國一生物 第2章 生物體的組成

前面在國一生物 第1章講完了生物的定義，他們可能活在哪裡、需要什麼才可以生存。這一章的內容是在介紹生物的基本單位「細胞」。

如果還沒看過上一章的，可以回去看一下喔 !  -> 國一生物 第1章 生命的驚奇

2-1 細胞的發現與細胞學說

1. 英國科學家虎克自制複式顯微鏡 觀察到了軟木栓裡的死亡植物細胞

• 後來科學家確立細胞學說「細胞是生物體構造和功能的基本單位」

顯微鏡的使用

試著去了解要觀察看不到的東西時，所需要做的動作跟工具。

製作標本

因為物體很小無法直接用眼睛看見，所以我們需要將一塊要觀察的物體固定住才能夠觀察。

如果要觀察細胞的構造、或者看不到的物體時，必須把物體放在載玻片(載著物體的玻璃片)上，用水、或液體讓她不會隨意亂動固定好後，用鑷子或解剖針托著蓋玻片(蓋住物體的玻璃片)以45度斜角方式蓋住。目的是為了自己的安全，同時物體不會被你手的細菌或髒東西污染。

如果是植物標本的話，因為要觀察的是看得見的大物體，只是要觀察他的構造跟形狀的話，可以直接放在培養皿上，看情況用膠帶固定住。

複式顯微鏡構造與使用技巧

以一手拿著鏡臂、一手托著底座的方式拿取顯微鏡放在桌上，將製作好的標本放在黑色的載物臺(載著物體的台子)上，並且用玻片夾(夾住放在檯子上的樣本玻片)固定住玻片。

理論上最一開始對準載物臺中心的物鏡是最短的那個(最低倍物鏡)，根據放大的程度看情況旋轉旋轉盤將不同長短不同倍率的物鏡對準中心，會感受到一個輕輕的卡住的感覺。要注意物鏡不要碰到樣本玻片，不然很容易壓壞喔！

接著轉動粗調節輪，用眼睛看直到物鏡最靠近標本，用底下的反光鏡以及光圈大小調整亮度。然後將雙眼靠近目鏡，透過粗調節輪旋轉調整，當看到影像出現的時候，改用細調節輪放慢放大縮小的速度，直到影像清楚。

• 擦拭反光鏡的時候要用拭鏡紙
• 物鏡與目鏡都是凸透鏡
• 4X物鏡與10X目鏡的組合放大倍率是4 x 10 = 40倍
• 雙眼要同時張開，一眼觀察一眼紀錄
• 使用完畢要將物鏡轉到最低倍率、載物臺降到最低，才不會損壞顯微鏡

解剖顯微鏡的構造與使用技巧

將培養皿等樣本放在載物版的中央，打開電源開關之後使用亮度調節輪調整亮度。另外使用眼距調節器(因為每個人兩眼距離不一樣，不一定每台都有)讓視野重合。最後閉上右眼，使用眼焦調整器讓視野清晰之後，換左眼調整，最後打開雙眼進行觀察。

• 如果載物版有深淺之分，淺色面觀察深色物、深色面觀察淺色物
• 換人使用時需要重新調整眼距調整器跟眼焦調整器

補充資料 : 複式顯微鏡 v.s. 解剖顯微鏡

2-2 細胞的構造

細胞的型態與功能

不同細胞有不同構造、形狀、大小及功能。

• 雞蛋：給小雞營養
• 植物的保衛細胞：半月形、兩兩成對、可以控制氣孔大小，調節進出葉片的氣體量
• 植物的表皮細胞：緊密連接，才可以保護內部的其他構造
• 動物口腔皮膜細胞：扁平不規則狀，用來保護口腔，會使用亞甲基藍液染色成藍色方便觀察
• 肌肉細胞：形狀細長，可以收縮與舒張，會看到一條一條的線(橫紋)
• 神經細胞：有很多延伸的突起，像觸手一樣連接其他神經細胞，用來傳遞訊息
• 紅血球細胞：成熟的時候沒有細胞核並呈現雙凹圓盤狀，用來攜帶氧氣輸送給各個器官

細胞的基本構造

細胞膜

脂質(油)＋蛋白質，目的是區隔細胞內外

細胞質

細胞進行代謝反應的場所，裡面有很多胞器表現不同功能

細胞核

被核膜包圍，含有遺傳物質並控制代謝，是細胞最重要的位置

細胞壁

植物特有的構造，相對堅韌用來支撐植物，由纖維素組成使其不易變形

胞器

是細胞內可以執行特定功能的結構

• 粒線體：是細胞的發電廠，把養分轉換為能量的場所
• 液胞：用來儲存多餘的水分、養分跟廢物的等等。植物細胞內通常少且大，而動物細胞則小且多
• 葉綠體：植物特有的胞器，用來行光合作用，轉換太陽能並製造葡萄糖提供自身養分

請將細胞想成一個國家，外圍需要有城牆跟門(脂質＋蛋白質＝細胞膜)來區別國家領土，以及控制進出，在領土內的所有空間就是國家的可活動的範圍(細胞質)，領土範圍內有農場、田地，並需要餐廳、加工廠(粒線體)產出糧食(養分)，並且所有人需要將糧食進貢到用磚塊跟門(核膜)建造而成的城堡(細胞核)內給國王(遺傳物質)。

2-3 物質進出細胞的方式

前面提到細胞膜就像城牆跟門一樣可以區隔跟保護細胞內部，並且選擇要不要放外面的物質進入細胞內。事實上，能夠通過細胞魔的方式有很多種，其中包含擴散作用與滲透作用。

擴散作用

在相同的環境條件下，可以自由移動的分子會從濃度高的地方往濃度低的地方移動，直到均勻分布在空間中。

可以想像當你在捷運站要出站的時候，某一邊的刷卡站點很多人，其他人就會傾向往少人的其他站點走，直到兩邊的人數差不多為止，這個移動的過程就是擴散作用。

當細胞外的物質很多的時候，物質就會有往細胞內部移動的動力，而進到細胞內。例如氧氣與二氧化碳，就是透過擴散作用將氧氣送到細胞內，而二氧化碳或散到細胞外。

而葡萄糖、胺基酸會透過運輸蛋白通過細胞膜，大分子則需要分解後再入細胞膜。

• 澱粉＝很多葡萄糖
• 蛋白質＝很多胺基酸

滲透作用

• 水的擴散作用＝滲透作用
• 水分子可以透過直接擴散作用，也可以透過運輸蛋白進出細胞膜

正常情況下，所有物質都會想要達到均勻的狀態，也就是數量一樣的狀態。但是如同前面提到的，細胞膜會控管進出，所以不是所有物質都可以隨意進出細胞內，只有水分子可以隨意進出，去調節濃度。

狀況Ａ

• 想像教室裡面男生女生都可以隨意進出，要讓男女比例相等的情況下。甲班有10男10女，而乙班沒有人，這時候一定是甲班會過去乙班5男5女，才可以讓男女比例一樣，而且不會那麼擁擠。

狀況Ｂ

• 現在規定甲班女生最少需要留8位得情況，那因為要維持男女比例，最後只會達到甲班8男8女，而乙班2男2女的狀況。

事實上，男生就是水分子，必須去配合其他物質的濃度去做調節。如果將細胞放在清水中，因為細胞外的水分子很多，而理論上細胞內的其他物質也很多，會想要出去細胞膜達到其他物質的濃度平衡。

但是因為細胞膜的控制，造成其他物質沒辦法出去細胞外，最後造成細胞外的水一直進去細胞內，最後可能漲破細胞膜而破裂，反之也是造成細胞萎縮的原因。

2-4 生物體的組成層次

前面提到生物體的最基本單位是細胞，所以可以知道最小的生物就是「單細胞生物」。

而當很多細胞組成一個生物的情況就是「多細胞生物」。因為是多細胞，所以就需要各個細胞各自分工，讓這個生物體可以表現不同的生命現象(生長、生殖、代謝、感應)。

動物的生物體組成層次：

細胞>組織>器官>器官系統>生物個體

• 組織：相同排列、構造、功能的一堆細胞能共同執行簡單功能，例如肌肉組織可以共同收縮與舒張
• 器官：不同組織結合起來共同達成一個特定功能，例如胃有負責分泌胃液的組織、有負責保護胃的組織，共同完成消化食物的功能
• 器官系統：多個器官之間互相合作，完成特定生理功能。例如口腔、食道、胃、小腸、大腸、肛門組成一個消化系統

>>消化、呼吸、皮膚、肌肉、骨骼、循環、神經、生殖、排泄、內分泌

植物的生物體組成層次：

細胞>組織>器官>生物個體(缺乏器官系統)

• 根、莖、葉負責養分製造、運輸、儲存，稱為營養器官
• 花、果實、種子與產生新個體有關，稱為生殖器官

Take Home

這部分有許多這個章節的重點所集結成的問題，希望能做到每個問題在腦裡都有相對應的答案。如此一來才算真正了解這個章節的內容。

後記

這一章節的內容就到這裡，可以根據Take home的內容看看自己是不是真的了解細胞的相關知識。

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