【四川大學】《細胞生物學》（國家級精品課） P6 - 6. 6-2-3第2章第3節 真核細胞 教學錄像

這就是一個典型的真核細胞模式圖 你就看這個模式圖 你會發現 它和原核細胞相比 差異很大了 我們看 真核細胞還真正的有一個核結構 這個遺傳物質所在的部位 細胞核 你看那個細胞核 它是有生物膜包裹起來的 因此真核原核最為關鍵 或者最開始區分它們的 就是看它的細胞核 有無真正的核背膜所包裹 如果有真正的核背膜 我們把這類細胞叫做真核細胞 沒有的像細菌這一類 我們說它是原核細胞 但是我們發現 除了這個有真正的細胞核以外 你還會發現在細胞當中 有很多細胞器了 你比如說這個是內子網 這個大家熟悉吧 這是什麼細胞器呢 線粒體 然後這個呢 高爾基體 說錯了我們都清楚 說它結構要複雜 我們來看一下 真核細胞和原核細胞相比 它有哪些方面有差異 我們這一節還是簡單來看一下 第一 真核細胞有三大基本結構體系 您別老是想到 細胞有哪三大部分 細胞膜 細胞質 細胞核 我們從這個角度來看的話 真核細胞有三大基本結構體系 就不管是動物細胞 還是植物細胞 還是一些酵母 真菌等等 你會發現 所有這些細胞 它都有三大結構體系 第一 就是由脂質和蛋白質 形成的生物膜結構體系 生物膜 大家想一想 這些生物膜結構體系 就包括細胞膜吧 包括細胞膜 除了細胞膜以外 還包括剛才所說的那些 各種各樣的細胞器 比如說內質網 高爾基體 榮美體 線粒體等等 你會發現 這些細胞器 它的那個膜 其實都是生物膜 而構成生物膜 最基本的成分 就是脂質和蛋白質形成的 所以這是第一大結構體系 第二 所有真核細胞 它都有一個 遺傳信息傳遞與表達系統 是由什麼組成的 就是要說的 是由核酸和蛋白質 由核酸和蛋白質組成的 就這個圖所表示的 核酸我們知道 比如說DNA 這邊有DNA雙鏈結構 雙鏈的 DNA然後它可以轉錄 轉錄生成RNA 然後RNA從細胞核裡邊出來 到細胞質裡邊 結合核糖體進行翻譯蛋白質 那麼這個都是遺傳信息 傳遞與表達系統 因此這個遺傳信息 傳遞與表達系統 說得最簡單一點 DNA是不是 DNA算不算 除了DNA還有什麼 除了RNA還有什麼 有沒有了 除了DNARNA還有什麼 它參與了細胞的遺傳信息 傳遞與表達 還有什麼 蛋白質吧 對蛋白質 蛋白質和核酸形成一個什麼樣的結構 蛋白質很多蛋白質和不同核酸 形成一個細胞系 那個細胞系叫什麼 染色體 這是對的沒問題 細胞當中遺傳物質 DNA確實是以染色質 或者染色體的形式 當然要準確點說到是染色質存在的 那麼除了這個以外 還有一種結構 就是核糖體 核糖體 所以這些呢 都是我們細胞當中遺傳信息 傳遞與表達必不可少的結構體系 這是第二大體繫了 第三大體系 真核細胞裡邊這個特別發達 就是什麼 就是由蛋白質組成的細胞骨架體系 由蛋白質組成的細胞骨架體系 這個由蛋白質組成的細胞骨架體系 在我們真核細胞當中常常有三類 第一會有三種 第一種叫中間濕 我們後面有專門章節來講 第二類叫微管 microcube 第三類叫微濕 有這麼三類 中間濕 微管 和微濕 這三類結構體系 講了這三類結構體系以後 你看得出來 它就比原核細胞複雜多了 特別是真核細胞當中 有那麼多的細胞器 這些細胞器 我不知道你們忘了沒有 這些細胞器 不僅僅在結構上是獨立的 而且在功能上 各自承擔不同的功能 你比如說進行能量轉換的細胞器 是哪種 是什麼 氙體 還有液體 進行蛋白質合成的 修飾的 加工的 就是高爾基體 類子網等等 但是你會發現 在原核細胞當中 原核細胞這些功能 它其實也有的 但是它不是由各自不同的結構 細胞結構來承擔 集全了 集中在一起 而這恰好往往是原核細胞的細胞膜 有關係的 在細胞膜上面發生這些作用 發生一些能量轉換等等 所以這個我們看得出來 真核細胞結構體系 它是比較多 多了以後 它跟它的功能是相關的 我們再來看一下 真核細胞 它的大小及其影響因素 真核細胞 它的大小有個什麼規律 左邊這有一個圖 你會發現 當然我們看 比如說支援體 比病毒直徑大約是它的四倍 這是一個最基本規律 第二 細菌又比支援體直徑大十倍左右 動物細胞比細菌大十倍左右 原生生物又比動物細胞大十倍左右 你會發現 這個細胞直徑大小還是有規律的 往往是一個數量級的差別 這是第一個規律 第二個規律 不同生物 不同的生物 但是相同的組織 或者是器官 相同類型的細胞 大小是差不多的 也就是說 比如說一頭大象和一隻小鼠 大象的肝臟或者大象的肝 它的肝細胞 它的肝臟比小鼠肝臟大多了 但是大象的肝細胞 和小鼠的肝細胞大小相比 差別明不明顯 不明顯 看不出來 不同生物 相同的組織器官 它的細胞大小差不多的 所以有人就講 你說楊貴妃和林黛玉 是不是楊貴妃的細胞要胖一點 林黛玉的細胞瘦一些 那倒不一定 那不是的 相同的 相同組織器官的細胞大小是差不多的 你不能說我的細胞比你胖 你人比他胖可以 細胞比他胖 往往不是的 所以這是第二個規律 但是我們也發現 有些細胞 我們剛剛講過 支援體 它就是最小了 不能再小 再小以後 它要發揮生命活動 相應的結構 就沒法裝得下去 但是細胞能不能夠無限大 細胞為什麼 它的大小 在一定體積之內 就有人就想 這個恰好跟細胞裡邊 因為細胞 比如說這有個細胞 這個細胞只能這麼大 或者就這麼大小 你如果太大以後 這個細胞和周圍環境 或者細胞內部進行物質交換 它的效率是增高了還是降低 一個細胞體積越大 效率跟周圍相互交換了 內部包括一些物質信息傳遞 效率是增高還是降低 降低了 所以它有體積和表面積之比 它跟那個有關係 但是我們來看一下 是什麼原因 決定了 最根本原因決定細胞大小 它的分子極致是什麼 我們書上有一個信號通路說了 這個信號通路 它的最關鍵的物質 這個基酶就叫做MTOR MTOR這幾年 這個基酶這幾年研究的比較多 研究的比較多 你們把MTOR 在谷歌上面 或者是百度上面去搜索一下 有人上一次研究到MTOR這個東西 跟人的長壽有關 跟它有關係了 所以你們去看看很有意思 我們這不講長壽 我們就講細胞大小 你看這裡有個信號通路 這個說的是一個胰島素的一個信號通路 當這個胰島素 這個作用於這個細胞表面的受體以後 它會引起信息在細胞內進行傳遞 最後讓MTOR這個基酶活化 它一活化以後 就讓核糖體的一個S6 S6K這個是一個基酶 核糖體的一個S6蛋白質的基酶 叫S6K活化 同時讓這個真核細胞 轉入起始因子叫EIF41 這個的活化 這兩方面都活化以後 你可以發現了 這一個細胞 它的蛋白質翻譯合成效率提高 也就是細胞大小最根本的原因 細胞要大要變大 恰好跟它裡面蛋白質翻譯有關係 蛋白質翻譯越旺盛 這個細胞體積就越大 所以現在發現這麼一個 所以這是這幾年所發現的 蛋白質合成增加以後 導致細胞體積增大 而這個恰好是有一個信號通路 好了 我們現在簡單講一下 原核細胞和真核細胞的比較 我們上有幾幅圖 而且看起來很多 我想我不一一去介紹 我們站在一個進化的角度來分析 說不定更容易理解 首先從結構上來看 你會發現真核細胞 它有了核背膜 就第一 以生物膜的演化為基礎 出現了核背膜 就出現了真正的細胞核 而且出現了各種各樣的細胞器 因此它細胞器有了 而且以這個為基礎 你會發現真核細胞體積是變大了 還是變小 跟原核細胞相比較 變大了 真核細胞體積或直徑 是原核細胞的大概十倍左右 那麼那些細胞器在細胞當中 它們的分佈是隨機的 或者說是不是隨機分佈 沒有規律 你們想一想 為什麼我們的細胞核 往往是位於細胞中央 為什麼我們的類子網 這個細胞器 它往往是從中央向四周突展開來 為什麼 你想一想 因此跟這些細胞類 這些細胞器的有序空間分佈 相關的就是一個體系 就剛剛我們講的一個結構體系 這個結構體系是什麼 細胞當中有些什麼結構 有一個結構體系 跟這些細胞器的分佈有關係 什麼體系呢 細胞骨架 所以這個是細胞骨架隨之應運而生 不僅僅跟細胞器的分佈有關係 我們細胞當中很多 真核細胞裡面很多代謝活動 不是說想在哪進行就在哪進行 不是的 這代謝活動也是非常有序的 這是第一個 第二個跟結構功能相適應的 或者相關的 就是什麼 它的遺傳裝置 它遺傳信息量的擴增 和遺傳裝置的複雜化 真核細胞基因組 總體來講比原核細胞大多 一個原核細胞基因可能幾千個 那麼真核細胞 它的基因幾萬個上萬個 遺傳信息量擴大了 遺傳裝置也比較複雜 所以我們剛剛講的 原核細胞複製轉錄和翻譯 這一過程同時進行 而真核細胞就分開了 因此我們這有一個表 我們算有表2-1 原核細胞和真核細胞基本特徵的比較 就沒什麼好看的 第一 以生物膜的演化為基礎 對應的各種細胞去出現了 細胞骨架體繫有了 然後它的那個什麼 它的那個遺傳結構裝置 複雜程度和遺傳信息量擴增 就相應的有了 但是我想大家下去 看這個表吧 你看 細胞骨架 細胞骨架這說的 原核細胞是沒有細胞骨架的 真核細胞有細胞骨架 那麼我想叫大家下去查一點資料 看看原核細胞有沒有骨架體系 原核細胞有沒有 先查找一下 看有沒有 如果說沒有 它為什麼沒有 如果說有 那麼它的細胞骨架體系 和真核細胞是否是一樣的 是否是一樣 大家下去查一查 長期的共存 或者說長期的進化 你會發現原核細胞和真核細胞 它們相互形成了一個共存的關係 這個圖是非常漂亮的 非常漂亮的一個圖 這個是小鼠的蛔蟲 牠那個末端的一些表皮細胞 然後呢 這是一個分節的絲狀菌 你看這個絲狀菌 它定製於小腸 蛔蟲末端 當然這個是個什麼細胞 看得出來沒有 這個 這是什麼細胞 是個什麼細胞 看得出來沒有 細胞核 這個呢 這個紅色的呢 腺體體 這是一個電競照片 這個圖很難拿到 很難拿到 就是這個共存關係 其實就有助於這個小鼠的 牠的免疫系統 免疫能力有助於牠的 包括我們人很多生物 在我們體內 都有很多很多的共生生物 你像微生物特別多 特別多 有人講那個微生物數量非常多的 不少啊 那也不少 但是這些生物 它對我們人體 很多方面都有影響 其實有好處的 相互依賴 相互共存 所以有這麼一個關係 另外一個我們看一下 關於植物細胞和動物細胞的比較 植物細胞和動物細胞比較 我們這有一個圖 很多方面是一樣的 但是有不同的就是 你會發現植物細胞有細胞病 動物細胞有沒有細胞病 沒有 但是呢 有人說動物細胞也有細胞病 特別是有些動物細胞 它也是有細胞病的 因為我們知道 植物細胞的細胞病是哪來的 植物細胞的細胞病 從什麼地方來的 對嗎 它的成分有相位素等等 這相位素是從什麼地方來的 說細胞 植物細胞的細胞病 它那些成分其實 是由植物細胞分泌出來的 而動物細胞也能夠分泌 也能夠分泌 所以植物細胞當然這個細胞病 和動物細胞的那些 我們剛剛所說的細胞病 是不一樣的 我們把動物細胞的細胞病 或者往往把它叫做什麼 叫做胞外機制 胞外機制 我們後面最後一章要講 另外一個是葉胞 然後一個是葉綠體 而動物細胞裡邊 和植物細胞不同的 有溶酶體 還有中心體 這是有差別的 所以我們看了 講了動物細胞 植物細胞這幾個方面 因為我們再簡單看一下 這個我們馬上要講