生物体的组成

每个生物都由细胞(cells)构成。一个细胞是能执行生命过程的最小部分。在这个主题中你比较一个植物(plant)细胞、一个动物(animal)细胞和一个细菌(bacterium)的细胞。所有新细胞都由已经存在的细胞的分裂(division)制造。

Which structures are in each cell?

所以植物和动物细胞共享五个结构:细胞膜、细胞质、核糖体、细胞核和线粒体。一个植物细胞有三个额外的结构:一个细胞壁、一个大液泡和(在绿色部分)叶绿体。

What each structure does

• 细胞膜——控制哪些物质进入和离开细胞。
• 细胞质——一种果冻状的液体,许多化学反应在那里发生。
• 细胞核——控制细胞的活动并容纳遗传物质(genetic material)。
• 核糖体——蛋白质(proteins)被制造的地方。
• 线粒体——呼吸作用(respiration)发生以释放能量(energy)的地方。
• 细胞壁——由纤维素(cellulose)构成;它给一个植物细胞强度和一个固定的形状。
• 叶绿体——含有叶绿素(chlorophyll),一种为光合作用(photosynthesis)捕光的绿色物质。
• 大液泡——充满细胞液(cell sap);它帮助保持植物细胞坚挺。

Bacterial cells

一个细菌是一个原核生物(prokaryote)——它的细胞没有细胞核。而是它的 DNA 是一个单一的环(一个圈),松散在细胞质中。细菌也有小的额外 DNA 环,叫质粒(plasmids)。一个细菌细胞有一个细胞壁和细胞膜、细胞质和核糖体,但没有线粒体、没有叶绿体。

大多数细胞是特化细胞(specialised cells)——它们的形状和部件适合一件特殊的工作。

精子和卵细胞是性细胞,叫配子(gametes)。

一个由许多细胞构成的生物体(organism)以层次建立起来,从小到大:

• 细胞——生命的最小单位(例如一个红细胞)。
• 组织(tissue)——一起工作的一组相似的细胞(例如肌肉(muscle))。
• 器官(organ)——一起工作做一件工作的几个不同的组织(例如心脏,或一片叶)。
• 器官系统(organ system)——一起工作的几个器官(例如消化系统(digestive system),它分解食物)。
• 生物体——所有器官系统一起构成一个整个生物。

细胞很小,所以你在一台显微镜(microscope)下看它们,它使它们显得大得多。图像大多少倍,叫放大倍数(magnification)。

• image size = 图或照片中的大小。
• actual size = 标本(specimen)的真实大小。

放大倍数没有单位——它只是一个数,例如 ×250。你可以重排这个公式:

例题。 一个结构以 250 的放大倍数显示。它的图像大小是 5.00 mm。所以实际大小 = 5.00 ÷ 250 = 0.02 mm。在你相除之前,总是把两个大小放在同样的单位。

Changing units (Supplement)

细胞常常以微米(micrometres,μm)测量,它比毫米(mm)小:

所以 0.02 mm = 20 μm。要把 mm 变成 μm,乘以 1000。要把 μm 变成 mm,除以 1000。

例题。 一个细胞被画成 60 mm 宽,而它的真实宽度是 30 μm。求放大倍数。首先使单位匹配:图像大小 = 60 mm = 60 × 1000 = 60,000 μm。然后放大倍数 = 图像 ÷ 实际 = 60,000 ÷ 30 = ×2000。若你忘记转换而除 60 ÷ 30,你得到 ×2——小了一千倍。这是整个主题中最常见的错误。

• 一个植物细胞有一个细胞壁、一个大液泡和叶绿体;一个动物细胞没有这些。两者都有一个细胞核、细胞质、细胞膜、线粒体和核糖体。
• 一个没有细胞核但有质粒和一个 DNA 环的细胞是一个细菌。
• 对于放大倍数,盖住你想要的量:放大倍数 = 图像 ÷ 实际;实际 = 图像 ÷ 放大倍数。
• 在你计算之前总是转换到同样的单位。记住 1 mm = 1000 μm。
• 对于一个特化细胞,把它的工作与适合它的那一个特征联系起来(例如一个红细胞没有细胞核,所以它能容纳更多的氧气)。