Cell Structure and Function: A Historical Overview

Slide1CELL STRUCTURE& FUNCTION Chapter 7 – Part 1 CP Biology Paul VI Catholic High School

Slide2CELL STRUCTURE & FUNCTIONHISTORY: 1600’S Anton van Leeuwenhoek 1665 Robert Hooke 1838 Matthias Schleiden 1839 Theodor Schwann 1855 Rudolph Virchow

Slide3CELL STRUCTURE & FUNCTIONAnton van Leeuwenhoek

Slide4CELL STRUCTURE & FUNCTIONRobert Hooke 1665

Slide5CELL STRUCTURE & FUNCTIONMatthias Schleiden     1838

Slide6CELL STRUCTURE & FUNCTIONTheodor Schwann 1839

Slide7CELL STRUCTURE & FUNCTIONRudolf Virchow    1855

Slide8CELL STRUCTURE & FUNCTIONCELL THEORY: 1. All living things are composed of cells 2. Cells are the basic unit of structure & function in living things 3. New cells are produced from pre-existing cells

Slide9CELL STRUCTURE & FUNCTIONBASIC CELL STRUCTURE: ALL   Cells have: Cell Membrane Cytosol

Slide10CELL STRUCTURE & FUNCTIONSOME   CELLS HAVE : Nucleus Cytoplasm

Slide11CELL STRUCTURE & FUNCTIONCELL CATEGORIES: EUKARYOTIC CELLS (Eukaryotes) PROKARYOTIC CELLS (Prokaryotes)

Slide12CELL STRUCTURE & FUNCTIONEUKARYOTES: • Contain nucleus • Have Cell Membrane • Cytoplasm • Organelles • Include Plant, Animal, Fungi, and many Microorganisms

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Slide15CELL STRUCTURE & FUNCTIONPROKARYOTES: • Smaller, Simpler Cells • Cell Membranes • NO Nuclei • ALL Bacteria are Prokaryotes Examples - • E. coli • S. Aureus

Slide16CELL STRUCTURE & FUNCTIONCELL SIZE Average Cell 5-50 μ m Surface Area 4 π r 2 Volume 4/3 π r 3 Cell Surface is interface between internal and external environment  

Slide17CELL STRUCTURE & FUNCTIONA small cell has a greater ratio of surface area to volume than a large cell of the same shape.  – This ratio limits cell size!

Slide18CELL STRUCTURE & FUNCTIONCELL STRUCTURES: 1.  CELL WALL : • Found in Plants, Algae, Fungi and many Prokaryotes • Function - Support & Protection • External to Cell Membrane

Slide19CELL STRUCTURE & FUNCTION1a.  BACTERIAL CELL WALL: Characteristics: P eptidoglycan Gram + (Violet/Blue) Gram – (Red/Pink) Encapsulated

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Slide22CELL STRUCTURE & FUNCTION1b.  PLANT CELL WALLS : Green Plants - Primary Cellulose Woody Plants - Secondary Lignin

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Slide24CELL STRUCTURE & FUNCTION(CELL STRUCTURES - cont’d) 2.  NUCLEUS Robert Brown (1831) Chromatin/Chromosome Nucleoplasm Nucleolus Nuclear Envelope

Slide25CELL STRUCTURE & FUNCTIONBrown’s Microscope          Robert Brown

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Slide31CELL STRUCTURE & FUNCTIONAdditional Organelles: You are responsible for the name, structure, function and visual recognition of the following organelles: 3. Ribosome 4. Endoplasmic reticulum (ER)         Smooth ER         Rough ER 5. Golgi Apparatus 6. Vacuole 7. Lysosome 8. Mitochondrion 9. Chloroplast

Slide32CELL STRUCTURE & FUNCTIONNucleus Smooth endoplasmic reticulum Rough endoplasmic reticulum Ribosomes Golgi apparatus Plasma membrane Mitochondrion Flagellum Not in most plant cells Lysosome Centriole Microtubule Cytoskeleton Intermediate filament Microfilament Peroxisome

Slide33CELL STRUCTURE & FUNCTIONCentral vacuole Not in animal cells Chloroplast Cell wall Golgi apparatus Nucleus Microtubule Cytoskeleton Intermediate filament Microfilament Ribosomes Smooth endoplasmic reticulum Mitochondrion Peroxisome Plasma membrane Rough endoplasmic reticulum

Slide34CELL STRUCTURE & FUNCTIONCYTOSKELETON:    a. Microtubules    b. Intermediate filaments    c.  Actin filaments /M icrofilaments     * Know Structure and function of each

Slide35CELL STRUCTURE & FUNCTIONLong, thin fibers “String of Pearls” Concentrated in Cortex Amoeboid Motion Most durable “Rope-like” Structure Provide Stability (vimentin) Hollow tube MTOC Strengthen Cell Stabilize cell relative to other cells

Slide36CELL STRUCTURE & FUNCTIONA. Microtubules Functions – • Structural Role • Movement of Chromosomes • Structural Component of Cilia and Flagella • Track for motor proteins

Slide37CELL STRUCTURE & FUNCTIONPlus End (+) Away from MTOC (Toward Nucleus) Minus End (-) Toward the MTOC A. Microtubules

Slide38CELL STRUCTURE & FUNCTIONINTRACELLULAR MOTOR MOLECULES E xamples- KINESIN: Move Organelles toward (+) end DYNEIN: Move Organelles toward (-) end Kinesin Walking YouTube The inner Life of the Cell Video

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Slide41CELL STRUCTURE & FUNCTIONB. Intermediate Filaments: Function -      Strengthen Cell      Stabilize Position organelles      Stabilize cell relative to other cells

Slide42CELL STRUCTURE & FUNCTION C. Actin filaments  (Microfilaments) Function : • Anchor Cytoskeleton to cell membrane • Determine consistency of cytoplasm • Interact with Myosin (motor molecule) for muscle contraction Muscle Contraction Video

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Slide44CELL STRUCTURE & FUNCTIONCELL MOVEMENT:     1. Crawling:       Actin/Myosin        Gel-Sol States        Pseudopod Formation     2. Pinching Actin filaments Animal cells Cytokinesis

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Slide46CELL STRUCTURE & FUNCTIONAmoeba

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Slide49CELL STRUCTURE & FUNCTIONCytokinesis of Animal Cell

Slide50CELL STRUCTURE & FUNCTIONActin filament causing cell separation

Slide51CELL STRUCTURE & FUNCTIONCELL MOVEMENT: 3.  Prokaryote Flagella     Protein Structure (flagellin)     Rotatory Movement     Molecular motor in cell wall Basal Apparatus Hook Filament

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Slide53CELL STRUCTURE & FUNCTIONCELL MOVEMENT:      4.  Eukaryote Flagella    Microtubular Structure 9+2 Arrangement    Basal Body Origin 9 “triplet” structure    “Whip-like” motion

Slide54CELL STRUCTURE & FUNCTION“9+2” arrangement microtubules

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Slide56CELL STRUCTURE & FUNCTIONCELL MOVEMENT:    5. Cilia Many,  Short, often in rows Internal structure like flagella Multiple functions

Slide57CELL STRUCTURE & FUNCTIONStructure Of Cilia