细胞:生命的基本单位

基础

所有生物都由细胞组成 — 一粒细胞可以是整个生物,很多粒细胞就组成大生物。

适合:中一科学 · 单元:观察生物 · 建议学习路径第 5/12 课

学完呢课,你会识:
  • 所有生物都由细胞组成
  • 观察细胞要用显微镜
  • 细胞 → 组织 → 器官 → 生物体
科学Science
读呢课前,你应该识: 生物的特征

§课文原文 Passage

1把一片洋葱表皮放到显微镜下,便能看见一个个像小房间的结构整齐排列,这就是细胞。无论是一棵大树、一只昆虫还是人类,身体都由细胞组成。细胞是生物体结构和功能的基本单位,所有生命活动都在细胞内或由细胞共同完成。

2细胞的发现要追溯到1665年。英国科学家虎克用自制的复式显微镜观察软木薄片,看见许多蜂窝状的小格子,便把它们命名为细胞。此后科学家陆续在动植物中发现类似结构,并提出细胞学说,指出所有生物都由细胞构成,细胞是生命的基础。

3细胞的体积一般只有零点零一至零点一毫米,肉眼无法看见,必须借助显微镜。人体约有数十万亿个细胞:皮肤细胞不断脱落更新,红血球负责运送氧气,肌肉细胞可以收缩产生运动。一颗鸡蛋其实是一个巨大的单细胞,是少数肉眼可见的例子。

4认识细胞让我们明白生长、伤口愈合和疾病从何而来。伤口愈合依靠细胞分裂补充新细胞,癌细胞则是不受控制地分裂的细胞。细胞学说把动物、植物和微生物的研究统一起来,是生物学的重要基石,也为日后学习细胞结构与功能打好基础。

1重点摘要 Summary

所有生物都由细胞组成 — 一粒细胞可以是整个生物,很多粒细胞就组成大生物。

2生字卡 Vocabulary

C
Cell细胞

生命的基本单位,体积极小。

M
Microscope显微镜

把微小物体放大成可观察影像的仪器。

U
Unicellular单细胞

整个生物体只由一个细胞组成,例如变形虫。

M
Multicellular多细胞

由许多细胞组成,例如人类和树木。

O
Organism生物体

能独立生活的生命个体,由一粒或许多细胞构成。

C
Cell theory细胞学说

所有生物由细胞组成;细胞是生命的基本单位;新细胞由原有细胞分裂而来。

S
Specialised cell专门细胞

形状和结构特别适合某种工作的细胞,例如红血球负责运送氧。

T
Tissue组织

由形状和功能相似的细胞组成的群体,再进一步组成器官。

3逐步讲解 Steps

  1. 细胞有多小?细胞一般直径只有零点零一至零点一毫米,远小于肉眼能分辨的限度,必须用显微镜放大几十至几百倍才看得见,所以观察细胞离不开显微镜。例如在实验室观察洋葱表皮,可以见到细胞整齐排列,形状就像一堵砖墙。明白细胞如此细小,也就理解为什么人类要到显微镜发明之后,才逐步认识这个微观世界。
  2. 一粒细胞也是完整生命变形虫和某些藻类是单细胞生物,一粒细胞就能完成营养、呼吸、排泄和繁殖等全部生命功能,独自在池塘或泥土中生活。常见的错误是以为它们不完整;其实一粒细胞已是一个完整的生物,能独立应付环境中的各种变化,只是身体结构简单,而且形状会随移动不断改变。
  3. 人体的细胞数目人体约有几十万亿粒细胞,它们并非杂乱堆积,而是有秩序地组织起来:形状相似的细胞组成组织,组织组成器官,器官再组成系统,最后构成完整的生物体。以人体为例,皮肤细胞不断脱落更新,伤口也依靠细胞分裂慢慢愈合,显示细胞层次的活动时刻支持著整个身体的运作。
  4. 细胞分工与专门化多细胞生物的细胞会专门化,各自发展出配合任务的形状和构造:红血球呈圆饼状,方便运送氧气;神经细胞有细长的突起,能快速传递讯息;肌肉细胞则负责收缩,带动身体活动。细胞按细胞、组织、器官的层次分工合作,令整个生物体的运作,比许多单细胞各自为政更有效率。
  5. 细胞学说1665 年,英国科学家虎克用自制显微镜观察软木薄片,看见一格一格的小室,首先把它们命名为细胞。后来的生物学家总结出细胞学说:所有生物都由细胞组成,细胞是生命的基本单位,新细胞由原有细胞分裂产生。这项学说把千姿百态的生物统一在同一个结构基础上,是生物学的重要基石。
  6. 量度与观察细胞以微米作量度单位,一微米等于千分之一毫米:人体红血球直径约 7 至 8 微米,一般动植物细胞多在 10 至 100 微米之间,掌握单位才能准确描述细胞的大小。使用显微镜时,先用低倍镜找到标本并对焦,再转用高倍镜放大细看;观察后要如实绘图,并标注各部分名称,这是科学记录的基本要求。

4图解 Diagrams

细胞Cell心肌细胞 heart cell组织Tissue心肌组织 muscle tissue器官Organ心脏 heart生物体Organism人 human由细到大 Smallest → largest · 细胞系生命嘅基本单位 Cells are the basic unit of life
图 1:由细胞到生物体
显微镜视野 · 约 ×100Microscope field of view洋葱表皮细胞Onion skin cells细胞核 Nucleus紫色圆点 purple dots细胞好细小 Cells are tiny — 肉眼睇唔到 invisible to the naked eye,要用显微镜 need a microscope
图 2:显微镜下的细胞
单细胞生物Unicellular organism一粒细胞做齐生命功能one cell does every life function多细胞生物:由细到大Multicellular organisation: small → large细胞Cell组织Tissue器官Organ生物体Organism相似细胞分工合作 · specialised cells cooperate例 Example:肌肉细胞 → 心肌组织 → 心脏 → 人功能相似嘅细胞先组织,组织再组成器官
图 3:单细胞与多细胞的组织层次

5例题示范 Example

例题:把「心脏、心肌细胞、人、心肌组织」由小到大排好。

  1. 最小:心肌细胞(Cell)
  2. 同类细胞集合:心肌组织(Tissue)
  3. 组织组成:心脏(Organ)
  4. 器官组成:人(Organism)
  5. 答案:由小到大依次是:心肌细胞 → 心肌组织 → 心脏 → 人。心肌细胞是最基本的结构和功能单位;形状相同的心肌细胞聚集构成心肌组织;多种组织组成能跳动的器官——心脏;最后由各器官、系统构成完整的人体。记住次序:细胞 → 组织 → 器官 → 生物体。

6常见错误 Mistakes

✗ 用肉眼直接找细胞。
✓ 细胞太细,一定要用显微镜。
✗ 以为单细胞生物「不完整」。
✓ 一粒细胞都已经做齐所有生命功能 — 他是完整的生物。
✗ 以为生物长大只是因为每粒细胞不断变大。
✓ 生长主要靠细胞分裂增加数目;细胞若只增大,物质进出便跟不上需求。
✗ 以为动物成年后,体内细胞便不再更新。
✓ 细胞终生都在运作:皮肤细胞不断脱落补充,伤口愈合也要靠细胞分裂。

75 题快测 Quick check

Q1观察细胞要用什么工具?

Q2变形虫由一粒细胞组成,叫什么?

Q3排次序:器官、细胞、生物体、组织。

Q4虎克在哪一年、观察什么标本时首先发现细胞?

Q5红血球和神经细胞的形状为什么不同?

8重点回顾 Recap

  • 所有生物都由细胞组成
  • 观察细胞要用显微镜
  • 细胞 → 组织 → 器官 → 生物体
  • 多细胞生物靠专门细胞分工合作
  • 1665 年虎克以显微镜观察软木,首先发现细胞

同级其他科

同一科其他级别