探索微觀星球，顯微鏡下的細胞世界：葉綠體×粒線體×細胞核……透過顯微鏡觀察，建立辨識細胞內構造與功能的基礎能力
活動訊息
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內容簡介
細胞是如何進行分裂的？
細胞具有顏色的祕密是什麼？
相鄰細胞間如何進行訊息交流？
植物細胞×人體細胞×動物細胞……
走進顯微鏡的世界，探索那些肉眼看不到的祕密！
【從顯微鏡出發，走進真實可見的細胞世界】
本書以數位顯微鏡下的實際觀察為起點，帶領讀者進入肉眼無法觸及的微觀尺度，重新認識「細胞」這個生命最基本的單位。不同於僅停留在概念層次的介紹，書中所有內容皆建立在實際可觀察的顯微結構之上，讓細胞不再只是課本上的名詞，而是具備形態、位置與動態的真實存在。透過清楚的影像搭配解說，讀者能逐步理解植物與動物細胞在結構上的差異，以及這些差異如何影響它們的功能與生命表現，為後續更深入的觀察奠定基礎。
【植物細胞的結構與功能如何相互配合】
書中以多樣的植物材料為例，從藻類、葉片、果實到根與莖，系統性呈現植物細胞在不同器官中所展現的結構特徵。氣孔如何調節水分與氣體交換、表皮與果皮如何形成保護層、薄壁組織如何儲存水分與養分、導管又如何構成運輸網，這些看似零散的知識，實際上共同構成植物得以生存與生長的完整系統。本書透過顯微影像將這些結構具體呈現，使讀者能清楚看見「形態」與「功能」之間的對應關係，理解植物在細胞層級上持續進行的精密運作。
【在細胞層級看見生命的動態過程】
除了靜態結構，本書也將焦點放在細胞內部不斷進行的生命活動。胞質環流展現細胞內物質的流動與能量使用，質壁分離與復原揭示細胞與環境之間的物質交換，而有絲分裂與減數分裂則呈現生命如何透過嚴謹的程序成長、繁衍並延續。這些過程是能在顯微鏡下被實際觀察、比較與理解的現象。透過這些例子，讀者能逐漸建立對「細胞是動態系統」的直觀認知，看見生命在微觀尺度中如何維持秩序與變化。
【從植物延伸至人體，建立完整的細胞視角】
在對植物細胞有充分理解後，書中進一步引導讀者觀察人體口腔皮膜細胞，作為連結植物與動物細胞的重要橋梁。透過滲透壓、染色反應與粒線體觀察等實驗現象，讀者能比較不同類型細胞在結構與反應上的差異，理解細胞如何因生物類型不同而展現各自的特性。這樣的安排不僅拓展了視野，也讓讀者了解到，無論是植物或人類，生命的運作皆建立在相同的細胞基礎之上。
本書特色：本書帶領讀者走進肉眼無法抵達的微觀世界，重新認識植物與細胞的生命樣貌。書中從常見的藻類、葉片、果實到人體細胞，循序展開對細胞結構與生命現象的觀察。本書內容建立在扎實的科學基礎上，透過大量實際拍攝的顯微影像與深入淺出的說明，讓讀者不僅能理解細胞如何運作，也能感受到生命在微觀尺度下的動態與精巧。]
細胞具有顏色的祕密是什麼？
相鄰細胞間如何進行訊息交流？
植物細胞×人體細胞×動物細胞……
走進顯微鏡的世界，探索那些肉眼看不到的祕密！
【從顯微鏡出發，走進真實可見的細胞世界】
本書以數位顯微鏡下的實際觀察為起點，帶領讀者進入肉眼無法觸及的微觀尺度，重新認識「細胞」這個生命最基本的單位。不同於僅停留在概念層次的介紹，書中所有內容皆建立在實際可觀察的顯微結構之上，讓細胞不再只是課本上的名詞，而是具備形態、位置與動態的真實存在。透過清楚的影像搭配解說，讀者能逐步理解植物與動物細胞在結構上的差異，以及這些差異如何影響它們的功能與生命表現，為後續更深入的觀察奠定基礎。
【植物細胞的結構與功能如何相互配合】
書中以多樣的植物材料為例，從藻類、葉片、果實到根與莖，系統性呈現植物細胞在不同器官中所展現的結構特徵。氣孔如何調節水分與氣體交換、表皮與果皮如何形成保護層、薄壁組織如何儲存水分與養分、導管又如何構成運輸網，這些看似零散的知識，實際上共同構成植物得以生存與生長的完整系統。本書透過顯微影像將這些結構具體呈現，使讀者能清楚看見「形態」與「功能」之間的對應關係，理解植物在細胞層級上持續進行的精密運作。
【在細胞層級看見生命的動態過程】
除了靜態結構，本書也將焦點放在細胞內部不斷進行的生命活動。胞質環流展現細胞內物質的流動與能量使用，質壁分離與復原揭示細胞與環境之間的物質交換，而有絲分裂與減數分裂則呈現生命如何透過嚴謹的程序成長、繁衍並延續。這些過程是能在顯微鏡下被實際觀察、比較與理解的現象。透過這些例子，讀者能逐漸建立對「細胞是動態系統」的直觀認知，看見生命在微觀尺度中如何維持秩序與變化。
【從植物延伸至人體，建立完整的細胞視角】
在對植物細胞有充分理解後，書中進一步引導讀者觀察人體口腔皮膜細胞，作為連結植物與動物細胞的重要橋梁。透過滲透壓、染色反應與粒線體觀察等實驗現象，讀者能比較不同類型細胞在結構與反應上的差異，理解細胞如何因生物類型不同而展現各自的特性。這樣的安排不僅拓展了視野，也讓讀者了解到，無論是植物或人類，生命的運作皆建立在相同的細胞基礎之上。
本書特色：本書帶領讀者走進肉眼無法抵達的微觀世界，重新認識植物與細胞的生命樣貌。書中從常見的藻類、葉片、果實到人體細胞，循序展開對細胞結構與生命現象的觀察。本書內容建立在扎實的科學基礎上，透過大量實際拍攝的顯微影像與深入淺出的說明，讓讀者不僅能理解細胞如何運作，也能感受到生命在微觀尺度下的動態與精巧。]
目錄
01 奇特的綠藻──水綿
02 植物散失水分和氣體交換的門戶──氣孔
03 葉片的表皮
04 水果果實的表皮
05 味美多汁儲量大──薄壁組織
06 水和無機鹽的運輸通道──導管
07 植物細胞訊息交流的通道──胞間連絲
08 植物細胞中的色彩
09 植物細胞中的晶體
10 植物細胞的胞質環
11 植物細胞的質壁分離和復原
12 植物細胞的有絲分裂
13 植物細胞的減數分裂
14 人體口腔皮膜細胞
15 動物細胞的脫水和吸水
02 植物散失水分和氣體交換的門戶──氣孔
03 葉片的表皮
04 水果果實的表皮
05 味美多汁儲量大──薄壁組織
06 水和無機鹽的運輸通道──導管
07 植物細胞訊息交流的通道──胞間連絲
08 植物細胞中的色彩
09 植物細胞中的晶體
10 植物細胞的胞質環
11 植物細胞的質壁分離和復原
12 植物細胞的有絲分裂
13 植物細胞的減數分裂
14 人體口腔皮膜細胞
15 動物細胞的脫水和吸水
試閱
01 奇特的綠藻──水綿
你見過水綿嗎？在寒冷的冬季，它們往往沉入池塘的水底，而在溫暖的春季，它們又可以漂浮上來，遠看就像一團「綠色」的髮絲。其實，它們是藻類植物中綠藻的典型代表，由於取材方便，是觀察學習藻類最常用的實驗材料之一。水綿的藻體是由許多圓柱形的細胞單列相互連接而成的絲狀體，相比人類的髮絲，水綿更加「纖細」。由於藻體表面有較多的果膠質，因此用手觸碰時感覺非常黏滑。水綿的葉綠體呈條帶狀，通常是多條葉綠體平行螺旋繞於細胞質中，含有單條螺旋帶狀葉綠體的水綿比較少見。
水綿細胞內的大部分空間被大液泡占據，中央的一團細胞質中懸著一個細胞核，透過細胞質絲與周圍的細胞質相連繫。但是在低倍鏡下，由於解析度不高以及被葉綠體遮擋，因此很難觀察到清晰的細胞核。如果我們採用碘液染色的方法，在同樣的倍數下，就容易觀察到細胞核。細胞核中的蛋白質與碘液結合呈現棕黃色，使細胞核形態明顯，便於觀察。染色後使用高倍物鏡，細胞核就更容易被觀察到，細胞核內的一個核仁也非常清晰。
我們可以觀察到碘液染色的細胞核以及被螺旋帶狀葉綠體遮擋了一部分的細胞質。水綿葉綠體呈螺旋帶狀對水綿有何意義呢？研究發現，帶狀的葉綠體一方面在光線弱的時候可以盡量舒展，使接受光線的面積達到最大；另一方面，當陽光強烈時，它可以將細窄的一面朝向陽光，使接受光線的面積變小，避免過強的光線對葉綠體的傷害。德國科學家恩格爾曼（Theodor Wilhelm Engelmann）選擇水綿作實驗材料，用極細的光束照在它的帶狀葉綠體上，從而確認葉綠體是光合作用的場所。他用三稜鏡分光後照射水綿的不同區段，還發現光合作用最有效的色光是紅光和藍紫光，而無效色光是綠光。
仔細觀察，你會發現，水綿葉綠體每隔一段有一個膨大的部位，就好像葉綠體中也有「核」！其實，這是葉綠體中的蛋白核，而且每個蛋白核外面還包著一層澱粉鞘。在光鏡下觀察時，葉綠體蛋白核上的澱粉鞘不容易分辨。若用水綿永久裝片（用固綠染色液進行染色封片製成），即可解決此問題。你可以清楚地看到位於葉綠體上的蛋白核，蛋白核的中央部分被染成深綠色，周圍是一圈透明的澱粉鞘。調節細調節輪，可見到細胞核，其核仁被染成深綠色，周圍的核質呈綠色。蛋白核比細胞核的體積小很多，算上蛋白核外圍的澱粉鞘，其體積才與核仁的大小相當。
你見過水綿嗎？在寒冷的冬季，它們往往沉入池塘的水底，而在溫暖的春季，它們又可以漂浮上來，遠看就像一團「綠色」的髮絲。其實，它們是藻類植物中綠藻的典型代表，由於取材方便，是觀察學習藻類最常用的實驗材料之一。水綿的藻體是由許多圓柱形的細胞單列相互連接而成的絲狀體，相比人類的髮絲，水綿更加「纖細」。由於藻體表面有較多的果膠質，因此用手觸碰時感覺非常黏滑。水綿的葉綠體呈條帶狀，通常是多條葉綠體平行螺旋繞於細胞質中，含有單條螺旋帶狀葉綠體的水綿比較少見。
水綿細胞內的大部分空間被大液泡占據，中央的一團細胞質中懸著一個細胞核，透過細胞質絲與周圍的細胞質相連繫。但是在低倍鏡下，由於解析度不高以及被葉綠體遮擋，因此很難觀察到清晰的細胞核。如果我們採用碘液染色的方法，在同樣的倍數下，就容易觀察到細胞核。細胞核中的蛋白質與碘液結合呈現棕黃色，使細胞核形態明顯，便於觀察。染色後使用高倍物鏡，細胞核就更容易被觀察到，細胞核內的一個核仁也非常清晰。
我們可以觀察到碘液染色的細胞核以及被螺旋帶狀葉綠體遮擋了一部分的細胞質。水綿葉綠體呈螺旋帶狀對水綿有何意義呢？研究發現，帶狀的葉綠體一方面在光線弱的時候可以盡量舒展，使接受光線的面積達到最大；另一方面，當陽光強烈時，它可以將細窄的一面朝向陽光，使接受光線的面積變小，避免過強的光線對葉綠體的傷害。德國科學家恩格爾曼（Theodor Wilhelm Engelmann）選擇水綿作實驗材料，用極細的光束照在它的帶狀葉綠體上，從而確認葉綠體是光合作用的場所。他用三稜鏡分光後照射水綿的不同區段，還發現光合作用最有效的色光是紅光和藍紫光，而無效色光是綠光。
仔細觀察，你會發現，水綿葉綠體每隔一段有一個膨大的部位，就好像葉綠體中也有「核」！其實，這是葉綠體中的蛋白核，而且每個蛋白核外面還包著一層澱粉鞘。在光鏡下觀察時，葉綠體蛋白核上的澱粉鞘不容易分辨。若用水綿永久裝片（用固綠染色液進行染色封片製成），即可解決此問題。你可以清楚地看到位於葉綠體上的蛋白核，蛋白核的中央部分被染成深綠色，周圍是一圈透明的澱粉鞘。調節細調節輪，可見到細胞核，其核仁被染成深綠色，周圍的核質呈綠色。蛋白核比細胞核的體積小很多，算上蛋白核外圍的澱粉鞘，其體積才與核仁的大小相當。
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