿色的颗粒。这就是一种细胞器，叫做叶绿体。绿色植物的光合作用就是在叶绿体中进行的。叶绿体只存在于植物细胞和某些也需要进行光合作用的生物的细胞中，但绝对不存在于动物细胞中。
叶绿体里面主要含有叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素，其中叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素。胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素。叶绿色呈绿色，类胡萝卜呈橙黄色。通常叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3：1，叶绿素的含量较类胡萝卜素多，所以叶绿体常呈绿色。植物细胞常呈现绿色，也正是因为含有大量的叶绿体的缘故。植物细胞可以进行神奇的光合作用，也可归功于它独特的细胞器——叶绿体。
那么你知道为什么秋天树叶会变黄吗？为什么枫树的叶子会变红呢？
这同样是由叶绿素和胡萝卜素决定的。
到秋天以后，温度会降低，叶绿素被破坏，而植物体内其余的色素不会被破坏。
树叶变黄色是因为植物体内有叶黄素和胡萝卜素，树叶变红色是因为植物体内有花青素。
（2）线粒体
是细胞进行有氧呼吸的主要场所，又称“动力车间”。
细胞生命活动所需的能量，大约95%来自线粒体。
在线粒体上，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。所以有人称线粒体为细胞的“发电站”或“动力工厂”。就像人每天都需要喝水吃东西，有能量供给然后才可以保持活力一样，细胞也必须时刻有能量的供给才会有活性。
线粒体就是细胞中制造能量的器官。
线粒体的结构相当复杂，它是内外两层膜包裹的囊状细胞器。在大多数细胞中，线粒体是均匀地分布在整个细胞质中的。但也有例外，在有些细胞中，线粒体分布不均一，常常喜欢聚集在细胞质的边缘。
在一个细胞的细胞质中，含有线粒体的数目可以从十几个到数百个不等。不过线粒体总是集中在代谢活跃的区域，因为这些区域需要较多的能量，如肌细胞的肌纤维中有很多线粒体。同时，越活跃的细胞含有的线粒体数目也越多。比如，时刻跳动的心脏细胞和经常思考问题的大脑细胞含有线粒体数目较多；皮肤细胞含有线粒体的数目比较少。
有科学家发现农民皮肤细胞的线粒体因常年在室外劳动受到损伤的程度远远高于其他室内职业者。线粒体如果受到了损伤，细胞就会因能量缺乏而死亡。细胞也可以进行呼吸作用，吸收营养气体并排除体内的废气。
这大都归功于细胞中所含有的细胞器——线粒体。
液泡：在细胞质中，往往能看到一个或几个其中充满着液体的圆囊，这就是液泡，其中充满的液体叫做细胞液。幼小的植物细胞，具有许多小而分散的液泡，在电子显微镜下可以看到。不过随着细胞的生长，液泡也长大，而且会互相合并。在成熟的植物细胞里面，常常有一个中央大液泡。它就是一些液泡合并在一起形成的，它的体积可以占去整个细胞的一大半。
大部分的动物细胞中都是没有液泡的，不过，极少数的动物细胞里含有。这些动物细胞里面的液泡往往也是被用来储存食物、水，以及参与一些代谢活动等。
液泡内有细胞液，里面常含有水分、无机盐、葡萄糖等成分。当我们吃苹果时流出的液体就是细胞液。
苹果细胞的细胞液中含有丰富的糖分及营养物质，所以成熟的苹果总是那么香甜可口。
大多液泡是由细胞液中的色素所产生，常见的是花青素。花瓣、果实和叶片上的一些红色或蓝色，常常是花青素所显示的颜色。花青素的颜色随着细胞液的酸碱性不同而不同，细胞液酸性时为红色，碱性时为蓝色。液泡中还常含有晶体，它是细胞液中含有盐类所致，常见的是草酸钙结晶。晶体的形状有三种，是单晶体、复晶体和针晶体。液泡内的细胞液其中含有糖类、无机盐、色素、蛋白质等物质，可以达到很高的浓度。因此它对细胞内的环境起着调节作用，可以使细胞保持一定的渗透压和膨胀状态。
（3）内质网
1945年，科学家在观察培养的小鼠成纤维细胞时，发现细胞质内部有一些结构像网一样，故给他起名为内质网。
