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细胞核的结构与功能
第10讲
一轮复习
细胞核最容易观察到
用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的一个结构就是细胞核。
细胞膜
细胞质
细胞核
线粒体
动物细胞
细胞膜
细胞质
细胞核
线粒体
细胞壁
叶绿体
植物细胞
细胞核的数量
高等植物成熟的筛管细胞
哺乳动物成熟的红细胞
草履虫等纤毛纲的原生动物
脊椎动物的骨骼肌细胞
绝大多数真核细胞
原核细胞
细胞核
的数量
2个
多个
0个
1个
知识点20：细胞核的功能
1.黑白美西螈核移植实验
2.蝾螈受精卵横缢实验
3.变形虫切割与核移植实验
4.伞藻嫁接与核移植实验
一、相关实验
黑色美西螈
胚胎细胞
细胞核
白色美西螈
卵细胞
去核的卵细胞
重组的
卵细胞
黑色
美西螈
移植
发育
1.黑白美西螈核移植实验
①实验材料：
黑白两种美西螈
(一种两栖动物)
②实验过程及结果(如图)：
③实验结论：
美西螈(后代)的肤色由细胞核决定
2.蝾螈受精卵横缢实验
无核部分
有核部分
停止分裂
细胞分裂
挤入了一个细胞核
细胞开始分裂
发育慢的胚胎
发育快的胚胎
头发丝
①实验过程及结果(如图)：
②实验结论：
蝾螈细胞的分裂与分化受细胞核的控制。
3.变形虫切割与核移植实验
切割
有核部分
无核部分
死亡
生长
产生新变形虫
植入新核
产生新变形虫
生长
产生新变形虫
生长
有核部分
无核部分
切割
变形虫的分裂、生长、再生等生命活动受细胞核控制
实验结论：
4.伞藻嫁接与核移植实验
伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。
帽
柄
假根
伞形帽
菊花形帽
细胞核
科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验。
伞藻嫁接实验过程与结果
伞藻的形态(伞帽)与伞藻的假根有关。
实验结论：
伞藻核移植实验过程与结果
实验结论：
伞藻的形态(伞帽)受细胞核控制。
排除了假根中其他物质的干扰。
1.黑白美西螈核移植实验
2.蝾螈受精卵横缢实验
3.变形虫切割与核移植实验
4.伞藻嫁接与核移植实验
一、相关实验
美西螈的肤色由细胞核控制
蝾螈细胞的分裂与
分化受细胞核控制
变形虫细胞的分裂、生长等受细胞核控制
伞藻的形态(伞帽)受细胞核控制
细胞核控制细胞的遗传
细胞的“大脑”
细胞核控制着细胞的代谢和遗传
细胞的“控制中心”
细胞核控制细胞的代谢
比喻
比喻
二、细胞核的功能
遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
一库
两中心
遗传物质的复制和细胞分裂
基因的选择性表达
细胞核中的染色体中储存着DNA
储存着
遗传信息
控制细胞的遗传
控制细胞的代谢
细胞核是代谢的控制中心，
不是代谢的中心，代谢的中心在细胞质中。
提示
上段
中段
下段
伞柄
分段
较大伞帽
较小伞帽
雏形伞帽
相同环境培养
实验1：伞柄分段培养实验
拓展：伞藻实验
从实验结果推测：①伞柄的细胞质中存有提供藻体发育所需要的某种物质，该物质最可能是：________，是由_________在一定时期产生出来的。由于细胞质自己不能产生这种物质，所以当用完这些物质后，就停止发育，从而使细胞发育不能完成。
上段
中段
下段
伞柄
分段
较大伞帽
较小伞帽
雏形伞帽
相同环境培养
实验1：伞柄分段培养实验
mRNA
细胞核
从实验结果推测：②供细胞发育的物质在细胞核内形成后转入细胞质，并迅速地向藻体的上方转移。所以_______的最多，再生也最完全。这说明在细胞分化中，__________起着主导作用
上段
中段
下段
伞柄
分段
较大伞帽
较小伞帽
雏形伞帽
相同环境培养
上段
细胞核
实验1：伞柄分段培养实验
长出的伞帽→切除→长出伞帽→切除
(多次操作)
实验2：伞柄嫁接实验
A
B
A
B
A和B最先长出伞帽类型分别是_____________________，原因是：______________
________________________________________________________________。
伞形帽和菊花形帽
中分别残留有伞形帽和菊花形帽发育所需的mRNA
A和B的伞柄
知识点21：细胞核的结构
____________
____________
____________
____________
1
2
3
4
核膜
核仁
染色质
核孔
双层膜，把核内物质与细胞质分开。
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
细胞核结构模式图
一、核膜
内膜
外膜
1.双层，平行不连续，有核孔。
2.每层膜都是磷脂双分子层和蛋白质组成的生物膜。
3.外膜与内质网相连，附着有核糖体。
4.衰老细胞的核膜内折
内膜
外膜
5.细胞周期中核膜周期性的消失与重现
前期
末期
(逐渐消失)
(重新形成)
间期
核膜小泡
核孔蛋白
间期
核膜小泡融合
前期
末期
子细胞
5.细胞周期中核膜周期性的消失与重现
子细胞的核膜来源于旧核膜碎片还是来自其他膜结构？
实验设计如下：
第1步：将变形虫培养在含有3H-胆碱(磷脂的组成成分)的培养基中，变形虫的核膜被3H标记。
第2步：将带有放射性标记的核取出，移植到正常的去核变形虫中
第3步：测量子代变形虫核膜的放射性。
实验结果：亲代变形虫核膜的放射性平均分配到子代变形虫的核膜中。
实验结论：子细胞的核膜来源于旧核膜碎片的重新组装。
6.核膜的功能：基因表达的时空隔离
加工
真核生物：先转录后翻译
原核生物：边转录边翻译
线粒体和叶绿体基因
也是边转录边翻译
二、核孔
核孔
核外膜
核内膜
1.核孔具有选择性，大小可调节。
2.核孔既可以运输小分子(不消耗能量)，也可以运输大分子(消耗能量)。
3.代谢旺盛的细胞核孔数量较多。
ATP
ATP
ATP
离子
病毒衣壳
亲核蛋白
RNA
核糖体亚基
核糖体蛋白
染色质蛋白(组蛋白)
DNA聚合酶、RNA聚合酶
… …
细胞核
核孔运输
三、核仁
核仁
1.成分
核仁
染色质
核仁染色质部分
核仁是一个没有膜包围的多种大分子集合体
rDNA(rRNA的编码基因)
rRNA(核糖体RNA)
核糖体蛋白
核糖体亚基
2.功能
核仁是合成核糖体的场所
rRNA的产生
rRNA的加工
核糖体亚基的装配
rDNA
前体rRNA
核糖体蛋白
核糖体亚基
(rRNA+蛋白质)
成熟rRNA
转录
加工
组装
rDNA
前体rRNA
成熟rRNA
核仁外rRNA
大亚基
小亚基
mRNA
细胞质基质
核仁
核膜
核仁是合成核糖体的场所
四、染色质
1.主要成分
2.形态
染色质是极细的丝状物，因容易被碱性染料染成深色而得名。
①组成染色质的蛋白质主要是组蛋白，组蛋白发生甲基化、乙 酰化等修饰(表观遗传的手段)也会影响基因的表达。
DNA
蛋白质
②组成染色质的DNA是线状的DNA，具有端粒。
③染色质是真核生物遗传物质的主要载体。
甲紫溶液
醋酸洋红液
3.染色质与染色体的关系
染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
①细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。
②细胞分裂结束时，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质，被包围在新形成的细胞核里。
细胞核的结构与功能
细胞核的功能
遗传
信息库
控制细胞的代谢
作为
控制细胞的遗传
DNA复制
转录翻译
染色质
核仁
核膜
(核孔)
细胞核的结构
染色质中的DNA上储存着遗传信息，随细胞分裂，遗传信息从亲代细胞传给子代细胞。
染色质中的DNA上储存着遗传信息，遗传信息就像细胞生命活动的”蓝图”，细胞依据这个蓝图，进行物质合成、能量转化和信息交流。
核质依存
细胞质为细胞核提供必要的养料和能量
细胞核指导细胞质进行各项生命活动
没有细胞质的细胞核缺少养料能量供应，很快死亡
去核的细胞质因为还存在先前由核指导合成的各项物质，还可以短期生存，耗光后才死亡
细胞结构完整性
细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个统一的整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。
细胞是几十亿年进化的产物，是生物与环境长期相互作用的结果。
细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。

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