主題2:生物體的組成

單元壹:細胞的基本構造

一、 細胞的發現

三百多年前,英國科學家虎克(Hoooke),用自己製作的顯微鏡觀察軟木塞的薄片,發現軟木塞是由許多蜂窩狀且中空的小格子所組成的,後來虎克就稱這些小格子為細胞,這也是「細胞」一詞的由來。
後來許多科學家們陸續發現,動植物的組織切片中均可發現類似細胞的構造,經過多位科學家的重複實驗,於是便確立了「細胞學說」的看法,認為「生物是由細胞所構成的」以及「細胞是構成生物體的基本單位」。
    

二、 細胞的型態與功能
不管生物的大小如何,外型的特徵如何,均是由細胞所組成的生命個體。在這些不同的生物中,細胞的型態也具有不同的變化,細胞型態上的不同使得各細胞具有不同的功能。以下將介紹幾種人體內常見的細胞:

1.皮膜細胞:
細胞形狀扁平,具有保護內部構造的功能。

2.神經細胞:
細胞具有許多的突起,負責傳遞訊息給腦部或脊髓,以協調全身的反應。

3.肌肉細胞:

  細胞細長具有伸縮性,肌肉的伸縮有助於運動。

4.紅血球細胞:
血球細胞為雙凹圓盤狀,圓盤中可與氧氣結合,負責人體內氧氣的運送。

三、 動植物細胞的構造

細胞通常很小,要用顯微鏡才能觀察到。細胞的基本構造可分細胞膜、細胞質和細胞核三部份(請見下圖)。

細胞的構造
圖片來源:國立編譯館

細胞的基本構造介紹如下:

1.細胞膜:

位於細胞最外圍的膜狀構造,能分隔細胞內外,細胞膜上的孔隙及特殊通道能控制細胞內外物質的進出,形狀較小的物質(如:氧氣、二氧化碳等),可直接並自由地通過細胞膜來進出細胞。而形狀較大的物質(如:葡萄糖、胺基酸、脂肪酸等)或是較為特殊的物質(如:水、某些礦物質等),則必須藉由特殊通道的幫助,才能進出細胞。但是若物體過大(如:澱粉、蛋白質、脂肪等),則無法通過細胞膜,會被阻擋於細胞之外。

2.細胞核:

細胞中通常只有一個細胞核,細胞核內含有遺傳物質DNA,外有核膜包圍。細胞核中的DNA能控制細胞表現出各種生命現象,是細胞的生命中樞,若將細胞核去除,則細胞的代謝便逐漸衰退而死亡。

3.細胞質:

細胞質介於細胞膜和細胞核之間,有多種構造散布其間,稱為「胞器」,這些胞器都是由膜所包圍的,可進行不同的化學反應,來執行細胞的不同任務,維持細胞的運作。如:粒腺體、液胞和植物所特有的葉綠體。以下將針對這些胞器的功能進行介紹:

1)粒腺體:

細胞進行呼吸作用產生能量的場所,產生的能量將提供給細胞利用,以維持細胞的運作,有細胞的發電廠之稱。

2)液胞:

液胞內含有大量水分,可儲存細胞的養分與廢物。通常動物的液胞較小,而植物的液胞較大。

3)葉綠體:

在植物體內綠色的細胞中具有葉綠體的構造,內含葉綠素,能幫助植物吸收光能並與二氧化碳反應以進行光合作用,製造植物所需的葡萄糖養分,並同時釋放氧氣到大氣中。(光合作用的過程請見主題3:生物體的營養方式)葉綠體並不是所有植物細胞均具有,只存在於綠色植物細胞中。而所有生物中,除了植物外,藻類亦具有葉綠體,而藍綠菌具有葉綠素,均可進行光合作用。(詳細內容請見主題10:地球上的生物)

1. 細胞壁:
植物細胞的基本構造具有細胞壁,細胞壁由纖維素組成,位在細胞膜的外面,對植物細胞具有保護及支持的功能。而一般植物體能夠長得比動物高大的原因,即因為植物具有細胞壁的支撐力量所導致。
虎克所觀察到的軟木塞細胞為死亡的植物細胞,內部蜂窩狀的小格子即為細胞壁的構造。

2. 動植物細胞構造的比較:
動植物細胞的比較

 

 

 

創用CC標示:
CC