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细胞生物学
概述
所有生物都是由细胞构成。细胞是由膜包裹的微小单位，膜内充满了高浓度的化合物水溶液。细胞通过生长和分裂具有非凡的自我复制能力。细胞是生命的基本单位，所以我们必须通过细胞生物学来寻找这一问题的答案：生命是什么及生命的运行机制是什么。
现代细胞生物学一统3支，把3个截然不同的分支学科整合为一体。按历史顺序，这些学科中首先出现的是细胞学。它主要研究细胞结构，最初的发展主要依赖于光学显微镜的推动。电子显微镜及一些与之相关的光学技术的出现进一步促进了细胞学的活力和对细胞学的认识。
第2支学科代表了生物化学为我们了解细胞功能所作的贡献。在这个领域，诸如超速离心法、色谱法以及用于分离细胞成分与分子电泳等技术的发展尤为重要。在酶催化反应和代谢途径的研究中，使用放射性标记物是生物化学促进我们了解细胞功能机制方面所作的另一个重大贡献。
细胞生物学的第3支学科是遗传学。遗传学中，一个尤其重要、划时代的事件是人们证实DNA（脱氧核糖核酸）在大多数生命形式中是遗传信息的载体。DNA确定了各种蛋白质亚单位的序列，从而确定蛋白质的特性。而蛋白质决定了细胞的大多数功能特点和结构特点。遗传学最新的成就包括哺乳动物整个基因组的测序。
真核细胞和原核细胞
不是所有的细胞都是相同的，尤其是所有的真核生物（原生生物、植物、真菌和动物）与两大原核生物群体（真细菌和古细菌）在许多方面有重要的不同点。真核细胞有两大特征使之有别于原核细胞：所有的真核细胞都有被包裹隔离的细胞质（由包括细胞核在内的细胞器构成）和细胞骨架。
真核细胞被包裹，彼此隔离。所有真核细胞外面由原生质膜包围，并由其他一些细胞内膜把真核细胞分隔成多个腔室，每个腔室具有独特的结构、生化组成和功能。核膜把细胞分割成两个主要的腔室：核质和细胞质。在真核细胞中染色体位于细胞核内，携带细胞的基因及表达这些基因的器件，而在原核细胞中它们位于细胞质内。大多数真核细胞有内质网（蛋白质和磷脂合成的场所）、高尔基器（一种细胞器，对膜蛋白、溶酶体蛋白和分泌蛋白进行糖化）、溶酶体（含有消化酶的腔室）、过氧化物酶体（容纳参与氧化反应的酶）和线粒体[把营养物质中储存于化学键的能量转化为三磷酸腺苷（ATP）的结构]。
这些腔室结构让真核细胞具有许多优势。这些膜构成屏障，使每一种细胞器都能维持不同的离子内环境和酶内环境。
真核细胞还具有细胞骨架。肌动蛋白丝、微管和中间丝，这3种蛋白聚合物形成具有黏性和弹性的细胞基质，给细胞提供机械支持。
真核细胞的组织及功能
细胞核
细胞核中的遗传信息存储在染色体上，即超长的DNA分子。出人意料的是，基因只占人体DNA中30亿核苷酸对的一小部分（5%），而线虫的基因占体内9700万核苷酸对的50%以上。虽然被称为端粒的区域维持着染色体末端的稳定性，着丝粒确保了细胞分裂时子细胞染色体的特征，但是基因之外的大部分DNA没有已知的功能。DNA及其相关的蛋白质被称为染色质。在染色体与组蛋白和其他一些蛋白质相互作用下每条染色体致密折叠，使其在细胞核内有足够的存在空间。在有丝分裂过程中，染色体进一步凝集，形成单独的结构单元，这些结构单元可以通过光学显微镜观察到。
细胞周期
细胞的生长和分裂受综合分子网络的调控。这个分子网络包括蛋白激酶、特异性激酶抑制剂、转录因子和具有高度特异性的蛋白酶。当细胞内外的条件适宜细胞分裂时，一些关键蛋白质的稳定性发生变化，触发一系列事件，引起DNA复制和细胞分裂。(https://www.daowen.com)
核糖体和蛋白质的合成
核糖体使用信使RNA分子的核苷酸序列确定氨基酸的序列，从而催化蛋白质的合成。
内质网
内质网是一个连续的网络系统，由扁平膜囊和微管构成，专门负责蛋白质的加工和脂类的生物合成。
高尔基器
高尔基器加工分泌糖蛋白和膜糖蛋白的糖侧链并分拣蛋白，将其运输到细胞的其他部分。高尔基体由堆积在一起的扁平膜囊和一些相关的囊泡构成。
溶酶体
一层不透膜将溶酶体内的降解酶与其他细胞构成成分隔开。被称为内体和吞噬体的膜囊把摄入的微生物和一定要破坏的物质运送到溶酶体。
质膜
质膜是细胞与其环境之间的界面。由于它的脂质双层膜内侧为疏水性，离子和大多数水溶性分子不能透过质膜。因此，它们只能通过跨膜通道、载体和泵穿过质膜。这个过程给细胞提供养分、控制细胞内的离子浓度并建立跨膜电位。
线粒体
线粒体酶将大部分由营养物质分解所释放的能量转化为ATP的合成，而在大多数需要能量的反应中ATP是常见的能量形式，是“通用货币”。线粒体在细胞响应外界有害刺激时也起关键作用。在响应诸如用于癌症治疗的许多药物时，线粒体向细胞质释放多种酶和其他一些蛋白质，这种有毒“鸡尾酒”导致细胞死亡。这种细胞自杀形式称为细胞凋亡，其缺陷会导致自身免疫性疾病、癌症及一些神经退行性疾病。
过氧化物酶体
过氧化物酶体是有包膜的细胞器，含有参与氧化反应的酶。过氧化物酶体生物合成的遗传缺陷会导致多种形式的智力迟钝。
细胞骨架和运动器
3种蛋白聚合物（微丝、中间丝和微管）构成一个胞质网络，维持细胞的形状，而每种聚合物具有独特的性能和动力系统。肌动蛋白丝和微管也为ATP驱动的运动蛋白提供运动路径，运动蛋白则产生细胞的大部分运动，包括细胞移动、肌肉收缩，细胞器在胞质中的运输、有丝分裂及纤毛和鞭毛的摆动。