細(xì)胞生活的環(huán)境課件

細(xì)胞生活的環(huán)境細(xì)胞是生命的基本單位，它們生活在一個(gè)復(fù)雜而精密的微觀世界中。本課程將帶您深入探索細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能和生存環(huán)境。細(xì)胞的類型原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)核膜和大多數(shù)細(xì)胞器。主要包括細(xì)菌和古菌。真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有核膜和多種細(xì)胞器。包括動(dòng)物、植物、真菌和原生生物細(xì)胞。細(xì)胞器簡(jiǎn)介細(xì)胞核存儲(chǔ)遺傳信息，控制細(xì)胞活動(dòng)。線粒體細(xì)胞的能量工廠，進(jìn)行呼吸作用。核糖體合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所。細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能磷脂雙分子層形成細(xì)胞的基本屏障，控制物質(zhì)進(jìn)出。膜蛋白參與物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞識(shí)別和信號(hào)傳導(dǎo)。糖脂和膽固醇調(diào)節(jié)膜的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。細(xì)胞膜的通透性選擇性通透細(xì)胞膜允許某些物質(zhì)通過(guò)，阻止其他物質(zhì)進(jìn)入。小分子通過(guò)水、氧氣等小分子可以自由通過(guò)細(xì)胞膜。大分子限制蛋白質(zhì)、多糖等大分子需要特殊方式才能通過(guò)。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)不需能量，順濃度梯度方向。包括擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散。主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要能量，逆濃度梯度方向。包括泵和載體蛋白介導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)。細(xì)胞核和染色體遺傳信息中心細(xì)胞核存儲(chǔ)和保護(hù)DNA，控制細(xì)胞活動(dòng)。染色體結(jié)構(gòu)DNA和蛋白質(zhì)組成，攜帶基因信息。核孔復(fù)合體調(diào)控核質(zhì)物質(zhì)交換，維持核內(nèi)環(huán)境。細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能1核膜雙層膜結(jié)構(gòu)，保護(hù)遺傳物質(zhì)。2核基質(zhì)支持核內(nèi)結(jié)構(gòu)，參與DNA復(fù)制。3染色質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)復(fù)合物，攜帶遺傳信息。4核仁合成核糖體RNA和組裝核糖體亞基。DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂1DNA復(fù)制雙螺旋解開，新鏈合成，形成兩條相同DNA。2染色體濃縮DNA纏繞組蛋白，形成可見(jiàn)染色體。3細(xì)胞分裂染色體分離，細(xì)胞質(zhì)分裂，形成兩個(gè)子細(xì)胞。細(xì)胞器的種類線粒體能量工廠進(jìn)行細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生ATP。雙層膜結(jié)構(gòu)內(nèi)膜形成嵴，增加表面積。自身DNA具有獨(dú)立的DNA和蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)。葉綠體光合作用場(chǎng)所捕獲光能，合成有機(jī)物。類囊體結(jié)構(gòu)內(nèi)含葉綠素，進(jìn)行光反應(yīng)?；|(zhì)進(jìn)行暗反應(yīng)，固定二氧化碳。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成蛋白質(zhì)，光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成脂質(zhì)。高爾基體修飾、分類和包裝蛋白質(zhì)，準(zhǔn)備分泌或運(yùn)輸。溶酶體細(xì)胞消化系統(tǒng)分解細(xì)胞內(nèi)廢物和吞噬物質(zhì)。自我保護(hù)膜結(jié)構(gòu)防止水解酶損害其他細(xì)胞成分。細(xì)胞自噬參與細(xì)胞器的更新和細(xì)胞程序性死亡。核糖體2亞基由大小兩個(gè)亞基組成，在細(xì)胞質(zhì)或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上合成蛋白質(zhì)。20nm大小是細(xì)胞中最小的細(xì)胞器，直徑約20納米。1000萬(wàn)數(shù)量一個(gè)典型的哺乳動(dòng)物細(xì)胞中約有1000萬(wàn)個(gè)核糖體。細(xì)胞骨架微絲由肌動(dòng)蛋白組成，參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)和形態(tài)維持。微管由微管蛋白組成，參與細(xì)胞器運(yùn)輸和細(xì)胞分裂。中間絲提供機(jī)械強(qiáng)度，維持細(xì)胞形態(tài)。細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)支持為細(xì)胞提供物理支撐和附著點(diǎn)。信號(hào)傳導(dǎo)儲(chǔ)存和傳遞生長(zhǎng)因子，調(diào)節(jié)細(xì)胞行為。組織修復(fù)參與組織修復(fù)和再生過(guò)程。細(xì)胞間交流信號(hào)分子激素、神經(jīng)遞質(zhì)等分泌到細(xì)胞外。受體結(jié)合信號(hào)分子與目標(biāo)細(xì)胞上的受體結(jié)合。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體激活后引發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列反應(yīng)。細(xì)胞響應(yīng)細(xì)胞根據(jù)信號(hào)改變其行為或功能。滲透壓和滲透平衡滲透壓由溶質(zhì)濃度差引起的水分子流動(dòng)趨勢(shì)。滲透平衡細(xì)胞內(nèi)外溶質(zhì)濃度達(dá)到平衡，水的凈流動(dòng)停止。細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)1簡(jiǎn)單擴(kuò)散小分子直接通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。2協(xié)助擴(kuò)散通過(guò)膜蛋白的幫助，物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)入細(xì)胞。3主動(dòng)運(yùn)輸細(xì)胞消耗能量，將物質(zhì)逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞。4胞吞作用細(xì)胞膜內(nèi)陷，將大分子或顆粒物包裹進(jìn)入細(xì)胞。細(xì)胞呼吸作用1糖酵解在細(xì)胞質(zhì)中將葡萄糖分解為丙酮酸。2檸檬酸循環(huán)在線粒體中進(jìn)一步氧化丙酮酸，產(chǎn)生還原性輔酶。3電子傳遞鏈在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，產(chǎn)生大量ATP。光合作用光反應(yīng)在類囊體膜上進(jìn)行，捕獲光能并產(chǎn)生ATP和NADPH。暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，利用ATP和NADPH固定二氧化碳。細(xì)胞的廢物排出簡(jiǎn)單擴(kuò)散小分子廢物直接通過(guò)細(xì)胞膜排出。胞吐作用將大分子廢物包裝在囊泡中排出細(xì)胞。主動(dòng)運(yùn)輸通過(guò)膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將特定廢物排出。細(xì)胞的生長(zhǎng)與分化1細(xì)胞生長(zhǎng)細(xì)胞體積增大，蛋白質(zhì)和細(xì)胞器數(shù)量增加。2基因表達(dá)調(diào)控特定基因被激活或抑制，決定細(xì)胞命運(yùn)。3細(xì)胞分化細(xì)胞獲得特定功能，形成不同類型的組織細(xì)胞。細(xì)胞的有絲分裂前期染色體濃縮，核膜消失。中期染色體排列在赤道板上。后期姐妹染色單體分離，向兩極移動(dòng)。末期染色體解螺旋，核膜重建，細(xì)胞質(zhì)分裂。細(xì)胞周期的調(diào)控1周期蛋白調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程。2周期蛋白依賴激酶與周期蛋白結(jié)合，激活關(guān)鍵蛋白。3檢查點(diǎn)監(jiān)測(cè)DNA完整性和細(xì)胞分裂準(zhǔn)備情況。4生長(zhǎng)因子外部信號(hào)，刺激或抑制細(xì)胞分裂。細(xì)胞死亡的類型壞死細(xì)胞受到嚴(yán)重?fù)p傷，被動(dòng)死亡。細(xì)胞腫脹破裂，引起炎癥。凋亡程序性細(xì)胞死亡。細(xì)胞皺縮，染色質(zhì)凝聚，不引起炎癥。自噬性死亡細(xì)胞通過(guò)大量自噬降解自身成分導(dǎo)致死亡。細(xì)胞調(diào)亡1調(diào)亡信號(hào)內(nèi)部或外部因素觸發(fā)調(diào)亡過(guò)程。2激活caspasecaspase蛋白酶被激活，開始降解細(xì)胞成分。3染色質(zhì)凝聚DNA被切割，染色質(zhì)濃縮。4細(xì)胞碎片化細(xì)胞形成小泡，被周圍細(xì)胞吞噬。干細(xì)胞的特性自我更新可以無(wú)限分裂，保持未分化狀態(tài)。多能性能分化成多種類型的細(xì)胞?？伤苄栽谔囟l件下可轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷母杉?xì)胞。細(xì)胞工程技術(shù)基因編輯使用CRISPR等技術(shù)精確修改基因。細(xì)胞培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)和維持細(xì)胞。細(xì)胞重