細胞生活的環(huán)境課件

細胞生活的環(huán)境細胞是生命的基本單位，它們生活在一個復雜而精密的微觀世界中。本課程將帶您深入探索細胞的結構、功能和生存環(huán)境。細胞的類型原核細胞結構簡單，無核膜和大多數(shù)細胞器。主要包括細菌和古菌。真核細胞結構復雜，有核膜和多種細胞器。包括動物、植物、真菌和原生生物細胞。細胞器簡介細胞核存儲遺傳信息，控制細胞活動。線粒體細胞的能量工廠，進行呼吸作用。核糖體合成蛋白質的場所。細胞膜的結構和功能磷脂雙分子層形成細胞的基本屏障，控制物質進出。膜蛋白參與物質運輸、細胞識別和信號傳導。糖脂和膽固醇調節(jié)膜的流動性和穩(wěn)定性。細胞膜的通透性選擇性通透細胞膜允許某些物質通過，阻止其他物質進入。小分子通過水、氧氣等小分子可以自由通過細胞膜。大分子限制蛋白質、多糖等大分子需要特殊方式才能通過。主動轉運和被動轉運被動轉運不需能量，順濃度梯度方向。包括擴散和協(xié)助擴散。主動轉運需要能量，逆濃度梯度方向。包括泵和載體蛋白介導的轉運。細胞核和染色體遺傳信息中心細胞核存儲和保護DNA，控制細胞活動。染色體結構DNA和蛋白質組成，攜帶基因信息。核孔復合體調控核質物質交換，維持核內環(huán)境。細胞核的結構和功能1核膜雙層膜結構，保護遺傳物質。2核基質支持核內結構，參與DNA復制。3染色質DNA和蛋白質復合物，攜帶遺傳信息。4核仁合成核糖體RNA和組裝核糖體亞基。DNA復制和細胞分裂1DNA復制雙螺旋解開，新鏈合成，形成兩條相同DNA。2染色體濃縮DNA纏繞組蛋白，形成可見染色體。3細胞分裂染色體分離，細胞質分裂，形成兩個子細胞。細胞器的種類線粒體能量工廠進行細胞呼吸，產生ATP。雙層膜結構內膜形成嵴，增加表面積。自身DNA具有獨立的DNA和蛋白質合成系統(tǒng)。葉綠體光合作用場所捕獲光能，合成有機物。類囊體結構內含葉綠素，進行光反應?；|進行暗反應，固定二氧化碳。內質網和高爾基體內質網粗面內質網合成蛋白質，光面內質網合成脂質。高爾基體修飾、分類和包裝蛋白質，準備分泌或運輸。溶酶體細胞消化系統(tǒng)分解細胞內廢物和吞噬物質。自我保護膜結構防止水解酶損害其他細胞成分。細胞自噬參與細胞器的更新和細胞程序性死亡。核糖體2亞基由大小兩個亞基組成，在細胞質或內質網上合成蛋白質。20nm大小是細胞中最小的細胞器，直徑約20納米。1000萬數(shù)量一個典型的哺乳動物細胞中約有1000萬個核糖體。細胞骨架微絲由肌動蛋白組成，參與細胞運動和形態(tài)維持。微管由微管蛋白組成，參與細胞器運輸和細胞分裂。中間絲提供機械強度，維持細胞形態(tài)。細胞外基質結構支持為細胞提供物理支撐和附著點。信號傳導儲存和傳遞生長因子，調節(jié)細胞行為。組織修復參與組織修復和再生過程。細胞間交流信號分子激素、神經遞質等分泌到細胞外。受體結合信號分子與目標細胞上的受體結合。信號轉導受體激活后引發(fā)細胞內一系列反應。細胞響應細胞根據信號改變其行為或功能。滲透壓和滲透平衡滲透壓由溶質濃度差引起的水分子流動趨勢。滲透平衡細胞內外溶質濃度達到平衡，水的凈流動停止。細胞吸收營養(yǎng)物質1簡單擴散小分子直接通過細胞膜進入細胞。2協(xié)助擴散通過膜蛋白的幫助，物質順濃度梯度進入細胞。3主動運輸細胞消耗能量，將物質逆濃度梯度轉運入細胞。4胞吞作用細胞膜內陷，將大分子或顆粒物包裹進入細胞。細胞呼吸作用1糖酵解在細胞質中將葡萄糖分解為丙酮酸。2檸檬酸循環(huán)在線粒體中進一步氧化丙酮酸，產生還原性輔酶。3電子傳遞鏈在線粒體內膜上進行，產生大量ATP。光合作用光反應在類囊體膜上進行，捕獲光能并產生ATP和NADPH。暗反應在葉綠體基質中進行，利用ATP和NADPH固定二氧化碳。細胞的廢物排出簡單擴散小分子廢物直接通過細胞膜排出。胞吐作用將大分子廢物包裝在囊泡中排出細胞。主動運輸通過膜上的轉運蛋白將特定廢物排出。細胞的生長與分化1細胞生長細胞體積增大，蛋白質和細胞器數(shù)量增加。2基因表達調控特定基因被激活或抑制，決定細胞命運。3細胞分化細胞獲得特定功能，形成不同類型的組織細胞。細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。末期染色體解螺旋，核膜重建，細胞質分裂。細胞周期的調控1周期蛋白調節(jié)細胞周期進程。2周期蛋白依賴激酶與周期蛋白結合，激活關鍵蛋白。3檢查點監(jiān)測DNA完整性和細胞分裂準備情況。4生長因子外部信號，刺激或抑制細胞分裂。細胞死亡的類型壞死細胞受到嚴重損傷，被動死亡。細胞腫脹破裂，引起炎癥。凋亡程序性細胞死亡。細胞皺縮，染色質凝聚，不引起炎癥。自噬性死亡細胞通過大量自噬降解自身成分導致死亡。細胞調亡1調亡信號內部或外部因素觸發(fā)調亡過程。2激活caspasecaspase蛋白酶被激活，開始降解細胞成分。3染色質凝聚DNA被切割，染色質濃縮。4細胞碎片化細胞形成小泡，被周圍細胞吞噬。干細胞的特性自我更新可以無限分裂，保持未分化狀態(tài)。多能性能分化成多種類型的細胞?？伤苄栽谔囟l件下可轉變?yōu)槠渌愋偷母杉毎＜毎こ碳夹g基因編輯使用CRISPR等技術精確修改基因。細胞培養(yǎng)在實驗室條件下培養(yǎng)和維持細胞。細胞重