细胞核
3. 细胞核
六、细胞核与细胞质的关系
1. 细胞质为细胞核的各项生命活动提供物质和能量; 2. 细胞核能控制细胞质中的各项代谢活动; 3. 细胞质和细胞核是相互依存、不可分割的; 4. 细胞只有保持完整性,才能完成各项生命活动。
二、细胞核的结构
(三)染色质
5.观察染色体的最佳时期: 对于分裂细胞而言,观察细胞核的最佳时期是 间期 ,观察染色体的最佳时期是_______ 中期 。 ________ 有丝分裂中期染色体的数目、大小、形态特征 核型 。 的总和,称为_______
二、细胞核的结构
6.染色体的形态分类:
(三)染色质 同源染色体
1. 细胞分裂过程中核的变化(有丝、无丝) 2. 衰老细胞核的变化 3. 干细胞核的特点 4. 核质比是影响细胞体积的因素 5. 受精过程中雌雄原核的变化 6. 体细胞核和胚胎细胞核的全能性差异 7. 核移植过程 8. 细胞核内的生化反应:复制、转录
9. 细胞核内能否合成蛋白质(翻译)?
染色质 同 一 物 质 成分相同
核膜 破裂;随后,精子形 ① 精子入卵后,尾部脱离,原有______ 核膜 ,形成一个比原来精子核还大的核,叫 成一个新的______ 雄原核 。 做________
二 次分裂,排 ② 精子入卵后,被激活的卵细胞完成减数第___ 雌原核 ,一般略______ 小于 雄原核。 第二极体 后,形成_______ 出__________
第3节 细胞核 —系统的控制中心
1.光学显微镜下能看见的细胞结构有哪些?
细胞壁、细胞核、 线粒体、叶绿体、液泡
第八章 细胞核
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
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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
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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。
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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
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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
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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
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细胞核_精品文档
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。
细胞核
第三节 染色质和染色体 ⑻
串珠状纤维——若干个核小体重复排列并连接在一起。 串珠状纤维 直径约10nm。
八聚体 H1 H1 H1
第三节 染色质和染色体 ⑼
⒉ 二级结构——螺线管(solenoid) 螺线管( 螺线管 ) ——在一级结构基础上,每6个核小体为一圈, 形成外径30nm,内径10nm,螺距11nm的中空管 状结构。
第三节 染色质和染色体 ⑹
㈢ 非组蛋白(non-histone) 非组蛋白( ) ——真核细胞特有的一类富含天门冬氨酸和谷 氨酸等酸性氨基酸的酸性蛋白质 酸性蛋白质,带负电荷, 酸性蛋白质 数量少,但种类多。有种属和组织特异性,含 量常随外界环境及细胞类型而异。 它可与组蛋白结合,使组蛋白与DNA脱离, 使DNA得以进行复制和转录。 ㈣ RNA——量少,含量变化较大。
第二节 核被膜和核孔复合体 ⑵
⒉ 内层核膜(inner nuclear membrane) 内层核膜( ) 面向核质,平整光滑,无核糖体附着, 其内侧有核纤层。 ⒊ 核间隙(perinuclear space)或核周腔 核间隙( ) 位于内外核膜之间,与内质网腔相通, 宽约20~40nm。
第二节 核被膜和核孔复合体 ⑶
第三节 染色质和染色体 ⒁
基因组的大小可用其含有的bp数来表示,总的来说, 复杂的高等生物基因组比简单的低等生物基因组大。 例:大肠杆菌 4×106bp 编码4000个pro分子 酵母菌 2×107bp 是大肠杆菌的5倍 人单倍体 3×109bp 是大肠杆菌的800倍 一个体细胞有两个基因组,多细胞生物的每个细胞 都含有相同的基因组。
㈡ 核膜孔与核孔复合体 核膜孔( 核膜孔(nuclear pore) ) ——由内外核膜局部融合形成,它是沟通细胞 核与细胞质间物质交换的通道。 圆环状,孔径一般为50~70nm。 数目随细胞种类和生理状态的不同而异。
细胞核
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。
细胞核
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
细胞生物学4-细胞核知识点
细胞生物学4-细胞核知识点●基本相关●位置:脂肪细胞的细胞核在边缘腺细胞细胞核居于一侧●数量:肝细胞、肾小管、软骨细胞有双核破骨细胞数百个●形态:中性粒细胞:核分叶状●大小:幼稚的细胞核比较大成熟的细胞细胞比较小●核膜●化学组成●结构成分与内质网相似,如均含有卵磷脂和脑磷脂。
●蛋白质与脂质是主要成分蛋白质占大多数●还含有少量的核酸●不饱和脂肪酸浓度较低,胆固醇三酰甘油浓度高●亚显微结构●两层基本平行的单位膜●核膜的双层膜结构●外核膜●面向粗面内质网有核糖体附着(内质网的特化区域)●内核膜●无核糖体●有核纤层(纤维蛋白网络)支持作用●核周间隙●内含多种蛋白质和酶●与粗面内质网相通●为内外核膜的缓冲区●核孔(电镜下圆形八角形)●内外核膜融合产生的圆环状结构,是“核—质”物质交换的通道●核孔数目和分布与细胞种类及生理状态有关●代谢旺盛的细胞数目较多●动物细胞多与植物细胞●核孔复合体●定义:核孔及其周围由一组蛋白颗粒以特定方式排列而形成的复杂结构。
●结构(捕鱼笼模型)●●①朝向胞质面并与外核膜相连的胞质环。
胞质环上有8条细长的纤维;●②朝向细胞核基质并与内核膜相连的核质环,核质环上8条纤维在末端形成小环,构成篮网状结构称为核篮。
●③位于核孔中央的颗粒状的中央栓。
●④位于核孔内把胞质环、核内环和中央环连接在一起的轮辐。
●功能●1. 允许水溶性物质通过;●2.选择性运输大分子物质。
●核膜主要功能●区域化作用:将核物质与细胞质物质隔开,保证遗传物质的稳定、遗传信息的准确传递和高效表达。
●控制细胞核与细胞质的物质交换●无机离子和小分子均可以自由地通过核膜●绝大多数大分子和一些小颗粒通过核孔复合体●关于核定位信号(NLS)●组成:●典型的NLS由4-8个氨基酸组成,富含碱性氨基酸残,如Lys、Arg,及Pro●NLS的氨基酸残基片段可以是一段连续的序列(首先发现于SV40病毒T抗原),也可以分成两段,两段之间间隔约10个氨基酸残基(如核质蛋白)●NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位,在指导完成核输入后并不被切除,而成为蛋白质的永久结构成分●作用机制●在细胞分裂中参与染色体的定位与分离●分裂间期:染色质紧贴于核膜内表面●前中期:核膜崩溃形成片段或者小泡●减数分裂前1联会复合体末端附着在核膜内表面●参与合成生物大分子,如抗体、膜蛋白、脂质●核纤层和和和骨架●核纤层●定义:是附着于内核膜的纤维状蛋白网●特点:内连核骨架外连中间纤维●构成·:●蛋白质主要为核纤层蛋白●哺乳动物及鸟类细胞中由4种蛋白质构成(lamina A、B、C、D):●是中间纤维蛋白超家族的成员●意义:●核膜、核孔复合体、染色质●支撑核膜●维持核孔的位置及核膜·的形状●为染色质提供附着位点●对于核膜的重建●磷酸化和去磷酸化●磷酸化解聚●去磷酸化聚合●细胞分裂染色质凝集的调节●细胞核的构建有一定作用●核骨架(间期细胞核中除核膜、染色质和核仁以外的由非组蛋白组成的纤维网架结构,在结构上与核孔复合体、核纤层、核仁等结构有密切联系,又称核基质。
细胞核
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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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第八章 细胞核
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
第八章 细胞核
染色质DNA的三个功能序列
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第八章 细胞核
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
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。
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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。
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04
基因表达与调控在细胞核中的 实现
Chapter
2024/1/28
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基因组编辑技术在细胞核中的应用
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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。
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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。
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物质交换通道
细胞核
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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
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染色质包装的多级螺旋模型 染色质包装的多级螺旋模型
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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。
细胞生物学 细胞核
非组蛋白可识别染色体上高度保守的特异DNA序列 并与之结合,故又称序列特异性DNA结合蛋白。
种类:种类繁多,含量少。有种属和组织特异性。 功能:功能各异,包括与核酸代谢及染色体化学修 饰有关的酶类、部分结构蛋白和调节蛋白等。
非组蛋白能特异性解除组蛋白对DNA活性的抑止作 用,促进DNA复制和转录。
第四节
染色体
一、染色体的结构及其类型
描述染色体形态结构以中期染色体为标准。 (一)染色体的结构 每一条中期染色体都是由两条相同的染色单体构 成,这两条单体由一个DNA分子复制而来,彼此互 称姐妹染色单体。
aa
1、着丝粒和动粒 着丝粒又被称为主缢痕或初级缢痕。在主缢 痕两侧的外面有一个附加的特化圆盘状结构, 由蛋白质组成,称为动粒 (kinetochore),又叫着丝点。动粒可与纺 锤丝微管接触,是微管蛋白聚合中心之一。
核骨架
核骨架(nuclear skeleton)又称核基质 (nuclear matrix):
是间期细胞核内除去染色质、核膜与核仁以外的 由非组蛋白组成的纤维网架结构,其基本形态与 细胞骨架类似,在结构上与核孔复合体、核纤层、 核仁、染色质以及细胞质骨架等结构均有密切的 联系。
核骨架的功能: 核骨架为细胞核内组分提供了一个结构支架, 细胞核内许多重要的生命活动,如:DNA复 制、基因表达、hnRNA加工、染色体构建、 细胞分裂、分化等均与核骨架有关。而且病 毒的复制也与核骨架有关。
3、核输入信号概念。
熟悉:
1、核孔复合体的亚微结构。
2、核膜的蛋白质生物合成、在细胞分裂中参与染 色体的定位与分离的功能。
复习思考题
1、核膜的形成对细胞的生命活动有何意义? 2、试述核膜的亚微结构和主要功能。
细胞核(30张)
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
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核周间隙 (20-40nm)
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核孔复合体 胞质 粗面内质网
9
第八章 细胞核
(一)外核膜
➢ 与糙面内质网相连,表面有核糖体附着,被认为是糙面内质网 的特化区域。
➢ 胞质面附着有中间纤维和微管等细胞骨架成分,与细胞核定位 有关。
(二)内核膜
第八章 细胞核
Cell Nucleus
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1
细胞核:真核生物与原核生物最大的区别
细胞核存在的意义:
细胞核的功能:
保证了细胞的遗传稳定性
遗传物质贮存、复制、转录的场所。
使遗传信息的转录与翻译在不同时空进
行
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2
第八章 细胞核
概述
数量:每个细胞通常只有一个核,有些细胞为双核甚至 多核,如人肝细胞(1-2)破骨细胞(数百个)。
➢ 核质环(nuclear ring):位于核孔复合体结构边缘核质面 一侧的孔环状结构,与柱状亚单位相连,在环上也对称分布 8条纤维伸向核内,纤维末端形成一个由8个颗粒组成的小 环,构成捕鱼笼似的结构 ,称“核篮”。
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第八章 细胞核
➢ 辐(spoke):由核孔边缘伸向核孔中心、呈辐射状八重对 称分布。
大小:直径通常在5~10μm,生长旺盛的细胞,核较大; 分化成熟的细胞则核较小。
形态:球形、卵圆形、杆状、分支状。常与细胞形状、 细胞类型、发育时期有关。
红细胞 (无核)
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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
细胞核结构
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细胞核结构
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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
用
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
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第八章细胞核一、选择题1.关于核被膜下列叙述错误的是________ A.由两层单位膜组成B.有核孔C.有核孔复合体D.外膜附着核蛋白体E.是封闭的膜结构2.核膜的特殊作用是________A.控制核一质之间的物质交流B.与粗面内质网相通C.把遗传物质DNA集中于细胞内特定区域D.附着核糖体E.控制RNA分子在核一质之间进出3.下列细胞器未发现于原核细胞的是________ A.质膜B.核糖体C.核膜D.细胞壁E.液泡4.在DNA分子中没有的碱基是_________A.胸腺嘧啶B.胞嘧啶C.鸟嘌呤D.尿嘧啶E.腺嘌呤5.真核细胞的遗传物质DNA分布在___________ A.细胞核B.细胞质C.细胞核和内质网D.细胞核和高尔基体E.细胞核和线粒体6.rRNA的主要合成部位是_________A.高尔基体B.细胞质C.粗面内质网D.核仁组织区E.滑面内质网7.关于细胞核下列叙述错误的是_________A.原核细胞与真核细胞主要区别是有无细胞核B.核的主要功能是贮存遗传信息C.核的形态有时和细胞的形态相适应D.每个真核细胞只能有一个核E.核仁存在于核内8.电镜下见到的间期细胞核内侧高电子密度的物质是_________A.RNAB.组蛋白C.异染色质D.常染色质E.核仁9.核质比反映了细胞核和细胞体积之间的关系,当核质比变大时,说明_______ A.细胞质随细胞核的增加而增加B.细胞核不变而细胞质增加C.细胞质不变而核增大D.细胞核与细胞质均不变E.细胞质不变而核减小。
10.rRNA是由_________A.线粒体DNA转录而来B.核仁组织者中的DNA转录而来C.核小体DNA转录而来D.DNA复制出来E.以上都不是11.DNA半保留复制发生于_________A.前期B.中期C.后期D.末期E.间期12.一般来说染色体最典型、结构最清楚的是_________ A.前期B.早中期C.中期D.后期E.末期13.组成染色体的主要物质是__________A.糖类和蛋白质B.脂类和DNAC.DNA和RNAD.蛋白质和DNAE.蛋白质和RNA14.组成核小体的主要物质是_________A.DNA和组蛋白B.RNA和组蛋白C.DNA和非组蛋白D.RNA和非组蛋白E.DNA和RNA15.蛋白质合成旺盛的细胞是________A.细胞明显增大B.细胞明显减小C.核仁明显增大D.核仁明显减小E.核仁不变16.染色质与染色体的关系正确的是__________ A.是同一物质在细胞周期中同一时期的不同表现B.不是同一物质,故形态不同C.是同一物质在细胞增殖周期中不同时期的形态表现D.是同一物质,且形态相同E.以上都不是17.一般遗传信息的流动方向是_________ A.mRNA→DNA→蛋白质B.DNA→tRNA→蛋白质C.DNA→mRNA→蛋白质D.蛋白质→mRNA→DNAE.DNA→tRNA→蛋白质18.关于核膜叙述错误的是_________A.核膜与内质网相连B.核膜把核物质集中于细胞特定区域C.核膜是真核细胞内膜系统的一部分D.有无核膜是真核与原核细胞最主要的区别E.核膜是一层包围核物质的单位膜19.染色质的基本结构单位是__________A.染色单体B.子染色体C.核小体D.螺线管E.超螺线管20.不是构成核小体核心成分的组蛋白是___________ A.H1B.H2AC.H2BD.H3E.H421.下列不属于核孔复合体的结构是___________ A.孔环颗粒B.周边颗粒C.中央颗粒D.糖原颗粒E.细纤丝22.不能自由通过核膜的物质是_________A.钾离子B.双糖C.氨基酸D.核蛋白E.核苷酸23.一般认为核膜来源于__________A.质膜B.线粒体膜C.溶酶体膜D.高尔基体膜E.内质网膜24.核孔的特征是__________A.数目多达每平方微米几百个B.直接连于粗面内质网C.其周围核膜的内外层相连D.占核膜总面积的90%E.数目越多,细胞代谢越旺盛25.组成核小体的核心颗粒组蛋白八聚体的组合是_________ A.4H1+2H3十2H4B.2H1+2H2A+2H3+2H4C.2H1+4H3+2H4D.2H1+2H2B+2H3+2H4E.2H2A+2H2B+2H3+2H426.遗传信息流向从RNA到DNA的过程称为_________A.复制B.转录C.逆转录D.翻译E.以上都不是27.下列对非组蛋白的叙述不正确的是__________A.不具种属和组织特异性B.染色体中几乎不含非组蛋白C.除组蛋白外,染色质中的蛋白质统称非组蛋白D.可磷酸化E.对基因表达有正调控作用28.在进行人类核型分析时X染色体应归到________A.E组B.D组C.C组D.B组E.A组29.下列结合在核心颗粒之间的DNA分子上组蛋白是_______ A.H1B.H2AC.H2BD.H3E.H430.在间期遗传物质的复制是________A.常染色质先复制B.异染色质先复制C.常染色质与异染色质同时复制D.常染色质大量复制,异染色质少复制E.异染色质大量复制,常染色质少复31.关于核孔的叙述不正确的是_______A.核孔数目一般细胞每平方微米核膜上有35~65个B.细胞生长代谢旺盛、分化程度低其核孔较多C.同种细胞在不同的生理状态下其数目和大小有变化D.转录活性强,常染色质比例高,细胞的核孔较少E.不同种类细胞的核孔数目和大小差别很大32.在染色质的成分中DNA与组蛋白的比例是__________ A.1:0.05B.1:0.5C.1:1D.1:1.5E.1:233.在核仁外合成的rRNA是________A.5SrRNAB.5.8SrRNAC.18SrRNAD.28SrRNAE.45SrRNA34.下列不属于核仁结构的是_______A.原纤维成分B.颗粒成分C.核仁相随染色质D.核纤层E.核仁基质35.下列关于着丝粒的叙述错误的是________A.着丝粒区染色质纤丝少B.着色浅或不着色C.着丝粒是两条染色单体相连处的特殊部位D.与着丝点是同一结构E.每条染色体有一个着丝粒36.核糖体大亚基的装配场所是_________A.内质网B.高尔基体C.核仁D.核膜E.核基质37.染色质二级结构螺线管每圈含核小体数是_______ A.2个B.3个C.4个D.5个E.6个38.染色体支架蛋白是________A.微管蛋白B.肌动蛋白C.组蛋白D.非组蛋白E.核纤层蛋白39.染色质的四级结构是________A.常染色体B.性染色体C.常染色质D.异染色质E.染色单体40.含单一或中度重复序列DNA并具转录活性的是_______ A.常染色体B.性染色体C.常染色质D.异染色质E.染色单体41.X染色体为________A.常染色体B.性染色体C.常染色质D.异染色质E.染色单体42.间期或分裂前期核内染色很深的块状结构是________ A.常染色体B.性染色体C.常染色质D.异染色质E.染色单体43.在主缢痕处两条染色单体相连处的中心部位是___________ A.染色质B.染色体C.着丝粒D.着丝点E.随体44.初级缢痕处两条染色单体的外测表层部位的特殊结构为__________A.染色质B.染色体C.着丝粒D.着丝点E.随体45.连接在人类染色体短臂上的球形小体称___________A.染色质B.染色体C.着丝粒D.着丝点E.随体46.关于染色体说法不正确的是_______A.在有丝分裂过程中呈现的结构B.主要的化学成分是核蛋白C.由核小体进行一系列组装过程而形成D.正常生物体内不同器官的细胞染色体数目不同E.与染色质是同一物质,但形态不同二.填空题1、核被膜由层单位膜构成,其中与内质网相连续的为,内侧有核纤层的是。
2、生化分析表明染色质由、、、和组成。
3、染色质的一级结构为、二级结构为、三级结构为、四级结构为。
4、间期核内染色质可根据其形态的不同分为、和。
5、核仁组织区(NOR)是存在于细胞内特定染色体处,主要含有基因的一个染色体区段。
6、核小体在结构上主要由_______和______ 组成,一个核小体含有约______个碱基对DNA和______个分子的组蛋白。
7、核仁在电镜下由______、______、______和______组成8、核孔复合体的结构模型是____,由____、____、____和中央拴四种组分构成。
9、染色质的化学成分主要由______和______组成;其基本结构单位是______;根据其螺旋化程度及染色程度又分为______和_____两种类型。
10、组成核小体的组蛋白主要有_____、____、_____、_____和_____。
11、核仁染色质包括______和______两部分。
12、人的中期染色体包含_______,______和______结构,在有些染色体上还可以见到______和______等结构。
13、保证染色体进行稳定复制和遗传的三种功能序列分别是_____、______和______。
14、核孔复合体主要由环、环、_____和____等4种结构组成。
三、判断题(正确的打“√”;错误的打“×”;并改正)1、失去细胞核的细胞不能继续增殖。
2、真核细胞DNA的转录在核中,RNA的翻译在核外3、分化程度愈高的细胞异染色质的比例愈小。
4、在人类有5对染色体与核仁的形成有关。
5、真核细胞DNA分子的复制具有多个复制起始点。
6、RNA的合成方向是5'→3'。
7、精子不具有核仁。
8染色体有利于遗传物质的表达,而染色质有利于遗传物质的平均分配。
9、核仁是细胞核的一种结构,任何时候都可以看到。
10、核纤层通过磷酸化作用促进核膜解体,通过去磷酸化帮助核膜重建。
11、组蛋白和非组蛋白一样都是碱性蛋白质。
12、端粒是在人类染色体中是不可缺少的稳定染色体结构的组成成分。
13、每条染色体上都有核仁组织区。
四.名词解释1、常染色质2、异染色质3、核孔复合体4、核仁组织区(NOR)5、核小体6、核型7、核仁周期8、核骨架9、亲核蛋白五.问答题1、细胞核的出现在生物进化史上有何意义?2、简述核膜的结构和功能。
3、比较常染色质和异染色质的异同。
4、简述染色体组装的四级结构模型要点。
5、概述细胞核的基本结构及其主要功能。
6、试述核孔复合体的结构及其功能。
7、比较组蛋白与非组蛋白的特点及其作用。
8、试述核小体的结构要点及其试验证据。
9、核仁在电子显微镜下由哪些部分组成?核仁为什么会出现周期性消长,有什么意义?10、简述亲核蛋白入核转运的步骤11、简述染色质的化学组成和结构。
参考答案一、选择题1.E 2.C 3.C 4.D 5.E 6.D 7.D 8.C 9.C 10.B 11.E 12.C 13.D 14.A 15.C 16.C 17.C 18.E 19.C 20.A 21.D 22.D 23.E 24.E 25.E 26.C 27.B 28.C 29.A 30.A 31.D 32.C 33.A 34.D 35.D 36.C 37.E 38.D 39.E 40.C 41.B 42.D 43.C 44.D 45.E 46.D二、填空题1、两、外膜、内膜2、 DNA、组蛋白、非组蛋白、RNA3、核小体、螺线管、超螺线管、染色单体4、常染色质、异染色质5、次缢痕、核糖体RNA(rRNA)6、核心颗粒、连接部、200、 97、纤维中心、致密纤维成分、颗粒成分、核仁基质等8、捕鱼笼式结构、胞质环、核质环、辐9、DNA、组蛋白,核小体,常染色质、异染色质10、H1、H2A、H2B、H3、H411、核仁周围染色质(PEC)、核仁内染色质(INC)12、着丝粒、端粒、长短臂、随体、次缢痕13、着丝粒序列、复制起始点序列、端粒序列14、胞质环、核质环、辐、中央栓三、判断题1、√2、√3、×4、√5、√6、√7、√8、×9、× 10、√ 11、× 12、√ 13、×四、名词解释1、是指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低,处于伸展状态,用碱性燃料染色时着色浅的那些染色质。