Galleria mappe mentale cellule (grezze)
Cell (Life), che riassume i punti di conoscenza come la parete cellulare e la membrana cellulare, il citoplasma, il sistema del biofilm e il nucleo cellulare. Spero che questa mappa mentale ti aiuti!
Modificato alle 2024-02-15 23:48:09Questa è una mappa mentale su una breve storia del tempo. "Una breve storia del tempo" è un'opera scientifica popolare con un'influenza di vasta portata. Non solo introduce i concetti di base della cosmologia e della relatività, ma discute anche dei buchi neri e dell'espansione dell'universo. questioni scientifiche all’avanguardia come l’inflazione e la teoria delle stringhe.
Dopo aver letto "Il coraggio di essere antipatico", "Il coraggio di essere antipatico" è un libro filosofico che vale la pena leggere. Può aiutare le persone a comprendere meglio se stesse, a comprendere gli altri e a trovare modi per ottenere la vera felicità.
"Il coraggio di essere antipatico" non solo analizza le cause profonde di vari problemi nella vita, ma fornisce anche contromisure corrispondenti per aiutare i lettori a comprendere meglio se stessi e le relazioni interpersonali e come applicare la teoria psicologica di Adler nella vita quotidiana.
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cellula
parete cellulare e membrana cellulare
parete cellulare
parete cellulare vegetale
Cellulosa, pectina
Cellulasi e pectinasi possono essere utilizzate per rimuovere la parete cellulare per ottenere protoplasti
Processo di formazione: la cellulosa sintetizzata dal corpo del Golgi viene trasportata al centro della cellula attraverso le vescicole per formare una struttura a piastre cellulari. Più vescicole si fondono tra loro e formano gradualmente una nuova parete cellulare dopo che le vescicole si fondono con la membrana cellulare diventano parte della nuova membrana cellulare.
parete cellulare fungina
Chitina
La chitinasi può essere utilizzata per rimuovere le pareti cellulari
parete cellulare batterica
peptidoglicano
Funzione: la parete cellulare è relativamente dura e di supporto, sostiene le cellule, mantiene la forma normale delle cellule e protegge la struttura interna delle cellule.
membrana cellulare
Elemento
Carta: circa il 50%, principalmente fosfolipidi, le cellule animali contengono anche colesterolo
Proteine: circa il 40%, strettamente correlate alla funzione della membrana cellulare; più complessa è la funzione della membrana cellulare, maggiori sono i tipi e le quantità di proteine
Zucchero; dal 2% al 10%, utilizzato principalmente per formare glicoproteine o glicolipidi, con effetti protettivi e lubrificanti
Membrane cellulari diverse hanno gli stessi tipi di componenti, ma le quantità di ciascun componente sono diverse.
Durante il processo di carcinogenesi cellulare, i componenti della membrana cellulare cambiano e le glicoproteine diminuiscono, il che riduce significativamente l'attività di adesione tra le cellule tumorali e le rende facili da disperdere e metastatizzare nell'organismo, tuttavia aumenta il numero di alcune glicoproteine, come la proteina oncinoembrionale,; che possono essere test per diagnosticare il cancro
Metodo di preparazione
Principio sperimentale: le cellule assorbono acqua e scoppiano
Materiali sperimentali: globuli rossi maturi di esseri umani o altri mammiferi
Motivo della scelta del materiale: Globuli rossi maturi dei mammiferi, membrane cellulari pure senza nuclei e molti organelli. Le cellule animali non hanno pareti cellulari e le cellule si rompono facilmente a causa dell'assorbimento di acqua.
Struttura (liquidità)
Viaggio alla scoperta
Alla fine del 19° secolo Irvington condusse esperimenti sulla permeabilità cellulare: le sostanze solubili nei lipidi attraversano la membrana cellulare più facilmente delle sostanze insolubili nei lipidi, il che portò alla conclusione che la membrana cellulare è composta da lipidi.
All'inizio del 20° secolo, le membrane cellulari dei globuli rossi dei mammiferi venivano estratte e analizzate chimicamente. I componenti principali delle membrane erano lipidi e proteine.
Nel 1925, due scienziati nei Paesi Bassi estrassero i lipidi dai globuli rossi umani e li distribuirono in un monostrato sull'interfaccia aria-acqua. Misurarono che l'area del monostrato era il doppio della superficie dei globuli rossi Da ciò hanno concluso che i lipidi nella membrana cellulare Le molecole lipidiche devono essere disposte in due strati consecutivi
Nel 1959, Robertson osservò la struttura a tre strati buio-luce-buio della membrana cellulare attraverso un microscopio elettronico, deducendo che tutte le membrane biologiche sono strutture statiche composte da una struttura a tre strati proteina-lipide-proteina.
Dopo gli anni '60, la struttura statica delle membrane biologiche è stata messa in discussione. Le nuove tecnologie (microscopia elettronica a scansione, ecc.) hanno scoperto che le proteine di membrana non erano tutte sparse sulla superficie della carta e alcune proteine erano incorporate nel doppio strato lipidico.
Nel 1970, le tecniche di marcatura fluorescente delle proteine e di fusione cellulare hanno dimostrato che le membrane cellulari sono fluide.
Nel 1972 Sanger Nickerson propose il modello del mosaico di flusso
Contenuto del modello di tassellatura fluida
Adatto a tutti i biofilm
Il doppio strato fosfolipidico costituisce l'impalcatura di base della membrana ed è fluido Le "code" idrofobe delle bimolecole fosfolipidiche sono collegate e situate al centro della membrana
Alcune proteine sono incorporate sulla superficie dei fosfolipidi, alcune sono parzialmente incorporate nel doppio strato fosfolipidico e alcune penetrano l'intero doppio strato fosfolipidico. La maggior parte delle proteine può anche muoversi e il trasporto delle proteine trasportatrici ha specificità molecolare.
Sulla superficie della membrana cellulare è presente uno strato di glicoproteine formato dalla combinazione di proteine e zuccheri presenti sulla membrana cellulare, chiamato glicocoat, che ha funzioni di protezione, lubrificazione e riconoscimento cellulare.
Oltre ai fosfolipidi, nella membrana cellulare sono presenti anche alcuni glicolipidi e colesterolo; le funzioni dei lipidi sono simili alle glicoproteine; il colesterolo è specifico delle membrane cellulari animali e le glicoproteine sono distribuite sulla superficie esterna della membrana cellulare;
Funzione (trasparenza selettiva)
Separa le cellule dall'ambiente esterno e garantisce la relativa stabilità dell'ambiente interno delle cellule.
Controlla l'ingresso e l'uscita delle sostanze nelle cellule; le sostanze nutritive necessarie entrano, mentre le sostanze dannose per le cellule o non necessarie non possono entrare facilmente nelle secrezioni come anticorpi, ormoni e rifiuti metabolici delle cellule, ma sostanze importanti come quelle nucleiche; gli acidi non verranno persi nelle cellule esterne L'effetto di controllo della membrana cellulare è relativo. Anche alcuni virus e batteri possono entrare nella cellula.
comunicazione tra cellule
Indiretto: trasmissione di informazioni attraverso sostanze chimiche secrete dalle cellule Cellule endocrine → secernono ormoni → entrano nei fluidi corporei → trasportano i fluidi corporei ai recettori delle cellule bersaglio → trasmettono informazioni alle cellule bersaglio ormone → cellula bersaglio
Diretto: trasferimento di informazioni attraverso il contatto tra le membrane cellulari di due cellule adiacenti Cellula ←→ Riconoscimento e combinazione tra cellule, come spermatozoi e ovuli
Plasmodesmi: comunicazione di informazioni attraverso canali formati tra due cellule adiacenti (possono trasferire nutrienti) Cellula ⇌ Cellula Le cellule vegetali superiori comunicano informazioni attraverso i plasmodesmi
Base funzionale
Le funzioni di trasporto dei materiali e di scambio di informazioni nella membrana cellulare sono riflesse dalle proteine sulla membrana. Le proteine sulla membrana comprendono principalmente proteine trasportatrici e proteine recettoriali specifiche.
Il ruolo delle proteine trasportatrici è quello di trasportare materiali, compreso il trasporto attivo e la diffusione assistita. La loro specificità e quantità determinano il tipo e la quantità di materiale trasportato, riflettendo la permeabilità selettiva della membrana cellulare.
Il ruolo delle proteine recettrici specifiche è trasmettere informazioni
Caratteristiche
Caratteristiche strutturali
una certa quantità di liquidità
Motivo: le molecole di fosfolipidi e la maggior parte delle molecole proteiche nella struttura della membrana possono muoversi
Fattori che influenzano: influenzati principalmente dalla temperatura. All'interno di un intervallo di temperatura appropriato, all'aumentare della temperatura esterna aumenta la fluidità della membrana. Tuttavia, se la temperatura supera un determinato intervallo, la membrana verrà danneggiata.
Esempi: fusione cellulare, fagocimento, vomito, deformazione dell'ameba, fagocitosi di agenti patogeni da parte dei fagociti, secrezione di proteine secretrici, unione spermatozoo-uovo, plasmolisi e ripristino di cellule vegetali, ecc.
Caratteristiche
Selettività
Motivo: sulla membrana cellulare è presente una proteina trasportatrice e la proteina trasportatrice è specifica
Fattori d'influenza: il tipo e la quantità delle proteine trasportatrici determinano il tipo e la quantità delle sostanze trasportate
Esempi: assorbimento di ioni minerali da parte delle radici delle piante, assorbimento di nutrienti da parte delle cellule epiteliali dei villi intestinali
Connessione: La fluidità è la base della permselettività. Solo la fluidità di una membrana può raggiungere la permselettività. Solo le cellule viventi hanno fluidità e permselettività della membrana. Le cellule morte perderanno la fluidità e la permselettività della membrana
applicazione
Utilizzo della mobilità per eseguire la fusione di cellule animali e l'ibridazione di cellule somatiche vegetali
Nella ricerca scientifica, il "metodo di esclusione della colorazione" è comunemente utilizzato per identificare le cellule vive e le cellule morte. Ad esempio: le cellule animali morte colorate con il blu tabella verranno colorate di blu, mentre le cellule animali vive non verranno colorate. Principio: la membrana cellulare delle cellule viventi è selettivamente permeabile
Proteina di membrana
Proteina recettore: recettore per molecole di segnalazione, che possono anche essere contattate direttamente dalle cellule per il riconoscimento del segnale.
Proteina trasportatrice: aiuta nel trasporto di sostanze attraverso le membrane (diffusione assistita, trasporto attivo)
Enzimi con catalisi: i trasportatori attivi sulla membrana cellulare funzionano come idrolasi ATP (rilasciando energia per il trasporto attivo)
citoplasma
matrice citoplasmatica
composizione
Composizione: acqua, sali inorganici, lipidi, zuccheri, aminoacidi, nucleotidi ed enzimi vari (esistono migliaia di enzimi, che sono la sede principale del metabolismo cellulare)
Il citoplasma, escluse le parti diverse dagli organelli, è allo stato colloidale.
Si chiama matrice citoplasmatica a livello submicroscopico; nella biochimica cellulare è chiamata citosol (la parte surnatante della cellula omogeneizzata dopo ultracentrifugazione per rimuovere tutti gli organelli e le particelle)
Il citoscheletro si riferisce a una struttura di rete composta da fibre proteiche, che è strettamente correlata al movimento cellulare, alla divisione, alla differenziazione, al trasporto di materiale, alla conversione dell'energia, alla trasmissione delle informazioni e ad altre attività vitali.
Il citoscheletro supporta organelli come il reticolo endoplasmatico e i mitocondri, mentre i ribosomi liberi sono sospesi alle intersezioni della microrete.
Funzione
È il luogo principale in cui le cellule viventi svolgono il metabolismo, fornendo le sostanze necessarie per il metabolismo.
Fornire un microambiente stabile per gli organelli cellulari
Influisce sulla forma cellulare
Può effettuare una varietà di reazioni chimiche
organelli
Metodo di separazione
Centrifugazione differenziale: la velocità di sedimentazione dipende dalla massa, dalle dimensioni e dalla densità delle particelle. Dopo che la membrana cellulare viene distrutta, si forma un omogenato composto da vari organelli e altre sostanze nel tessuto. L'omogenato viene messo in una provetta da centrifuga e centrifugato a diverse velocità con una centrifuga ad alta velocità per separare i vari organelli.
Tecnologia centrifuga: Quando la sospensione del campione biologico ruota ad alta velocità, a causa dell'enorme forza centrifuga, le minuscole particelle sospese, le macromolecole biologiche, ecc. si depositano ad una certa velocità, venendo così separate dalla soluzione.
Divisione del lavoro
Mitocondri
Ingredienti: Contiene fosfolipidi, proteine, DNA, RNA Distribuzione: ad eccezione delle cellule speciali, tutte le cellule eucariotiche hanno Funzione: sede principale della respirazione aerobica, dell'energia cellulare e delle cellule laboratorio. Circa il 95% dell'energia necessaria per le attività vitali proviene dai mitocondri.
cloroplasto
Ingredienti: Fosfolipidi, proteine, DNA, RNA Distribuzione: cellule del mesofillo vegetale, ecc. Funzione: le cellule delle piante verdi che eseguono la fotosintesi contengono organelli che sono il "laboratorio di produzione dei nutrienti" e la "stazione di conversione dell'energia" delle cellule vegetali.
reticolo endoplasmatico
Ingredienti: Fosfolipidi, proteine Distribuzione: Sia animali che piante
Reticolo endoplasmatico rugoso: processazione delle proteine Reticolo endoplasmatico liscio: il “laboratorio” della sintesi lipidica. Ad esempio: può sintetizzare gli ormoni sessuali
apparato del Golgi
Ingredienti: Fosfolipidi, proteine Distribuzione: Sia animali che piante Funzione: "Officina" e "Stazione di invio" per l'elaborazione, la classificazione e il confezionamento delle proteine del reticolo endoplasmatico
Il corpo centrale
Ingredienti: proteine Distribuzione: animali e alcune piante inferiori Funzione: correlata alla mitosi cellulare, solitamente si replica in interfase, entra nei poli cellulari durante la divisione, emette nuovi raggi e forma il fuso
Ribosoma
Ingredienti: proteine, RNA Distribuzione: presente sia nelle cellule eucariotiche che in quelle procariotiche, è l'organello più ampiamente distribuito Funzione: una macchina per la produzione di proteine, in cui i ribosomi liberi sintetizzano le proteine intracellulari e i ribosomi attaccati sintetizzano le proteine secrete
vacùolo
Ingredienti: membrana a strato singolo, contenente fosfolipidi, fluido cellulare contenente zuccheri, sali inorganici, pigmenti, proteine e altre sostanze Distribuzione: cellule vegetali mature Funzione: regola l'ambiente all'interno delle cellule vegetali. I vacuoli riempiti possono anche mantenere forti le cellule vegetali.
lisosoma
Ingredienti: fosfolipidi, proteine, contenenti una varietà di idrolasi Distribuzione: Sia animali che piante Funzione: È un "laboratorio di digestione" che decompone gli organelli invecchiati e danneggiati, fagocita e uccide virus e germi che invadono le cellule; i prodotti decomposti dai lisosomi, se sono sostanze utili per le cellule, possono essere riutilizzati dalle cellule, mentre i rifiuti vengono riciclati; Espulso dalle celle
Supplemento strutturale
I cloroplasti e i mitocondri contengono entrambi molecole di DNA e RNA, nonché ribosomi, che possono essere trascritti e tradotti; sintetizzano proteine per controllare alcuni dei loro tratti. Questi due organelli sono anche chiamati "organelli semi-autonomi".
I cloroplasti e i mitocondri aumentano l’area della membrana in diversi modi: La membrana mitocondriale interna si piega verso l'interno per formare creste, che aumentano l'area della membrana, aumentando così i siti di attacco per gli enzimi e promuovendo la respirazione aerobica. Il cloroplasto grana è composto da endocisti impilati, che aumentano l'area della membrana. Ha anche un gran numero di pigmenti ed enzimi che possono svolgere le reazioni leggere della fotosintesi.
La struttura e la funzione delle cellule sono adattate a funzioni diverse. Cellule con funzioni diverse hanno caratteristiche strutturali diverse. Ad esempio: le cellule con una forte sintesi proteica hanno più ribosomi. Inoltre, i nucleoli nel nucleo sono più grandi e ci sono più pori nucleari; le cellule del mesofillo contengono un gran numero di cloroplasti, ma le cellule radicali non contengono cloroplasti; Nelle cellule ci sono molti mitocondri; nelle cellule procariotiche c'è solo un organello, vale a dire i ribosomi
Il reticolo endoplasmatico ruvido e il reticolo endoplasmatico liscio hanno funzioni diverse. Il reticolo endoplasmatico ruvido elabora le proteine, mentre il reticolo endoplasmatico liscio elabora i lipidi.
Le proteine sintetizzate dai ribosomi attaccati al reticolo endoplasmatico vengono processate dal reticolo endoplasmatico attaccato per formare proteine secrete Le proteine sintetizzate dai ribosomi liberi formeranno proteine intracellulari senza essere processate dal reticolo endoplasmatico.
Oltre alle funzioni di elaborazione, classificazione e confezionamento delle proteine, l'apparato di Golgi svolge anche le seguenti funzioni in diverse cellule: 1. Le pareti cellulari si formano durante la divisione delle piante. 2. Formazione di vescicole sinaptiche sulla membrana presinaptica delle cellule nervose 3. Formazione di lisosomi 4. L'acrosoma si forma durante la deformazione dello sperma.
Pigmenti nelle cellule vegetali (i due hanno proprietà diverse e funzioni completamente diverse) 1. I pigmenti nei cloroplasti sono chiamati "pigmenti fotosintetici" e sono distribuiti sulla pellicola tilacoide, tra cui clorofilla a, clorofilla b, carotene e luteina. Sono pigmenti liposolubili e vengono estratti da solventi organici. 2. Il pigmento nel vacuolo è "antocianina", che è un pigmento solubile in acqua
sistema di biofilm
sistema
Modello cellulare: strato singolo, la membrana esterna della cellula
Membrana nucleare: doppio strato, con pori nucleari, la membrana esterna del nucleo
membrana dell'organello
Doppia membrana: cloroplasti, mitocondri
Membrana intralipidica: reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, vacuoli, lisosomi, ecc.
I procarioti hanno solo membrane cellulari e non possono formare un sistema di biofilm
Componente unico delle membrane delle cellule animali: il colesterolo
Funzione
membrana cellulare
Fornire alle cellule un ambiente interno relativamente stabile
Determina il trasporto dei materiali, la conversione dell'energia e il trasferimento delle informazioni tra le cellule e l'ambiente esterno
altre membrane cellulari
Sito di attacco dell'enzima → funzione → crea le condizioni affinché una varietà di reazioni chimiche possano procedere
Regionalizzare l'interno delle cellule → funzionare → garantire un progresso efficiente e ordinato delle attività della vita cellulare
Concetto e metodi di ricerca delle proteine secrete
Proteine secrete: si riferisce alle proteine che vengono sintetizzate nelle cellule e poi secrete per funzionare all'esterno delle cellule. Le proteine secrete comunemente considerate includono: anticorpi, enzimi digestivi, insulina, ormoni proteici, ecc.
Proteine intracellulari: proteine che rimangono nella cellula per funzionare dopo essere state sintetizzate nella cellula, tra cui: enzimi respiratori, emoglobina, ecc.
etichettatura isotopica
Conosciuto anche come metodo di tracciamento isotopico, è un metodo che utilizza gli atomi di isotopi per studiare il processo delle reazioni organiche.
Gli isotopi comunemente usati includono: ¹⁴C (¹²C), ³H (¹H), ¹⁸O (¹⁶O), ¹⁵N (¹⁴N), ³²P (³¹P), ³⁵S (³²S)
Marcatura isotopica per studiare la sintesi e il processamento delle proteine secrete come mostra l'immagine
Le connessioni tra biofilm
Connessione dei componenti: i componenti di ciascun biofilm sono fondamentalmente simili, costituiti da lipidi, proteine e una piccola quantità di zuccheri, riflettendo l'unità del sistema del biofilm, tuttavia, la proporzione di ciascun componente nei vari biofilm è diversa, riflettendo le differenze nei biofilm;
Connessione strutturale: la membrana del reticolo endoplasmatico è direttamente collegata alla membrana cellulare e alla membrana esterna dei mitocondri durante il processo di elaborazione e secrezione delle proteine secrete, la membrana del reticolo endoplasmatico è indirettamente collegata alla membrana del Golgi e alla membrana cellulare attraverso vescicole, e le membrane biologiche possono trasformarsi l'una nell'altra, questo perché la composizione e la struttura delle varie membrane sono sostanzialmente le stesse. Nel processo di trasformazione indiretta, l'apparato di Golgi è il "centro" della trasformazione.
nucleo
struttura
Membrana nucleare: doppia membrana che separa il contenuto del nucleo dal citoplasma
Cromatina: Composto principalmente da DNA e proteine, il DNA è il portatore di informazioni genetiche
Poro nucleare: legato alla sintesi di alcuni RNA (cioè tRNA) e alla formazione dei ribosomi
Poro nucleare: consente frequenti scambi di materiale e di informazioni tra il nucleo e il citoplasma (il DNA non può passare attraverso il poro nucleare, ma l'RNA sì) Le proteine che circondano il poro nucleare che controllano l'ingresso e l'uscita dei materiali sono selettive e non controllano l'ingresso o l'uscita solo in base alla dimensione della molecola.
Nota: le cellule con un metabolismo forte avranno più nucleoli e più grandi. Il numero di strati di membrana trasportati attraverso il poro nucleare è 0
sperimentare
Trapianto nucleare di due cellule di axolotl
Conclusione sperimentale: l'ereditarietà del colore della pelle è controllata dal nucleo cellulare
Analisi sperimentale: nessun gruppo di controllo
Uova fecondate della salamandra impiccata
Conclusione sperimentale: la divisione e la differenziazione cellulare della salamandra sono controllate dal nucleo
Analisi sperimentale: sia il controllo reciproco che l'autocontrollo
taglio dell'ameba
Conclusione sperimentale: la divisione, la crescita, la rigenerazione e lo stress dell'ameba sono controllati dal nucleo cellulare
Analisi sperimentale: sia il controllo reciproco che l'autocontrollo
Innesto di ombrello e trasferimento nucleare
Conclusione sperimentale: la forma del "cappello" delle alghe ad ombrello è controllata dal nucleo cellulare
Analisi sperimentale: ci sono controlli reciproci negli esperimenti di innesto dell'ombrello, ma non è possibile dimostrare che i nuclei cellulari nei rizoidi determinano le loro proprietà, l'esperimento di trapianto nucleare può eliminare l'influenza di altre sostanze nei rizomi, dimostrando così le conclusioni sperimentali;
Funzione
Il nucleo è il deposito delle informazioni genetiche e il luogo principale in cui il materiale genetico viene immagazzinato e replicato.
Il nucleo è il centro di controllo del metabolismo cellulare e della genetica
altro
Il nucleo è la parte più importante della struttura cellulare. Le cellule senza nucleo non possono né crescere né dividersi.
Sia le muffe nucleari che i pori nucleari sono selettivamente permeabili. Sebbene i pori nucleari consentano il passaggio di grandi molecole, sono comunque selettivi
Il nucleolo non è un sito di deposito di materiale genetico
La cromatina è un filamento estremamente sottile, formato dalla stretta combinazione di DNA e istoni. Prende questo nome perché si colora facilmente di colore scuro con i coloranti basici. Durante la divisione cellulare, il nucleo cellulare si disintegra e i filamenti di cromatina sono altamente spiralizzati, accorciati e ispessiti e diventano cromosomi cilindrici o a forma di bastoncino chiaramente visibili al microscopio ottico. Al termine della divisione cellulare, i cromosomi si srotolano e si riformano in sottili filamenti di cromatina racchiusi nel nucleo appena formato. La cromatina e i cromosomi sono due stati di esistenza dello stesso materiale in cellule in stadi diversi.