探究细胞的样子

    通过对微观世界的探索,我们知道,这个世界是由分子组成的,分子又是由原子组成的,那么形形色色的有机生物世界,又是由什么构成的呢?众所周知,细胞,它组成了一切生物,然而,是什么力量导致细胞能做到这一点?要知道,人类以及很多生物都是极其复杂的。作为组成我们的生物,细胞非常有必要研究,从今天开始,我们会研究许多关于细胞的问题,试图探清其奥秘与神奇。首先,细胞拥有什么样的形状呢?

    肉眼?很遗憾,当我们注视自己或者注视其他动物植物时,并不能看到什么细胞结构,细胞如此微小,眼睛完全不能观测到,我们需要更多精密的仪器才能探出真相。那是什么仪器?是裂纹虎克所发明的显微镜经过许多人世世代代的研究和改进形成的光学显微镜(当然还有更精妙的电子显微镜以及射电显微镜,不过进行细胞的观察用不上它们)可以有效的观察到放在临时装片或者永久装片下的物品,只需调整聚光灯,将看台的高度以及方向调至正确,在选择好观察的倍数,进行适当的微调,就可以看到清晰的生物成像,通过他我们可以观察到细胞的基本结构。

      那么,到底观察什么种类的生物的细胞?生物世界有三种生物,第一种是动物,第二种是植物,第三种是既不是动物也不是植物的真菌( 还有没有分动植物区别的单细胞生物以及比细胞都要小的病毒)真菌的结构非常奇怪,暂时放任不管。病毒太小,现在所具备的显微镜无法观测,单细胞生物虽说是细胞,但有大有小,形态各异,不好为其做定义,只能选取植物和动物,它们不仅随处可得,形态还比较固定,有着基本的共同特征,能够总结出细胞基本具备的形状。

      首先是观察植物细胞,选取的是洋葱切片,青椒切片,以及菠菜下表皮切片,显微镜下,洋葱切片变为很多六棱形闭合体组成的结构,这些六棱体应该就是洋葱的表皮细胞了,如果看相形状的中间,便会发现在那里,有一个深紫色的小点点,将显微镜的倍数调高,会发现在六陵形外壳里面,还有一个椭圆形的组织。

      如果这就是洋葱表皮细胞,那么便可以给这些结构命名,最外面的结构叫做细胞壁,中间的椭圆形膜叫做细胞膜,最里面的小黑点叫细胞核,应该是保存遗传物质用的。

      其他植物细胞都是这样的吗?青椒表皮切片下,六棱形外壳和椭圆形保护膜仍然在(不过外壳并不是那么规则,而是有正方形,有长方形,有六棱形也有不规则三角形)其细胞核颜色很淡,我找了很久才找到,不过仍能证明它和洋葱表皮有着很相似的结构,菠菜下表皮切片中,上述所具备的结构个个都有,还出现了一个别的细胞都没有发现的结构:在细胞膜旁边的绿色小球球, 这种结构叫做叶绿体,用来存放植物进行光合作用的物质叶绿素,叶绿体并不是所有植物细胞里都有,像洋葱表皮切片等不需要进行光合作用的植物植物细胞,叶绿体自然而然的消失了。

    观察三种植物后,通过归纳总结,可以建构出一个基本的植物细胞模型:植物细胞形状为有一个有棱有角的细胞壳,有一个成椭圆形的细胞膜,还有一个小小的细胞核,而有些需要进行光合作用的植物细胞里有叶绿体,为了预防细胞结构乱运动,我推测,植物细胞里,还有一个半固定细胞结构的液体,取名细胞质。但是植物细胞有成百上千种,光观察三个细胞肯定无法得出结论,但无奈,我们没有那么多时间来进行大数实验,只能通过观察三种细胞表达这一过程。

      接下来该探索动物细胞了。

      动物细胞研究对象是蛙血细胞和人体上表皮切片,以及人血细胞,有着很大的普遍性,观察起来也比较清晰。

      蛙血细胞在显微镜下呈现出一种椭圆形包裹深色核状的结构,椭圆形外壳应该是植物细胞中的细胞膜,核状结构应是植物细胞中的细胞核,不过比植物细胞核要大一点,看来,动物细胞只有细胞膜和细胞核两种肉眼可见的结构,没有叶绿体和细胞壁,因为动物不需要光合作用,也不需要细胞来那么固定身体结构,事实真的是这样的吗?

    人体上表皮细胞中,虽然细胞膜凹凸不平不太规则,可其余部分和蛙血细胞结构相同,但人血细胞中,我们却观测到了一个神奇的现象:大部分人血细胞没有细胞核,只有少数血液中才出现了细胞核,这是为什么呢?原来人血细胞只有在未成熟状态才会拥有细胞核,在成熟的时候需要专心致志的供阳,细胞核也就退化掉了,这种情况只能当特立。

      通过以上的探究,我们可以得出动物细胞的细胞结构图:一个随圆型的细胞膜,一个细胞核,以及细胞质(只能靠推测,并且和植物细胞一样,不能进行大数实验,只能通过三种细胞的观察代表)

    将动物细胞和植物细胞相比,能得出许多的异同点,动物细胞只有细胞膜细胞质和细胞核,植物细胞则多出细胞壁,叶绿体等结构,归纳总结一下,动物细胞和植物细胞的相同点,似乎只有细胞膜和细胞核,如此,则可以确定细胞的基本形式必须含一个细胞核或者细胞膜(像血细胞一样的特立除外)也就建构出了细胞的基本模型,为什么要建立细胞的基本模型呢?因为微观世界是如此的微小,甚至有些抽象,用肉眼观察不了,所以我们只能另外建模,建造一个肉体能看见的模型,走进微观世界以后,这种建模意识异常重要。

    探清植物细胞以及动物细胞的基本结构,问题来了,这些结构有些什么用呢?假设细胞是一个运行缜密的城邦,细胞内的各个结构必定会各司其职,一个细胞也许需要防护外来危险,需要制造能量,需要繁衍后代,而这些器官又分别对应着细胞模型中的哪些?这些问题,要等着下一篇文章再来讲解了。

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