How big is 粒線體?

粒線體是細胞內一種微小的構造，負責製造ATP，也就是細胞用來傳遞能量的主要分子。典型的粒線體形狀像一根兩端渾圓的短棒，長度大約1到2微米，寬度大約是長度的一半。一微米是一公尺的百萬分之一。一個細胞裡可以有數百到數千個粒線體。

大小

粒線體的形狀和大小差異很大，因此它的大小通常以一個典型範圍來表示。在大多數細胞裡，粒線體呈短棒狀或顆粒狀，寬度大約0.5微米，長度大約1到2微米，大小和細菌差不多。教科書上的示意圖常畫出比較大的粒線體，長度大約2微米、寬度大約1微米。在某些細胞裡，粒線體的寬度可達數微米，長度甚至可達10微米。

粒線體的形狀也會改變。在光學顯微鏡下，可以觀察到它們生長、分支、分裂並互相融合。在某些細胞裡，粒線體會連結成一個延伸數十微米的分支網路，讓人很難分辨一個粒線體在哪裡結束、下一個在哪裡開始，也很難計算它們的數量。

大小比較

• 粒線體的大小和大腸桿菌差不多，大腸桿菌長度大約2微米，寬度大約1微米。
• 把大約4到8個粒線體首尾相接排列，長度就相當於一個紅血球的寬度，紅血球的寬度大約是7.5微米。
• 粒線體的寬度，0.5到1微米，和深紅光的波長0.75微米相近。
• 如果把一個典型的人類細胞（直徑大約10微米）放大到籃球的大小，它裡面的粒線體大約會有2.4到4.8公分長。

粒線體的功能

粒線體會釋放儲存在葡萄糖和其他營養素裡的化學能，並用來製造ATP。這個過程稱為細胞呼吸，會消耗氧氣，並產生二氧化碳作為廢棄物。人呼出的二氧化碳，就是來自這些反應。

每個粒線體都有兩層膜。內膜摺疊成一道道稱為嵴的皺褶，增加了製造ATP所需的表面積。需要大量能量的細胞，例如肌肉細胞，含有的粒線體數量也比較多。

粒線體的起源

粒線體這個名稱，來自希臘文中「線」和「顆粒」兩個詞，對應粒線體的兩種外形。德國科學家卡爾·本達在1898年提出了這個名稱。1960年代，科學家發現粒線體帶有自己的DNA，也有自己的核糖體，也就是負責製造蛋白質的機器。

1976年，科學家定序出粒線體的DNA，發現它與細菌的DNA相似。這項發現支持了林恩·馬古利斯提出的內共生學說，該學說認為，粒線體最初是被另一個細胞吞下的細菌，後來就一直生活在那個細胞裡面。

參考資料

• How big are mitochondria?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
• Mitochondria. Stephen L. Wolfe and Bryan Ness, EBSCO Research Starters, 2021.
• How big is an E. coli cell and what is its mass?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
• How big is a human cell?. In Cell Biology by the Numbers. Ron Milo and Rob Phillips, Garland Science.
• Eukaryotic Cells. In Biology 2e. OpenStax, 2018.
• Cell Division. In Biology 2e. OpenStax, 2018.
• Unique Characteristics of Eukaryotic Cells. In Microbiology. OpenStax, 2016.
• The Electromagnetic Spectrum. In College Physics 2e. OpenStax, 2022.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.