細胞生物學
作者: Shyamala Iyer
插圖: Dr. Biology
翻譯: Tin Hang (Henry) Hung

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核酸 (Nucleic acid): 構成DNA鏈的化合物。核酸包括脫氧核糖核酸(DNA) 和核糖核酸 (RNA)。

油脂 (Lipid): 由較小的脂肪酸構成。脂質不能溶於水,但可溶於酒精等溶劑。

糖类 (Carbohydrate): 包括葡萄糖等單醣,和澱粉、纖維素等多醣。

細胞 (Cell): 就像生命微小的積木,包含了所有植物或動物生存所需的所有信息。它也是生命最小的單位。

脱氧核糖核酸 (DNA): 脫氧核糖核酸是細胞的「信息藍圖」。它是一種核酸,由核苷酸構成。這種遺傳信息由父母傳給孩子。

蛋白 (Protein): 是細胞中DNA的工作成果。蛋白質對細胞發揮正常功能非常重要。

所有生物都是由細胞組成的。有些生物只由一個細胞組成,卻也有另一些生物由很多細胞組成。成人人體由約37.2萬億個細胞組成。哇,多龐大的數量!多得簡直難以想像。但是讓我們試著想像一下:如果我們將人體中的所有細胞首尾連接起來,那麼這條細胞隊伍可以圍繞地球嗎? 如果真的可以,可以圍繞多少周?

cells circle Earth
一個成年人的身體由大約37.2萬億個細胞組成。如果我們能夠將這些細胞頭尾相接連成一串,你認為它們可以圍繞地球多少圈?點擊找出答案。

 

細胞在1665年由英國人羅伯特‧胡克所命名。當他在試驗一種我們現在稱為「顯微鏡」的新儀器時,他第一位觀察到並命名了「細胞」。實驗中,他從軟木切下了非常薄的切片,再放在顯微鏡下觀察。他看到了小盒般的形狀。這些小盒子讓他想起了僧侶所居住的簡樸的小房間,就叫「細胞」。(譯者按:「細胞」一詞泛指生物學中的生命基本構成要素,它的英文cell源自拉丁文cella,意指「小房間」,中文並無單一對應詞語,例如Excel軟件中的「儲存格」英文也是cell。)

如果我們是由細胞組成的,那細胞又是由什麼構成的?

cork

羅伯特胡克 (Robert Hooke) 通過顯微鏡看到的軟木所畫

先看看你的房屋和你鄰近的房屋。它們都由較小的建築材料組成,例如木材、磚塊和水泥。在街上的車和你騎的自行車也是如此。事實上,所有東西都由一些最基本的組件構建而成,生命體也一樣有它基本的組件

細胞的基本組件像甚麼樣子?

如果你看看你的家,你會發現它被外牆圍住。所有的細胞也被封閉在稱為質膜的物質中。質膜和你家裡的牆壁並不完全一樣,但它確實能夠確保細胞的成分保持在裡面。細胞的這些成分就是生物學家所稱的「細胞器」。它源自拉丁文,意思為「小器官」。

有時候人們會認為細胞像充滿流體的氣球。這不是真的,因為氣球不會像細胞的膜一樣可以讓東西進進出出。細胞能將物質移入和移出,這對我們來說非常重要。

 

plasma membranes

細胞中的質膜具有特殊的結構,允許水和其他食物進出細胞。在質膜表面的數千處,有著一班看門者——我們稱之為通道和孔隙。這些通道允許東西進出細胞。但並非所有的東西都可以自由進出細胞。只有特定對細胞功能有用的東西才能進出細胞。

細胞是多麼驚人。它們都由類似的組件構成,卻可以編排出做許多不同的事情。有些細胞將氧氣帶到我們身體的各個部位。有些細胞對抗入侵的細菌和病毒。你在閱讀這篇文章時,有些細胞負責在身體內傳遞信號,例如有些信號正從眼睛傳到大腦。有些細胞甚至可以將太陽的能量轉化為食物。這就是所謂的光合作用。細胞能做的工作數之不盡。細胞也能透過細胞分裂製造出更多的細胞。這是其他組件做不了的事情。

 


參考:

(Number of cells) Bianconi E, Piovesan A, Facchin F, Beraudi A, Casadei R, Frabetti F, Vitale L, Pelleri MC, Tassani S, Piva F, Perez-Amodio S, Strippoli P, Canaider S. Ann. An estimation of the number of cells in the human body. Retrieved March 14, 2014 from http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23829164.

(Diameter of cells) Freitas, Robert A., Jr.1999. Nanomedicine, Volume 1: Basic Capabilities. Section 8.5.1. Cytometrics. Retrieved December 8, 2014 from http://www.nanomedicine.com/NMI/8.5.1.htm.

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Bibliographic details:

  • Article: 建構生命的積木
  • Author(s): Dr. Biology
  • Publisher: Arizona State University School of Life Sciences Ask A Biologist
  • Site name: ASU - Ask A Biologist
  • Date published: February 26, 2018
  • Date accessed: August 16, 2018
  • Link: https://askabiologist.asu.edu/%E5%BB%BA%E6%A7%8B%E7%94%9F%E5%91%BD%E7%9A%84%E7%A9%8D%E6%9C%A8

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Dr. Biology. (2018, February 26). 建構生命的積木. ASU - Ask A Biologist. Retrieved August 16, 2018 from https://askabiologist.asu.edu/%E5%BB%BA%E6%A7%8B%E7%94%9F%E5%91%BD%E7%9A%84%E7%A9%8D%E6%9C%A8

American Psychological Association. For more info, see http://owl.english.purdue.edu/owl/resource/560/10/

Chicago Manual of Style

Dr. Biology. "建構生命的積木". ASU - Ask A Biologist. 26 February, 2018. https://askabiologist.asu.edu/%E5%BB%BA%E6%A7%8B%E7%94%9F%E5%91%BD%E7%9A%84%E7%A9%8D%E6%9C%A8

MLA 2017 Style

Dr. Biology. "建構生命的積木". ASU - Ask A Biologist. 26 Feb 2018. ASU - Ask A Biologist, Web. 16 Aug 2018. https://askabiologist.asu.edu/%E5%BB%BA%E6%A7%8B%E7%94%9F%E5%91%BD%E7%9A%84%E7%A9%8D%E6%9C%A8

Modern Language Association, 7th Ed. For more info, see http://owl.english.purdue.edu/owl/resource/747/08/
傘植物葉片的截面
風車草 (Cyperus alternifolius) 的葉子裡面長這樣,很容易看到不同形狀和大小的細胞。
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