细胞的一部分

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很多时候，当我开始教细胞器的时候，我听到孩子们开始说为什么我要学这个?或者更糟的是，为什么我还要再学习一遍?因为你们很多人在初中甚至小学都学过这个。也许你还可以给自己做个小细胞图。对孩子们来说，这就像研究20世纪80年代的苏联地图一样有趣，谁在乎呢?

让我给你们一个简单的例子来说明为什么我认为学习细胞器和它们的功能是非常有趣和有趣的。花点时间进入谷歌。输入“线粒体”和“衰老”这两个术语，然后规划几篇你能找到的文章。走吧，我等你。你做了吗?明白我的意思了吧?科学家们开始认为，人们随着年龄的增长所遭受的许多问题，实际上是由于被称为线粒体的细胞器的退化和故障造成的。

我不知道你们怎么想，但我认为这很酷，更棒的是，科学家们开始认为他们可能能够解决这些问题。嘿，如果你能想出办法让我不老，我就很感兴趣了。

现在我们AP生物老师面临的问题是，当我们开始教授细胞器的时候，我们基本上把它变成了一节地理课。这是图表，学习名字，这是细胞器列表学习它们的功能。所以我不会花时间做这个，因为我认为你可以很容易地做到。你可能已经这么做了。我要做的是，帮助你们了解细胞器是如何一起工作的。我将从膜的结构开始，因为大多数真核细胞的细胞器大部分是由膜组成的。所以如果你了解它的结构，就会有帮助。

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接下来，我将讨论内共生理论，它解释了这些细胞器是如何形成的。我要讲的最后一件事，是蛋白质合成。核糖体进行蛋白质合成，但是有很多细胞器帮助核糖体完成这项工作。所以这是一个很好的模型，我知道所有这些功能让我们看看蛋白质合成实际上是如何由整个细胞进行的，所有的细胞器帮助支持核糖体的工作。这是你们会在AP生物考试中看到的问题。

让我们从细胞膜的结构开始。细胞膜是由一种叫做磷脂的化学物质构成的，磷脂是脂类的一种。那么磷脂和普通甘油三酯脂肪有什么区别呢?标准的甘油三酯脂肪是这样的。它有一个甘油分子，有三个脂肪酸的尾部。那么磷脂呢，有什么区别呢?这是磷的部分。它的头部是磷酸盐。

现在这些脂肪酸的尾部，它们都是共价键。设置得很好，所以它们的电负性大致相同。另一方面，这个磷酸头是带电的或极性分子。现在，该怎么办?极性分子可以进行氢键反应。对水分子也是这样。现在你可能会想氢键那是什么?希望你们已经知道了，氢键是水分子中略带正电荷的氢离子和略带负电荷的氧原子之间微弱的相互吸引。

因此，当您具有像磷酸盐等极性分子时，那么您将开始看到一束从其周围簇的水分子并将它们的略微正氢转移到强和负离子区域中。

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刻板印象是，你可以看到这里的脂肪酸尾，就像喜欢Pokémon的矮胖孩子。而这里的极地头，就好像你是每个人都想和你一起玩的酷孩子。水分子是冷的。他们都喜欢其他的事情，比如运动等等。他们认为如果有人玩想象中的游戏，让你想象中的人对抗其他人，那就太愚蠢了。我是说他们喜欢更酷的东西，比如梦幻橄榄球，算了，我们继续吧。

让我们快速看一下下一张幻灯片它展示了几种画磷脂的不同方法。这就是它实际的样子。这里有一个简单得多的图表。如果你曾经画过，你就会知道为什么我们要这样画。再说一遍，你是个很酷的孩子。所有的酷孩子都想和你互动。好吧，让我们想象一下，你要去参加一个派对，你的父母把你的弟弟铐在你身后，他们在Pokémon上。这时你就变成了磷脂。多克兄弟是你身后的人。如果你有很多朋友，他们背后也有被束缚的兄弟，你可以形成一个叫做胶束的环，在那里你把脂肪酸，疏水的，而不是水相互作用的尾巴推到你身后。 Whereas your hydrophilic, water-loving, cool phosphate polar heads, are arranged outside.

现在加入足够多的磷脂它们就能形成双层膜也就是双分子层。这里我们看到磷酸亲水，亲水，部分暴露在水中，而这个疏水区域只是脂肪酸的尾部。

现在假设你有球队的四分卫。他代表一个氯离子，另一个非常诱人的离子。当它漂浮在这里的时候，它会和派对上所有的酷孩子互动。它们可以和你互动，但是当口袋妖怪开始进入这个区域时，这里所有的水分子都在说，回来，回来。

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另一只手的口袋妖怪对氯离子完全没有吸引力。所以它被拉回来了。这就是为什么氯离子或钾离子等极性分子不能穿过细胞膜的原因。这是膜半透性的基本原理之一，极性或大分子不能简单地通过磷脂双分子层。

让我们仔细看看膜的整体结构是怎样的。这里是磷脂。膜里还有什么分子?这里我们看到一堆蛋白质。正是这些蛋白质赋予了特定的膜特殊的性质。无论是细胞膜，外质膜，高尔基体特定区域的膜还是内质网。

其中一些蛋白质可以起到不同细胞之间通信的受体。其中一些是专门的酶。其他人作为对接站的其他分子与该膜相互作用。如您所见，还有其他分子。这些是胆固醇，有助于加强膜，同时这些六边形这些支链六角形链是多糖。现在根源与多糖中的糖是乙二醇。因此，如果你将这些多糖链中的一个钩为蛋白质，现在你有自己称为糖蛋白的东西，而那么，如果它与组成膜的一部分的脂质或脂肪，那么你有一个糖脂。然而，两种大学又是蛋白质和磷脂。

让我们看一段视频快速回顾一下这些凝灰岩。继续。我们会在YouTube上找到自己的方式。现在让我们把视频放大。我们开始吧，这里我们可以看到细胞的外层。随着我们越来越近，我们开始看到单个的磷脂。

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这是磷酸头。现在你注意到它们是如何漂浮和移动的了吗?这被称为流体镶嵌模型。如果我们用一个巨大的滴眼器打它，它们就会移动和流动。这是它的流动部分，因为它是由许多小块组成的，所以它是马赛克。这些磷酸头向上，为什么?因为那些水分子，那些很酷的孩子，正在拉起来，说回来!回来!远离口袋妖怪。

这是糖脂附着在这里和这里。这些蓝色的代表胆固醇。如果我们往回看一点，我们可以开始看到像这些通道一样的东西可以允许不同的替代品进出细胞。有一种酶在相互作用。这是一种ATP蛋白它将物质泵入和泵出细胞。现在你们可能还记得我之前提到的亲水头部和疏水尾部之间的区别是如何使膜成为半透的。活细胞膜实际上是选择性渗透的。记住所有这些蛋白质;正是这些蛋白质形成了不同的通道和泵等等，赋予了它选择的能力;随时改变自己想法的能力，一秒一秒。

虽然大多数细胞器只有一层膜，但有些细胞器实际上有两层甚至三层膜。在很长一段时间里，科学家们都很困惑，这个过程是如何进化的?他们提出了各种各样复杂的想法包括奇怪的外膜包裹。然而，林恩·马古利斯医生却另辟蹊径，找到了答案。这被称为内共生理论。

如果我们看一下内同眼的单词，它实际上再次告诉你这个想法是什么。endo你希望知道是一个卑鄙的里面。Sym意味着在一个交响曲中，生物意味着生活，如果你在一个单词结束时看到了，它可能意味着某种过程。

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所以这个词的意思是住在里面。内共生是指一些细胞器，比如叶绿体或线粒体，当一个较大的细胞吃掉另一个时产生。然后不杀死它，把小细胞留在大细胞内。

你可能会想什么意思，吃了但没杀它?好吧，让我们来看看细胞进食的基本过程。你已经听说过白细胞是如何工作的。他们通过寻找更小的细胞来工作，比如细菌。如果我的白细胞是这个袋子，我要用这个小一点的细胞。这里是细菌，这里是白细胞。它所做的是一个被称为内吞作用的过程也就是进入细胞的过程。它的作用是吸收细胞，然后将其挤压到一个由白血细胞膜组成的囊内。谁控制着那层膜?白细胞。 Who doesn’t? The bacteria. So now the bacteria is stuck inside. Next up another small sac called a lysosome which is filled with digestive enzymes comes, merges with the smaller digestive sac that the cell phone is stuck in or the bacteria. Those digestive enzymes destroy the bacteria killing it and the white blood cell just burps it out. It seems pretty simple.

嗯，关于线粒体和叶绿体的一些东西干扰了这个正常的过程。让我们来看看这是如何发生的。让我们假设几百万，实际上可能接近十亿年前，有一些细菌。这里的细菌是厌氧细菌这意味着它不能进行有氧呼吸。这是一种较小的好氧细菌。

现在我们假设厌氧细菌要吃掉好氧细菌。就像我刚才演示的，它有内吞作用。

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它把它包裹在膜囊里。但是有东西干扰了这个过程，这个过程让充满消化酶的溶酶体与囊融合，好氧细菌就困在囊里。有什么东西能杀死细菌吗?不。这个小的需氧生物被困在里面了。这对需氧生物来说并没有那么糟糕，因为想想看，它还会被吃掉吗?不，它只是被地球上最大的部分吃掉了。事实上，因为这是一种厌氧菌，它分解食物的效率相当低。所以实际上它会吸收大量的食物并在糖酵解过程中分解成两半。所以这个小的需氧菌被过量的食物冲刷而低效的厌氧细菌不得不消耗这些食物。 It’s pretty digested food; protection and free food, good deal.

那么厌氧细菌呢?这个需氧菌得到了很多丙酮酸，这是糖酵解的分解部分，然后它开始泄漏出过量的ATP。所以厌氧细菌开始得到好氧细菌的一些好处。等等，有更多的厌氧菌在高浓度氧气的环境下无法生存。事实证明，好氧细菌在进行有氧呼吸过程时可以将氧气转化为水。所以更大的外部细胞得到了一些好处，有氧呼吸的能量好处和对氧气的保护好处，有氧呼吸。所以他们两个人在一起比他们周围没有这种组合的人都有优势。这意味着自然选择对它们有利，所以随着时间的推移，内部的家伙开始专门做有氧呼吸，而外面较大的家伙倾向于把丙酮酸传递到现在的原始线粒体。

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现在你们中的一些人可能会想，是的。但如果你开始看一些证据，你可能会开始说，是的。如果我们观察像叶绿体或线粒体这样的细胞器，我们会发现它们有双层膜这可以很简单地用这个过程来解释，而不是用包裹来解释。

如果你再仔细观察，你会发现这种动物的细胞膜和细菌的细胞膜有很多相似之处，但和真核细胞的细胞膜没有那么相似。细菌，它们有环状的DNA分子它们不会把DNA分子包裹在组蛋白上，猜猜会怎样?线粒体和叶绿体有环状的DNA分子同样它没有被组蛋白包裹，即使在细胞核中在真核细胞的其他部分，它有线性的DNA包裹着这些组蛋白。

此外，如果你看一下线粒体和叶绿体的核糖体，它们有很多原核核糖体的特性，而不是更大的外部真核细胞的特性。你猜怎么着?当你想制造更多线粒体时，谁来做呢?线粒体产生更多的线粒体。它经历的过程看起来很像细菌的二元分裂完全不像细胞的其他部分用来进行细胞分裂的有丝分裂过程。这是内共生。

现在有一些建议说还有一些其他的细胞器像鞭毛可能是通过内共生形成的，但我不会太担心这个。这是一个额外的证据一些研究人员在现代看到，他们看到原生生物，小的单细胞生物吃绿藻，而不是杀死它们。这就是现代社会的内共生关系。如果我们快进到1000万左右，我们可能会看到这些原生生物发展成自己内部的叶绿体。

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有了内共生的知识，现在你就知道如何在AP考试的作文部分，回答他们可能会问的关于细胞的主要问题了。它们可以进入的另一个大类别是蛋白质，因为蛋白质在生物学中是非常重要的东西。

你们经常在文章中看到一些多部分的问题，他们可能会说，描述蛋白质合成。然后描述一种蛋白质在核糖体合成之后，是如何准备从细胞输出的。让我们来看看这个它真的有助于连接细胞中所有不同的细胞器。

让我们快速看看来自YouTube的这个非常好的视频。我们看到了它。让我们来吧，让它变得更大。现在在我开始之前开始玩它，我想快速点出一些东西。在这里，我们看到内质网，这里是核，在这里，我们看到叶绿体的多个膜。在这里，我们看到了线粒体的多个膜。信任在那里的小囊泡在那里单一膜，单膜在这里。所以再次加倍的膜细胞器如叶绿体和线粒体，非常强烈的证据表明它们来自这种患有内骨生物的原点。

让我们点击播放，看看这是如何发生的。现在你们知道核糖体是根据来自细胞核的信使RNA的指令来制造蛋白质的。核糖体是由一对亚单位组成的。在这个精彩的视频里有一个定格动画，你可以看到信使RNA从细胞核中出来。这里它和一些核糖体结合。它开始读取核糖体。

让我们暂停一下，因为我想给你们看一些东西。如果你看一下蛋白质，正在形成的氨基酸链。

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这个紫色的东西曾经是这条链的一部分。核糖体是如何知道开始复制并将其发送到粗面内质网的?它知道，因为链上的前几个氨基酸，作为一个目标序列，指示细胞把它们放在粗糙的ER中。然而，一旦它在那里，它就不再需要了。就是那个小帅哥。这是被剪掉的初始目标序列。

稍后，你会看到这里的蛋白质，这条氨基酸链你会看到它向前移动并被传送到其他地方。再说一遍，它是怎么知道的?因为在每个步骤中，起始部分的某些部分可以作为目标序列。一个很好的类比是，如果你从UPS收到一个包裹，很多时候如果你仔细看，他们的原始地址标签可能有这么长。但当它经过UPS的各个分站时，它们会在经过每个站时撕下每个标签。当它到达你的时候，剩下的就是你的地址，而不是你和亚马逊之间的各个站点的地址。

让我们重新开始。这里我们看到氨基酸链它开始漂浮在内质网中折叠起来也许是在一些酶的帮助下，它折叠成它的三级结构直到它与内质网膜中嵌入的正确的蛋白质对接。这些蛋白质帮助把这个掐掉。现在我们有一个叫做囊泡的小囊。我们再暂停一下。

我们看到小囊泡与组成高尔基复合体的一个囊泡合并。大家都知道高尔基复合体参与处理从细胞输出的蛋白质。这就是我们在这里看到的。这是我们最初的蛋白质。顺式高尔基只是最接近粗糙的急诊室的囊的名字。中间的高尔基体在中间，trans的意思是穿过，所以它在粗面内质网的对面。所以我们要用这些蛋白质来识别顺式高尔基体，中式高尔基体或反式高尔基体。

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其他的是各种酶它们会对蛋白质进行微小的修饰。让我们重新开始。

这些事情是怎么发生的呢?我们看到反式高尔基体被拧断了。这里有更多的分泌囊泡它们开始转化为顺式高尔基体。事实是，标识符说我是顺式高尔基体或中高尔基体，当每一种蛋白质被修改时，它们就会倒退。这是我们的原始蛋白质。我们会看到它被切掉然后送到反高尔基体那里。让我们暂停一下。

以下是在Trans-Golgi中遇到的一些蛋白质。它们夹住，现在这是即将与外部质膜合并的小囊或囊泡，这被称为分泌囊泡。它参与了分泌物。您将看到它与膜合并并将其内容转储出来。所以让我们继续前进并再次开始。

与此同时，质膜可以吸收蛋白质。也许是食物颗粒之类的。它把它掐掉，这就是内吞作用。让我们暂停一下。记住我们的溶酶体，充满了消化酶，这里有一些食物颗粒。记住这个，我们包裹小细胞的囊泡，我们把它送到溶酶体，然后消化酶会把它切掉。我经常把消化酶想象成连环杀手。这就是我们的牢房。我们不允许这些酶，消化酶或连环杀手留在里面。这就是我们毫无戒心的蛋白质食物分子。 Comes in and we go ahead and start it up again. Here we see it combining in and it starts to enter the lysosome and it gets destroyed. Here comes another enzyme to replace any enzymes that happen to get damaged in this whole process, being sent from the Golgi apparatus. That’s basically how it works.

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你只需要解决一堆不同的细胞器就可以制造蛋白质了。无论是从细胞中排泄，还是制造蛋白质用于其他细胞器，如溶酶体。其他我们没有看到的细胞器也参与其中，显然线粒体为整个过程提供能量。囊泡是如何在细胞中移动的为了到达它，你需要去。

很多时候大家都忽略的细胞器叫做细胞骨架是蛋白质的框架。有些蛋白质像肌凝蛋白，有些像肌动蛋白。它们形成轨道和小的运动头，可以抓住这些细胞器，移动它们，把它们送到需要去的地方。在那里你可以看到一个简单的过程，像蛋白质合成，变得更加复杂。但通过对每个细胞器功能的基本了解，我们可以看到蛋白质合成是一个相当复杂的概念。

我在这篇讲座中触动了这三个可能出现的大事，不仅在多项选择部分，而且将出现在AP考试的论文部分中的东西。因此，如果您在膜的结构上看到了一些东西，请确保在那里抛出磷脂等词。你让自己一个点。抛出的东西，有些蛋白质充当诸如频道或受体，或酶，嵌入膜的表面和膜的酶，你让自己另一个点。

他们可能会说，它甚至可能会说明你提到术语流体马赛克模型。它可以在班次中移动的想法，它是动态的。如果你记得我们看到它触动它并使它反弹的视频，另一点。通过谈论其选择性渗透性，您可以获得更多积分。您可以控制进出口，因为磷脂双层的极性和非极性区域。还有另一个点。如您所能，您可以获得很多积分，而无需呕吐太多信息。

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论文的平均分数在2到4分之间，所以我只考了5分，这意味着我在实际考试中会拿到4到5分。

随着整个内骨生物理论，如果你看到的话，那么提到所涉及的细胞器;叶绿体，线粒体。一个也许是两个点。谈论核糖体作为证据。谈论圆形DNA，如果它裸体，那就是意味着它没有组蛋白，你得到更多的点。这个东西再次不难。

最后一件事是蛋白质合成。如果他们询问那个过程，请提到粗糙的内质网是那些核糖体着陆的地方。它们将信息发送到Golgi装置，然后将外部质膜的细胞膜是分泌物囊泡，从Golgi设备的合并倾倒出来的东西。如果您开始提及线粒体和细胞骨架，您甚至可能会产生精细点，我在最后提到了我提到的其他一些东西。所以你走了。你很高兴。