细胞生物学核孔复合体的功能(课堂PPT)

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细胞核的结构和功能课件(共28张PPT)高一上学期生物人教版2019必修1

分析：
资料2：细胞核与细胞的_分__裂__分__化__有关代谢
资料3：细胞核控制着细胞的_生__命__活__动__ 资料1：生物体的_性__状__遗传主要是由细胞核控制的资料4：生物体_形__态__结__构__的形成主要与细胞核有关
遗传
细胞核控制着细胞的代谢和遗传
二、细胞核的结构
核膜(双层膜，把核内物质与细胞质分开) 核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关) 染色质 ( 主要由 DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗传信息的载体) 核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)
核膜
结构功能
a.双层膜，膜外附着许多核糖体，常与内质网相连
b.核膜不是完全连续的，其上有核孔 c.核膜是生物膜，主要由脂质和蛋白质组成
a.起屏障作用，把核内物质与细胞质分开
b.控制离子和小分子物质进出细胞
核孔
结构
外膜
内膜核孔结构模型
功能
核膜不是完全连续的，其上有核孔，又称为核孔复合物
线粒体：含少量DNA
DNA 染色质细胞核细胞
叶绿体：含少量DNA
真核细胞中，遗传信息储存于DNA分子中，又由于DNA主要分布在细胞核中，故称细胞核是遗传信息库。
3.【P56旁栏思考题】同一生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的形态、结构和功能如此多样？
资料4：伞藻嫁接与核移植
菊花形
伞帽
伞形
伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分组成，细胞核在基部(假根)。伞藻的形态主要是看“帽”的形态。
伞柄
假根细胞核伞藻的结构
结论：伞藻的伞帽形态与假菊花形帽伞藻伞形帽伞藻

细胞生物学课件：细胞核

Heterochromatin：染色质纤维处于聚缩状态，折叠和压缩程度高，碱性染料着色深。转录活性低。
constitutive heterochromatin—除S期以外在整个细胞周期均处于聚缩状态， DNA包装比基本不变，可构成多个染色中心。有5个特征。【结构性】
facultative heterochromatin—由原来Euchromatin聚缩而来，转录活性降低。随着细胞分化，大部分基因渐次关闭而聚缩。如Barr body。【兼性】
• 组成： DNA 1.75圈约146个bp 组蛋白八聚体一个
二级结构：螺线管
• 多以30nm染色质纤维的形式存在
• 在Ｈ1参与下形成 • 每周含６个核小体
核小体和螺线管的结构
三级结构：超螺线管
• 直径400nm
四级结构：染色单体
• 超螺线管再一次折叠螺旋化，即成四级结构。
二、染色质包装的结构模式
Nonhistone：与DNA特异结合，又称sequence special DNA binding protein。具有多样性（如核酸代谢与修饰酶、染色体骨架蛋白、基因表达调控因子和肌动蛋白等）、识别特异性（识别位点在双螺旋大沟）、多种功能（基因表达调控小体
第三节染色体
分类
主要结构
Centromere Secondary constriction Nucleolar organizing
region（NOR） Satellite Telomere
染色体DNA的三种功能元件
DNA复制起点：确保染色体能够自我复制，维持染色体在细胞世代传递中的连续性。
DNA
压缩7倍
核小体
压缩6倍
螺线管
压缩40倍

细胞生物学课件：08 第八章细胞核

第八章细胞核
第一节核膜
一、核膜的化学组成二、核膜的结构与区域化作用三、核孔复合体与核质间的物质运输四、核纤层的结构与功能
一、核膜的化学组成
二、核膜的结构与区域化作用
三、核孔复合体与核质间的物质运输
核孔 nuclear pore
结构：由一组蛋白质以特定的方式排列而成，称为核孔复合体。
铺展染色质的（未经处理的染色质自然结构为30nm的纤丝，盐溶液处理后解聚的染色质呈现10nm串珠状结构）
支架（袢环结构）模型
四、染色质的形态结构
五、核型与染色体带型
人类G带核型
用荧光染料喹丫因可显出Q带；
经胰蛋白酶处理后Giemsa染色可显出G带；
金
属
颗
粒
核
核定位信号可位
膜
于蛋白任何部位。
四、核纤层的结构与功能
第二节染色质与染色体
一、染色质的组成成分二、常染色质与异染色质三、染色质组装成染色体四、染色质的形态结构五、核型与染色体带型
一、染色质的组成成分
二、常染色质与异染色质
三、染色质组装成染色体
一级结构主要实验证据
热处理后 Giemsa染色可显出R带。
人类C带核型，C带显示的是着丝粒异染色质
Xq28
2
Xp
1
1
1
2 3 4
Xq
5
2
6
7
8
第三节核仁
一、核仁的形态结构和化学组成二、核仁的功能三、核仁周期
一、核仁的形态结构和化学组成
共十个染色体袢环
基因分布于几条不同的染色体上
二、核仁的功能
孔环颗粒：上下两圈各 8 颗

人教版新教材《细胞核的结构和功能》ppt课件1

3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT)
结论：细胞的分裂、分化离不开细胞核。
3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT)
结论：变形虫的生命活动主要受到细胞核的控制。
3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT)
3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT) 3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT)
“帽”
柄
伞形帽伞藻
假根核
菊花形帽伞藻
3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT) 3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT)
伞形帽伞藻
伞藻“帽” 的形状是由哪部分结构决定的？
菊花形帽伞藻
3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT)
思考：伞藻 “帽”的形状是由哪部分结构决定的？
3.3 细胞核的结构和功能课件【新教材】人教版（2019）高中生物必修一 (共22张PPT)
染色质与染色体 (容易被碱性染料染成深色)
染色质染色体
关系
组成
DNA和蛋白质 (主要)
形态细丝状
存在时期分裂结束时
形成过程染色体解螺旋
DNA和蛋白质圆柱或杆状 (主要)
细胞分裂时
细胞核解体，染色质高度螺旋化缩短变粗

完整版称为核孔复合体Cytoplasmicface胞质面Nuclearface课件

Process of Nuclear Import
2）R颗粒 tRNA或5SrRNA
蛙卵核内
细胞质
蛋白质合成 3.是细胞生命活动的调控中心
二、细胞核的大小、形态、数目
1.大小
生长旺盛的细胞，如卵细胞、肿瘤细胞核较大；分化成熟的细胞核较小。
细胞核的大小用核质比表示。
核质比=细胞核体积/细胞质体积
核质比大表示核大，核质比小表示核小。
2.形态
细胞核常位于细胞的中央,但也有偏向细胞一端的，如在脂肪细胞,核被脂滴挤到边缘。
酶，RNA聚合酶，核糖体蛋白
RNA，核糖体亚基
1) 亲核蛋白质的核输入
亲核蛋白质（karyophilic protein)
在细胞质中合成，运到核内执行功能的蛋白质。如DNA聚合酶、RNA聚合酶、组蛋白、核糖体蛋白等。
➢通过核孔摄取蛋白示意图
亲核蛋白一般都含有特殊的氨基酸序列,保证了整个蛋白质能够通过核孔复合体被转运到细胞核内。这段具有“定向”、“ 定位”作用的序列被命名为核定位信号 (nuclear localization signal,NLS）。
NLS由4-8个氨基酸组成，不同的亲核蛋白质上的核定位信号不同，但都富含带正电的赖氨酸和精氨酸，通常还有脯氨酸。这些信号可以位于亲核蛋白质的任何部位。在指导亲核蛋白完成核输入后不被切除。
研究表明仅有核定位信号的蛋白质自身不能通过核孔复合体，它必须通过和NLS受体结合才可通过核孔复合体，这种受体称为输入蛋白（importin）。
输入蛋白在被转运的亲核蛋白质与核孔复合体运输装置之间作为一种接头分子而起作用。
输入蛋白的作用方式
①本身是核孔复合体组分之一结合亲核蛋白质直接转运到核内；

第一节核被膜与核孔复合体

地解体与重建 • 作业
一、核被膜的结构
由外核膜、内核膜、核周腔、由外核膜、内核膜、核周腔、核孔复合物和核纤层等5个部分组成个部分组成
二、核孔复合体
• (一)结构模型一结构模型
• • • • 1.胞质环（外环) 胞质环（外环胞质环 2.核质环内环核质环(内环核质环内环) 3.辐辐 4.中央栓中央栓
包有尾部的胶体金颗粒
电镜检测
核输出受体
含有丰富亮氨酸核输出信号的货物蛋白的输出模型
三、核被膜的功能核被膜的功能
• 1.构成核、质之间的天然选择性屏障,基构成核、质之间的天然选择性屏障基构成核因表达的时空隔离 • 2.保护保护DNA不受细胞骨架运动所产生的保护不受细胞骨架运动所产生的机械力的损伤 • 3.核质之间的物质交换与信息交流核质之间的物质交换与信息交流
• 作业作业: 比较蛋白质转运到内质网、比较蛋白质转运到内质网、线粒体和细胞核的相同点和不同点
亲核蛋白
1.概念指在细胞质内合成后，需要或能够进入细概念:指在细胞质内合成后，概念
胞核内发挥功能的一类蛋白质
2.类型类型: 类型
被转运到核内后,一直停留在核内行使功能 ① 被转运到核内后一直停留在核内行使功能 ② 穿梭于核质之间进行功能活动
核定位信号ห้องสมุดไป่ตู้
(nuclear localization signal，NLS)
第九章细胞核与染色体
• 细胞核的主要组成部分∶核被膜、染色质、细胞核的主要组成部分∶核被膜、染色质、核仁、核仁、核基质
• • • •
第一节第二节第三节第四节
核被膜与核孔复合体染色质核仁核基质

细胞生物学第十章第一节核被膜与核孔复合体(共28张PPT)

3）RNA和核糖体亚单位的输出
RNA聚合酶I转录的rRNA分子：RNP，需
要能量 RNA聚合酶II转录的hnRNA，加工成
mRNA出核（5’-G；3’-A，极性） RNA聚合酶III转录的5srRNA与 tRNA由
蛋白质介导
通过核孔复合体的核质转运双向转运
小结
细胞核
核膜染色质
核仁核基质
通过核孔复合体物质运输的功能示意图（引自B.Talcott等，1999）（a）自由扩散；（b）协助扩散；（c）信号介导的核输入；（d）信号介导的核输出。
2)亲核蛋白的输入
①亲核蛋白
概念 (karyophilic 第十章细胞核与染色体
核孔复合体(nuclear pore complex)
避免生命活动的彼此干扰
种类 RNA聚合酶I转录的rRNA分子：RNP，需要能量
3、试述核孔复合体的结构。
3000-4000 NPC/cell
3000-4000 NPC/cell 核定位信号（NLS）
➢ DNA聚合酶
RNA聚合酶转 3）移R(NtraAn和sl核oc糖at体ion亚) ：单需位G的T➢输P水出解提供能量
组蛋白 1通）过具核有孔严复格合的体双物向质选运择输性的➢功能示意图（引自B.
核糖体蛋白（3）1） RN对A被和运核输糖物体质亚在单大位小的➢上输加出以限制
核质蛋白避免生命活动的彼此干扰
protein)
非洲爪蟾卵母细胞核质蛋白注射实验
②亲核蛋白入核的条件
A. 核定位信号（NLS）
核定位信号概念
外膜内膜膜间隙核孔复合体
结构分子功能
胞质环核质环辐栓 Cable gp210

核孔复合体及功能演示课件

出亲核蛋白; ⑤输入蛋白β与Ran-GTP结合在一起被运回细胞质，Ran-
GTP在细胞质中被水解为Ran-GDP，Ran-GDP随后被运回核内，而输入蛋白 α也在核内输出蛋白(exportin)的帮助下运回细胞质。
第一节细胞核的形态结构
(2) 核糖体蛋白的运进和核糖体亚单位(rRNP)的运出
核质环环亚单位
核质丝
端环
核孔复合体
第一节细胞核的形态结构
膜间隙外层核膜内层核膜
核纤层
染色质
核孔复合体在进化上高度保守
跨膜的N-连接糖蛋白;
Gp210 具有信号肽和两个疏水性序列;
作用：将核孔复合体铆连到核膜上
核孔蛋白
(nucleoporin)
8~10种糖蛋白，构成核孔蛋白家族;
O-连接糖蛋白作用：构成胞质丝和核质丝，直接
80~120nm 9×15nm
核孔复合体结构的纤丝模型
核孔复合体的超微结构及其模式图解
第一节细胞核的形态结构
八重对称分布的跨膜的辐射状结构
核孔复合体结构的模式图解 (Alberts等,
2002)
胞质丝
射辐状结构
环亚单位胞质环
第一节细胞核的形态结构
亲核蛋白进入核内需要有受体蛋白的介导
第一节细胞核的形态结构
研究表明，亲核蛋白向细胞核输入的具体过程如下：
①亲核蛋白与输入蛋白α/β异二聚体(即NBP)结合; ②形成的亲核蛋白-受体复合体与核孔复合体的胞质丝结
合; ③胞质丝向核弯曲，中央栓构象发生改变，形成亲水通道，
蛋白质复合物进入核内; ④该复合体与Ran-GTP相互作用，引起复合体解体，释放

细胞核的结构和功能ppt

细胞核的结构和功能概述细胞核是所有真核生物细胞的重要组成部分，它承担着维持细胞生命活动的关键功能。

细胞核作为细胞的控制中心，包含了大量的遗传信息，并参与了基因的表达和调控过程。

本文将重点介绍细胞核的结构和功能，以便更好地理解细胞核在生物体内的作用。

细胞核的结构细胞核由核膜、染色质、核仁和核糖体组成。

核膜细胞核被一个双层的核膜包围，核膜由内核膜和外核膜组成，两者之间有一段称为核腔的空间。

核膜上有许多核孔，这些核孔可以使细胞核与细胞质之间进行物质交换。

染色质染色质是细胞核内主要的组成部分，它主要由DNA、RNA和蛋白质组成。

染色质在非分裂状态下呈现出颗粒状的结构，称为染色质颗粒。

每个染色质颗粒称为核小体，核小体由DNA和与其相关的蛋白质组成。

核仁核仁是细胞核内的一个小颗粒，它是合成和组装核糖体的地方。

核仁主要由rRNA和蛋白质组成。

核糖体核糖体位于细胞核的核仁内，它是蛋白质合成的场所。

核糖体由rRNA和与其相关的蛋白质组成。

细胞核的功能细胞核作为细胞的控制中心，承担了许多重要的功能。

DNA的存储细胞核内包含了大量的DNA，这些DNA携带着细胞的遗传信息。

细胞核通过将DNA包装成染色质，使其能够高效地保存和传递。

基因的表达和调控细胞核是基因表达和调控的关键场所。

细胞核内的DNA通过转录过程产生RNA分子，进而参与蛋白质合成。

此外，细胞核内还存在着许多转录因子和调控元件，它们能够调控基因的表达水平，从而对细胞的功能和特性进行调控。

核糖体的合成细胞核内的核仁是核糖体的合成场所。

核糖体是蛋白质合成的关键分子机器，它通过合成蛋白质来满足细胞的生长和维持活动的需求。

细胞分裂细胞核在细胞分裂过程中起着重要作用。

在有丝分裂中，细胞核会先进行染色体的复制和分离，然后通过分裂过程将染色体均匀分配给两个子细胞。

而在减数分裂中，细胞核还参与了遗传物质的重组和交换。

结论细胞核是细胞的重要组成部分，它承担着保存遗传信息、基因表达和调控、蛋白质合成以及细胞分裂等重要功能。

细胞生物学第十章第一节-核被膜与核孔复合体PPT课件

核被膜与核孔复合体的关系
核被膜
01
核被膜是细胞核的外层结构，由双层膜组成，主要负
责维持细胞核的完整性以及与其他细胞器的隔离。
02
核被膜上有核孔复合体，是实现核质之间物质交换的
通道。
03
核被膜对基因表达和细胞分裂等重要生命活动起着重
要的调控作用。
核孔复合体
核孔复合体是核被膜上的复杂结构，由多种蛋白质构成，具
有选择性透过功能。
核孔复合体能够实现核质之间大分子物质如蛋白质、 RNA等的交换，对维持细胞正常功能具有重要意义。
核孔复合体的数量和分布会随着细胞生理状态的变化而变化，如细胞分裂时核孔复合体的数
量会增加。
04
核被膜与核孔复合体的研究进展
核被膜的结构与功能
总结词
核被膜是细胞核的外层结构，由双层膜组成，具有维持核内环境稳定、保护 DNA和实现核质交换等重要功能。
细胞生物学第十章第一节-核被膜与核孔复合体ppt课件
contents
目录
• 核被膜的组成与结构 • 核孔复合体的结构与功能 • 核被膜与核孔复合体的关系 • 核被膜与核孔复合体的研究进展 • 总结
01
核被膜的组成与结构
核被膜的组成
01
02
03
双层膜结构
核被膜由内外两层膜组成，两层膜之间有核膜间隙。
核孔复合体是实现核质之间物质交换的关键结构，其内部包含胞质环、核质环和中心颗粒等亚单位。这些亚单位协同作用，实现核孔复合体的选择性透过功能。
核表达调控中发挥重要作用，通过影响染色质结构和DNA复制等方式参与基因表达的调控。
详细描述
核被膜通过影响染色质结构和DNA复制等方式参与基因表达的调控。在染色质结构方面，核被膜通过与组蛋白的相互作用，影响染色质的结构和基因表达。在DNA复制方面，核被膜参与DNA复制的起始和过程，确保DNA复制的准确性和完整性。

简述核孔复合体的功能

简述核孔复合体的功能
核孔复合体是过去几十年发现的一种特殊的蛋白质复合物，主要由RNA，核酸和蛋白质三大部分组成，其中总蛋白量可以达到几万个，当每种蛋白的组合结构形成的的特殊的复合体聚合时，就可以构成核孔复合体。

核孔复合体的基本功能有转运，信号传导，代谢调控和基因表达调控，维持细胞的正常生长及发育等多方面功能，是细胞活动中最重要的组织器官。

首先，核孔复合体起到转运的功能，它可以将细胞内外环境中大分子物质进行转运，包括DNA，RNA，蛋白质，多糖，脂质，糖蛋白和多种类的活性物质，保证细胞内环境的平衡。

其次，它也可以起到信号传导的作用，可以检测细胞内外的环境信号，从而引发细胞内的一些反应，如外源信号和内源信号；此外，它还可以调节细胞内外的基因表达，从而发挥生物功能；最后，它还可以调节细胞代谢和细胞功能，以便维持细胞的正常发育。

通过上述功能可知，核孔复合体可谓非常重要，它不仅可以促进细胞的正常生长发育，还可以起到抗衰老、减少疾病、更新细胞的作用，从而促进人体的正常发展。

然而，研究发现，核孔复合体的功能受到环境因素的影响，如暴露于某些有害物质的环境中，核孔复合体的功能就会受到影响。

因此，只要保持良好的环境习惯和饮食习惯，就可以最大限度地发挥核孔复合体的功能，从而激发细胞的活力。

总之，核孔复合体是细胞内重要的组分，其功能包括转运、信号
传导、代谢调控和基因表达调控，可以促进细胞的正常生长发育和抗衰老、减少疾病、更新细胞等作用，只要保持良好的环境习惯和饮食习惯，就可以最大限度地发挥核孔复合体的功能，从而激发细胞的活力。

细胞生物学核孔复合体的功能ppt课件

转运：（需GTP水解提供能量）
① 核孔复合体构象改变将转运复合体从胞质面运至核质面
② 转运复合物在核质面与Ran-GTP结合，并导致复合物解离，亲核蛋白释放。
循环：受体的亚基与结合的Ran返回胞质，在胞质内Ran-GTP 水解形成Ran-GDP并与importinβ解离，Ran-GDP返回核内再转换成Ran-GTP状态。
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5
亲核蛋白从细胞核向细胞质输入的过程示意图
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6
3、亲核蛋白的入核转运的步骤
结合：（不需要能量）
① 亲核蛋白的NLS识别importin α，与improtin α/β异二聚体形成转运复合体；
② 在improtin β的介导下，转运复合体与核孔复合体上的胞质纤维结合
基酸残基，如Lys、Arg，此外还常含有Pro。—NLS的氨基酸残基片段可以
是一段连续的序列（T抗原），也可以分成两段，两段之间间隔约10个氨
基酸残基（核质蛋白）。—NLS序列可存在于亲核蛋白的不同部位，对连
接的蛋白质无特殊要求, 在指导完成核输入后不被切除。第一个被确定
的NLS是病毒SV40的T抗原，序列为：pro-pro-lys-lys-lys-Arg-Lys-val。
• 但并不是所有符合这个条件的蛋白质都可以自由通过核孔。如：本身带有具有信号功能的氨基酸序列组蛋白H1，以及本身没有信号序列，但可以和其他有信号序列的成分结合的小分子蛋白质。
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2
2、通过核孔复合体的主动运输
生物大分子的核质分配主要是通过核孔复合体的主
动运输完成的，具有高度的选择性，并且是双向的。选
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7
4.RNA及核糖体亚基的出核转运机制

核孔复合体的结构和功能

核孔复合体的结构和功能核孔是直径50～80nm 的圆形孔。

内、外核膜在孔缘相连续，孔内有环（annulus）与中心颗粒组成核孔复合体。

环有16个球形亚单位，孔内、外线各有8个。

从位于核孔中心的中心颗粒（又称孔栓）放射状发出细丝与16个亚单位相连。

核孔所在处无核纤层。

一般认为，水离子和核苷等小分子物质可直接通透核被膜；而RNA与蛋白质等大分子则经核孔出入核，但其出入方式尚不明了。

显然，核功能活跃的细胞核孔数量多。

成熟的精子几乎无核孔，而卵母细胞的核孔极其丰富，成为研究该结构的主要材料。

核孔由至少50种不同的蛋白质（nucleoporin）构成，称为核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）。

一般哺乳动物细胞平均有3000个核孔。

细胞核活动旺盛的细胞中核孔数目较多，反之较少。

如蛙卵细胞每个核可有37.7X106个核孔，但其成熟后细胞核仅150~300个核孔。

在电镜下观察，核孔是呈圆形或八角形，一般认为其结构如fish-trap，主要包括以下几个部分：①胞质环（cytoplasmic ring），位于核孔复合体胞质一侧，环上有8条纤维伸向胞质；②核质环（nuclear ring），位于核孔复合体核质一侧，上面伸出8条纤维，纤维端部与端环相连，构成笼子状的结构；③转运器（transporter），核孔中央的一个栓状的中央颗粒；④辐（Spoke）：核孔边缘伸向核孔中央的突出物。

核孔复合体的功能是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。

他具有双功能和双向性。

双功能表现在两种运输方式：被动扩散与主动运输。

双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA RNP等的出核运输。

1949-1950年间，H.G.Callan与S.G.Tomlin在用透射电子显微镜观察两栖类卵母细胞的核被膜时发现了核孔，随后人们逐渐认识到核孔并不是一个简单的孔洞，而是一个相对独立的复杂结构。