第一章细胞分裂与染色体行为
细胞分裂过程中染色体行为分析
细胞分裂过程中染色体行为分析细胞分裂是生物体生长和发育的基本过程之一，对于细胞分裂的研究可以揭示生命的奥秘。
细胞核中的染色体在细胞分裂过程中起到关键作用，通过染色体行为的分析，我们可以深入了解细胞分裂的机制和调控。
染色体是存在于细胞核中的可见结构，由DNA、蛋白质和RNA组成。
在细胞周期的S期，DNA会进行复制，在细胞进入有丝分裂或减数分裂之前，每个染色体都由两个姐妹染色单体组成，称为染色体二倍体。
细胞分裂的过程中，染色体经历一系列的行为，包括凝聚、对齐、分离和重组等。
在细胞有丝分裂的前期，染色质开始逐渐凝聚，松散的染色质变得更加紧密，并形成可观察到的染色体。
染色体于染色体核糖体复合体（nucleoprotein complex）的支持下，会首先由染色质凝结成块，称为染色质体。
随后，这些染色体将进一步凝聚，形成有明确形状和结构的染色体。
在细胞有丝分裂的中期，染色体会排列在细胞中心的一个平面上，称为纺锤体平面。
纺锤体是一种细胞器，由纤维蛋白组成，起到分离染色体的作用。
染色体通过纺锤体上的纤维连接到每一端，称为着丝粒。
这种排列有助于确保每个子细胞获得正确的染色体组成，从而维持基因组的稳定性。
在细胞有丝分裂的后期，染色体的着丝粒会分离。
纺锤体开始收缩，拉动连接在着丝粒上的纤维，导致姐妹染色单体分离到细胞的对称位置上。
这个过程中，着丝粒的移动速度和方向都受到细胞骨架的支持调控。
一旦姐妹染色体分离到不同的区域，纤维会收缩，将它们完全分离，使每个子细胞获得完整的染色体组。
细胞分裂的最后阶段是细胞质分裂，也称为胞质分裂。
在动物细胞中，胞质分裂通过一个复杂的过程完成，形成两个独立的细胞。
细胞质分裂是细胞分裂最后的步骤，因此也被称为细胞分裂的“结束”。
通过对细胞分裂过程中染色体行为的深入研究，科学家们发现了多个影响染色体行为的关键因素。
其中一个关键因素是蛋白质的作用。
蛋白质通过与染色体相互作用，调控染色体的凝聚、对齐、分离和重组。
遗传的细胞学基础(5)
后期 I(anaphase I, AI)
●纺锤丝牵引染色体向两极运动， 使得同源染色体末端脱开，一对 同源染色体分别移向两极。 ●每极具有一对同源染色体中的一 条(共有n条染色体)，使得子细胞 中染色体数目从2n减半到n。 ●此过程并不进行着丝粒分裂，没 有发生染色单体分离；每条染色 体都仍然具有两个染色单体，并 且由着丝粒相连。
(3)可能存在少量的RNA
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染色体的分子结构
贝克等(Bak AL, 1977)：染色体四级结构模型理论能够在一定程 度上解释染色质状态转化的过程
1. 核小体+连接丝 2. 螺线体(solenoid) 3. 超螺线体
(super-solenoid) 4. 染色体
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染色体的分子结构
串珠模型：染色质的基本结构单 位是核小体、连接丝(linker) 。每 个基本单位约180-200个核苷酸 对(碱基对, bp-base pair)。 ●核小体(nucleosome), 又称纽体 (-body)(约11nm)。 ●组蛋白：H2A、H2B、H3、H4四 种组蛋白各两分子的八聚体，直 径约10nm。 ● DNA链：DNA双螺旋链盘绕于 组蛋白八聚体表面1.75圈，约合 146bp. ●连接丝是长50～60bp的DNA， 与组蛋白H1结合。
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染色体的分子结构
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么么么么方面
• Sds绝对是假的
染色体形成过程中长度与宽度的变化
第一级 DNA 第二级 核小体 第三级 螺线体 第四级 超螺线体
宽度增加 长度压缩
核小体
5倍
7倍
螺线体
3倍
6倍
超螺线体
13倍
40倍
染色体
2.5-5倍
《遗传学》教学大纲(生物技术专业)
《遗传学》课程教学大纲适用专业：高职应用生物技术总学时：72学时１．课程的性质和任务：遗传学是研究生物遗传和变异的科学，它直接涉及生命起源和生物进化的机理，是生物科学中一门十分重要的理论科学，也是一门紧密联系生产实际的基础科学。
在高等农林院校的教学计划中，遗传学被列为一门重要的专业基础课程，是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础。
同时，遗传学对医学和人民保健等方面都有着密切的关系。
因此，不论在理论研究上或在生产实践上，遗传学都日益显示出十分重要的作用。
遗传学研究的任务在于：阐明生物遗传和变异的现象及其表现特征，深入探索引起遗传和变异的原因及其物质基础，揭露其内在的规律，从而进一步指导人们能动性地改造生物，造福人类。
简言之，遗传学的研究，就是要不断地认识生物遗传和变异的客观规律，从而进一步能动地运用这些规律于生产实践，促使生物朝着对人类生活有益的方向发展和进化。
２．教学基本要求：根据《遗传学》课程的特点，结合本校本专业的实际情况，要求以理论教学（即课堂讲授）和实验相结合的教学方式完成该课程的教学任务。
重点讲授基本概念、基本原理和基本方法，有关《遗传学》的重要理论以交待清楚为宜，同时能较系统、较全面地向学生简要介绍一下《遗传学》的进展和应用前景则效果更好。
讲授要求重点突出，条理清晰，层次分明，详略得当。
为了督促学生能更好地复习和巩固所学的知识，应适当布置一些必要的课后作业，以加深同学们的理解和记忆，增强学生分析问题和解决问题的能力。
实验和实习环节是不可缺少的，通过参加一定的实验和实习，能进一步提高学生对遗传理论的认识和理解，培养和锻炼学生的动手能力和实践技能。
通过以上各个教学环节的实施，要求学生能够运用所学知识解释或说明一般的遗传学现象和遗传学规律，对进一步学好《育种学》及相关学科打下一个坚实的理论基础。
３．理论教学内容：绪论教学目的和要求简要介绍《遗传学》课程的性质、研究对象及任务，要求学生对《遗传学》的发展历史以及《遗传学》在科学试验和生产实践中的地位有一个明确的认识。
染色体与细胞分裂
细胞分裂与细胞周期
配合课本 P.20
生物体的发育与生命的维系需仰赖周而复始 的细胞分裂。 细胞分裂可使遗传讯息精确的传递。 从一个新细胞产生至下一次细胞分裂完成的 过程称为细胞周期。
细胞周期
配合课本 P.20
细胞生长与分裂的过程。主要分两时期： 间期 ：细胞生长与准备细胞分裂。 细胞分裂期： 细胞核分裂（真核细胞）：
体染色体与性染色体
人类具有 23 对染色体， 依照大小编号，并编制 成染色体核型图。
1～22 号为体染色体 第 23 号男性与女性 不同，为性染色体
配合课本 P.19
人类男女性染色体的区别
配合课本 P.19
性染色体中 女性有两个 X 染色体。 男性有一个 X 染色体 与一个 Y 染色体。
性染色体与性别
基因与染色体
配合课本 P.28
遗传的染色体学说 洒吞与巴夫来认为“染色体是传递遗传讯 息的构造”；基因应该位于细胞核内的染 色体上。
基因与染色体
配合课本 P.28
遗传的染色体学说【推论过程】
亲代透过精子与卵的结合产生子代，并藉 此将亲代的性状遗传给子代 推测基因必位于精子与卵之内。
亲代性别互换并不影响遗传结果，因此精 子与卵对遗传的贡献应是相等的。精子的 细胞质非常少，与卵相当的构造是细胞核 推测基因应位于细胞核内。
发生在配子（精子和卵）形成时。
配合课本 P.24
分裂开始前染色体同样会复制形成二分体， 接着连续进行两次的细胞分裂。
→减数分裂第一阶段、减数分裂第二阶段
产生 4 个子细胞，每个子细胞的染色体数目 为原来母细胞的一半。
减数分裂
配合课本 P.24
减数分裂第一阶段：
同源染色体互相配对形成四分体。 接着每对同源染色体彼此分离，分别进入 2 个子细胞。
细菌和真核生物细胞分裂和染色体行为的分子机制
细菌和真核生物细胞分裂和染色体行为的分子机制细胞是生命的基本单位，所有生物体都是由一个或多个细胞组成。
细胞分裂是一个复杂而精细的过程，其涉及到许多分子机制。
在细胞分裂期间，染色体必须被复制，分离，并最终被均匀地分配给新的细胞。
为了实现这一目标，生物体需要利用细胞周期来计时，引导分子复杂体在正确的时间和位置发挥功能。
本文将对细菌和真核生物细胞分裂和染色体行为的分子机制进行探讨。
一、细菌的分裂机制细菌是原核生物，其分裂机制与真核生物略有不同。
在细菌分裂过程中，染色体被复制和分离，并且细胞壁正在不断合成。
整个过程由细菌特有的分子机制控制，其中包括FtsZ、MinCDE等蛋白质。
FtsZ是一种细胞分裂必需的基本蛋白质，它形成环状结构，称为分裂环。
在细菌分裂早期，分裂环在细胞中心开始形成，然后扩散到两端，最终完成细胞分裂的过程。
在分裂环形成的同时，MinCDE蛋白质在细胞极地分散。
MinCDE蛋白可以抑制FtsZ环形成的位置，因此可以在极端抑制细胞壁构造形成的位置上创造出一个分割面。
二、真核生物细胞的分裂机制真核生物细胞分裂的过程可以分为有丝分裂和无丝分裂两种。
无丝分裂主要存在于原核生物中，而真核生物的细胞分裂通常是有丝分裂。
有丝分裂可以进一步分为四个阶段：前期、中期、后期和末期。
在有丝分裂的前期，细胞启动DNA复制过程。
这时，在准备分裂的细胞中，染色体变成了一组双倍体的染色体。
在前期结束时，每个染色体副本称为染色体或姐妹染色体，并位于细胞核中。
在中期，分裂丝形成，细胞核消失，染色体被分开，并开始向两端移动。
在后期，细胞重新形成核膜，并准备分裂。
在末期，细胞分裂，在细胞外消失。
分裂丝是有丝分裂过程中起关键作用的一种跨越整个细胞的蛋白质纤维。
这些纤维由纺锤体中的微管聚合而成，并依靠两个中心体来形成。
许多不同的蛋白质参与了纺锤体蛋白的形成和维护，这包括：动力蛋白、微管相关蛋白、运输蛋白、减数分裂蛋白等。
在有丝分裂过程中，染色体必须被复制、分离和分配。
细胞分裂过程中的染色体行为
细胞分裂过程中的染色体行为染色体是存在于细胞核中的一种结构，它们在细胞分裂过程中起着重要的作用。
细胞分裂是细胞生命周期中的一个重要过程，它包括有丝分裂和无丝分裂两种类型。
在细胞分裂过程中，染色体经历着一系列复杂的行为，如染色体复制、准备等离子体、排列、分离等。
本文将深入探讨细胞分裂过程中染色体的行为。
首先，在细胞分裂的前期，染色体的DNA会发生复制，形成两条相同的染色体旁线姐妹染色单体。
这个过程发生在细胞周期的S期，是为了确保每个后代细胞都包含相同的基因信息。
染色体复制后，每个染色体由两条相连的染色单体组成，被称为染色体姐妹染色单体。
这种染色体结构保证了每一个后代细胞都能继承到相同的基因组。
接下来，在细胞分裂的中期，染色体会准备进入细胞分裂的下一个阶段。
在这个过程中，染色体的姐妹染色单体被紧密地连接在一起，形成一个双螺旋结构的染色体。
这个过程称为染色体准备。
染色体准备的目的是为了保持染色体的稳定性，并确保它们能够正确地被分配给两个子细胞。
随后，在细胞分裂的后期，染色体会在细胞核区域排列成一个等距的线性结构，称为染色体支线。
这个过程称为染色体排列。
染色体排列是为了确保染色体能够正确地被分离到两个子细胞中。
细胞分裂的分离过程依赖于染色体内的纤维蛋白，它会与细胞骨架结合，将染色体分离到两个子细胞中。
最后，在细胞分裂的末期，染色体会分离并成为两个相互独立的结构。
这个过程称为染色体分离。
在细胞分裂的最后阶段，细胞质分裂成两个子细胞，每个子细胞都包含一组完整的染色体。
这种染色体的分离确保每个后代细胞都能获得正确的基因组。
细胞分裂过程中染色体的行为受到多种调控机制的控制。
这些调控机制包括有丝分裂激酶、微管运动蛋白和纺锤体蛋白等。
它们协调着染色体复制、准备、排列和分离等不同的行为，确保细胞分裂的顺利进行。
总之，细胞分裂过程中，染色体经历了染色体复制、准备、排列和分离等一系列复杂的行为。
这些行为确保了每个后代细胞都能够获得正确的基因组，并且保证了细胞的遗传稳定性。
实验报告细胞分裂与染色体行为的观察与分析
实验报告细胞分裂与染色体行为的观察与分析实验报告细胞分裂与染色体行为的观察与分析1. 引言细胞分裂是生物体维持生命和生物发育的基本过程之一，其中包括有丝分裂和无丝分裂两种类型。
细胞分裂过程中，染色体的行为对于细胞遗传信息的传递至关重要。
本实验旨在观察和分析细胞分裂过程中染色体的行为，以更深入了解细胞分裂的机制。
2. 材料与方法2.1 实验材料- 微生物学实验室配备的显微镜- 细胞培养培养基- 细胞培养皿- 活体细胞标本2.2 实验方法（根据实际实验内容编写）3. 观察结果（根据实际观察结果编写）4. 细胞分裂与染色体行为的分析4.1 有丝分裂过程有丝分裂是指通过丝状物质的纺锤体使染色体有序分离的细胞分裂过程。
在有丝分裂开始阶段的纺锤体形成中，细胞核内的染色体开始凝聚，逐渐呈现出条状结构。
纺锤体由纺锤丝和中心体组成，在纺锤体的引导下，染色体在细胞中心向两个极端移动，每个染色体的两条染色体单体分离，沿纺锤丝移动到细胞极端。
4.2 无丝分裂过程无丝分裂是指染色体在细胞质内直接分离的细胞分裂过程。
相对于有丝分裂来说，无丝分裂的分裂过程相对简单，需要的结构和物质较少。
在无丝分裂开始阶段，细胞内染色体的凝聚程度相对较低。
染色体逐渐在细胞中心线上排列，然后分离为两个具有相同遗传信息的染色体。
5. 结论通过本次实验，我们观察和分析了细胞分裂过程中染色体的行为。
有丝分裂和无丝分裂是两种不同的细胞分裂类型，不同的分裂过程中染色体的行为也有所差异。
在有丝分裂过程中，染色体通过纺锤体的引导向两个细胞极端进行分离；而无丝分裂过程中，则是染色体直接在细胞质内进行分离。
这些观察结果为我们进一步研究细胞分裂和遗传物质传递提供了重要的参考。
6. 参考文献（如果有引用的文献，请根据实际情况列出参考文献）注：本实验报告仅做示范，实际内容需要根据实验设计和实验结果进行编写。
细胞分裂过程中染色体行为的解析
细胞分裂过程中染色体行为的解析细胞分裂是生物体生长和繁殖的基础过程之一。
它通过不断的细胞增殖和分裂来实现。
而细胞分裂的过程中，染色体的行为变化是关键，它们在细胞核内起着重要的作用。
首先，让我们了解一下细胞分裂的两个主要阶段：有丝分裂和无丝分裂。
有丝分裂是有线虫，昆虫，植物和动物细胞中最常见的分裂方式。
这个过程包括一个较长的丝状期和一个较短的细胞分裂期。
而无丝分裂通常在原核生物中发生，它是细胞直接分裂成两个细胞的过程。
在有丝分裂的过程中，染色体的行为经历了几个关键的步骤。
首先，细胞在进入有丝分裂前进行了一轮DNA复制。
这意味着细胞核内的每个染色体都复制成为两条姐妹染色单体，它们通过一个特殊的连接点——着丝粒连接在一起。
在早期的有丝分裂期间，两条姐妹染色单体被纤维蛋白组成的着丝粒分为两组，每组一条姐妹染色单体。
这一过程被称为染色体分离。
接下来的中期是细胞分裂的高峰期。
此时，细胞核中的纺锤体形成并连接到每个着丝粒。
在后期的有丝分裂过程中，染色体在纺锤体的作用下开始移动。
纺锤体通过收缩微管将染色体定位在相对的两个极端。
当着丝粒到达细胞极端时，染色体会被分离，并形成两个分离的染色体组。
这一阶段被称为分裂。
最后，在细胞分裂期中，新的细胞壁形成，将两个分离的染色体组和细胞质分隔开，从而形成两个独立的细胞。
与有丝分裂相比，无丝分裂是一个相对简单的过程。
在无丝分裂中，染色体没有明显的可见形态改变。
这是因为无丝分裂没有纺锤体和着丝粒的参与。
相反，染色体直接分离，并通过一系列的化学信号来调控这一过程。
无丝分裂通常发生在原核生物中，如细菌和藻类。
细胞分裂过程中染色体的行为是由多种蛋白质和生物化学过程调控的。
例如，染色体的复制和分离需要多种酶的参与，它们能够识别和切割DNA，以确保准确的复制和分离过程。
此外，激素和信号分子也在调控染色体行为的过程中发挥重要作用。
一些激素和信号分子可以触发特定的化学反应，从而促进或抑制染色体的分离和移动。
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常染色质带有重要遗 传信息，间期活跃表 达。
异染色质晚复制、早凝缩， 间期通常高度螺旋化、紧 密卷缩；
常染色质间期处于松散状 态，染色质密度较低。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
根据细胞核和遗传物质的存在方式不同，细 胞生物又可以分为： 原核生物：细菌、蓝细菌等。 真核生物：原生动物、单细胞藻类、真菌、 高等动植物。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
一、原核细胞
细胞壁 细胞膜 细胞质 拟核 遗传物质聚集形成
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
《遗传学》
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
第一章 遗传的细胞学基础
第一节 细胞的结构和功能 第二节 染色体 第三节 细胞分裂与细胞周期 第四节 生物配子形成和受精 第五节 生活周期
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
第一节 细胞的结构与功能
根据构成生物体的基本单位，可将生物分为： 非细胞生物：具有前细胞形态的构成单位，包 括病毒、类病毒、朊病毒（有活性的蛋白质） 等； 细胞生物：以细胞为基本单位的生物。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
二、染色体的形态
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
、染色体的大小
物种间染色体大小差异 长度：μ 宽度：μ 同一物种染色体 宽度大致相同 长度差异较大
染色体识别
长度往往是区分同一 物种染色体的第一依 据：长→短。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
（二）染色体的结构模型
、染色体的单线性 未经复制染色体含一个染色单体； 一个染色单体含有一条线性无分支的染色线； 一条染色线含有一条双螺旋链。 间期分子通过半保留方式复制→两条完全相同 的分子。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
（二）染色体的结构模型
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
、细胞壁
由纤维素、半纤维素、果胶质等物质组成。 对细胞的形态和结构起支撑和保护作用。 使植物遗传研究、操作更困难。 尤其在细胞、亚细胞、分子水平 细胞壁的去除
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
、细胞膜
组成 磷脂双分子层蛋白质 内膜折叠形成内质网 膜结构的基本功能 提供生理生化反应场所、信息传递、能量传 递、代谢调控、细胞识别、癌变等。
异染色质在间期不解旋， 染色很深；
影响染色深浅因素：
常染色质在间期解旋松
链存在状态；
散，染色很浅；中、后 期卷缩，染色深。
链在的同密一度条。染色体上常染色质和异染色质经染色后
所表现出的这种差异称为异固缩现象。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
• 常染色质和异染色质比较
两者结构上连续，化学性 质没有差异。
形状、大小因生物、组织而异。 功能:遗传物质集聚的主要场所。 结构: 核膜、核液、核仁 染色质和染色体
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
、细胞核
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
第二节 染色体
研究染色体形态、结构与数目的意义 真核细胞核内遗传物质的存在、组织形式； 形态、数目是物种的特征； 染色体在世代间传递行为→基因的传递行为； 染色体的状态→遗传信息的状态。 染色体携带的基因各不相同 区分、识别同一物种（细胞内）各条染色体。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
、细胞质
构成成分 基质：蛋白质、脂肪、游离氨基酸和电解质 细胞器：线粒体、质体、核糖体、高尔基体等 遗传学重要强调的细胞器 线粒体和叶绿体：分别是有氧呼吸、光合作用场 所；含有，具有遗传功能→特殊的遗传规律。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
、细胞核
、染色体的结构 染色质线完全伸展时，其直径不过，而其长度 可达几毫米，甚至几厘米； 当它盘绕卷曲时，可以收缩得很短； 如人最长的一条染色体，分裂间期可伸展长达， 中期卷缩后仅为μ长，如何做到？
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
（三）异固缩现象
染色反应
染色质对碱性染料反应
染料分子与分子结合， 在光学显微镜下染料 显色。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
一、染色质和染色体
染色质（） 分裂间期核内能被碱性染料染色 的物质。 染色体（） 细胞分裂期，染色质卷缩而成 具有一定形态、结构（数目） 同一物质的不同形态。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
二、染色体的形态
观察时期： 细胞分裂中期染色体最粗最短、明显、稳定。 通常普通光学显微镜下可观察、并用于识别染 色体的形态特征主要有： 染色体的大小； 着丝粒的位置； 次缢痕和随体的有无及位置，等。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
、次缢痕和随体
次缢痕：除主缢痕外存在另一 个染色较淡的缢缩部位，通常 在短臂上。
随体：次缢痕外端圆形或略呈 长形的突出体。
次缢痕位置、随体遗传的细胞学基础（第一章）
三、染色体的组成及分子结构
（一）染色质的组成成分和基本结构 （脱氧核糖核酸）：左右 组蛋白：与结合的碱性蛋白 、、、和，比例大致为 结构稳定，与的含量比例大致相等 非组蛋白：可能与染色质结构调节有关
、着丝粒和染色体臂
着丝粒（点） 两条染色体交叉区域，细胞分 裂时纺锤丝附着该区域。 不被染色，呈现为一缢缩（无 色间隔）点→主缢痕 着丝粒所连接的两部分称为染 色体臂。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
、着丝粒和染色体臂
根据着丝粒位置、两臂相对长度（臂比）可将 染色体分为： 中间着丝粒→后期呈形 近中着丝粒→后期呈形 近端着丝粒→后期近似棒状 顶端着丝粒→后期呈棒状 颗粒状
二、真核细胞
（与原核细胞相比）
最根本区别：具有细胞核结构 具有核膜包被的细胞核、具有核仁； 遗传物质以染色体结构存在、活动。
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
动 物 细 胞 结 构
《遗传学》——遗传的细胞学基础（第一章）
真核细胞
细胞壁（Cell wall）(植物） 细胞膜（Cell membrane） 细胞质（Cytoplasm） 细胞核 (Nucleus )