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IM EM Dal 能量 -Joonm AL 對象 活(el皆可 鍍金(細胞)) 死 細胞學說的發展歷程 第1章 細胞的構造與功能 9 electum marsupe EM 影像 彩色 條件 常溫常壓 |低温真空 物體 -AV 「生物,大如非洲象,小至細菌,是否具有相同的微細 問題可以透過顯微鏡的觀察而獲得解答。但是,在顯 「並未被提及。直到陸續改良顯微鏡,各種生物體的細 並確立細胞學說。 「白 顯微鏡的發展 顯微鏡 年代 放大倍率:10X !不是克! 16世紀末期,荷蘭眼鏡製造商詹森與父親發明了 早期的顯微鏡(圖1-1(a)),但一直到17世紀初, 顯微鏡才被實際應用到生物學研究,開啟了探究微觀 | 世界的大門。英國科學家虎克改善顯微鏡的對方 16世紀末最早的顯微鏡 由荷蘭眼鏡商蘭森父子 發明 複式顯微鏡 →月×物⇒40.10.4.100 (1660 年固定 - 虎克改良的顯微鏡 放大倍率:30X 30 17世紀虎克改善顯微鏡的 對焦方式,觀察並繪製 出軟木栓細胞 複式顯微鏡 微生物學之父 1774 雷文霍克自製的顯微鏡下 20 世纪 電動微鏡 到現今 放大倍率,數十萬倍以上) 死 式,並透過充滿水的玻璃球,使油燈的光線聚集 在樣本上(圖1-1(b)) 虎克以顯微鏡觀察微 小的動、植物等,並於1665年出版著名的微物 圖誌(Micrographia),其中記錄軟木栓切片具- 有許多蜂巢狀的小空腔,並將其命名為 cellulae 的 (拉丁文),英文的cell 即源自此字,中文為細 植 胞。後人研究發現,原來虎克看到的並非完整細 胞,其實只有細胞壁。 1704 荷蘭布商雷文霍克鑽研透鏡的製造,使顯微硅 鏡的放大倍率更加提升(圖1-1(c))。他利用 自製的顯微鏡觀察雨水、汙水及牙垢,發現了各 種不同形態的細菌與游動的小生物,開啟人類對 於微生物的研究。 >背光:微生物學之父: 近年有放大倍率高 達數十萬倍以上的 各式電子顯微鏡, 可以清楚觀察如流 感病毒的微細構造 50nm 19 世紀 模式顯微鏡(狹義的複式顯微鏡) 到現今 放大倍率:1000X 月10 物 「複式顯微鏡可觀察如洋葱表皮细 胞薄而透光的標本 。 (d) 年 放大倍率:250X 15世紀 解剖顯微鏡 250~2704 到現今 放大倍率:100X 雷文霍克自製顯微鏡, 觀察並繪製出許多微小 生物的形態,如劍水蚤 RIP. 解剖顯微鏡可觀察生物表面立體 構造,圖為蕨類的孢子囊堆 (昆蟲の複眼:) 2.碘液 顯微鏡操作方式 4x 10x 滷水 40% 350 μm 入價1-1 顯微鏡的發展(曬中年代為製作的約略年分) cell 鏡片 根本 體放處 500 jum 眼睛需緊貼鏡片 才能看見喔! 4 300 jim 油 鏡 100% 150 jum 100% 10-9727
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10 高中生物(全) ~20% 第1章 細胞的構造與功能 11 12 細胞學說的建立 微物圖誌問世後,科學家陸續在不同的生物體中也觀察到 蜂巢狀的細胞構造,並發現細胞壁的內部還存在著膠狀物質。這 些研究大多以植物細胞為主,由於動物細胞沒有細胞壁作為明顯 的界線,形態較為多樣化,因此當時要透過觀察而發現生物體是 由細胞組成,是件不容易的事。 1831年,英國植物學家布朗在倫敦林奈學會發表演說, 特別提到他在觀察蘭花花瓣時,發現每一個細胞內均有一個球 狀的構造,並稱其為「areola」或「nucleus」,也就是細胞核 (圖1-2) 1838~1839年間,德國的植物學家許來登觀察多 種植物組織後,提出『細胞是構成植物體的基本單位 ° 德國動物學家許旺發現動物細胞內也有細胞核(圖1- 3),而且細胞核是動物細胞中最明顯的構造,核外包裹著透明 的流動性物質,透明的物質外有一層薄膜,但沒有細胞壁。許 旺認為動物與植物細胞應有相似的構造,包括細胞核與圍繞在 細胞核四周的物質,最外面還有一層膜。於是,許旺發表了他 細胞核 的研究成果,並提出重要假說:「所有生物皆由細胞所構成。 許旺與許來登的論點:「細胞是構成生物體的基本單位」及 「生物皆由細胞所構成」,成為細胞學說的雛形,並獲得多數生 物學家的認同。 19世紀中期,顯微技術更加成熟,細胞分裂的現象陸續被發 現。1855年,德國生理學家魏修綜合其與多位學者的研究提出: 「一切細胞皆由已存在的細胞分裂所產生」。 1. 細胞是構成生物體的基本單位。 經多位科學家研究統整細胞學說的論點,使其更趨嚴謹,重 點如下: H&E stain 伊 蛋白質 2. 生物皆由細胞所構成。 3. 細胞皆由已存在的細胞分裂所產生。 細胞學說對於生物學後續的研究有關鍵性的影響,生物 的研究重點從外部形態與解剖構造轉移到細胞,許多生理現象 以從細胞的活動獲得更合理的解釋。此外,生物體具有共同的 本構造,是否意味著生物具有共同的祖先?這對於了解原始生物 的形成與演化也具有深遠的意義。 細胞核 DNt protein 核 肥 單核球 淋巴球多型核球 B ㄨ 1 颗粒球 15 jum 11-3軟骨切片 +42 25 um. 憶 1-2 蘭花花瓣的表皮細胞 (马一性) 細胞學說 cell theory 門朗 Robert Brown, 1773~1858 許旺 Theodor Schwann. 1810~18821 細胞核 nucleus 許來登 Matthias Schleiden 1804~1881 腦力激盪 學說並非就是科學上的真 理,仍有可能被修正,甚至被捨 棄。細胞學說建立至今已有 100多年,而現代顯微鏡的品質 與相關技術早已超越19世紀科 學家的想像,細胞學說卻依然訖 立不搖。隨著未來許多生物學的 新發現,細胞學說是否可能會被 推翻或修正呢? What worth the 報修 Rudolf Virchow, 1821~1902
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12 高中生物(金) 知識補給站 科學方法與細胞學說 科學的研究始於觀察,由觀察衍生出問題,而科學家的創意在於觀察和蒐集有關問題的事件之後, 「能夠提出假說。假說是對問題的暫時性解說,用來解釋已知的事件,並且能夠預測相似問題的研究結! 「果。實驗則是設計並進行試驗以驗證假說,若試驗結果支持假說,並經過其他學者重複進行相同或類似 弑驗,累積了足夠的研究數據,確立這些試驗結果的正確性與重現性,則假說就可以形成學說。 A 通察→提出問題 ·虎克觀察軟木栓切片發現蜂巢狀小空腔(細胞) ●許來登觀察不同植物組織,發現植物體由細胞所構成 ●許旺在動物體的觀察中也發現了細胞 →逐漸形成一個問題:「生物體是否皆由細胞所構成?」 1-2 13 細胞的構造與功能 細胞構造的研究與顯微鏡製造技術息息相關,自16世紀末第一臺光學顯 微鏡問世,歷經17世紀科學家的改良並用於生物的觀察,開創了微小生命世 界的探索。光學顯微鏡促使人類確認細胞是構成生物體的基本單位,不同生物 細胞學說. 細胞的尺寸不盡相同,如動物與植物細胞的直徑約為10~100微米(um) 真核細胞(大) 細菌則約為1~10微米。20世紀電子顯微鏡出現,將細胞的微觀研究帶入奈 米(nm)級境界(圖1-4),使細胞內的許多微小構造現形,進而發現細胞 複雜的運作歷程。 肉眼 的觀察範圍 B 提出假說。 •許旺綜合多年來動、植 物學家的研究發現,提 出假說:「所有生物皆 由細胞所構成」 修正假說 光學顯微鏡 的觀察範圍 電子顯微鏡 的觀察範圍 蛋白質 實驗結果 不支持假說 C實驗 結果: ·不同實驗室的觀察結果都與 假說相符 細胞膜 厚度 實驗結果 不支持假說 實驗結果 支持假說 葉綠體型 病毒 細菌 胞粒 10nm DNA 物 20~700 人類的) 直徑 nm(奈米) <10%.> 紅血球細胞有岩草履蟲 魚卵 HM 鵪鶉蛋 科學研究須經過一再的提 間並實驗,確認先前的假 說是否能繼續成立,假說 須通過反覆的證實之後才 能形成學說。 D 學說 2hm 0.1 nm 1 nm 10nm 100nm 1 jim 歷經多年的實驗之後,多個科學觀察結果 都支持許旺提出的假說之合理性 1 cm 10 cm 10 jum 100m 1 mm 1m=10°cm=10mm=10° jum=10°nm ·科學界形成共識,確立了細胞學說 考的大小 1-4 細胞組成成分、病毒、細胞與生物體大小的比較。為容納各小圖,長度單位以對數表示,且圖示大小未 依比例繪製。 觀察 observation 問題 question 假說 hypothesis 實驗 experiment 學說 theory
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P18. 真核細胞之搏造、功能&特徵 一、細胞膜:原生質膜分裂完即有:膜質核 1. 功能:①區隔內外→選擇性通透(小分子) NO. DATE 方式|a簡單擴散 b促進性擴散|C.主動運輸 耗能 X 方向 濃度高→低.自發性的不耗能 濃度低→高 膜蛋白 X磷脂縫隙 鐵體通道 √幫浦 pump 02.C02.甘油. CoH206.胺基酸. 例子 脂肪酸、酒精 H2O3+Na K. Ci.car 神經:Nat-k+pump. Vit.ADEK(維他命) 海帶:Ipump(光) 保衛細胞:H'pump. 氣體脂溶性的小分子. 載體 | 通道 → 有機分子 →無機帶電離子 2. 成份:磷脂蛋白質>寡醣二膽固醇像門牌, 90%个 7.8% 6520單醣→朝外側,辨認 3.結構:流体鑲嵌 外 外 3Na 甘親 油水 單層膜 PO㎡端 脂 脂雙膜 肪水內 酸場 (12~14C) 2K+ (有两排磷脂分
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NO: DATE: △細胞質: ①細胞質液+②胞器(被膜圍繞的獨立空間)③非膜構造 細胞 核 2)) (-71/7/12 Endoplasmic Reticulum → ER內質網 m 1. EM才可見核 (20~40nm)糖 2.RNA+蛋白質体 13.由核仁製成 4合成蛋白質☆ 1 →分佈最廣 →依核糖体附著 分為(1)粗糙內質網RER rough ①修飾加工蛋白質 ②合成新的“膜” (2)手滑內質網SER ①(肘)肝糖代謝 ②(肝)解藥(毒 ③(肌肉)儲存一()+(特稱“肌裝網”) ④ (性腺)利用膽固醇合成性激素 △、高基氏體(Godgi(銀味) *性腺→內分泌 生殖線→生育的功能 運輸囊泡 ☆ 狀 -PM5 酸性 ①、繼續修飾蛋白質. ②分泌中心(分類一派送上 a.胞外 b.膜 ↓ 例:葡萄体载体 你例:胰島素蛋白酶 達 △ 溶体[水解- △液泡(形狀、功能多變, ①植物-中央液泡 ②革依蟲一食记,仲泡(與水) 1.回收中心 ⇒2016諾貝爾生醫獎 細胞自噬 【其他胞器 例:溶体 食泡 (液泡的一種) 7溶体融合食泡而消 2.胞团消化 口遘 -儲存分廢物花青素 草履蟲 [壓支持(草本) , ②(噬細胞)-噬小体免疫反應
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bag. 1孔 0000000 ④ 、細胞核核仁 染色質 protein. 蛋白質組成 造,由核膜、核質、核仁及染色質組成(圖1- 核與細胞質的雙層膜構造,其上有許多核孔,物 ☆核仁ORMA 蛋白質 protein ②製造核糖体之場所 核;核質為填充核膜與核仁間的濃稠膠態物 水、核苷酸.酵素 成有關,數目不定,代謝旺盛的細胞較多,反之 1-2個(通常) 較少;染色質攜帶遺傳訊息,主要由去氧核糖核酸(DNA)與蛋白質 構成,當細胞開始分裂時,染色質會緊密纏繞形成染色體。 (a) J. ·核仁 核質 -染色質- (b) -核膜- -核糖體 1um -核孔 ~圖1-14 細胞核。(a)示意圖:(b)電子顯微鏡圖。 細胞壁 植物細胞在細胞膜外尚有一層細胞壁,隨著複式顯 微鏡製作技術的提升,生物學家發現除了植物細胞外, 其他生物如藻類與真菌的細胞也有細胞壁,其功能與保 護細胞和維持細胞的形狀有關。 核膜 nuclear membrane 核仁 nucleolus 染色體 chromosome 核質 nucleoplasm 染色質 chromatin
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P23原核cell之特徵 (2-4教) 細菌 一細胞膜(磷脂) 染色體 DNA (微核區) -核醣体 雙股 ③一個 ③環狀而生理功能 細胞壁(肽聚糖) 5.细胞質液 生命現象 NO: DATE: → 呼吸食作用的場所 ①成份:RNA 蛋白質 ② 功能:合成蛋白質 ③体積較小 ·質件(DNA)可有可無 四小型②可自行複製,增加数量②有些細菌才有 有抗藥性的基因 抗生素 P4能量生物學 (最後變成同一個大分子) 合成:同化. 代謝(生化反應的總稱) → 合作用耗能,相偶 伴合 飯 分解:異化。 呼吸作用 放能生應 (最後變成相異的分子) 一.ATP:腺苷三磷酸 coupling 1.功能:能量貨幣:攜帶能量 2.組成:一種核酸+5個碳的單醣:核糖 肝糖 黑 化 葡萄糖 量 同 |ATP ·含N鹼基(腺嘌呤,丹) POP(磷酸):P:Pi磷酸基團( A 磷8 腺嘌呤 酸 回 核糖 肝醣 基 (氮 同 化 3. ATP 高能磷酸鍵 ·瑞比值一高→能充足,合成 低→能量不足分解 <主詞都是ATP> 化 ADP+Pi 葡萄糖
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pry 55 photosynthesis.
1.場所圓:葉綠體水
原細胞膜上
H₂OO
外膜
反應物
1602
內膜
產物老
友
應 02
醣反
几個
固碳反應
→ 葉綠餅
1961 Nobel
2
步骤光反應固碳反應:卡爾文循環(紙)
場所 類囊体膜上基質中
需要花數對充合酵素
反應物
18
14202
產物.
1802
受因子 老筧(紅盤裝
1376 ("C.1.0)
影響 董白黑晴明溫度.
HE CO₂
↓
4611206
NO:
DATE:
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內共生理論 葉綠體&粒線體之起源 (v.)單層膜胞器 > cell膜向內凹陷 ⇒ 祖先吞噬 內共生 細菌 O 粒腺体 證據: (呼吸@(1膜上) 1.大小和細菌相仿 2.有自己的環狀DNA. 3.有自己的較小核醣體 4.二分裂法增加數量 內共生 葉綠体 DATE: 3 (老合@cell膜丼) 102-有氧呼吸 *呼吸作用 (Cell利用有機小分子產生AP-X02 無氧呼吸(only厭氧菌) 葡萄糖 (6) 糖 解 作 用 →2AP②有点口皆可 ③演化起源导 2x丙酮酸(30) 發酵作用「酒精發酵 乳酸 Voo CO2 H2O -外膜 基質 28-30ATP (from食泡) -內膜(呼吸) (有氧) (3) →2x乳酸產氣 乳酸菌.動物之骨骼肌
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