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细胞小小,学问大

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在很长的一段时期内,人类是依靠肉眼来观察世界上形形的事物的,并逐渐认识它们,了解它们。但人的视力是有极限的,那些超出视力极限的东西,就被我们理所当然地“无视”了。这个局限可让我们忽视了不少东西,比如2012年11期“重磅大专题”里提过的庞大的微生物世界,还有今天要说的细胞

发现细胞

1665年,英国物理学家罗伯特·胡克从一块干净的软木上切下光滑的薄片,并放到自制的显微镜下进行观察。本来,他是想通过研究说明软木轻盈、有弹性等特点的,却无意间发现软木片上尽是一些小的空洞,像一个个蜂窝,又像密布的小房间。他称这些小格子为细胞(cell)。

可惜的是,罗伯特·胡克所观察到的细胞,不过是死掉的细胞“尸体”。而首先发现活细胞的,却是荷兰的列文虎克。大家还记不记得那个孤独的磨镜片人,那个用显微镜观察水滴的人呢?

走进细胞

其实,用小房间来形容细胞非常贴切。它不仅外形像一个小屋,而且还像屋子一样容纳着各种东西。

我们住的房子有墙壁,细胞则有细胞膜,把自己与外界隔离开。细胞膜不但保护细胞内部不受损害,还具有控制物质进出细胞的作用:既不让有用物质随便渗出细胞,也不让有害物质轻易溜进细胞。细胞膜包裹着住在里面的小“房客”:细胞质、细胞核等。细胞质是一种黏稠、透明的物质,在细胞里不断流动,踩着生命的节奏时缓时急。它还像一条小河,承载着很多具有结构和功能的颗粒,如叶绿体(绿色植物进行光合作用的“大本营”)。细胞最重要的“房客”是细胞核。近似球形的细胞核,保存着细胞乃至个体的全部遗传物质,并负责将遗传物质代代相传。但细胞核并不是孤军奋战,而是和细胞质相互作用、相互依存,表现出细胞统一的生命过程。

或许你要问了,罗伯特·胡克所观察到的小孔洞属于细胞的哪一部分呢?是细胞膜,细胞质,还是细胞核?可惜,都不是。那是对细胞起着支持和保护作用的细胞壁。不过,只有植物细胞有细胞壁,动物细胞没有细胞壁,这是区分动物细胞和植物细胞的重要法则。

细胞是生命的基本单位

说细胞是组成生命体的基本单位,一点儿也不为过。就现在所知,除病毒(对于病毒到底是不是一种生命形式,科学家还未达成统一意见)外的所有生物,从低等的细菌到高等的植物和动物,无不由细胞构成。最简单的低等生物仅由一个细胞组成,复杂的高等生物一般由数以万亿计的细胞组成。而即便是病毒,它的生命活动也离不开细胞。

虽说生命体由细胞构成,但组成生命体的细胞却不尽相同。即使在同一个个体内,细胞的外观、功能也复杂多样。就拿我们人体来说,人体细胞和植物细胞不同——肯定没有细胞壁。而人体由大致200种不同类型的40万亿~60万亿个细胞组成:肌肉由肌肉细胞构成,肝由肝细胞构成,皮肤由皮肤细胞组成,血液由红细胞、白细胞等组成,甚至连眼睛的瞳孔也是由特定类型的细胞构成的!最大的人体细胞大约相当于头发的直径,约为十分之一毫米,但大多数人体细胞都比较小,大概只有头发直径的十分之一。依次类推,那些比人类高大数十倍的动植物,组成它们的细胞数量更是超乎想象了。

话又说回来,尽管组成生物的细胞千姿百态,细胞功能各不相同,但是它们的构造却基本一致,还是那简单的细胞膜、细胞质、细胞核等。这不由得让人惊叹生命体的复杂与精巧,也让人忍不住去探索生命背后的秘密,你说呢?