10
Cell and structure of cell () (organelles) (cell) (tissue) (organ) (organism) 10-20 15 1.8 x 10 -9 2.5 x 10 9 4.5 x 10 13 1 (0.05 ) 2.25 x 10 8 (cell wall) (chloroplast) 1

9789740332633

Embed Size (px)

Citation preview

����������� ����������Cell and structure of cell

������������� ��������������� ������������ (������������!��"#��������� ��$%&)

'������ ����% ��&* ��+������ (organelles) �����������#,,� ������ (cell) �#,,

� ������������������*- ��*� (tissue) ��*- ��*� ���������� ����# (organ) ����#��#� ,���

����������� (organism) �!��.� ��+������"#���#,,�%��/�%��!���������� ���,�0������%�&��

�%� 1 '�� ��+������+��#����"#����%����%��/�%��%���� �%���#�%��%��/�%�� �

��+������ ����� ��*- ��*� +�# ����#.������������ "#�����%��/�%��2*� .��#,, �3.�

������%������� �* 4�%%�.����5�� �%��/�%�� � ��+������ ����� ��*- ��*� +�#

����#������ ���6��/.����$%2���%������� .��%���������%���*� �����%�,�2� �� �

�%��/�%�� �� .�����'�&�* &�%�6�������%� 1

��������5�����"#������6%�73�����%� �3�#�%� 10-20 ��'&����� �!�������

�3��%����������������6%�73�����%� 15 ��'&�����"#�%�%�4,��"�� ������� 1.8 x 10-9

��������� +�#"#��'��������� �&���#� ,��#�%@ 2.5 x 109 '������ +�#��#� ,����

�-/ 4.5 x 1013 '������ .��@#�����* � 1 �� (0.05 ���������) ��������* �+�� �3��#�%@

2.25 x 108 ����� ��%&��!�$%2 ��%.��%��%�� ���%��#� ,���������"/����%7%�

����/�%������� �3�� ����% ��*- %.�,���-��*� ��%�4!������"#��%�4!������������*

��������5����%��-� ��������2*�+�#"���������"#��43���%�4!��%���� ��-���-�����2*�+�#

"����������� ��+���������+���%������,����������&* �����2*�+�#"���������,%�������

6�������� (cell wall) .��@#����������������� ��� ��+������� �2*�����/&�C� �%�

����&�%#�+��&* &� '�2�%��� (chloroplast)

����� 1

2 ���������� ����

������ 1.1 '&�����%�� ������'2�+&��' � (prokaryote cell) +�#������3+&��' �

(eukaryotic cell)

��� ���������� (Cell structure)

�����+,� ����� 2 ���� ���+� ������3+&��' � (eukaryotic cell) +�#�����

'2�+&��' � (prokaryotic cell) �!��������3+&��' �"#����*� �������&����.��@#��������

'2�+&��' �"#������*� �������&�������+���.��3���� 1.1 �����+,&������"�����������

'2�+&��' ��!��+,&�������������������������������������� (unicellular organism) .��@#���

������3+&��' � ���+� �����������2������� �% ��� 2*� +�#����� �!�����.C���������������

�%������ (multicellular organism) (�����+�#�%,%�����"#�������������������������

+�#,%���������������������%������) ����������"���%�����������*� �"%� ��$%&�����

���%�%�4����&�%#�2����%����� �+�#���%�%�4�*,2��D��������������� ����� �

�����'2�+&��' ���&�%��%��%�+�#��"/����%�������,�'��.,��-��*� �"%�

��������������'&�����%�����,�� �"!��%�%�4���,������%��,����+���� ���� �%�������� �����

����������� ��������

����������

������ �

�������

� ���� ���� ��

� �����������!"��#���

$%��������� ! ������

����� ���!�

�!�&���������� ��������

����!�� �

���������� ����������� �

����� 1 ����� ��������������� 3

'2�+&��' �����%�����6%�73�����%���-�+� 1-10 ��'&�����+�#���3��%�� ���������

3 +,, &* �����+,,��� (cocci) �����+,,+�� (bacilli) +�#�����+,,������ (spirilla)

�����'2�+&��' �"#��6���������� �� ,��*� �������� ����-��!��� %����2*� �E ���������"%�

����+���� � ��*� �%��+�, ���!��%� 1 �������.������'2�+&��' �"#����.�,����@����%����

.���'�2�%�!�� ������

������3+&��' �������6%�73�����%���-�+� 10-100 ��'&����� ������3+&��' �"!���

��%�.C��%�����'2�+&��' ���#�%@ 1,000-1,000,000 ��% ������3+&��' �����*� ���

����&����+�# ��+�������������*� ��� ���'2�+&��' ������ ��+�������������*� ��� ���+�

� �'�2�%��������&3��� � ��"& ��2����� ��'�& ������ ��'�'�� �2 �� ���'�� +�#

��+���������2,�G2%#.������2*�&* +�&��' � (vacuole) +�#&� '�2�%��� .��@#

��������'2�+&��' ����� ��+�������������*� ����������

��'�2�%�!� (cytoplasm) �����%��-/�����#� ,�����-/ �3�� ��# 70-90 ��� �3

$%�.�������!��$%�.�"#����'��������� (cytoskeleton) �!����������.�'���������/��

�3��%�+�#�%��&�*� ����� ������ ��'�2�%�!������ ������������5@#&��%��"�������� �3

� � ��+������������������-�����&���� .���'�2�%�!�"#��'����� �3�%����������4!�

� ������!�� ��+�������������*� ���"#�� �&���#� ,$%�.�+���%�"%���'�2�%�!� ���

��'�'���� pH ��#�%@ 5 .��@#�����'�2�%�!��� pH ��#�%@ 6.9-7.2 ��'�2�%�!�

+����"����� ���������+���%�"%� ��+�������������*� ������� *�� 1 +�#�������+��

�#�� %%����.������ ��� ���'&�"�+�#����� �!��"# �3.��3�� ����* 4������ 1

$%�.������

�������#� ,������*� �������� (cell membrane) �������������!������,�������

��*� ��* �6%��2*� ���"#���5%�$%2$%�.������ � �"%���-.���*� �������������'���������

�&���#� ,�!�� %""#�/��%���.��%������%����% ������ � �"%���-���"����.������

�%� 1 ���%�%�4���"#�*� �%����3�������%��&���6%�'�������� �3�����*� ����������� ������

.������"#�� ��+�������!������%����%�����!���� ��/�%���#�%�����2*� ���5%

��%���� �������%� 1 ���� ������������5@#�����"������ ��+������ �3������%��'�2�%�!�

(cytoplasm) �* ��'�� � (cytosol) .�������� ��+���������.C������&* ����&����

(nucleus) �!�����%�2��D����� �3$%�.������������ �����',���&�� �� (Deoxyribonucleic

acid) (��� ��� ) �!�������%�������,���2��D������ ������� %���

4 ���������� ����

��� � �� ��������������

��%�� ������

���5@#� ������

��*� �������&����+�#

��+������

�%�2��D�����

��','��

�&���#� ,� �

��'�2�%�!�

�%��&�*� ����� ������

�%�+,������

�%��*,2��D��

��+�, ���!�

����� 1.1 &�%�+���%����� ������'2�+&��' �+�#������3+&��' �

�������������

1-10 ��'&�����

�������������������������

������*� �������&����+�#

��+�������������*� ���

��� ��� �����5@#������

(��%��L�) ��"�,��,'�����

70s ��','��

������'���������

�&�*� ����'��.��+M��"����

(flagellum)

+,������+,, binary fission

�%��*,2��D��+,,�� %7���27

��&�%��%��%�� �

��+�, ���!��3�

10-100 ��'&�����

����-�����������������������

����������+�#�����������

�%������

����*� �������&����+�#

�� ��+�������������*� ���

��� ��� �����5@#��������

(��%���L�) +�#"�,��,'�����

80s ��','��

+�,�����������'���������

%"�&�*� ����'��.���������*

+M��"����

+,������+,, mitosis +�#

meiosis

,%������*,2��D��+,, %7��

�27+�#/�* �*,2��D��+,,

�� %7���27

����+�, ���!�&��%����

+�,�������

����� 1 ����� ��������������� 5

������ ������� (Plasma membrane ��� cell membrane)

�������������"#�� �����*� ���������� �� , �3���� %@%���� ������ ��*� ���

�����������*� ��� 2 ��-������#� ,����M �'M��2���!����'�������%# �3�* �#��6%���*� ��������

�!�� �3.����5@#���������% fluid mosaic '�����,%���#�$�����%�������� � (ion)

�* '���������%�* �� ������ �%��������������*� ��������'���/�%� %"�/.�� ����

$%�.���������� ��%��%�� ��* �%�"%�����+���� ��������%��.������ %"�/.������

�%���� 6����%�� �� ���*� ��������"#��&%��',�O���� (�-/�%�) �%���-��!�� %""#"�,��,

'������* M �'M��2���!��"#�&�* ,6���������� ����-��!��������% glycocalyx �!��&%��',�O����

��%��-�/��%������E ������+�#����,����@"�,����� *���* ,����@"�"/�/.������.�

�%��%�"�"/�����2����������+�#�%�%�4"/+��������������%��* �����+����� ����

���%�%.��%��%�

'��������"�,��,��*� ������������%����%��%� ��� ���������,��CC%@ (receptor)

����� �6%�� ��* �%��&��,%����� (protein channel pore) 4�%%�"/+���%�

���5@#�%�"�,��,��*� ��������"#+,� �����

P Transmembrane protein &* '��������"�,��,��*� ��������'���#��6%�

��*� ���������!�� %"����%������������,��CC%@�* ��%��� �%� *�������

P Integral protein &* '��������RS���� �3.���*� �������� (intrinsic protein)

��%�� ��* ��%�.� '��������"�,��,��*� ����������%�� �������3�-/�%��* ����� +�#

����%����/&�C��������,�%�"�"/� ������ �"%������+����� � �����%�.� %"����%���

����� ������* '�������/&�C��,'&�����%�� ������

P Peripheral protein &* '��������"�,��,'����� *����� �3.���*� ��������'��

������� � %"�����RS���� �3 (extrinsic protein) .���*� �������� '�����������-�����&�%��/&�C

� �%��*� ��CC%@����� (signal transduction)

6 ���������� ����

������ 1.2 '&�����%�� ���*� ����������#� ,����M �'M��2�� 2 ��-� '����������%� 1

+�#�3&%��',�O����

������ 1.3 �%�+2�6%���*� ��������� ��%��������,����%� 1

����� 1 ����� ��������������� 7

'������� ��%�,%������%�%�4+2� (simple diffusion) ���% ���*� ��������

��� �%� ���# ��� �%������'���������� 1 +�#����,������ ,�-/ (Hydrophobic) �!���%�%�4

+2�6%���*� ����������� �%�������� ���'������� ��-/ �3���� � �%� �+�#����� � ���

�%�%�4+2�6%����% ���*� ���������%�&�%�������� +��%�+2�"#�����!-���%��*� ����,��,

�%�+2�� �+�V� ����%�'������.C"#�� � %7��'�������,���%�3����� �%�+2�� ��%�

'������.C�������,�������-�+���+�����������#"� (large uncharged polar molecules) ���

�-/�%���3'&��* �-/�%��3'&��"#����.� ���%���������%�%� �����"!� %7��,�,%�� �'�����

�����,�* '����������%���%.��@#���� �� ��%��������-�"#���%�%�4+2����% �

��*� ���������������� � %7��'�����.��%�������%��-�

������ 1.4 (A) ���������� ������� ������� ������ (simple diffusion) ���� �������

�������� (passive transport) ������������������ (Active transport)

(B) ���� ���� �����!�"�#$������%!$% electrochemical gradient � �����&'���

�� ����%!$%��*#+,�� �����!�"�#$������%!-�����$%��*#+,�*����'./�0'�,'��,

�, ����� ���� �����!�"�#$������%!$%��*#�+�� �-����������

8 ���������� ����

'������� ��%�,%� �%��%�%�4+2�6%���*� ����������� �%�������� ���

����"� &%��, ��� ����� +�V���'���"�+�#�,���� +�#�%�,%� �%��%�%�4+2�

6%���*� ��������'�� %7������%� concentration gradient &* +2�"%�,����@�����

&�%��������� ��%��%���%�� � �%�,%� �%� ��� �-/�%���3'&�"#�� � %7��'�����

���������%��2*� "#�/.��%������%�6%���*� ����������� '������������%��������%����% �

"%�������� 2 ���� &* carrier proteins ( %"����� carriers, permeases �* transporter)

�!������'����������*� "�,��,�%����"#�/���%�3�����+���"#�/.������%��������+���'&�����%�

� � carrier protein �/.������%������%����%$%�.������+�# channel proteins �!������

'�������������5@#����� � '��� ��#�%�'�����"#���%��-/ �3'�������"#���%�&�,&��

�%���L�-�L�� �� ��%������%�6%� channel proteins "#�����!-�������%�%������%�

6%� carrier protein

�%������%�6%���*� ��������'���%�+2� (simple diffusion) +�#�%�����

'�� %7�� carrier proteins +�# channel proteins "#����"%�,����@�����&�%��������� �

�%�"%��%���%�� ��* Wconcentration gradientX ������%������%�6%���*� ��������

��-����%����+,, �������������� (passive transport) .��$%�#��������"/����

�� ���,�%�������%� �3+���.���������%�%�* �SY��%�������� � �3� ������ ��� �%�����

2�5� ����� ���"%�������!������%������, concentration gradient "#�� �.�� carrier

protein ���.��2����%�"%��%���%� ATP �* �%����.�2����%� �%� *��������%������%�

+,,��-�% ��������������� (active transport)

���������� (Mitochondria)

��'�& ���������� ��+�������������*- ��� 2 ��-� ���+���%����'����*� �����-�� �

(outer mitochondrial membrane) "#� �.��%�'����������,%�����6%����% ���� ���

��*� ����������-�.� (inner mitochondrial membrane) "#� �.��%�+2�6%������ ��%�

+�#���%�2�,�2*� ���"#�2���2*-����6���/.���'�& ���������3��%�&��%�4���+�������� �2�, �3

��%�.�������% &����% (cristae) � ������� �3.���'�& ����������� �������� (matrix)

� �"%���-��'�& ������������� ��+�������������� ��� �3$%�.��!��.������"#�����%�4%�� �

����� 1 ����� ��������������� 9

��� ��� .���'�& ������'�����"%�+� �����-� ��%"#����� ��� .���'�& ��������* �+�

�����#�%�

��%������� ���'�& ������&* �%�����&�%#�2����%�� �������!�� �3.�

�3� ATP (adenosine triphosphate) �!��2����%������%�����%"%��%���%��%� %%�

�����,%���������'�& �������%� ��� �������, .��@#��������������* �+��"#����

��'�& ������ �3�/.������������* �+�����%�%�4������#,���%�%�."+,,.�� ����"�

������ 1.5 ��'�& ������+�# �&���#� ,� ���'�& ������

��*� �����'�& ��������%�� � (outer mitochondrial membrane) "#��

'���������2 ��� WporinX �/.�&�%��������� ��%�.���'�2�%�!�+�#� ������� �3

�#�%���*� �����'�& ��������-� 2 ��-� (inter mitochondrial membrane space) ��&�%�

���������%��� �!��� ������� �3�#�%���*� �����'�& ��������-� 2 ��-�"#����'�'&����

(cytochrome c) �3 �!����'�'&����������'�'&�������!����� �3.��%�4%�� � ������� �

��*� �����'�& ��������%�.� (inner mitochondrial membrane) ��2*-����6��

�%���%��*� �����%�� � 5 ��% ������*� ��������� �.��%�.�+2�6%����% ���� �%�

���#��*� �"%���M �'M��2������2��75 WcardiolipinX �%����"#6%����% ���*� ���

��'�& ��������%�.�"#�� �.��'��������� '���G2%# H+ �!��"#43���, �"%���*� ���

��'�& ��������%�.�'�� %7��2����%�������"%��%����� ������� �+�#��*� H+ "#���,

���%��*� �����'�& ��������%�.�6%�'�����"/�2%# ��� 6%�� ����� ATP synthase

�!��"#�����%�����&�%#� ATP �* thermogenin �!��"#�/.������%�����&�%#�&�%��� �

���� �������� ���������� �

�����������

���� �������� �����������

����� ��� (��� "�� )

10 ���������� ����

� ������%�.���*� �����'�& ������������% �������� (matrix) �!����� �����

�3"/����%�'������� �����.���0"����&��,�� � �����.���#,���%�����&�%#� #�����

'&� ������ ��#,���%�����&�%#�2����%� ATP �������.���*� �����'�& ��������%�.�

"%��%�4%�� � ������� �������% �������MM �'M������� (oxidative phosphorylation)

��#,���%�%�."+,,.�� ����"�+�#�%���%���������"#����.���������

.������������%�2��D������ ���'�& �������!���%�%�4"/� ����� ����

��*� �����%�+,����� ���'�& ������+�#����� tRNA +�#��','���!��'�����,%�����.�

��'�& ������43�����&�%#��!-�� �.���'�& ������ +�#,%��������&�%#������'�2�%�!�

+�#43������%�%.���'�& ������ .�����������'����� �3�%�4!� 2 .� 3 � �'�����

��-���.���'�& ������ ��������%���*- ��� ��/����%� �%�����%�%�4�2���"/���

��'�& ������.����������%�4!� 5-10 ��% ��������%���*- �������'�& ������ �3�%�

� ��%�%�4����&�%#�2����%�"%��%�%�."+,,.�� ����"���� �%���������/.�

�����^%��2�#�/����%���%6�3������&� ��/����%� +�#�%�����&�%#�2����%�"%��%�

%�."+,,.�� ����"�����&�%#�2����%���� 32-36 ATP �!���%���%�%�%�."+,,��.��

����"� �!�����2����%� 2 ATP �/.����%���*- �������'�& �������%���%��2�#�/���

�%���%+�#�����%���%����� ���%���%���*- �������'�& �������� �

������ (Ribosome)

���� ��+��������������������*� ��� (membrane) +����� ��+�����������#� ,

����'������%���% 50 ����+�#�����',���&�� �� ( %��� ��� ) ��','��"#������ �

2 ��� �!��'��������.C.������"#����&�%#�6%���','����-'��'��������"#����&�%#�

"#�/����%"%� mRNA �2*� ���"#����&�%#������%�'������ ��