細胞:生命的基本單位
基礎所有生物都由細胞組成 — 一粒細胞可以是整個生物,很多粒細胞就組成大生物。
- 所有生物都由細胞組成
- 觀察細胞要用顯微鏡
- 細胞 → 組織 → 器官 → 生物體
§課文原文 Passage
1把一片洋蔥表皮放到顯微鏡下,便能看見一個個像小房間的結構整齊排列,這就是細胞。無論是一棵大樹、一隻昆蟲還是人類,身體都由細胞組成。細胞是生物體結構和功能的基本單位,所有生命活動都在細胞內或由細胞共同完成。
2細胞的發現要追溯到1665年。英國科學家虎克用自製的複式顯微鏡觀察軟木薄片,看見許多蜂窩狀的小格子,便把它們命名為細胞。此後科學家陸續在動植物中發現類似結構,並提出細胞學說,指出所有生物都由細胞構成,細胞是生命的基礎。
3細胞的體積一般只有零點零一至零點一毫米,肉眼無法看見,必須借助顯微鏡。人體約有數十萬億個細胞:皮膚細胞不斷脫落更新,紅血球負責運送氧氣,肌肉細胞可以收縮產生運動。一顆雞蛋其實是一個巨大的單細胞,是少數肉眼可見的例子。
4認識細胞讓我們明白生長、傷口癒合和疾病從何而來。傷口癒合依靠細胞分裂補充新細胞,癌細胞則是不受控制地分裂的細胞。細胞學說把動物、植物和微生物的研究統一起來,是生物學的重要基石,也為日後學習細胞結構與功能打好基礎。
1重點摘要 Summary
所有生物都由細胞組成 — 一粒細胞可以是整個生物,很多粒細胞就組成大生物。
2生字卡 Vocabulary
生命的基本單位,體積極小。
把微小物體放大成可觀察影像的儀器。
整個生物體只由一個細胞組成,例如變形蟲。
由許多細胞組成,例如人類和樹木。
能獨立生活的生命個體,由一粒或許多細胞構成。
所有生物由細胞組成;細胞是生命的基本單位;新細胞由原有細胞分裂而來。
形狀和結構特別適合某種工作的細胞,例如紅血球負責運送氧。
由形狀和功能相似的細胞組成的群體,再進一步組成器官。
3逐步講解 Steps
- 細胞有多小?細胞一般直徑只有零點零一至零點一毫米,遠小於肉眼能分辨的限度,必須用顯微鏡放大幾十至幾百倍才看得見,所以觀察細胞離不開顯微鏡。例如在實驗室觀察洋蔥表皮,可以見到細胞整齊排列,形狀就像一堵磚牆。明白細胞如此細小,也就理解為什麼人類要到顯微鏡發明之後,才逐步認識這個微觀世界。
- 一粒細胞也是完整生命變形蟲和某些藻類是單細胞生物,一粒細胞就能完成營養、呼吸、排泄和繁殖等全部生命功能,獨自在池塘或泥土中生活。常見的錯誤是以為它們不完整;其實一粒細胞已是一個完整的生物,能獨立應付環境中的各種變化,只是身體結構簡單,而且形狀會隨移動不斷改變。
- 人體的細胞數目人體約有幾十萬億粒細胞,它們並非雜亂堆積,而是有秩序地組織起來:形狀相似的細胞組成組織,組織組成器官,器官再組成系統,最後構成完整的生物體。以人體為例,皮膚細胞不斷脫落更新,傷口也依靠細胞分裂慢慢癒合,顯示細胞層次的活動時刻支持著整個身體的運作。
- 細胞分工與專門化多細胞生物的細胞會專門化,各自發展出配合任務的形狀和構造:紅血球呈圓餅狀,方便運送氧氣;神經細胞有細長的突起,能快速傳遞訊息;肌肉細胞則負責收縮,帶動身體活動。細胞按細胞、組織、器官的層次分工合作,令整個生物體的運作,比許多單細胞各自為政更有效率。
- 細胞學說1665 年,英國科學家虎克用自製顯微鏡觀察軟木薄片,看見一格一格的小室,首先把它們命名為細胞。後來的生物學家總結出細胞學說:所有生物都由細胞組成,細胞是生命的基本單位,新細胞由原有細胞分裂產生。這項學說把千姿百態的生物統一在同一個結構基礎上,是生物學的重要基石。
- 量度與觀察細胞以微米作量度單位,一微米等於千分之一毫米:人體紅血球直徑約 7 至 8 微米,一般動植物細胞多在 10 至 100 微米之間,掌握單位才能準確描述細胞的大小。使用顯微鏡時,先用低倍鏡找到標本並對焦,再轉用高倍鏡放大細看;觀察後要如實繪圖,並標註各部分名稱,這是科學記錄的基本要求。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題:把「心臟、心肌細胞、人、心肌組織」由小到大排好。
- 最小:心肌細胞(Cell)
- 同類細胞集合:心肌組織(Tissue)
- 組織組成:心臟(Organ)
- 器官組成:人(Organism)
- 答案:由小到大依次是:心肌細胞 → 心肌組織 → 心臟 → 人。心肌細胞是最基本的結構和功能單位;形狀相同的心肌細胞聚集構成心肌組織;多種組織組成能跳動的器官——心臟;最後由各器官、系統構成完整的人體。記住次序:細胞 → 組織 → 器官 → 生物體。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1觀察細胞要用什麼工具?
Q2變形蟲由一粒細胞組成,叫什麼?
Q3排次序:器官、細胞、生物體、組織。
Q4虎克在哪一年、觀察什麼標本時首先發現細胞?
Q5紅血球和神經細胞的形狀為什麼不同?
8重點回顧 Recap
- 所有生物都由細胞組成
- 觀察細胞要用顯微鏡
- 細胞 → 組織 → 器官 → 生物體
- 多細胞生物靠專門細胞分工合作
- 1665 年虎克以顯微鏡觀察軟木,首先發現細胞