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细胞的基本特征
在自然界中，生活在地球上的一切生物均由细胞构成。
这里所说的“一切生物”
不包括病毒，因为它们必须利用所感染的细胞进行物质合成，否则将无法实现自我复制。
现在研究人员可以从溶液中制造出纯化的病毒晶体，这也体现了病毒的非生命本质特征。
作为生命的基本单位，细胞必须满足以下三个条件：（1）细胞必须是一个独立的实体，并具有表面的膜结构；（2）细胞可通过与周围环境相互作用，以某种方式获取能量，维持自身活动并实现生长；（3）细胞可进行自我复制。
这些要求对所有生物都是一样的，无论是最小的细菌，还是组成人体的200种不同类型的细胞中的任何一种。
许多生命体以单细胞形态存在，而人类体内存在着大约100万亿个细胞。
我们可以把这个数字与今天地球上的总人口数（60亿～80亿），甚至与古往今来在地球上生活过的人类总数（1060亿）进行比较。
用时间进行类比，或许能帮助我们理解这一巨大的数字：1万亿秒，相当于大约3万年前，彼时尼安德特人还在欧洲大陆四处游**。
细胞可以作为一个独立个体发挥其自身功能，也可以作为一个大型细胞群中的极小一部分，通过共同协作创造出一个如你我一般的完整个体。
在多细胞生命体中，细胞群可形成组织，组织则进一步形成器官。
多细胞生命体需要具有复杂内部结构的细胞（我们将在第2章中讨论），而细菌等单细胞生物则仅需要相对简单的细胞结构（这种结构就像一个包膜袋子，里面装着维持生命所必需的化学物质）。
在大约40亿年前生命刚开始出现的时候，始祖细胞就像今天的细菌一般。
但值得注意的是，简单并不一定意味着原始或者不成功，毕竟细菌是自然界中数量最多、分布最广的细胞。
此外，细菌家族中还有一支被称为古细菌（Archaea）的旁系，它们甚至可以在地球最极端的环境中繁衍。
在那样的环境中，除了古细菌外再没有任何其他生物可以生存。
在适宜的条件下，一些细菌每20分钟便可以繁殖一次，这意味着它们可以在11小时内产生50亿个个体——与世界总人口数相当[2]。
对人类而言，我们自身也是细菌的繁殖地。
人类所容纳的“细菌客人”
（主要位于肠道，重约1千克）数量是我们身体实际细胞数量的10倍之多。
细胞膜与细胞壁
作为生命的基本单位，每一个细胞都必须是一个独立的实体，因此需要存在边界——细胞膜。
在所有生命体中，细胞膜均具有共同的结构，即由两层脂类分子（脂质）及平铺或镶嵌其中的蛋白质所构成。
其中，这些蛋白质控制着细胞与周围环境之间的分子交换活动。
动物细胞常常通过相互结合形成组织（如皮肤）。
组织中有大量不同类型的细胞，它们的细胞膜彼此接触，并在特定的附着位点上相结合，通过其他膜区域的修饰作用实现相邻细胞间的通信。
单细胞生物（如细菌）通常在膜外有一层额外的细胞壁。
细胞壁可通过黏性物质将细菌“粘”
到其他细胞或某些物体的表面（如牙齿）。
植物细胞也有一层硬质的细胞壁，由长长的纤维素分子“编织”
而成。
这是植物细胞与动物细胞在结构上的主要差异，也在很大程度上使得动物可移动，而植物通常无法移动。
植物的细胞壁提供了强大的力学框架，可以防止病原体入侵与脱水的发生。
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