圖解遺傳學

第 1 章　細胞：生命的基本單位
 
細胞是包含了全部的生命資訊和呈現生命所有基本特色的獨立生命單位。各種細胞雖然具有極其複雜又不斷地變化的化學架構，但不同細胞的基本化學成分是相類似的。地球上的生物具有多樣性，各式各樣的生物都具有一個共同點，即所有的生物都是由細胞（cell）所組成的。
 
1-1　微觀世界的利器：觀察與描述
 
觀察與描述是研究生命現象的最基本方法。觀察可以是針對大尺度的生態行為來進行，也可以是對生命的細小部分，藉助於儀器（如顯微鏡）來完成，可以對生命的活體過程加以觀察（例如：胚胎發育的過程），也可以將生命殺死，並運用特定的方法（例如染色、同位素標記）顯示生命的瞬間結構和物理狀態，此種觀察的結果，往往要經過資料的分析或者再處理，才能得到對生命真實過程的瞭解，例如對生態取樣記錄的統計學處理，或是對形態觀察的 3D 立體建構和時間連續分布等。人們對生命現象的認識大部分來自於觀察，例如物種的生態分布和地域、季節的遷移、胚胎的發育過程、細胞分裂時的染色體行為變化、細胞的超微結構等等。
 
1-2　生命形態結構的單位：細胞
 
細胞（cell）是包含了全部的生命資訊和呈現生命所有基本特色的獨立生命單位。主要包括下列的功能：
 
(l)遺傳資訊的複製、維持和表現系統。其功能是將已有的結構和進行的特徵加以維持，並依照這些資訊來進行複製，以獲得更多相同的結構。這個資訊不僅包括遺傳物質 DNA 的複製、轉錄、表現與修復，同時也包含了細胞膜及一些蛋白質，將已有的結構資訊來裝配新物質。
 
(2)新陳代謝系統。其包含了所有的物質、能量與資訊的吸收、轉換等一切代謝的行為，主要的功能多為利用物質代謝與資訊代謝來維持生命高度有序的結構。
 
(3)除了上述兩種系統之外，它們構成維持生命的結構有序性系統，例如細胞骨架系統等。
 
細胞可分為原核細胞和真核細胞兩大類，它們內部的差異十分懸殊，並缺少中間的過渡類型。原核細胞在 35 億年前就出現了，而真核細胞則是 17 億年前或者更早出現的。傳統的看法認為真核細胞是由原核細胞進化而來的。