细胞核

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第八章 细胞核

第八章 细胞核
•Fusion of the T-Antigen NLS sequence to a cytoplasmic protein (pyruvate kinase), results in nuclear import of the cytoplasmic protein •Experiment shows that the NLS sequence is necessary and sufficient to direct nuclear import
内外核膜在局部区域融合形成核孔(nuclear pore)
核周间隙(perinuclear space)
内外核膜之间的部分
与粗面内质网腔相连续
内含多种蛋白质和酶
核孔(nuclear pore)
内外核膜局部融合形成
核孔具有复杂的结构,包括多个颗粒长短不 一 的 纤 维 , 称 为 核 孔 复 合 体 (nuclear pore complex)
Method:
injecting labeled molecules of different sizes into the cytosol and then measuring their rate of diffusion into the nucleus. Ribosome 30 nm DNA, RNA polymerases 100-200 Kd subunits ???
• Transporter( shown in pink)
The Nuclear Pore Complexes (NPC)
form a continuous aqueous channel between cytoplasm & nucleoplasm
Cytoplasmic face

细胞核

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退

Cell Nucleus


退

第八章 细胞核
二、核膜的结构
3.核纤层与染色质凝集成染色体相关
细胞分裂间期,染色质与核纤层紧密结合,染色质不
能螺旋化为染色体

细胞分裂前期,核纤层蛋白解聚,染色质与核纤层蛋
白丧失,染色质逐渐凝集成染色体
Cell Nucleus


退

第八章 细胞核
二、核膜的结构
分子组成:核纤层蛋 白,属于中间纤维。
A.核纤层与细胞核构建的模式图 B.核纤层的电镜图片 Cell Nucleus
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第八章 细胞核
功能:
维持核的轮廓;
二、核膜的结构
1.核纤层在细胞核中起支架作用
使胞质骨架和核骨架形成连续网络结构 。 2.核纤层与核膜的崩解和重建密切相关 细胞分裂前期,核纤层蛋白被磷酸化解聚,核膜崩解为小泡 ; 细胞分裂末期,核纤层蛋白去磷酸化,重新组装介导核膜重 建。
Cell Nucleus
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第八章 细胞核
间期细胞核的结构组成:
核膜
核仁
染色质 核基质
Cell Nucleus


退

第八章 细胞核
第一节 核膜
一、核膜的化学组成 二、核膜的结构 三、核膜的功能
Cell Nucleus


退

第八章 细胞核
核膜的结构
在电镜下,核膜是由内外层核膜、核周隙、核孔复合 体和核纤层等结构组成。
糙面内质网
Cell Nucleus

第八章 细胞核

第八章 细胞核

压缩5倍
DNA
核小体
螺线管
超螺线管
染色单体
放射环模型
• 非 组 蛋 白 构 成 染 色 体 骨 架 (chromosomal scaffold),由骨架伸出的无数的DNA侧环;
• 30nm的染色质纤维 折叠成环, 沿染色体 纵轴, 由中央向四周 伸出,构成放射环。
18个放射环
106个微带
1个微带
• 配对结构域 (pairing domain)
配对结构域 中央结构域
着丝粒 (主缢痕) 动粒结构域 纤维冠 外板 中间间隙 染色体臂 内板


• 中着丝粒染色体(metacentric chromosome) • • • 亚中着丝粒染色体(submetacentric chromosome) 亚端着丝粒染色体(subtelocentric chromosome) 端着丝粒染色体(telocentric chromosome)。
DNA连接部
核心
DNA连接部
核 心 颗 粒 DNA连接部
核小体
核小体与核小体连接形成串珠状的染色质纤维
(二)染色质的二级结构 -- 30nm 染色质纤维
螺线管(solenoid):由6个核小
体螺旋围成一圈形成,H1组蛋白
位于内部,调节其组装与稳定。
螺线管顶面观
螺线管侧面观
(三)染色质的高级结构
• 异染色质(heterochromatin):
间期核内处于凝集状态,转录功能缺乏或不活跃的染色质组分,碱性染料染色时着色较深。
异染色质
常染色质
异染色质的类型:
• 结构异染色质 (constitutive-heterochromatin)
为主

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细胞核简介细胞核是细胞的一部分,存在于真核生物的细胞中。

它是一个膜包裹的细胞器,扮演着重要的角色。

细胞核内含有遗传物质DNA,控制着细胞的生命活动和遗传信息的传递。

细胞核的结构细胞核通常呈球状或椭圆形,直径大约为10-20微米。

它由核壳、核膜、核仁和染色质等组成。

1.核壳:核壳是细胞核的外层边界,由两层核膜组成。

核壳起到保护内部结构的作用。

2.核膜:核膜是核壳的主要组成部分,由内核膜和外核膜组成。

核膜具有多孔性,可以让物质在核膜之间进行运输。

3.核孔:核孔是核膜上的开口,起到控制物质进出细胞核的作用。

核孔允许小分子物质自由通过,但对较大分子如DNA具有选择性通透性。

4.核仁:核仁是细胞核内的一个小体,由RNA和蛋白质组成。

核仁参与到蛋白质合成的过程中。

5.染色质:染色质是细胞核中最显著的结构之一,由DNA、蛋白质和RNA组成。

染色质是遗传信息的携带者,其中存储了细胞的遗传信息。

细胞核的功能细胞核是细胞的控制中心,它操纵着细胞内的所有活动。

以下是细胞核的一些重要功能:1.DNA存储和复制:细胞核内含有大量的DNA,这些DNA存储了细胞的遗传信息。

在细胞分裂时,DNA会复制自身,确保每个新生细胞都有完整的遗传信息。

2.基因转录和转译:细胞核内的DNA被转录成RNA分子,然后通过核孔送出到细胞质中。

在细胞质中,RNA通过转译过程合成蛋白质,完成重要的生化反应。

3.RNA修饰和加工:细胞核中的RNA可能需要在核内经历一系列修饰和加工过程,以确保它们在细胞质中能正确发挥功能。

4.蛋白质合成控制:细胞核内的核仁参与到蛋白质合成的过程中,它们合成和加工蛋白质,以满足细胞内的不同功能需求。

5.染色质调控:细胞核中的染色质通过DNA的紧密缠绕和松解来调控基因的表达。

染色质的结构和组织状态对基因表达起到重要的调控作用。

与其他细胞器的关系细胞核与其他细胞器之间相互作用和协同工作,共同维持细胞功能的正常进行。

1.线粒体:细胞核控制着线粒体的生物合成过程,线粒体则提供细胞所需的能量。

八章细胞核课件

八章细胞核课件
■输出蛋白(exportin)
• 存在于细胞核中识别并与输出信号结合的蛋白质, 帮 助核内物质通过核孔复合物输出到细胞质, 而后快速 通过核孔回到细胞核中。
RNA的出核
转录的RNA需加工、修饰成为成熟的RNA分子后才 能被转运出核。
① RNA聚合酶I转录的rRNA分子:以RNP的形式离开 细胞核;
• 核纤层(lamina):在与核质相邻的核膜内表面有一
层厚30-160nm 网络状蛋白质。对核被膜起支撑作用 。核纤层由3种相对分子质量为6-7万道尔顿的多肽亚 单位α、β、γ所组成,属于中间纤维的一种, 其中β亚 基与内核膜的特异受体蛋白相结合, α、γ亚单位与β相 连接, 而α、γ又同染色质的特定部分相结合。
①对运输颗粒大小的限制:有效功能直径可被调节到 10-20nm,甚至可达26nm; ②是信号识别和载体介导的过程,需要消耗能量,并 表现出饱和动力学特征;
③具有双向性:即核输入与核输出,包括蛋白质的入 核;RNA和核糖体亚单位的出核。
通过核孔复合 体物质运输的 功能示意图
通过核孔复合体物质运输的功能示意图(引自B.Talcott等,1999) (c)信号介导的核输入;(d) 信号介导的核输出。
② RNA聚合酶III转录的5s rRNA与tRNA的核输出由蛋 白质介导;
③ RNA聚合酶II转录的hn RNA,在核内进行5’端加帽 和3’端附加多聚A序列以及剪接等加工过程,然后形 成成熟的mRNA出核,5’端的m7GpppG“帽子”结构 对mRNA的出核转运是必要的;
第二节 染色质
1842年,Nali在植物细胞核中发现了杆状的染色体。 1848年,Hofmeister从鸭跖草的小孢子母细胞中发现 染色体。 1879年,W. Flemming提出了染色质(chromatin)。 1888年,Waldeyer正式定名为Chromosome。

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3种序列:①单一序列;②中度重复序列 (101~5);③高度重复序列(>105)。
3种构型:①B-DNA;② A-DNA;③ Z-DNA。 3种关键序列: (p154)
①复制源序列 ②着丝粒序列 ③端粒序列 酵母人工染色体(YAC ):含上述3种成分,可 用于转基因等研究。
Three DNA conformations
(2)通过核孔复合体的主动运输
①具有高度的选择性,并且是双向的
对运输颗粒大小的限制:有效功能直径可被 调节约9~20nm,甚至可达26nm 。
是一个信号识别与受体介导的过程,耗能。 核输入与核输出。
②核蛋白质的运输
亲核蛋白(入核蛋白)
核定位序列(nuclear localization sequence, NLS)或核输入信号 (nuclear import signal): 引导蛋白质进入细胞核的一段4-8个氨基酸的 信号序列,富含带正电荷的赖氨酸和精氨酸, 一般还含有脯氨酸。受体为importin。
二、染色质和染色体的亚微结构
1. 核小体 (nuclesome) :直径10nm,包括 200bpDNA、组蛋白八聚体及一分子H1。
核心:(H2A、H2B、H3、H4)×2, 146bpDNA缠绕1.75圈
连接DNA(60bp),结合H1
→核小体链(串珠链),染色质的一级结构。
2. 染色体支架-放射环结构模型(袢环模型)
细胞核(nucleus)
细胞遗传与代谢的调控信息中心; 真核细胞的重要标志;其结构和功 能异常经常会导致各种疾病。
核被膜
染色质
间期核
核仁
核基质(核骨架)
•。常以核质比(核质指数,NP)来估算核的 大小。一般来说,正常细胞NP≈0.3-0.5,分 裂期细胞NP>0.5,衰老细胞NP<0.5,肿瘤 细胞=1。

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性异染色质)(性别鉴定 )
1.染色体各部的主要结构:
• 主缢痕:在两条染色单体相连处,染色体上出现
的一个向内凹陷的缢痕,称为主缢痕。
• 着丝粒:指主缢痕处两条染色单体相连的中心部
位,其染色质为结构异染色质,由富含高度重复
序列的DNA构成。
• 着丝点(动粒):是主缢痕处两条染色单体的外
侧表层部位的特殊结构,为染色体的运动中心,
结构异染色质:在各 种细胞和细胞发育的任 何时期,都为异染色质。 常见于染色体的着丝粒、 端粒。 兼性异染色质:仅在 某些类型的细胞中或细 胞发育的某个时期为异 染色质。如:女性的X 染色质。
常染色质与异染色质的比较
常染色质
螺旋化程度 折光性 染色 分布位置 小,呈分散状态 强 不易染上染料,染色浅 多在核中央
行分组、排列、配对并进行形态分析的过程。
正常男性:46,XY 正常女性:46,XX
1 2 1 2 3
4
5 1 2 1 23 4
正常人体细胞染色体带型模式图
(二)核仁
真核细胞间期核中最显著的结构。为非膜结构。
1、核仁的化学组成
主要为蛋白质(80%)、RNA (10~11%)、DNA(8%)和
少量脂类 。 蛋白质主要是核糖体蛋白质、 rRNA聚合酶;RNA主要为 rRNA;DNA中主要是rRNA基 因(又称rDNA )。
3、染色质的超微结构与组装
(1)核小体 (nucleosome) :
构成染色质的基本结构单位 。 组成:五种组蛋白和200bp 左右的DNA组装形成。
核心颗粒: 2(H2A、H2B、 H3、H4)组成的八聚体
核心颗粒+1.75圈(约 146bp)DNA+60bp连接DNA+H1

第八章 细胞核

第八章  细胞核

1、概念:染色质是间期核内的DNA、
功能阶段可以相互转变的的形态结构 染色质与染色体具有基本相同的化学 组成,但包装程度不同,构象不同。
2、化学组成:
DNA:是染色质中结构性质稳定,数量
恒定的基本成分,是染色质中贮存遗传 信息的生物大分子。 RNA:含量低,大部分是RNA新链。 蛋白质:组蛋白和非组蛋白。
袢环
染色体支架
第三节: 染色体
一、中期染色体的形态结构
二、染色体DNA的三种功能元件
三、核型与染色体显带
四、巨大染色体
一、中期染色体形态结构
(一)、主缢痕:中期染色体上一个染色较浅 而缢缩的部位, 主缢痕处有着丝粒,所以也称 着丝粒区.。 (二)、次缢痕:除主缢痕外,染色体上第二 个呈浅缢缩的部分称次缢痕,次缢痕的位置相 对稳定,是鉴定染色体个别性的一个显著特征。 (三)、核仁组织区:是核糖体RNA基因所在 的区域,其精细结构呈灯刷状。能够合成核糖 体的28S、18S和5.8S rRNA。 (四)、随体:指位于染色体末端的球形染色 体节段,通过次缢痕区与染色体主体部分相连。 (五)、端粒:是染色体端部的特化部分,其 生物学作用在于维持染色体的稳定性。
组蛋白—含精aa和赖aa的碱性蛋白,带正点荷。
可以和酸性的DNA紧密结合(非特异性结合), 抑制DNA的复制和转录。 注:染色质中的组蛋白依精aa和赖aa的含量比 例不同可分5种:H2A、H2B、H3、H4存在核 心上,包装DNA形成核小体,进化上保守性强。 H1存在连接线上,锁定核小体及高一层次包装。 保守性低 非组蛋白—除了组Pr外,所有与真核染色质结 合的Pr统称为非组Pr。非组Pr在转录过程中与 组Pr蛋白结合,能特异地解除组Pr对DNA 的 抑制作用,促进复制和转录。

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第八章 细胞核
异染色质
常染色质
异染色质和常染色质电镜照片
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第八章 细胞核
三、染色质组装成染色体
(一)核小体—染色质的一级结构
核小体(nucleosome):是染色体的基本结构单位, 为由200bp左右的DNA分子及一个组蛋白八聚体构 成的圆盘状颗粒。
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第八章 细胞核
一、染色质与染色体的组成成分
染色质组分:DNA和组蛋白占98%,少量RNA和非组蛋白。 (一) DNA 染色质中的DNA是遗传信息的载体。
真核细胞每条未复制的染色体均由一条线性DNA分
子构成。 一个真核细胞单倍染色体组中所含的全部遗传信息, 叫做基因组( genome )。
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第八章 细胞核
大分子物质的出核转运与入核转运
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第二节
染色质与染色体
一、染色质与染色体的组成成分 二、常染色质与异染色质 三、染色质经组装形成染色体 四、染色体的形态结构 五、核型与带型
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第八章 细胞核
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染色质DNA的三个功能序列
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一、染色质与染色体的组成成分
(二)组蛋白 1. 组蛋白的特点 真核生物染色体的基本结构蛋白。 富含带正电荷的Arg和Lys等碱性氨基酸,属碱性蛋 白质。 可与酸性DNA紧密结合(非特异性结合)。
二、核膜的结构

细胞核

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细胞核的结构与功能细胞核((nucleus)是真核细胞内最细胞核大的细胞器。

真核生物和原核生物的最大区别。

细胞核具有显著的细胞周期时相变化细胞核具有显著的细胞周期时相变化。

Peroxisome Nucleus Nucleolus Smooth ER Nuclear poreMitochondrionNuclear Rough ER Golgi complex LysosomeCytoskeletal fibers Structure of the animal cellMembrane典型的细胞核结构示意图细胞核主要由核被膜、染色质、核仁及核基质四部分组成。

细胞核的数目: 细胞核的大小: 细胞核的形态:核被膜一、核被膜二、核孔复合体三、核纤层细胞核的界膜,由内、外两层平行的单位膜构成。

核被膜的结构组成 外核膜outer nuclear membrane核周间隙perinuclear cistea内核膜inner nuclear membrane核孔nuclear pores核纤层nuclear lamina面向胞质,表外核膜面附有大量核糖体,常与RER 相延续。

实际上,外核膜可被看作是内质网膜的一个特化区域。

内核膜面向核质,表面光滑,没有核糖体,但有特异蛋白,如核纤层蛋白B受体。

位于内、外核核周间膜膜之间,宽约20~40nm ,与内质网相通,充满液态不定形物质。

构成核、质之间的天然选择性屏障。

核的内、外膜在一些位点融合形成环状开口,称为核孔(nuclear pores)。

细抽提后的核孔复合体胞质面结构胞核孔复合体结构电镜图抽提后的核孔复合体核质面结构Cytoplasmic FG Nups and filament:NUP358, NUP214, NLP1Transmembrane ring Nups:Inner ring Nups:NUP133,NUP160NUP96,Nuclear Pore Complex StructureNups:NucleoporinsGP210, NDC1,POM121Central FG Nups:NUP98, NUP62, NUP54, NUP58, NUP45Nuclear FG Nups and the basket:NUP153, TPRLinker Nups:NUP93, NUP88Inner ring Nups:NUP205,NUP188NUP155, NUP35NUP75NUP107SEH1SEC13NUP43NUP37Classes of NUPs:TransmembraneCore scaffold (inner ring and outer ring) LinkerPhe-Gly (FG)1992 年Goldberg 等提出车轮状模型 胞质环:核质环:辐:中心栓一种特殊的跨膜运输载体蛋白复合体运输方式有:被动扩散与主动运输NPC 是直径约9nm,长约15nm的亲水通道大分子的核质分配主要是通过NPC的主动运输完成的,具有高度的选择性。

细胞核PPT课件

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12
减数分裂过程中的特殊性
2024/1/28
同源染色体的配对和分离
在减数第一次分裂前期,同源染色体进行配对(联会),并在后 期分离,分别进入两个子细胞。
非同源染色体的自由组合
在减数第一次分裂后期,非同源染色体自由组合,增加了遗传物质 的多样性。
染色单体的交叉互换
在减数第一次分裂前期,同源染色体的非姐妹染色单体之间可能发 生交叉互换,进一步增加了遗传多样性。
转录因子和表观遗传修饰的调控
转录因子和表观遗传修饰(如DNA甲基化、组蛋白修饰等)在细胞核内调控基因的表达 。它们通过改变染色质的结构和可及性,影响特定基因在细胞周期不同时相的转录活性, 从而调控细胞核的功能和细胞周期的进程。
14
04
基因表达与调控在细胞核中的 实现
Chapter
2024/1/28
2024/1/28
23
基因组编辑技术在细胞核中的应用
2024/1/28
CRISPR-Cas9技术
利用CRISPR-Cas9系统对细胞核内特定基因进行精确编辑,实现基 因敲除、敲入和修复等。
TALEN技术
通过设计特定的TALEN蛋白,识别并结合细胞核内目标基因序列, 引导核酸酶进行切割,实现基因编辑。
核仁与核糖体的关系
核仁合成核糖体的亚基,并在细胞核 内组装成完整的核糖体,进而参与蛋 白质的合成。
核糖体的功能
核糖体是细胞内蛋白质合成的机器, 能够将mRNA上的遗传信息翻译成蛋 白质。
2024/1/28
9
核膜与物质交换通道
核膜的结构
核膜是细胞核的外层结构,由两 层磷脂双分子层构成,具有选择
透过性。
2024/1/28
物质交换通道

细胞核

细胞核
ห้องสมุดไป่ตู้
18
三、染色质包装的结构模型
染色质包装的多级螺旋模型 (multiple coiling model) ●染色体的骨架-放射环结构模型 染色体的骨架 放射环结构模型 (scaffold radial loop structure model) ●染色体包装的不同组织水平
19
染色质包装的多级螺旋模型 染色质包装的多级螺旋模型
13
染色体DNA 染色体DNA
基因组( 基因组(genome) ) 凡是具有细胞形态的所有生物其遗传物质都是DNA。在真核细胞中, 每条未复制的染色体包装一条DNA分子,一个生物贮存在单倍染色体 组中的总遗传信息,称为该生物的基因组。 基因组大小通常随物种的复杂性而增加。 DNA的序列可分为3种类型,即:单一序列、中度重复序列(101-5)和高 度重复序列(>105)。 DNA二级结构具有多形性 二级结构具有多形性(polymorphism) 二级结构具有多形性 染色体具有3个基本元素: 自主复制序列(autonomously ARS), ①自主复制序列(autonomously replicating DNA sequence, ARS) 是DNA复制的起点,酵母基因组含200-400个ARS,大多数具有一个 11bp富含AT的一致序列(ARS consensus sequence, ACS); 着丝粒序列(centromere ②着丝粒序列(centromere DNA sequence,CEN) ,由大量串联的重复 序列组成,如卫星DNA,其功能是参与形成着丝粒,使细胞分裂中染 色体能够准确地分离; 端粒序列(telomere ③端粒序列(telomere DNA sequence,TEL) ,不同生物的端粒序列都 很相似,由长5-10bp的重复单位串联而成,人的重复序列为GGGTTA。

细胞核(30张)

细胞核(30张)
07:11
羊A
羊B
乳 腺 细 胞
卵 细 胞
重组细胞
羊C
多利
1、多利的生理特征 与哪只羊最相似,原 因是什么?
2、这个实验说明个 体发育过程中,细胞 核中的遗传物质有没 有变化?
3、为什么一个受精 卵能产生各种细胞?
07:11
细胞核的功能
• 美西螈的肤色由其细胞核控制 • 伞藻的形态建成与细胞核有关
——细胞核控制着细胞的遗传 • 蝾螈受精卵的分裂分化受细胞核控制 • 变形虫的生命活动的正常进行需要细胞核
——细胞核控制着细胞的代谢 • DNA主要存在于细胞核中
——细胞核是遗传信息库
07:11
进一步深入:
下列关于细胞核结构和功能的统一性的叙述, 正确的是 A、真核细胞核膜上有核孔,DNA等大分子 物质可以通过核孔进入细胞质 B、原核细胞的核膜也有两层膜,有利于控制 物质进出 C、核仁控制着细胞代谢 D、染色质上的DNA中储存了大量的遗传信 息
3、本实验没有对照,若请你设计对照实验,
你如何设计?
07:11
这个实验能说明什么?
07:11
伞藻的核移植实验排除了嫁接实验中什么 因素的作用?
上述两个伞藻实验说明伞藻形态结构的建 成与什么有关?
07:11
细胞核的功能
• 美西螈的肤色由其细胞核控制 • 伞藻的形态建成与细胞核有关
——细胞核控制着细胞的遗传
07:11
细胞核的结构
DNA
染色质
蛋白质
蛋白质
细胞中DNA还存 在于什么地方?
07:11
间期
分裂期
染色质
丝状
间期
高度螺旋化 解开螺旋
染色体
圆柱状或杆状

细胞核结构

细胞核结构
CREATE TOGETHER
DOCS SMART CREATE
细胞核结构
DOCS
01
细胞核的基本结构与功能
概述
细胞核的形态与位置
细胞核的形态
• 呈圆形或椭圆形
• 大小因细胞类型而异
• 核膜清晰可见
细胞核的位置
• 位于细胞中心或边缘
• 与细胞质相连
• 在细胞分裂时,核膜消失,核物质重新分布
细胞核的附属结构
• 染色质分为两种:常染色质和异染色质
核仁与核糖体
核仁的结构与功能
核糖体的结构与功能
• 圆形或椭圆形结构,位于核膜内
• 由RNA和蛋白质组成,呈颗粒状
• 核仁与核糖体的合成有关
• 核糖体负责蛋白质的合成
• 核仁富含RNA和蛋白质
• 核糖体在细胞质和核仁中分布
03
细胞核的分子生物学
DNA与RNA的合成与加工
• 转录因子调控基因表达
• DNA复制和修复在细胞核内进行
蛋白质
• 核仁与核糖体在细胞周期中发挥作
• RNA和蛋白质负责细胞的生长、分

化和功能维持
细胞核与细胞其他结构的相互作用
与线粒体的相互作用
• 细胞核与线粒体共同参与能量代谢的调控
• 线粒体中的信号分子影响核内基因表达
与细胞膜的相互作用
• 细胞核通过核孔复合物与细胞膜进行物质交换
• 使用离心技术,分离细胞核与其他细胞成分
细胞核纯化技术
• 使用密度梯度离心,纯化细胞核
• 使用免疫亲和纯化,纯化特定细胞核成分
细胞核分子生物学技术
细胞核分子生物学技术的概念
细胞核分子生物学技术的应用
• 用于研究细胞核内分子过程的技术

细胞核结构图

细胞核结构图

细胞核膜与细胞信号传导
细胞核膜与信号传导
• 细胞核膜上的受体:参与细胞信号传导过程 • 细胞核膜上的信号传导分子:如激酶、磷酸酶等
细胞信号传导对细胞核的影响
• 基因表达调控:细胞信号传导影响细胞核内基因的表达 • 细胞生长和分化:细胞信号传导影响细胞核对细胞生长 和分化的调控
03
细胞核仁的结构与功能
• 转录因子:调控基因转录的蛋白质,可与DNA结合,影 响基因转录 • 表观遗传调控:通过改变DNA的表观状态,影响基因表 达
细胞核与转录因子
转录因子
• DNA结合域:与DNA结合,调控基因转录 • 激活域:激活基因转录 • 抑制域:抑制基因转录
细胞核与转录因子的关系
• 细胞核内存在多种转录因子,参与基因表达的调控 • 转录因子的活性受细胞内外环境的调控,影响基因表达
细胞核膜的结构特点
• 双层膜结构:内层核膜和外层核膜之间有空隙 • 核孔复合体:控制物质进出细胞核的通道
细胞核膜的通透性与物质转运
细胞核膜的通透性
• 选择性通透性:细胞核膜对某些物质具有选择性通透性 • 主动转运:细胞核膜可通过主动转运方式运输物质
物质转运
• 小分子物质:如离子、水分子和某些小分子有机物可通过被动扩散方式进出细胞核 • 大分子物质:如RNA、蛋白质等可通过核孔复合体进行主动转运
细胞核与表观遗传调控
表观遗传调控
• DNA甲基化:通过添加甲基基团,改变DNA的表观状态,影响基因表达 • 组蛋白修饰:通过添加乙酰基、磷酸基等基团,改变组蛋白的表观状态,影响基 因表达
细胞核与表观遗传调控的关系
• 细胞核内存在多种表观遗传调控机制,参与基因表达的调控 • 表观遗传调控在细胞核内进行,影响基因的稳定性

细胞核的结构和功能(解析版)

细胞核的结构和功能(解析版)

第三章细胞的基本结构第三节细胞核的结构和功能【学习目标】1.通过对“细胞核有什么功能”资料的分析和讨论,阐明细胞核的功能,2.通过对细胞核功能的分析,掌握对对照实验的设置。

3.尝试制作真核细胞的三维结构模型,体验建构模型的方法和过程,并能够区分物理模型、数学模型和概念模型。

自主学习一、细胞核的分布与功能1.分布:①原核细胞细胞核②真核细胞少部分无细胞核(如高等植物成熟的细胞和等);大部分细胞中有细胞核;少数细胞有细胞核(如:横纹肌细胞)2.将下列实验与结论连线A.美西螈核移植 a.细胞核控制细胞形态结构B.蝾螈受精卵横溢 b.皮肤的颜色由细胞核控制C.变形中切割实验 c.细胞分裂与分化由细胞核控制D.伞藻嫁接实验 d.应激性由细胞核控制3.细胞核功能:细胞核控制着细胞的代谢和遗传,细胞核是,是细胞的控制中心。

二、细胞核的结构1.细胞核的结构图解1234(1)核膜双层膜(把分开);(2)核孔①实现核质之间频繁的;②细胞代谢强度越旺盛,核孔的数量。

(3)核仁①与(rRNA)以及的形成有关;②蛋白质合成越旺盛的细胞,核仁的体积越大(4)染色质①主要由组成,其中是遗传信息的携带者其中DNA储存着遗传信息,染色质易被碱性染料染成深色,如:龙胆紫染液、醋酸洋红溶液。

2.染色质及其与染色体的关系高度螺旋化,变短变粗(1)染色质(分裂间期,丝状物)染色体(分裂期,圆柱状或杆状)(2)与染色体的关系:。

三、建构模型1.概念:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。

2.类型:物理模型、数学模型、概念模型。

3.举例:以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。

沃森和克里克制作的著名的双螺旋结构模型就是物理模型。

(注意:拍照不能算是模型)4.细胞是一个整体(1)细胞作为最基本的,其结构精巧而复杂。

(2)各组分之间成为一个整体,使生命活动能在变化的环境中和的进行。

(3)细胞既是的基本单位,也是生物体的基本单位。

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是活细胞进行新陈代谢的主要场所
线粒体 叶绿体 内质网 核糖体 高尔基体 溶酶体 液泡 中心体
细胞器
探究一:
要研究各种细胞器的组成成分和 功能,需要将这些细胞器分离出来, 用什么方法呢?
常用的方法是差速离心法
差速离心法
破坏细胞膜(形成由各种细胞器 和细胞中其他物质组成的匀浆)
将匀浆放入离心管 用高速离心机在不同的转速下进行离心
内质网--有机物合成的“车间”
(五)高尔基体
1、分布: 动、植物细胞中细 胞核附近 2、形态结构: 雌性家兔体细胞中高尔基体数量最多的是 由大小囊泡、扁平囊状结构组 成。单层膜结构 ( C ) 3、主要功能: A .神经细胞 B .心肌细胞 对粗面型内质网运来的蛋白质进行加工、分类、包
C .乳腺细胞 装和转运
. . .
(三)核糖体 —生产蛋白质的机器
1、分布: 原核细胞,真核细胞
附着在内质网上或游离在细胞质基质中
2、形态结构: 椭球形的粒状小体,无膜结构 (RNA、蛋白质) 3、主要功能: 合成蛋白质的场所 附着核糖体: 合成分泌蛋白 游离核糖体: 合成细胞内蛋白
(四)内质网
1、分布: 绝大多数动植物细胞
外膜
内膜
(色素) 类囊体 基粒 叶绿体基质 (含少量DNA、酶等)
(在光学显微镜下可以观察到)
叶绿体的结构模式图
类囊体
叠加
基粒
结构
外膜
内膜
叶绿体基质(含有DNA,RNA

色素 (片层薄膜——类囊体 )
基粒
比较线粒体和叶绿体结构和功能上有何相似?
1、都是双层膜 2、都有遗传物质
3、都与能量转换有关等
(七)溶酶体
1、分布: 动植物细胞 2、形态结构: 小球状,单层膜囊状结构, 含多种水解酶 3、主要功能: 内含很多酸性水解酶 分解衰老、损伤的细胞器 吞噬并杀死入侵的病菌和病毒,降解多种生物大分子
(八)中心体
1、分布: 动物细胞、低等植物细胞
2、形态结构:
中心体(由两个垂直排列的中心 粒组成);无膜结构 与细胞有丝分裂有关, 3、主要功能: 形成纺锤体
功能:有氧呼吸的主要场所,
提供能量约占细胞需能 的95%。
内膜 外膜

(内膜内液态部分)
基质
线粒体
膜间隙 DNA
双层膜
F1颗粒
外膜
内膜 基质(含少量DNA和有关酶)

线粒体
形 光镜下线粒体大多数呈椭圆形 态

结 构 和 成 分
1 内外两层膜 2 内膜向内腔折叠形成嵴,使内 膜的表面积大大增加 3在嵴的周围充满液态的基质(线 粒体基质),在线粒体的内膜,基 质上有有氧呼吸有关的酶 4含有DNA和RNA
植物中特有的细胞器:
叶绿体 液泡
动物(低等植物)中特有的细胞器: 中心体 动植物细胞中都有,但功能不同的细胞器: 高尔基体
细胞膜 线粒体
动 物 细 胞
中心体 核糖体
高尔基体 细胞核 核膜
粗面内质网
核仁
滑面内质网
叶绿体
ห้องสมุดไป่ตู้
植 物 细 胞
内质网 液泡
高尔基体 细胞核 核糖体 线粒体 细胞膜 细胞壁
识别细胞的基本结构
本节聚集:
1.细胞器有什么功能?
2. 细胞器之间是怎样分工合作的?
3.什么是生物膜系统?它具有什么功能?
细胞器在哪里?
内 质 网
中 心 细胞的显微结构体
(光镜下)
线 粒 体
高 尔 基 体
溶酶体
核 糖 体
细胞的亚显微结构 (电镜下)
成分: 细胞质基质 细 胞 质 功能:
水、无机离子、脂类、糖类、氨基酸、 核苷酸等,还有很多种酶
细胞器 分布 膜结构 线粒体 动、植物 两层膜 两层膜 叶绿体 绿色植物 叶肉、幼茎皮层等
核糖体 内质网
线粒体 叶绿体比较
角色比喻 动力车间 养料制造车间 光合作用的场所 能量转换站 蛋白质的 合成蛋白质的场所 生产机器 蛋白质合成加工、运输 有机物合成车 脂质(糖类)的合成 间运输通道 主要是对蛋白质加工 蛋白质的加工 、分类、转运、分泌 车间和发送站 与细胞有丝分裂有关 调节植物细胞内环境, 维持细胞形态等 水解酶仓库,吞噬、 消化车间 分解无用结构和异物 功能 有氧呼吸的主要场所
• 3.下列结构中,不含磷脂的细胞器是 ( D ) A.线粒体和中心体 B.核糖体和染色体 C.高尔基体和内质网 D.核糖体和中心体
4、水稻根细胞中,含有少量DNA,并与能量转换有密 切关系的细胞器是 ( B ) A 叶绿体和线粒体 C 叶绿体 B 线粒体 D 核糖体
5.一分子二氧化碳从叶肉细胞的线粒体基质扩散出 来,进入一相邻细胞的叶绿体基质中,共穿过的磷脂 分子层数是( C) A.8 B.10 C.12 D.16
线粒体
分布 动植物细胞,代谢旺
盛的细胞中数量多 形态 椭圆形 外膜 内膜(嵴) (线粒体) 基质
叶绿体
植物细胞的叶肉细胞
扁平的椭球形或球形 有与 有氧 呼吸 有关 的酶
外膜 有与 内膜 光合 基粒(类囊体) 作用 (叶绿体)基质 有关 的酶
叶绿体 含有 基质
结构
含DNA
线粒体基 线粒体 含有 质 基质
D.红细胞
动物:与细胞的分泌物的形成有关
植物:与细胞壁的形成有关
高尔基体--蛋白质的“加工工厂”
问题探讨
1.葡萄、西瓜、苦瓜和辣椒中分别含有酸 味、甜味、苦味和辣味的物质,这些物 质存在于细胞的什么结构中?
液泡
“液泡真是尝尽了植物界的酸甜苦辣”
(六)液泡
细胞液
1、分布: 主要存在于植物细胞中 2、形态结构:(成熟植物细胞具有大液泡) 表面有单层膜,内有细胞液,含有糖类、 无机盐、蛋白质和色素等 成熟的植物细胞 3、主要功能: ① 含有色素,决定颜色(植物花、果皮和叶子) ③调节植物细胞内环境,维持细胞形态等
6.打预防针能预防某些传染病,与这种免疫作用 关系最密切的细胞器是( )
A
A .核糖体 心体
B .内质网
C .线粒体
D. 中
7.高等植物细胞内不存在的细胞器是( A.核糖体 中心体 B.内质网
D )
D.
C.线粒体
8.(多选)具有膜结构的细胞器为( ABC ) A .高尔基体 糖体 B .内质网 C .叶绿体 D. 核
②储存物质(植物细胞中的许多营养物质基本上都在其中)
问题探讨
工厂的机器常年使用会有磨损,细胞 器也会有衰老死亡,那么这些衰老死 亡的结构会堆积在细胞中吗?病菌进 入人体后,一种白细胞会将它吞噬掉, 吞噬在细胞内的病菌去哪里了?细胞 里是不是存在一种“机器”来解决这 些问题呢?
吞噬衰老细胞器
吞噬细菌
功能
有氧呼吸的主要场所
光合作用的场所
比较叶绿体和线粒体的异同
1、相同点: 结构上:都有双层膜;都能增加膜面积 成分上:都含有少量DNA和RNA (P27) 功能上:都与能量转化有关
2、不同点:
. . .
结构上:增加膜面积的方式不同,叶绿体是类囊体堆叠 形成基粒;线粒体是内膜向内腔折叠形成嵴
细胞骨架(决定细胞形状)
微丝(肌 动蛋白) 微管
蛋白质纤维构成的网架结构,与细胞运动、分裂、 分化以及物质运输、能量交换、信息传递等生 命活动密切相关。
总结:
内质网 线粒体 进行光合作用的场所 与动物细胞的有丝分裂有关 “消化车间”,分解衰老、损伤细胞器 生产蛋白质的车间
高尔基体
细胞膜 溶酶体 叶绿体 细胞壁 核糖体 中心体 液泡
细胞质接近无色。
方法步骤
(1)观察叶绿体
. . .
在洁净的载玻片中央滴一滴清水
注:保持有水状态以保证叶绿体的正 常形态,并能悬浮在细胞质基质中
制作藓类叶
片临时装片
用镊子取一片藓类的小叶(或取菠菜叶稍带 些叶肉的下表皮)
实验材料能否选择根细胞?
放入水滴中盖上盖玻片
低倍镜下找到叶片细胞
观察叶绿体
高倍镜下观察叶绿体的形态和分布
细胞质 内质网 核膜 细胞核 核仁 线粒体
高尔基体 内质网 核糖体 细胞膜 溶酶体
液泡 叶绿体 细胞壁
中心体
植物 细胞亚显微结构图 _______
动物 细胞亚显微结构图 _______
课堂练习
• 1下列物质中,不在核糖体上合成的是 ( B ) A.麦芽糖酶 B.核糖核酸 C.胰岛素 D.载体蛋白 • 2下列结构中不属于细胞器的是 ( C ) A.液泡 B.核糖体 C.核仁 D.内质网
2、形态结构: 由单层膜结构连接而成的网状物(向内与
核膜相连,向外与细胞膜相连)
3、分类: 糙面内质网 滑面内质网 产生抗体的细胞,含丰富的粗面型内质网; 油菜种子、花生种子细胞内含滑面内质网特别 增大膜面积;蛋白质合成加工 粗面内质网: 多,这说明了什么? 及运输通道 4、功能:
光面内质网: 与糖类和脂质的合成 有关
功能上:叶绿体将光能转化为有机物中稳定的化学能; 线粒体将有机物中稳定的化学能转化为活跃的 化学能和热能
. . . 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形,不需要染色,
制片后在高倍显微镜下观察它的形态和分布 线粒体有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。 健那绿染液 是专一性染线粒体的活细胞染料, 它可以使活细胞中的线粒体呈现 蓝绿 色,而
将各种细胞器分离开(利用不同的 离心速度所产生的不同离心力)
一.细胞器之间的分工
线粒体
一.细 胞 器之间的分工
分布: 动植物细胞 (哺乳动物成熟红细胞等除外) 新陈代谢旺盛的部位比较集中。
短棒状、圆球状、线形、 形态: 哑铃形等
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