Transcript 細胞學 - 及人首頁
細胞學 1. 2. 3. 4. 細胞的發現歷程 細胞分類 真核細胞構造 細胞觀察工具 細胞發現歷程─ 從虎克開始的微觀探險 1665年英國科學家虎克(Robert Hooke) 在微物圖誌一書中，紀錄他利用自製的 複式顯微鏡觀察軟木栓薄片，並將野視 中看見許多蜂窩狀的中空小格子，虎克 將其命名為細胞。 事實上，虎克只是看見已經死亡的植物 細胞的部分結構，也就是細胞壁。 其他人的探險旅程 1674年，雷文霍克(Antonie van Leeuwenhoek)以自 製的鏡片，由雨水、乃至於他自己的口中發現微生物， 他也是歷史上可找到的第一個發現細菌的業餘科學家。 1824年，法國植物學家杜托息(Henri Dutrochet,1776~1847)提出「細胞確實是生物體的基 本構造」，又因為植物細胞比動物細胞多了細胞壁， 比動物細胞更容易觀察，因此這個說法先被植物學者 接受。 1831年，蘇格蘭植物學家羅伯特·布朗以顯微鏡觀察 蘭花時，發現花朵外層細胞有一些不透光的區域，稱 其為「nucleus」(細胞核)。 細胞學說 1838年，許旺 (Theodor Schwann) 發現動物 細胞裡有細胞核，核的周圍有液狀物質，在 外圈還有一層膜，他認為細胞的主要部分是 細胞核而非外圈的細胞壁。同一時期，許萊 登(Matthias Schleiden)以植物為材料，研究 結果獲得與許旺相同的結論，他們都認為 「動植物皆由細胞及細胞的衍生物所構成」， 這就是細胞學說的基礎。 註：病毒的組成只有核酸和蛋白質，不具細 胞，故不屬於生物 細胞分類 說明：在國一的學習過程中，我們輕易 的將細胞分為動物細胞和植物細胞；但 在學過分類之後，細胞的種類依五界分 類概念而拓展，不但有原核與真核細胞 的比較，各界之間也略也不同。 原核細胞VS真核細胞 細胞 原核細胞 真核細胞 細胞核(核膜) 無 有 細胞質 有 有 粒線體、葉綠體、液 胞等(有膜胞器) 無 有 遺傳物質 環狀DNA 條狀染色體(染色質絲) 打個比方，原核就像個大禮堂，真核就像住家；雖然都是建築 物，也都有些功能，還是不一樣。大禮堂一進門，整個空間一 目了然；住家呢，進了門，還有些隔間牆面分成更小的空間， 不但有些區隔，不同空間的功能也大不相同。 註：討論原核與真核差異的時候，從名詞上就知道最大不同是 細胞核的有無，細胞壁可不能派上用場喔 回顧五界分類表 真核細胞的基本構造─細胞核 細胞核內有染色體 (含DNA和蛋白質)， 可控制細胞的代謝 活動，可說是細胞 的生命中樞。 染色體在細胞分裂 時扮演重要的角色， 一般細胞為雙套， 減數分裂後的配子 細胞為單套。 細胞核 細胞的基本構造─細胞質 在細胞核和細胞膜之間的膠狀物 質，內含多種胞器，不同的胞器 有不同的生理功能。 粒線體：進行呼吸作用，將養分 分解產生能量 葉綠體：有葉綠體，進行光合作 用，利用光能將水和二氧化碳合 成葡萄糖。 液胞：暫時儲存細胞中多餘的水 分、養分和廢物。 細胞的基本構造─細胞膜 所以脂質常以簡單 擴散方式進出細胞 位於細胞的外層，主要由 脂質 構成 功能 1.區隔細胞內外 2.選擇性控制物質進出 3.接收外界訊息 植物細胞的細胞膜外，還有一層由纖維素構成的細胞 壁，具有支持細胞形狀的功能。 細胞膜除了一般功能概念之外最重要的還是物質運輸的討論，包 括擴散和滲透，如下頁 物質進出細胞膜的方式 擴散作用：分子由濃度高的地方向濃度低 的地方移動，直到兩個空間的濃度相同為 止，稱為擴散作用，通過細胞膜的擴散作 用包含兩種類型： 1. 2. 直接利用擴散的方式穿越細胞膜(簡單擴散)，如氧氣、 二氧化碳、氨等 利用細胞膜上特殊的運輸蛋白(促進型擴散) 較大的物質，如蛋白質、澱粉等，可以先分解為小 分子，再透過特殊的蛋白質通過細胞 細胞膜物質進出方式簡圖 胺基酸 氧氣 水 葡萄糖 細 胞 外 細 胞 膜 二氧化碳 水 圖2-9 不同物質進出細胞的方式 細 胞 內 滲透作用 水分子通過細胞膜進行的擴散作用，稱為滲 透作用。 1.將細胞置清水(低張溶液)中時，外界的水分子 不斷地向細胞內滲透，細胞會膨脹，甚至破 裂 2.將細胞置入濃食鹽水(高張溶液)中時，細胞中 的水分會向外移動，導致細胞脫水、萎縮 3.若細胞置於生理食鹽水(等張溶液)中，則細胞 的形狀會維持不變 動、植物細胞的滲透作用（圖中箭頭方向代表水分子的 滲透方向，而粗細代表水分子滲透數量的多寡） 生理食鹽水 不變 清水 膨脹 濃食鹽水 萎縮 動植物細胞構造的差異 動物細胞 相同點 1. 2. 相異點 1. 2. 植物細胞 具有細胞膜、細胞質、細胞核、 粒線體和液胞 都由水、醣類、蛋白質和脂質等 化合物構成 沒有細胞壁、葉 綠體 液胞多且小 1. 2. 3. 具有細胞壁 液胞大且只 有一個 綠色細胞具 有葉綠體 細胞的觀察─工具篇 上圖為觀察尺度與觀察工 具或方法的相關性；不同 的目標使用不同的工具觀 察。 觀察工具與技術 細胞以複式顯微鏡為最佳觀察工具，類似的 光學顯微鏡─解剖顯微鏡的目的則比較再觀察 介於顯微鏡和放大鏡之間的物體，如蚊子口 器、螢火蟲發光器或小型生物全體或部分構 造觀察。 染色技術：為了使部分細胞的結構可以更凸 顯出來，適當的染色有助於觀察，如亞甲籃 液和碘液可以使細胞核顏色變深。 顯微鏡的基本組成 1. 2. 3. 一般使用的顯微鏡為光學顯微鏡，如複 式顯微鏡和解剖顯微鏡；除了支持部分 外，概分為三個主要的功能構造： 光線控制 放大倍率 焦距調節 複式和解剖顯微鏡在此三大功能構造上各有異同處， 將於後頁比較。 複式顯微鏡 物鏡 的鏡 頭越 長放 大倍 率越 大 目鏡的鏡頭越短 放大倍率越大 解剖顯微鏡 顯微鏡的比較 複式顯微鏡 放大 光源調整 解剖顯微鏡 目鏡X物鏡(多種組合，目鏡X物鏡(通常一種 倍率較高) 倍率，且倍率較低) 反光鏡、光圈 燈源 光源方向 由下方穿過觀測樣本 由側上方向下照射觀 再進入眼睛 測物再反射到眼睛 調整焦距 粗、細調節輪 觀察物體 切片、薄組織或水樣 較小生物或構造 品 與實物上下顛倒、左 與實物方向相同且為 右相反的平面像 立體的像 影像特徵 調節輪、眼焦調整器 複式顯微鏡中高低倍的比較 區分 種類 視野 細胞 光線調節 鏡頭 長度 範 亮 大 數 光 目 物 反光鏡 圍 度 小 目 圈 鏡 鏡 低倍鏡 大 亮 小 多 平面鏡 小 長 短 調節輪 先粗調節 輪，再細 調節輪 高倍鏡 小 暗 大 少 凹面鏡 大 短 長 細調節 輪 細胞的觀察─動植物細胞與微生物 形狀 細胞 細胞 核 質 ○ ○ 人類口腔皮 膜細胞 扁平不 規則 紫背 鴨跖 草 葉下 表皮 表平不 ○ 規則， 排列緊 密 半月型， ○ 兩兩成 對 表皮 細胞 保衛 細胞 細胞 細胞 葉綠 膜 壁 體 ○ × × ○ ○ ○ × ○ ○ ○ ○