原核细胞 - My数位学习.PPTVIP

第三章細胞與選殖技術 ■細胞的結構與功能 　細胞的發現 　細胞學說的建立 　細胞的結構與功能 　細胞學的研究方法 　細胞學研究的思考 3-1　細胞的結構與功能 細胞的發現 細胞(cell)是由膜包圍著含有細胞核（或擬核）的原生質所組成，是生物體結構和功能的基本單位，也是生命活動的基本單位。 細胞能夠透過分裂而增殖，是生物體個體發育和系統發育的基礎。細胞是遺傳的基本單位，具有遺傳的全能性。 細胞的發現 1665年，英國物理學家羅伯特?虎克(Robert Hooke, 1635~1703)用自己設計製造的顯微鏡觀察櫟樹軟木塞切片時發現其中有許多小室，狀如蜂窩，稱為「cella」，這是人類第一次發現細胞，生物學家就用「cell」一詞來描述生物體的基本結構。 1674年，荷蘭布商列文?霍克(Antonie van Leeuwenhoek, 1632~1723)為了檢查布的質量，親自磨製透鏡，裝配了高倍顯微鏡（300倍左右），並觀察到了血細胞、池塘水滴中的原生動物、人類和哺乳類動物的精子，這是人類第一次觀察到完整的活細胞。 細胞學說的建立 1838~1839年間由德國的植物學家許萊登和動物學家施旺的研究報告，使得細胞及其功能有了較為明確的定義，宣告了細胞學說基本原則的創立，細胞學說直到1858年才完善。 主要內容 細胞是有機體，一切動植物都是由細胞發育而來，即生物是由細胞和細胞的產物組成。 所有細胞在結構和組成上基本相似。 生物體是透過其細胞的活動反映其功能。 新細胞是由已存在的細胞分裂而來。 生物的疾病是因為其細胞機能失常。 細胞的結構與功能 生物的一個基本特點是結構和功能的統一。 細胞是生物的基本結構單位，可以分為原核細胞(prokaryotic cell)與真核細胞(eukaryotic cell)兩大類。 原核細胞沒有典型的核結構，遺傳訊息的載體僅為一個裸露在細胞中的環狀DNA。 真核細胞的結構複雜，植物和動物的細胞大多都是真核細胞，如圖3.3所示。 細胞的結構與功能 原核細胞與真核細胞 原核細胞 地球上約3/4的生命物質由微生物組成，而其中大多數是原核生物。 原核細胞的結構以及遺傳訊息的複製和傳遞相對簡單，即無性繁殖方式：先生長成兩倍體，再分裂成兩個相同的子細胞，每個子細胞獲得它們上一代遺傳物質的一個拷貝。 原核細胞繁殖迅速，因此可作為良好的實驗材料。 原核細胞 在所有的原核細胞中，大腸桿菌是被人們研究和了解得最多的一種。 大腸桿菌的細胞膜內包裹著細胞質以及核，由於核外無核膜，故也稱為核質或擬核。核由一條環狀的雙股DNA組成，也稱為染色體DNA。 除了染色體DNA外，大腸桿菌和許多細菌的細胞質中還含有稱為質體的很小的環狀DNA。質體在當今遺傳工程中作用十分重要。 真核細胞 動物、植物和真菌都是真核細胞構成的生物，簡稱真核生物。 真核細胞區別於原核細胞的最主要特徵是它們具有被雙層膜所包裹的、有固定形狀的、結構複雜的細胞核。 細胞核與遺傳訊息 細胞核(nucleus)是真核細胞內最大、最重要的胞器，大多呈球形或卵圓形。雙層核被膜(nuclear envelope)將核質與細胞質分開，遺傳訊息被保護在細胞核裏。核膜上有結構複雜精細的核孔，是核內外物質與訊息交換的通道。 一般說來，真核細胞失去細胞核將導致細胞的死亡。細胞核含有染色質(chromatin)，染色質是由DNA和蛋白質體成的細絲。 DNA與組蛋白結合，形成核小體(necleosome)，核小體相連成念珠狀，直徑約為11nm。每6個核小體盤繞形成直徑為30nm的螺旋管。由螺旋管形成DNA複製環，再形成超螺旋管，再結合許多非組蛋白，最終形成能在顯微鏡下觀察到的直徑約為400nm的染色體。 細胞核與遺傳訊息 染色體只有在細胞分裂的中期才能看到，它有利於遺傳物質均等地分配到兩個子細胞中去。 一個細胞核內含有該物種的全套遺傳訊息。人類基因體DNA由30億對鹼基組成，約3萬多個基因，可記錄50億比特的訊息量，相當於2,000萬冊圖書的訊息量。 DNA上的遺傳訊息透過轉錄、轉譯型成蛋白質來控制遺傳表現型。 核仁的大小、形狀和數目隨生物的種類、細胞類型和細胞代謝狀態而變化。核仁是rRNA合成、加工和核糖體次單元的裝配場所。 細胞核骨架由纖維蛋白構成。DNA複製、基因表現、病毒複製、染色體構建都是在特定的核骨架系統上進行。 胞　器 核糖體(ribosome) 是細胞內合成蛋白質的場所。核糖體由兩個不同大小的次單元構成。 合成蛋白質時，小次單元先與mRNA結合，大次單元再結合上去。兩個次單元之間有一「通道」，使mRNA透過，指導蛋白質合成。 很大一部分核糖體附著在內質網膜的表面，形成粗糙內質網。 胞　器 內質網(endoplasmie reticulum, ER) 分佈