第八章 细胞核复习提纲
细胞生物学之笔记-第8章 细胞核
第八章细胞核形状：圆球形、椭球形、杆状（肌细胞）、马蹄形/多叶形（白细胞）畸形（肿瘤）核质比=nuclear-cytoplasmic=V细胞核/(V细胞-V细胞核)第一节核膜nuclear membrane=nuclear envelope一．核膜的化学组成✓蛋白质：65%~75%。
分为组蛋白、基因调节蛋白、DNA&RNA聚合酶、RNA酶等。
核膜所含的酶类与内质网相似，G6PD也存在在核膜上。
✓脂类：与内质网相似，含PC、PE、胆固醇、甘油三酯等。
核膜中不饱和脂肪酸含量较低，胆固醇和甘油三酯含量较高、脂肪链会较长，→核膜稳定，内核膜更稳定。
✓少量核酸二．核膜的结构（内外层核膜、核周隙、核孔复合体和核纤层等结构组成）（一）外核膜与糙面内质网相连接外核膜outer nuclear membrane与粗面内质网相连，①使核周间隙与内质网腔相通，其表面也常②附着核糖体；故被看作粗面内质网的特化区域，③参与了某些蛋白质的合成外核膜胞质面附着中间纤维，还与微管等成分相连——④固定细胞核并维持细胞核形态（二）内核膜表面光滑包围核质内核膜表面光滑，下面与一层致密的纤维网络——核纤层紧密相连，支持作用。
内核膜上有核纤层蛋白B受体，可与核纤层蛋白B特异性结合。
在细胞周期中，核膜的解体与重建，都与核纤层蛋白对核内膜的连接有关，即跟核纤层蛋白B受体与核纤层蛋白B的结合有关（三）核周隙为内、外核膜之间的缓冲区宽约20~40nm，含有多种蛋白质和酶（四）核孔复合体是由多种蛋白质构成的复合结构核孔：nuclear pore =内外核膜的融合之处形成的环状开口。
数目、密度和细胞类型、核功能状态有关。
核孔复合体：nuclear pore complex，NPC 核孔是由多种蛋白质以特定方式排列形成的复合结构。
捕鱼笼式（fish-trap）核孔复合体模型，由约30个不同的核孔蛋白nucleoporin, Nup组成。
由四部分组成①胞质环②核质环③辐④中央栓核孔蛋白nucleoporin, Nup：进化上高度保守，含有一簇由苯丙氨酸(Phe, F)和甘氨酸(Gly, G)组成的FG重复序列。
新高一生物细胞核知识点
新高一生物细胞核知识点细胞是生物体的基本单位，而细胞核则是细胞中一个重要的组成部分。
细胞核内含有细胞的遗传物质DNA，并参与调控细胞的生命活动。
本文将重点介绍细胞核的结构、功能和复制过程。
细胞核的结构细胞核由核膜、核孔、染色质、核仁等组成。
核膜是由两层膜组成，中间有一定的间隙。
核膜的主要功能是将细胞核与胞质分隔开，保护细胞核内的遗传物质。
核孔是核膜上的小孔，负责细胞核内外物质的交换。
染色质是由DNA和蛋白质组成的复合物，它存在于细胞核内，并决定了遗传信息的表达。
核仁是细胞核内的一个小体，主要参与蛋白质合成。
细胞核的功能细胞核具有多种重要的功能。
首先，细胞核是遗传信息的存储和传递中心。
DNA是遗传物质，包含了生物体所有的遗传信息。
细胞核内的DNA负责储存这些遗传信息，并通过复制、转录和翻译过程将其传递到细胞的其他部分。
其次，细胞核还参与调控细胞的生命活动。
细胞核内的DNA通过转录和翻译过程产生各种类型的RNA，这些RNA参与蛋白质合成、细胞分裂和细胞分化等过程。
此外，细胞核还参与维持细胞内环境的稳定，调节细胞生长和分化，以及响应外界环境的变化。
细胞核的复制过程细胞核在细胞分裂过程中也会进行复制，以保证子细胞能够继承正常的遗传信息。
细胞核的复制分为两个主要阶段：DNA复制和细胞核分裂。
首先是DNA复制过程。
在细胞进入有丝分裂前，细胞核会启动DNA复制过程，使每一个染色体复制成两个完全相同的姐妹染色体。
DNA复制是通过酶的作用进行的，其中最重要的酶是DNA聚合酶。
DNA复制过程遵循"半保留复制"的原则，即每一个新形成的DNA分子都包含一条原来的DNA链和一条新合成的DNA链。
接着是细胞核分裂过程。
细胞核分裂是细胞分裂过程的一部分，将一个细胞核分裂成两个相同的细胞核。
细胞核分裂包括有丝分裂和减数分裂两种类型。
有丝分裂是普通细胞的一种分裂方式，通过一系列的步骤将细胞核均分给两个子细胞。
第八章细胞核
2.着丝粒(centromere)：位于染色体主缢痕中心 部位，由高度重复的异染色质构成，其位置 是染色体分类的重要依据：
（1）中着丝粒染色体(metacentric chromosome)
（2）亚中着丝粒染色体(submetacentric chromosome)
（3）近端着丝粒染色体(acrocentric chromosome)
细胞生物学与遗传学
12
概述
染色质（chromatin）：是间期细胞遗传物质的 存在形式，由DNA、组蛋白、非组蛋白和少 量RNA构成的细丝状结构，弥散分布于细胞 核内。
染色体（chromosome）：是细胞分裂过程中遗 传物质的存在形式，是染色质反复缠绕凝集而 成的棒状或粒状结构。
染色质和染色体是遗传物质在细胞周期不同阶 段的不同存在形式。
随体(satellite)
端粒(telomere)
端粒
细胞生物学与遗传学
姐妹染色单体
端粒 着丝点 (动粒) 着丝粒
螺旋折 叠结构
染色单体 22
（一）染色单体(chromatid)与染色体臂(arm)
（二）着丝粒区的相关形态结构
1.主缢痕(primary constriction)：每条染色体的 着丝粒部位的狭窄缢痕。
2.大小：高等动物细胞核的直径常在5~10m，大小随细 胞的类型及生理状态而异。
3.形态：细胞核的形状与细胞的形状及发育时期有关， 多为圆形或椭圆形，粒细胞分叶核，单核细胞马蹄形 核，胚乳细胞网状核，蝶类丝腺细胞分支状核。
4.结构：间期核的结构包括核膜、核仁、染色质及核基 质。
5.动态变化：细胞核的结构随细胞周期进程发生周期性 变化。
达调节蛋白、DNA和RNA聚合酶、RNA酶以 及电子传递有关的酶类等。
医学细胞生物学 第八章 细胞核
（二）核骨架的功能
1、与DNA复制有关
核骨架是DNA复制的空间支架，DNA 结合于核骨架后，其复制的准确率及效 率均可显著提高。
2、核骨架与基因的表达
核骨架参与基因转录活性的调节 基因只有与核骨架结合后，才能进
行转录，不转录的基因不与核骨架结合。 细胞内三种RNA都是在核骨架上进行合 成的。
3、转录后RNA的加工修饰和定 向运输
用RNA酶处理RNP复合物，发现剩余 的蛋白质可以组装成核骨架样的纤维网 络。由此推测核骨架参与了转录后RNA 的加工修饰。
4、核骨架与细胞分裂
核骨架参与有丝分裂后核的重建， 为核膜重建所必需。
5、核骨架与细胞分化
随着分化程度的增加，细胞RNA合成 能力增强，核骨架也变得发达。
H4
H2A
H3
球状组蛋白核心 DNA双螺旋(146bp、1.75圈)
核心部
组 蛋 白：2（H2A、 H2B、H3、H4）八聚 体
核 小 体
连接部
DNA分子：146bp 1.75圈 组 蛋 白：H1
DNA分子：60bp
直径11nm的串珠状染色质纤维，组蛋白和DNA组 成珠状结构的核小体。
① 每 个 核 小 体 单 位 包 括 约 200bp 的 DNA 、 一 个 组蛋白核心和一个H1； ②由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，
一、化学组成
蛋白质、脂类、少量核酸
蛋白质和脂类与内质网相似
1、蛋白质 葡萄糖－6－磷酸酶（ER的标记
酶），电子传递有关的酶。 2、脂类
胆固醇和甘油三酯较多，不饱和脂 肪酸浓度低。
二、亚微结构：
◆外核膜： 内核膜： ◆核周间隙： 核孔：
（一）核膜的双层膜结构 外核膜 外核膜
细胞生物学之笔记-第8章细胞核
第八章细胞核形状：圆球形、椭球形、杆状（肌细胞）、马蹄形/多叶形（白细胞）畸形（肿瘤）核质比=nuclear-cytoplasmic=V细胞核/(V细胞-V细胞核)第一节核膜nuclear membrane=nuclear envelope一．核膜的化学组成✓蛋白质：65%~75%。
分为组蛋白、基因调节蛋白、DNA&RNA聚合酶、RNA酶等。
核膜所含的酶类与内质网相似，G6PD也存在在核膜上。
✓脂类：与内质网相似，含PC、PE、胆固醇、甘油三酯等。
核膜中不饱和脂肪酸含量较低，胆固醇和甘油三酯含量较高、脂肪链会较长，→核膜稳定，内核膜更稳定。
✓少量核酸二．核膜的结构（内外层核膜、核周隙、核孔复合体和核纤层等结构组成）（一）外核膜与糙面内质网相连接外核膜outer nuclear membrane与粗面内质网相连，①使核周间隙与内质网腔相通，其表面也常②附着核糖体；故被看作粗面内质网的特化区域，③参与了某些蛋白质的合成外核膜胞质面附着中间纤维，还与微管等成分相连——④固定细胞核并维持细胞核形态（二）内核膜表面光滑包围核质内核膜表面光滑，下面与一层致密的纤维网络——核纤层紧密相连，支持作用。
内核膜上有核纤层蛋白B受体，可与核纤层蛋白B特异性结合。
在细胞周期中，核膜的解体与重建，都与核纤层蛋白对核内膜的连接有关，即跟核纤层蛋白B受体与核纤层蛋白B的结合有关（三）核周隙为内、外核膜之间的缓冲区宽约20~40nm，含有多种蛋白质和酶（四）核孔复合体是由多种蛋白质构成的复合结构➢核孔：nuclear pore =内外核膜的融合之处形成的环状开口。
数目、密度和细胞类型、核功能状态有关。
➢核孔复合体：nuclear pore complex，NPC 核孔是由多种蛋白质以特定方式排列形成的复合结构。
➢捕鱼笼式（fish-trap）核孔复合体模型，由约30个不同的核孔蛋白nucleoporin, Nup组成。
8高中生物一轮复习第8讲-细胞核
2.科学家在电子显微镜下观察核孔，发现核孔是一种特殊的跨膜运输蛋 白复合体，命名为核孔复合体。图中“胞质侧”细胞膜以内核膜以外的部 分，“核质侧”指核膜以内的部分，请据图回答下列问题。
（3）根尖分生区细胞中 ，通过丙方式进行运输的 是向_细___胞__核___内__运__输___的__物___质____ （向细胞核内运输的物质/ 向细胞质运输的物质）； 通过丁方式进行运输的是 __向__细___胞__质__运___输__的___物__质______ （向细胞核内运输的物质/ 向细胞质运输的物质）
在细胞分裂间期，线粒体的数目增多，其增多的方式有3种假设： Ⅰ．细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成；Ⅱ．细胞利用其他生物膜装配 形成；Ⅲ．结构乙分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验，对上述假 设进行了探究，方法如下：首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有 3H标记的胆碱（磷脂的前体）培养基中培养，然后转入另一种培养基中 继续培养，定期取样，检测细胞中结构乙的放射性。结果如下：
核输出物需要与受体结合 ，借助中__央___栓__（___转__运__体___）___ 的转运，再与受体分离。
核孔复合体结构及物质出入核孔方式模式图
2.科学家在电子显微镜下观察核孔，发现核孔是一种特殊的跨膜运输蛋 白复合体，命名为核孔复合体。图中“胞质侧”细胞膜以内核膜以外的部 分，“核质侧”指核膜以内的部分，请据图回答下列问题。 （4）综上所述，核孔 复合体___具__有_____（具有 /不具有）选择透过性 。
f.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。
医学细胞生物学：第八章 细胞核
颗粒成分
粒
纤维中心
核仁的超微结构
（四）核仁基质
核周边异染色质
核被膜 核仁基质
电子密度低的无 定型物质
与核基质属同 一种物质
第五节 核基质/核骨架
一 核基质的结构和化学组成 二 核基质的生物学功能
间期细胞核
➢又称核骨架 （nuclear skeleton）
➢是一个以非组蛋白 为主构成的纤维网架 结构。
医学细胞生物学
第八章 细胞核 (nucleus)
细胞结构
细胞核结构
主要内容
细胞核的功能: 遗传信息
•贮存 •复制 •传（zhuan）递(lu)
细胞核结构 核膜 染色质、染色体 核仁 核骨架
功能/组成/结构/
特定结构与功能 核孔复合物 核定位信号肽 复制叉 端粒酶
生物信息的传递与 调控
组成、结构与功能
第一节 细胞核的形态与结构
形态：多数为圆形或椭圆形，少数为不规则型 位置：一般位于细胞中央
中性粒细胞
肌细胞
第一节 细胞核的形态与结构
数目：通常一个，成熟的红细胞（0），肝细 胞、心肌细胞（1-2），破骨细胞（数百个）
第一节 细胞核的形态与结构
大小：以核质比来估算——细胞核与细胞质的体积比.
V细胞核
核仁内染色质 (INC) ：
伸入核仁内的常染色质， 载有rRNA基因（rDNA）
核膜
核仁
核仁的超微结构
核仁相随染色质
每一个rDNA（rRNA基因） 的袢环称为一个核仁组织者 (nucleolar organizer)。
核膜
核仁
人类rDNA分布在 10条染色体上，分 别是13、14、 15、 21、22号。它们共 同构成的区域称为 核仁组织区。
细胞生物学 第八章 细胞核
第八章细胞核核质比：用于表示细胞核的相对大小，即细胞核与细胞质的体积比。
核膜：又称核被膜，是细胞核与细胞质之间的界膜，主要化学成分是蛋白质和脂类，将细胞分为核与质两大结构与功能区域：DNA复制、RNA转录与加工在核内，蛋白质翻译在胞质。
细胞核：细胞核是遗传信息储存、复制和传递以及核糖体大小亚基组装的场所，在维持细胞遗传信息稳定性及细胞增殖、生长、分化、衰老和死亡等生命活动中起指挥控制中心的作用。
外核膜：核膜中面向胞质的一层膜，与糙面内质网相连接。
外表面有核糖体附着，可进行蛋白质的合成。
外核膜与细胞质相邻的表面可见中间纤维、微管形成的细胞骨架网络，这些结构的存在起固定细胞核并维持细胞核形态的作用。
内核膜：与外核膜平行排列，表面光滑，无核糖体附着，核质面附着一层结构致密的纤维蛋白网络，称为核纤层，对核膜起支持作用。
核纤层：是位于内核膜内侧与染色质之间的一层由高电子密度纤维蛋白质组成的网络片层结构。
在细胞分裂中对核膜的破裂和重建起调节作用。
核周隙：内、外层核膜在核孔的位置互相融合，两层核膜之间的腔隙即核周隙，与糙面内质网相通，内含有多种蛋白质和酶类。
核孔：在内外核膜的融合之处形成的环状开口。
核孔复合体：是镶嵌在内外核膜上的篮状复合体结构，包括胞质环，核质环，辐和中央栓四个部分，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，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亲核蛋白的核输入，又介导RNA、核糖体亚基等的核输出。
胞质环：位于核孔复合体结构边缘胞质面一侧的环状结构，与柱状亚单位相连，环上对称分布8条短纤维，并伸向细胞质。
核质环：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。
核篮：核质环上纤维末端形成一个由8个颗粒组成的直径约60nm的小环，构成捕鱼笼似的结构称核篮。
辐：是由核孔边缘伸向中心的结构，呈辐射状八重对称分布，把胞质环、核质环和中央栓连在一起。
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核膜
核膜的化学组成（与内质网相似）
1、蛋白质（65%~75%）：组蛋白，基因调节蛋白，聚合酶，RNA酶，电子传递有关的酶等
2、脂质：不饱和脂肪酸、脂肪酸含量较低、胆固醇、甘油三酯含量高
核膜的结构（有两层平行但不连续的非对称性单位膜）
1、外核膜与粗面内质网相连续
2、内核膜表面光滑包围核质
3、核周隙为内外核膜之间的缓冲区
4、核孔及核孔复合体是由多种蛋白质构成的复合结构
5、核纤层是紧贴内核膜的纤维蛋白网
功能：1、核纤层在细胞核中起支架作用
2、核纤层与核膜崩解与重建密切相关
3、核纤层与染色质凝集成染色体关系密切
4、核纤层参与DNA复制
核膜的功能
1)核膜为基因表达提供了时空隔离屏障（核膜的区域化作用使转录和翻译在空
间上分离，使基因表达的调控过程更精确、更高效。
）
2)核膜参与蛋白质的合成
3)核膜控制着细胞核与细胞质之间的物质交换
被动扩散：水分子和一些离子如K+、Ca++、Mg++、Cl++等，以及一些小分子如单糖、双糖、氨基酸、核苷酸、低分子量蛋白等自由通过核被膜。
主动运输：（核定位信号介导）耗能双向性高度选择性饱和性
核定位信号
●NLS是存在于亲核蛋白内的一些短的4~8氨基酸组成的短肽段，富含碱性氨
基酸残基，如Lys、Arg，Pro。
●NLS的氨基酸残基片段可以是一段连续的序列，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，在指导完成核输入后并不被切除。
●NLS只是亲核蛋白入核的一个必要条件而非充分条件
●需要与NLS受体—输入蛋白及RanGTP酶共同参与入核转运
染色质和染色体
染色质的化学组成
指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA（1:1:0.5-1.5 :0.05 ）组成的线性复合结构, 是间期细胞遗传物质存在的形式，可被碱性染料染色。
真核功能性染色体DNA的三个必需序列
复制源序列：自主复制DNA序列
着丝粒DNA序列：姐妹染色单体连接部位、形成着丝粒，分裂时姐妹染色单体从着丝粒分离，保证染色体的平均分配。
端粒DNA序列：保证DNA分子两个末端复制的完整性
组蛋白与非组蛋白
组蛋白（H1、H2A、H2B、H3和H4）特点：
1）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，可以和酸性的DNA紧密结合（非特异性结合）。
2）组蛋白的合成是在细胞周期的S期与DNA合成同时进行的。
3）乙酰化和磷酸化组蛋白降低组蛋白与DNA的结合，从而有利于转录的进行。
4）甲基化则可增强组蛋白和DNA的相互作用，降低DNA的转录活性。
非组蛋白特点
1)非组蛋白是指细胞核中组蛋白以外染色质结合蛋白的总称，含有天门冬氨
酸、谷氨酸等酸性氨基酸，带负电荷的蛋白质。
2)数量少而种类多，它不仅包括以DNA作为底物的酶，也包括作用于组蛋白
的一些酶，如组蛋白甲基化酶。
此外还包括DNA结合蛋白、组蛋白结合蛋白和调控蛋白。
3)非组蛋白是真核细胞转录活动的调控因子，与基因的选择性表达有关。
非组
蛋白也可以被磷酸化，并被认为是基因表达的调控的重要环节。
4)构建成染色质的高级结构时起组织作用，
常染色质与异染色质
常染色质：在间期细胞核中结构松散、碱性染料着色较浅的染色质。
螺旋化程度低，是有功能的染色质，能活跃地进行复制和转录。
在电镜下呈浅亮区，一般位于细胞核的中央。
1)常染色质一部分介于异染色质之间，也有一部分伴随核仁存在常以袢环形式
伸入核仁内。
2)多在S期早中期复制。
3)并非所有基因都具有转录活性,常染色质状态只是基因转录的必要条件而非
充分条件。
4)在染色体上一般位于染色体臂上，多主要是单一序列和中度重复序列。
异染色质：碱性染料染色时着色较深的染色质组分，结构紧密，其螺旋化程度较高，是转录不活跃的染色质，一般位于核的边缘，还有一些与核仁结合，构成核仁染色质的一部分。
结构异染色质：除复制期以外，在整个细胞周期均处于凝集状态。
特点：①在中期染色体上多定位于着丝粒区、端粒、次缢痕及染色体臂的某些节段；
②由相对简单、高度重复的DNA序列构成, 如卫星DNA；
③具有显著的遗传惰性, 不转录也不编码蛋白质；
④在复制行为上与常染色质相比表现为晚复制早聚缩；
⑤在功能上参与染色质高级结构的形成
兼性异染色质：在某些细胞类型或一定的发育阶段, 处于凝缩失活状态，其他时期松散为常染色质，如X染色质。
染色体的结构模型
1）染色质包装的多级螺旋模型
一级结构：核小体组成串珠链
二级结构：串珠链螺旋盘绕成螺线管
三级结构：螺线管进一步包装成为超螺线管
四级结构：超螺线管折叠形成染色单体
2)染色体的袢环模型
核小体链---螺线管---袢环---微带---染色单体
染色体的形态结构
1、着丝粒将两条姐妹染色单体相连
初级缢痕或主缢痕：在两条姐妹染色单体相连处，有一个向内凹陷的缢痕。
着丝粒：处于主缢痕的内部，是主缢痕的染色质部位，是染色单体中一段高度重复的DNA序列。
染色体四种类型：中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体、近端着丝粒染色体、端着丝粒染色体。
2、着丝粒-动粒复合体介导纺锤丝与染色体的结合
动粒是指由多种蛋白质组成的存在于着丝粒两侧的一对圆盘状结构。
是细胞分裂
时与纺锤丝微管附着的部位，与细胞分裂过程中的染色体运动密切相关。
着丝粒-动粒复合体：由着丝粒与动粒共同组成的一种复合结构，包括三种结构域：
–动粒域：位于着丝粒表面，支配染色体的运动和分离。
–中心域：位于着丝粒表面，是着丝粒区的主体，富含高度重复序列DNA，对复合体结构的形成和功能活性的维持有重要作用。
–配对结构域：位于中心域内表面，与姐妹染色单体的配对及分离关系密切。
3、次缢痕并非存在于所有染色体上
4、随体是位于染色体末端的球状结构
5、端粒是染色体末端的特化部分
作用：1）保证染色体末端的完全复制
2）在染色体两端形成保护性的帽结构
3）在细胞的寿命、衰老和死亡以及肿瘤的发生和治疗中起作用。
核仁
核仁主要成分：蛋白质、DNA、RNA
核仁的结构：电镜下，核仁是裸露无膜的、由纤维丝构成的海绵状结构。
一般认为核仁结构由以下3部分组成：
1、纤维中心（FC）是分布有rRNA基因的染色质区
2、致密纤维组分（DFC）包含处于不同转录阶段的rRNA分子
3、颗粒组分（GC）由正在加工的rRNA及蛋白质构成
核仁的功能
1)rRNA基因转录和加工的场所
2)核糖体亚基装配的场所
细胞核的功能
1)遗传信息的储存
2)遗传信息的复制（半保留、双向性、多起点、不连续性）
3)遗传信息的转录。