Transcript 基礎生物第一章第二節
基礎生物 第一章第二節 細胞的構造 內容大綱 1. 2. 3. 4. 生物學的尺度 細胞發現史 真核細胞的構造與功能 細胞的分類與比較 一、生物學的尺度 生物體的大小 • 地球上的生物形形色色 有高達百米的紅杉 也有長達25米（m） 的藍鯨 至於最小的細菌直徑 還不到1微米(μm) 想看我 嗎 細胞的大小 •細胞大小約為 1~100μm， •肉眼只可以看見 100μm以上的物體， 因此絕大多數的細胞 肉眼無法看見 •肉眼只可以看見如鳥 類、青蛙及魚類的卵 細胞 物體大小可視範圍 二、細胞發現史 都是虎克惹的禍 • 1. 2. 3. 4. 虎克生平： 1635年，生於英國懷特島 中學期間，做出第一部風速計、水銀溫度計 1653年，進入牛津大學……當工友 1655年，旁聽「化學之父」波以耳的授課，後 來他成為波以耳的助教，不久後他做了第一部 真空抽氣機，為波以耳證實「波以耳定律」也 因此進入皇家科學會。 5. 1665年，發明複式顯微鏡….於是…. 凡事總有第一次：細胞的發現 •透過顯微鏡觀察，虎克 記錄許多小生物和其他 物體，並將紀錄集結成 書，出版微物圖誌 (Micrographia）。 我在 這裡 這些都是他畫的 人不是他殺的 別怪虎克，他的觀察是純興趣，將軟木 栓的小格子命名為「cell」，即我們所 稱的「細胞」也是因為這些小室猶如修 道院中修士居住的小房間。 可是，故事還得繼續呢 續集高潮迭起 1. 2. 3. 4. 5. 1674年，雷文霍克(Antonie van Leeuwenhoek)以自製 的鏡片發現微生物，他也是歷史上可找到的第一個發現 細菌的業餘科學家。 1809年，法國博物學家拉馬克（Jean-Baptiste de Lamarck，1744—1829）提出：「所有生物體都由細胞 所組成，細胞裡面都含有些會流動的『液體』。」 1824年，法國植物學家杜托息 (Henri Dutrochet , 1776~1847)提出「細胞確實是生物體的基本構造」。 1831年，英國科學家布朗觀察到植物細胞內有一球狀的 構造，布朗將此構造稱為「核」。 1839年，捷克科學家普金耶（Johannes E. Purkinje, 1787～1869）發現並描述了神經細胞，並首先用「原生 質」這一名詞描述細胞物質。 現代細胞學說 • 1839年許旺、許來登共同發表細胞學說，其內容 為「所有生物體均由一個或一個以上的細胞組成， 細胞是所有生物體的構造及功能單位」，此為細 胞學說最早的雛形。 • 1855年生理學家菲可（Rudolf Virchow, 1821～ 1902）進一步提出「所有的細胞均來自既存的細 胞」（all cells from cells）。 • 以上三位科學家的論述，成為 「現代細胞學說」 的主要內容。 所以，啥是現代 細胞學說的主要 內容？ 三、真核細胞的構造與功能 真核細胞的構造與功能 • 大小、形狀和功能雖然有很大的差異， 卻皆有相同的基本構造： 細胞膜（plasma membrane）：細胞門戶， 控制物質進出、細胞辨識 細胞質（cytoplasm）：膠狀物質(胞質 液)中含有多種胞器，進行細胞代謝 細胞核（nucleus）：含遺傳物質，控制 細胞生理的調控 A、細胞膜 • 組成與結構：細胞膜是由磷脂、蛋白質及少量 的醣類組成脂雙層結構 聽過流體鑲嵌 模型嗎 醣 類 磷脂質 ? 膽固醇 蛋白質 脂雙層膜的成分功能與分佈 • 成分功能： 1. 磷脂質：構成生物膜本體 2. 蛋白質：鑲嵌於膜的內側、外側或貫穿脂雙層， 可能是運輸或通道蛋白或其他功能 3. 醣類：附著於磷脂或蛋白質上，含量很少，可 作為生物體內辨別自體細胞或外來細胞的依據 之一。 4. 膽固醇：分佈於動物細胞膜，有助於維持膜適 當的流體性。 • 分佈：細胞膜、核膜、胞器膜 B、細胞質 1. 胞質液（cytosol）：膠狀物質，溶解有許 多大、小不同的分子，為代謝反應進行的 場所 2. 胞器（organelle）：細胞質中具有特殊功 能的小構造，包括有膜的粒線體、葉綠體、 內質網及高基氏體和無膜的核糖體、中心 體等。 雙層膜胞器 粒線體（mitochondrion）的構造 • 光學顯微鏡觀察時，呈粒狀或線狀 • 雙層膜構造 粒線體的功能 • 細胞內執行呼吸作用的場所 • ATP的製造中心 粒線體發達的細胞 • 代謝旺盛的細胞，其粒線體的數量較多 • 例如：心肌細胞及萌芽的種子等 葉綠體（chloroplast）的構造 •雙層膜構造 •由類囊體和基質所組成 •葉綠餅：是由許多類囊體相疊形成 •基質：為葉綠餅以外的膠狀物質 葉綠體的功能 • 葉綠體的主要功能為進行光合作用， 在二氧化碳固定的過程中，將太陽能 儲存在葡萄糖或其他大分子 • 動物細胞則不具葉綠體 單層膜胞器 內質網 （endoplasmic reticulum） 構造：是由單層膜形成的扁平囊狀或管狀 的構造 分布：遍布在細胞液中 功能：具有協助細胞內物質運輸的功能 內質網的類型與功能 • 粗糙內質網：內質網上有核糖體附著， 為具有修飾蛋白質的功能 • 平滑內質網：內質網上沒有核糖體附著， 含有與脂質合成有關的酵素，能合成脂 質，如：磷脂等，以擴增細胞膜。 高基氏體（Golgi apparatus） 構造：由許多單層膜的扁囊組成，周 圍常有小囊泡 功能：內含許多酵素，與分泌物的形 成有關 發達的細胞：分泌旺盛的腺體細胞 溶體（lysosome） •構造：單層膜的胞器 •功能：含有多種水解 酵素，能分解蛋白質、 脂質及醣類等大分子。 •例如：白血球的分解 細菌及老化胞器的分 解皆須溶體參與。 液泡（vacuole） 構造：為單層膜的胞器 特色：在不同的生物細胞內，有不同的大 小、形狀和功能 重要性：一般成熟植物細胞內具有大型的 液泡，液泡可貯存水分、醣類、蛋 白質及廢物等，並有維持細胞形狀 的功能。 動物細胞內的液泡 •原生動物，如：草履蟲及變形蟲等，其細胞 內具有食泡及伸縮泡，兩者皆屬於液泡。 •食泡中可進行食物的消化 •伸縮泡可將細胞中多餘的水分排出細胞外 充滿果汁的細胞 •柑橘類的果實特稱為柑果，其汁囊由許多 細胞構成 •部分細胞的液泡中貯存了大量的水分、糖、 有機酸和色素等。 無膜胞器 核糖體（ribosome） 形狀：不具膜，呈顆粒狀 分布：附著於內質網上或游離於細胞質中 功能：合成蛋白質的場所 註：粒線體及葉綠體內亦具有核糖體，能合 成少部分本身所需的蛋白質─內共生演 化假說 中心體（centrosome） • 構造：不具膜 • 功能：與細胞分裂有關 • 特色： 動物細胞在中心體內含有兩個中心粒 植物細胞的中心體則不含中心粒。 從DNA到蛋白質─同場加映 1. 中心法則(central dogma)：克里克1958年提出 遺傳資訊傳遞方向的法則，從DNA傳至RNA，再傳至多 肽鍵(蛋白質)。DNA和同RNA之間遺傳資訊的傳遞是雙 向的，而遺傳資訊只是單向地從核酸流向蛋白質 圖片轉載自：http://biotech.nstm.gov.tw/03/032.asp 胞器的角色：蛋白質的製造、運輸與修飾 C、細胞核 • 構造：具有核膜、核仁和染色質 • 生物根據核膜的有無，分成： 原核生物（prokaryote）：無核膜 真核生物（eukaryote）：有核膜 細胞核內各部的功能 核膜：由雙層膜構成，具有核孔可供某 些物質進出 核仁：球狀，具有儲存RNA及參與合成 核糖體的功能。 染色質：由DNA及蛋白質組成，細胞分 裂時會緊縮變粗成染色體。 染色質的特性 每一種生物的細胞內各有其一定的染色體 數目 例如： – 水稻有12對 – 果蠅有4對 – 狗有78對 – 人類有23對 細胞核的重要性 • 細胞核內的染色質含有遺傳物質， • 能調控細胞的生理活動 • 亦能將細胞的特性傳給下一代。 番外篇：細胞壁 分布：植物細胞和藻類細胞在細胞膜外 的一層保護構造 功能：具有保護及維持細胞形狀 主要成分：纖維素 真菌的細胞壁成分：主要為幾丁質 細菌的細胞壁成分：肽聚醣 細胞骨架 • 細胞骨架：細胞株的 蛋白質纖維，不僅在 維持細胞形態，承受 外力、保持細胞內部 結構的有序性方面起 重要作用，而且還參 與許多重要的生命活 動 ，包括微管、中間 纖維、微絲 四、細胞的分類與比較 原核細胞VS真核細胞 細胞 原核細胞 真核細胞 細胞核(核膜) 無 有 細胞質 有 有 細胞壁成分 肽聚醣 纖維素 粒線體、液胞 等(有膜胞器) 無 有 遺傳物質 環狀DNA 條狀染色體(染色質 絲) 生物分類 原核生物，真核生物 如細菌和 藍綠菌 動植物細胞構造的差異 相同點 相異點 動物細胞 植物細胞 1. 具有細胞膜、細胞質、細胞核、 粒線體和液胞 2. 都由水、醣類、蛋白質和脂質等 化合物構成 1. 沒有細胞壁、葉 1. 具有細胞壁 綠體 2. 液胞大且只 2. 液胞多且小 有一個 3. 綠色細胞具 有葉綠體 動植物細胞比較簡圖