เซลล์ (Cell) คือ หน่วยพื้นฐานที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต ซึ่งสามารถดำรงชีวิตและทำหน้าที่ต่าง ๆ ได้ด้วยตนเอง สิ่งมีชีวิตทุกชนิดประกอบด้วยเซลล์ อย่างน้อย 1 เซลล์
แนวคิดนี้เริ่มจากโรเบิร์ต ฮุค (Robert Hooke) ในปี ค.ศ. 1665 ที่สังเกตเนื้อไม้ก๊อกด้วยกล้องจุลทรรศน์และพบโครงสร้างคล้ายห้องเล็ก ๆ จึงตั้งชื่อว่า “cell” ซึ่งแปลว่า “ห้องเล็ก”
ต่อมา นักวิทยาศาสตร์หลายท่านสรุปเป็น ทฤษฎีเซลล์ ซึ่งมีหลักสำคัญ 3 ข้อ:
อะมีบา เป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว (unicellular) ทั้งตัวมีแค่ 1 เซลล์ แต่สามารถเคลื่อนที่ กินอาหาร ขับถ่าย และสืบพันธุ์ได้ครบ
มนุษย์ เป็นสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ (multicellular) มีเซลล์ประมาณ 37 ล้านล้านเซลล์ ทำงานร่วมกันเป็นระบบ
เซลล์ส่วนใหญ่มีโครงสร้างพื้นฐานคล้ายกัน ประกอบด้วยส่วนสำคัญดังนี้:
เป็นเยื่อบาง ๆ ที่ห่อหุ้มเซลล์ ทำหน้าที่:
เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วยไขมันชนิดฟอสโฟลิพิด 2 ชั้น และโปรตีนฝังอยู่
เป็นของเหลวคล้ายเจลที่อยู่ภายในเซลล์ นอกจากนิวเคลียส ประกอบด้วยน้ำ โปรตีน เกลือแร่ และออร์แกเนลล์ต่าง ๆ เป็นที่เกิดปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ของเซลล์
เป็นศูนย์ควบคุมของเซลล์ มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสห่อหุ้ม ภายในมีโครมาติน (ซึ่งเป็น DNA ผสมโปรตีน) และนิวคลีโอลัส ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานและการถ่ายทอดพันธุกรรม
ลองนึกถึงเซลล์เป็นเหมือน เมืองเล็ก ๆ:
แม้โครงสร้างพื้นฐานคล้ายกัน แต่มีจุดต่างสำคัญ:
| โครงสร้าง | เซลล์พืช | เซลล์สัตว์ |
|---|---|---|
| ผนังเซลล์ | มี (แข็งแรง จากเซลลูโลส) | ไม่มี |
| คลอโรพลาสต์ | มี (สังเคราะห์ด้วยแสง) | ไม่มี |
| แวคิวโอล | ใหญ่ 1 อัน ตรงกลาง | เล็ก หลายอัน หรือไม่มี |
| รูปร่าง | ค่อนข้างแน่นอน (เพราะผนัง) | เปลี่ยนแปลงได้ |
| ไมโทคอนเดรีย | มี | มี |
| เยื่อหุ้มเซลล์ | มี | มี |
ผนังเซลล์ ให้ความแข็งแรง ป้องกันไม่ให้เซลล์แตกเมื่อดูดน้ำมาก
คลอโรพลาสต์ มีคลอโรฟิลล์ สีเขียว ใช้แสงอาทิตย์เปลี่ยน CO₂ กับน้ำ เป็นน้ำตาลและออกซิเจน
แวคิวโอลขนาดใหญ่ เก็บน้ำ สารอาหาร ของเสีย และช่วยพยุงเซลล์ให้เต่ง
ใบไม้มีเซลล์พืชจำนวนมากที่บรรจุคลอโรพลาสต์ คลอโรฟิลล์ดูดแสงสีม่วง-น้ำเงินและแดง แต่สะท้อนแสงสีเขียวออกมา เราจึงเห็นใบไม้เป็นสีเขียว
เซลล์เม็ดเลือดแดงของมนุษย์เมื่อโตเต็มที่จะ ไม่มีนิวเคลียส เพื่อให้มีพื้นที่เก็บฮีโมโกลบินได้มากขึ้น ช่วยลำเลียงออกซิเจนได้ดี แต่ไม่สามารถแบ่งตัวเพิ่มจำนวนได้
สารจำเป็นต้องเคลื่อนที่เข้าออกเซลล์ตลอดเวลา มี 2 แบบหลัก:
การเคลื่อนที่ของอนุภาคจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ โดยไม่ใช้พลังงาน (passive transport)
ตัวอย่าง: กลิ่นน้ำหอมกระจายทั่วห้อง, ออกซิเจนแพร่จากถุงลมเข้าเส้นเลือด
การแพร่ของ น้ำ ผ่านเยื่อเลือกผ่าน จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายน้อย (น้ำมาก) ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายมาก (น้ำน้อย)
เมื่อแช่แตงกวาในน้ำเกลือข้น น้ำในเซลล์แตงกวาจะไหลออกไปนอกเซลล์ (เพราะภายนอกมีความเข้มข้นของเกลือสูงกว่า) แตงกวาจึงเหี่ยวและกรอบ นี่คือออสโมซิส
รากพืชดูดน้ำจากดินโดยออสโมซิส เพราะภายในเซลล์รากมีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่าน้ำในดิน น้ำจึงไหลเข้าสู่ราก
ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เซลล์ไม่ได้ทำงานคนเดียว แต่จัดเรียงเป็นลำดับ:
เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ → เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจ → อวัยวะ “หัวใจ” → ระบบหมุนเวียนเลือด → มนุษย์ทั้งตัว
เลือกตอบ 4 ตัวเลือก และถูก/ผิด รวม 12 ข้อ ตรวจแล้วจะแสดงคำอธิบาย