基础与细胞学说
细胞的大小与测量尺度
/ SEL SYZE and SKAYLZ uv MEZH-er-ment /
细胞生活在一个远比我们肉眼演化所能看见的一切都要小的世界里,所以要谈论它们,就需要合适的“尺子”。细胞世界里两个日常单位是微米和纳米。一微米(µm)是一米的百万分之一——比一毫米还小一千倍。一纳米(nm)则又小一千倍:是一米的十亿分之一。细胞以微米来量度;细胞内部的分子与机器则以纳米来量度。
几个用作锚点的数字会有帮助。典型的细菌长约 1 到 2 微米。典型的动物细胞直径大约 10 到 30 微米——小到几百个排起来才横跨一粒盐。DNA 双螺旋的宽度约为 2 纳米,而一个水分子还不到一纳米。人眼勉强能分辨约 100 微米(大约一根细发的宽度)的物体,所以几乎所有细胞不借助显微镜都看不见;它们内部的分子甚至远在光学显微镜的能力之外,需要电子显微镜。
在这里,用“数量级”来思考——也就是以十倍为一档放大或缩小——是关键技能。从一米降到一个细胞,大约要除以五个十;从一个细胞再降到一个分子,还要再除以好几个十。把这些尺度弄对并非吹毛求疵:它解释了细胞为什么小(表面积与体积的限制)、我们为什么非得用显微镜才能发现它们,以及一个病毒(几十纳米)为什么比它可能感染的细菌小得多。
把大约 50 到 100 个典型细胞并排叠在一起,才大致相当于一根人类头发的宽度——这就是为什么你看不见单个细胞,却有时能看见数以百万计细胞聚成的一团,比如一小点霉斑。
几十个细胞才横跨一根头发——这就是生命构件所处的尺度。
留意前缀:纳米比微米小一千倍,而不是反过来。把二者弄混,会让一个测量值差出一千倍。
又称
另见