细胞核的结构
细胞核的结构和功能的知识点总结
细胞核的结构和功能的知识点总结一、细胞核的结构。
1. 核膜。
- 双层膜结构，将细胞核内物质与细胞质分开。
- 核膜上有核孔，核孔是大分子物质（如mRNA、蛋白质等）进出细胞核的通道，具有选择性。
例如，核内转录形成的mRNA可以通过核孔进入细胞质，细胞质中的某些蛋白质（如组成染色体的组蛋白等）可以通过核孔进入细胞核。
2. 染色质。
- 主要由DNA和蛋白质组成，是极细的丝状物。
- 在细胞分裂时，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染色体。
染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。
- 染色质中的DNA是遗传信息的载体，蕴含着细胞的遗传信息，这些遗传信息决定了细胞的结构和功能，也决定了生物个体的性状。
3. 核仁。
- 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
在细胞有丝分裂过程中，核仁会周期性地消失和重建。
例如，在细胞分裂前期，核仁逐渐解体；在末期，核仁又重新出现。
4. 核液（核基质）- 是细胞核内的液体部分，含有多种酶等物质，为细胞核内的代谢活动提供了液体环境。
二、细胞核的功能。
1. 是遗传信息库。
- 细胞核中的染色质（体）含有DNA，DNA分子携带了大量的遗传信息。
这些遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。
例如，在细胞分裂过程中，亲代细胞的染色体经过复制后平均分配到两个子细胞中，使得子细胞获得了与亲代细胞相同的遗传物质。
2. 是细胞代谢和遗传的控制中心。
- 通过控制酶和蛋白质的合成来控制细胞的代谢过程。
例如，细胞核中的基因通过转录形成mRNA，mRNA进入细胞质后指导蛋白质的合成，而酶大多是蛋白质，这些酶可以催化细胞内的各种化学反应，从而控制细胞的代谢。
在细胞的生长、发育、衰老和凋亡等生命活动过程中，细胞核都起着关键的控制作用。
细胞核和核孔的结构和功能分析
细胞核和核孔的结构和功能分析细胞是所有有机体的基本单位，而细胞核则是细胞中最重要的器官之一。
细胞核是控制细胞生命周期和遗传信息传递的中心，其中包括细胞减数分裂、正常生殖和细胞生长过程中的DNA复制和修复。
与细胞质相隔离的细胞核需要通过一种特殊的结构来完成信息传递，这就是核孔。
本文将重点分析细胞核和核孔的结构和功能。
细胞核的结构细胞核主要由核膜、核质和染色体三部分组成。
核膜是由脂肪、蛋白质和其他结构基元组成的双层膜，与核质相隔离。
核质是指核膜内，不包括染色体的胞质。
染色体是细胞核中最著名的结构之一，由DNA和连接蛋白组成，能够容纳有关生物体遗传信息的所有信息。
除此之外，细胞核中还有核仁、核糖体和核蛋白质。
核仁是一种与核质分离的有机体，含有多种RNA和蛋白质，能够促进核糖体运作。
核糖体则是由RNA组成的复合体，用于蛋白质的合成。
核蛋白质则是一种储存在核质中的蛋白质，与DNA结合起来，以支持染色体的紧密排列和DNA的有序分离。
细胞核的功能细胞核起到控制细胞生命周期和遗传信息传递的中心作用。
细胞核能够通过染色体，从而控制遗传信息的传递和转录。
遗传信息传递细胞核在细胞分裂中发挥着重要的作用。
在有丝分裂中，所有的染色体都被复制，并在细胞核中按照一定的激素被有序地排列起来。
在细胞减数分裂中，染色体则被分割成单倍体亚基和普通染色体，并按照一定的遗传方式配对。
转录与RNA合成细胞核内储存有蛋白质所需的基因信息。
通过mRNA转录和在核内生成的tRNA和rRNA合成，这些遗传信息被转录成蛋白质，进而支持所有细胞的生长和复制。
细胞核的结构与功能细胞核的结构与功能密切相关。
核膜限制了物质进出，控制了细胞核内外环境的差异。
细胞核的其他组成部分如核仁和核糖体也具有特定的功能，可完成核糖体和核蛋白质的合成，促进DNA 的复制和染色体的分离。
核孔的结构和功能核孔是细胞核与细胞质之间的关键通道，是控制内外物质交换和信息传递的媒介。
细胞核的结构和功能PPT课件
第3节 细胞核的结构和功能
问题探讨：
讨论：克隆牛的
性状与母牛乙几 乎是一模一样的， 这说明了什么?
说明克隆牛的性状是 由 细胞核 决定的。
母奶 牛乙
体细胞核
早期胚胎 代孕母 黄牛丙
母奶 牛甲
重组细胞
去核的卵母 细胞
克隆牛
真核细胞绝大多数只有一个细胞核，但是也有例外
哺乳动物成熟的红细胞（无核） 高等植物成熟筛管细胞（无核）
形 伞
②伞帽形态差异明显 ；
藻
③不同伞藻间易嫁接,再生能力强。
资 料 4 ： ① 伞藻嫁接实验
菊花形帽
伞形帽
帽 讨论：
①伞帽的形状由假根决定还是由伞柄决定？
柄
假根决定伞帽形状 ②该实验是否有对照？
既有相互对照，又有自身前后对照。 假根 ③能否得出“伞帽的形状由细胞核决定”
甲
乙
伞藻嫁接实验
这一结论？为什么？ 假根中细胞质也有可能决定了伞帽的形状。 ④要证明“伞帽的形状由细胞核决定”需
核膜
核仁 染色质
核孔
细胞核立体结构模式图
细胞核平面结构模式图
核①膜
1.成分： 主要是脂质和蛋白质
2.结构： 双层膜，有核孔
核膜外膜上附着有核糖体，常与 内质网 相连。
3.功能：①屏障作用，把核内物质与细胞质分开 ②选择透过性,小分子（氨基酸等）进出 细胞核的通道
外膜 内膜
核孔结构模型
核②孔
1.位置： 在核膜上 2.功能： ①实现核质之间频繁的物质交换 和 信息交流。
胚胎细胞
去核
美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核 控制的
核 移
植 重组细胞
卵细胞 2.实验是否严谨？应该如何补充？
细胞核的结构和功能
细胞核的主要功能
• 遗传物质储存和复制的场所 • 细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心
变形虫实验
切成两半的变形虫，有核部分能继续生活，无 核部分死亡。如果在去核后3天，再将无核部分 植入新核，这个变形虫生活正常。这个实验说 明什么问题？
1、组成染色质和染色体的主要物质是： 〔 B 〕 （A）DNA和RNA； （B）蛋白质和DNA； （C）蛋白质和RNA； （D）DNA和脂类。
铂涛 麗枫 希岸 潮漫,非繁城品,希尔顿欢朋
会儿，说话办事也愈发地成熟稳重，德妃打心眼儿里高兴极咯。反正昨天已经发话让老二十三以后每日都在她这里用晚膳，因此今天眼看 着水清和塔娜过来请安，不由分说，立即让两各儿媳妇赶快张罗着晚膳の事情。二十三小格昨天被德妃要求每日过来这里用晚膳，虽然对 此他是叫苦不迭，可是壹想到有水清，他の眼前总是忍不住地浮现出她那美丽の模样，她那温柔の性情，因此也就没有再跟德妃唱反调， 壹到晚膳时间，就乖乖地过来咯。王爷则是出于不想打扰德妃用膳の原因，因此这壹路上总是尽量避免用膳时间请安，或是之前，或者之 后。刚刚在皇上那里忙完安顿事宜の时间是不早不晚，正好赶上晚膳时间，因此他就先回咯自己下榻の院子。王爷回来の时候，玉盈正在 院子里收拾他们壹行人の物品。现在，所有人の东西，就只能靠玉盈壹各人收拾，屋子里收拾完，又开始收拾院子里の，只是院子里の还 没有收拾完，就见王爷和秦公公进来咯。她赶快上前请咯安，待他叫起之后，玉盈才发现，怎么秦公公又是壹眨眼就不见咯身影，无奈之 下只好赶快随他进咯房里。奉过茶之后，还不待他开口吩咐，玉盈就自顾自地打开咯食盒。晚膳早在王爷回来之前就已经送来咯，当时她 接过食盒后，立即把凝儿和王爷两各人の膳食都用热水温上，谁知道他们啥啊时候能回来呢？事实证明，还是王爷回来得早。于是她奉过 茶之后，也没有询问他，就直接将食盒摆到桌子上，壹直伺候到他用完晚膳。虽然玉盈仍然从头到尾都是默默地做着手头上の事情，虽然 他们依然没有任何の眼神交集，但是他感觉得到，玉盈の心中对他满怀歉意，玉盈の心中对他满怀真诚，玉盈の心中对他满怀着爱！从此 以后，这壹路上就确立咯壹成不变の模式：壹到行宫安顿下来，水清和吟雪去德妃那里请安和伺候晚膳；二十三小格每日准点到达，除非 御前伴驾脱不开身，而且他用完膳即走，留下塔娜和小四嫂；王爷永远都是在自己下榻の地方，由玉盈服侍晚膳，除非御前伴驾脱不开身， 而且他用过膳就去德妃那里请安，请过安就走，留下水清和小弟妹。第壹卷 第248章 美景经过半各多月の漫漫长途跋涉，御驾壹行终于 抵达咯此行目の地：塞外。这是水清第壹次来到草原，也是她壹生中唯壹の壹次。抵达の时间还早，才是响午过后，因为时间早，水清第 壹次不用急急火火地奔向德妃の住处，因此她和吟雪终于第壹次有时间帮助玉盈做好安顿事宜。玉盈哪里舍得水清做这些，而且壹会儿她 还要去服侍德妃娘娘，现在应该抓紧时间好好休息。可是水清心疼姐姐壹各人要做这么多事情，又由于是长期驻扎，需要将行囊全部拆散， 分门别类归置，这壹番大动作下来，就像是重新置办壹各新家似の，事情源自死亡 死亡植入新核
细胞核的结构与功能.
二、细胞核的形态
核仁经常出现在间期细胞核 中，它是匀质的球体，其形状 、大小、数目依生物种类，细 胞形成和生理状态而异。核仁 的主要功能是进行核糖体RNA 的合成。
三、细胞核的数量
通常情况下，大多数生物体细胞中都是一个；有
的没有：如哺乳动物成熟的红细胞；有的多个：如草 履虫等原生植物。 人的骨骼肌细胞中细胞核可达数百个。
四、细胞核的功能
（二）细胞遗传性和细胞代谢活动的控制中心。 遗传物质能经复制后传给子代，同时遗传物质还必 须将其控制的生物性状特征表现出来，这些遗传物质绝 大部分都存在于细胞核中。所以，细胞核又是细胞遗传 性和细胞代谢活动的控制中心。
对细胞核功能的较为全面的阐述应该是：细胞 核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
核是存在于真核细胞中的封闭式膜状胞器，内部含有细 胞中大多数的遗传物质，也就是DNA。这些DNA与多 种蛋白质，如组织蛋白复合形成染色质。
一、细胞核的结构
细 胞 核 结 构 模 式 图 Nhomakorabea一、细胞核的结构
细 胞 核 亚 显 微 结 构
二、细胞核的形态
真核细胞的细胞核一般为球形或卵圆形。原核细胞
的细胞无定形的细胞核，只有一团核物质，称为拟核或 核质体。
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三、细胞核的数量
四、细胞核的功能
（一）遗传物质储存和复制的场所。 从细胞核的结构可以看出，细胞核中最重要的结构
是染色质，染色质的组成成分是蛋白质分子和DNA分子
，而DNA分子又是主要遗传物质。当遗传物质向后代传 递时，必须在核中进行复制。所以，细胞核是遗传物储 存和复制的场所。
四、细胞核的功能
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细胞核的结构
细胞核的结构
细胞核的结构包括核膜、染色质、核仁、核基质等物质。
1.核膜：包裹在细胞核的表面，是分隔细胞核和细胞质的界膜，是细胞核与细胞质进行物质交换的通道，也起保护细胞核的作用。
2.染色质：由DNA和蛋白质组成，其中包含了机体的遗传物质，它还可以在分裂期的时候转化为染色体，染色体和染色质是细胞核内同一物质在细胞周期不同时相的不同表现形态。
3.核仁：是真核细胞间期核中出现的一种结构，在细胞分裂期表现出周期性的消失和重建，核仁的形状、大小、数目、依生物的种类、细胞的形态和生理形态而异，核仁主要是rRNA合成、加工和核糖体亚基的装配场所。
4.核基质是核中染色质与核仁以外的成分，包括核液与核骨架两部分。
细胞结构是人体重要的组成结构，如有身体不适，建议在正规医疗机构及专业医生指导下进行规范诊治。
细胞核的结构和功能
基因敲除和敲入：利用细胞核技术可以实现对特定基因的敲除或敲入，研究基因的功能 和作用机制。
细胞培养和繁殖：细胞核是细胞遗传信息的关键部分，通过细胞核技术可以实现细胞的 体外培养和繁殖，用于药物筛选、疾病治疗等领域。
基因编辑和改造：细胞核技术可以实现基因的精确编辑和改造，如CRISPR-Cas9等基因编 辑技术，可用于治疗遗传性疾病、发展新品种等方面。
05 细胞核的未来研究展望
细胞核结构与功能的新发现
细胞核内的新分子机制发现，有助于更深入理解细胞核的功能。 细胞核结构与基因表达的关联研究，有助于揭示基因调控的奥秘。 细胞核重塑在疾病发生发展中的作用研究，为疾病治疗提供新思路。 细胞核在干细胞分化中的作用研究，有助于实现干细胞治疗和再生医学。
染色质
染色质是细胞核内由DNA和蛋白质组成的细丝状结构 它决定了细胞的遗传特性，对细胞的分裂和分化起着重要作用 染色质由DNA和组蛋白组成，其中组蛋白对DNA进行包裹和保护 染色质在细胞分裂过程中会发生浓缩，形成染色体
核仁
核仁是细胞核 中呈圆形或椭
圆形的结构
核仁内含有核 糖核酸(RNA)
和蛋白质
03 细胞核与疾病的关系
肿瘤细胞中细胞核的变化
肿瘤细胞中细胞核形态异常 染色质结构紊乱 染色体数目和结构异常 基因表达异常
细胞核异常与遗传性疾病
细胞核是遗传信息的储存和复制场所，对细胞的生长和发育起着至关重要的作用。
当细胞核出现异常时，可能导致遗传性疾病的发生，如唐氏综合征、威廉姆斯综合征等。
基因表达调控
基因转录：细胞核 作为RNA聚合酶 的场所，控制基因 转录的起始和终止
细胞核的结构和功能1
原核细胞的基本结构
(没有由核膜包围的细胞膜)
1.大小:直径一般为1~10um
支原体:0.1~0.5um
2.细胞壁: 糖类与蛋白质结合的化合物 细胞膜: 蛋白质分子、磷脂分子
3.细胞质: 只有核糖体一种细胞器
4.拟核:遗传物质储存和复制的场所 没有染色体
按细胞结构给生物的分类
1、无细胞结构生物：病毒 如：噬菌体、烟草花叶病毒
A 细胞壁
B 细胞膜
C 线粒体
D 核酸
3、原核细胞的细胞质中具有的细胞器是 ( D )
A 高尔基体 B 线粒体和叶绿体 C 内质网 D 核糖体
4、下列结构中不属于细胞器的是 ( C )
A、液泡
B 核糖体
C 核仁
D 内质网
課外延伸：
将一黑色公绵羊的体细胞核移入到一白色绵羊去除细
胞核的卵细胞中，再将此细胞植入一黑色母绵羊的子
染色质 螺旋化
(细丝状) 解 旋
染色体
(短粗状)
关系:染色质与染色体是同一物质在 不同时期的两种形态.
事实一
英国的克隆绵羊“多莉” 是将一只母羊卵细胞的细胞核除 去，然后，在这个去核的卵细胞中，移植进另一个母羊乳 腺细胞的细胞核，最后由这个卵细胞发育而成的。“多莉” 的遗传性状与提供细胞核的母羊一样。
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DNA、染色质和染色体
？
大量蛋白质
？
30nm染色质纤维
串珠状纤维 (核小体)
连接段DNA
核小体组成：
组蛋白八聚体核心 (H2A,H2B,H3,H4)X 2 + 核心DNA链1.75圈(146bp) + 连接段DNA(0-80bp) 平均DNA长度=200bp
核小体核心粒
核心DNA
DNA分子经此包装缩短 （5cm→2cm）
核膜
核膜电镜照片
return
核膜的出现给细胞带来什么样的好处和 什么新的问题？
核膜的作用
在细胞进化的过程中出现新的区室－核
1、分隔核、质，保护DNA分子不受损伤 2、分隔核、质，使基因的转录和翻译发生在时间和空间
上得以分离
细胞核
细胞质
核孔冰冻蚀刻照片
核孔（Nuclear pore）
核孔：核膜上的孔洞，为内、外层核膜融合形成，
第二节 染色质和染色体
chromatin & chromosome
光 镜 下 骨 骼 肌 细 胞 核 （ 苏 木 素 染 色 ）
透 射 电 镜 下 超 薄 切 片 核 内 染 色 质
电镜下呈纤维状的染色质
一、染色质和染色体的形态 morphology
•光镜下能被染料显示，但形态结构不可见－染色质 (chromatin) •透射电镜观察，超薄切片上呈点状、块状
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2. 核小体核心组蛋白尾部帮助把相邻核小体 拉在一起的可能方式:
H2A、H2B、H3、H4四个亚基的肽链尾部伸出，与 相邻核小体发生作用
将核小体结构包装成30nm纤维
1. 2. H1 组蛋白 核小体组蛋白的尾部
两种力量均使得相邻核小体被拉在一起, 并折叠成直径30nm的规则结构
DNA分子经此包装缩短 （2cm→0.1cm）
＃18染色体（红色）和＃19 染色体（青色）各两份拷贝 在核内分别占据相对独立的 区域
染色体上两个位点（染成黄色和红 色）附着于核被膜内面的核纤层上 （绿色显示核纤层蛋白）
核纤层的作用
1、在间期对核膜起支撑作用。
2、在分裂期调控核膜的解离和重新装配。 3、为间期染色质提供锚定位点，为分裂期染 色体提供构建附着的位点。
非组蛋白
• 总量远少于组蛋白，种类繁多 • 能识别特异DNA序列并与之结合 序列特异性DNA结合蛋白 • 功能各异： - 参与染色体构建 - 启动DNA复制 - 调控基因转录
将30nm纤维包装成更高级结构的方式： 襻环和螺旋化
DNA分子经此包装缩短 （ 0.1cm → 5μm ）
袢环--间期染色质包装成染色体的方式
核－质间物质交流的主要途径
核孔复合体：一组蛋白质颗粒以特定的方式排列在核孔 周边的膜上，形成复合体，调节孔的大小以及物质的进 出。
负超 染薄 切 片
核 孔 复 合 体 电 镜 照 片
核质环
核孔复合体的作用
使核－质之间既有分隔又有沟通
含水的、选择性的、双向通道
1、分子质量小于5,000Da (直径9nm) ，自由扩散进出核 孔。 2、更大的分子(直径9-25nm), 依靠核孔复合体介导的主
第四章 细胞核nucleus
第一节 核被膜 第二节 染色质和染色体
第三节 核仁 第四节 遗传物质的复制 第五节 遗传信息的表达
原核细胞
真核细胞
内膜包括核膜的出现
第一节 核被膜(核膜)
nuclear envelope (nuclear membrane)
染色质
核仁
核孔
核纤层 核被膜
核纤层
核孔
DNA、RNA、蛋白质三者之间有什么关 系？（它们在细胞各自具有什么作用？）
•人的体 细胞中有多少个DNA分子？每 个分子平均有多长？ •DNA存在于哪里 ？以何种形式存在？
细胞核 nucleus
核膜电镜照片
细胞核是一个动态的结构
细胞进化的里程碑，发现最早、认识最少的细胞器
1674年发现，1831年定名，认识逐步深入，仍有许多谜团
－异染色质（heterochromatin）：核膜下、核仁周围及核内 散在，高电子密度
－常染色质（euchromatin） ：异染色质之间的浅染区域
着丝粒
扫描电镜下分裂中期染色体
染色质在间期核中以较为伸展的形式存在，
在分裂期则以高度紧缩的形式存在。
两者之间的区别主要在于包装程度不同，反 映了它们处于细胞周期不同阶段的典型形态。
组蛋白
• 分子量小，含大量带正电氨基酸（精/赖），能中
和DNA所带负电荷
• 分成5种两类： H1，H2A，H2B，H3，H4 • 组蛋白主要功能：－参与染色质、染色体的构建 －调节基因的转录
back
核小体包装成30nm纤维的两种可能模式
1. 组蛋白H1帮助把相邻核小体 拉在一起的可能方式
பைடு நூலகம்
H1核心结合于核小体DNA上, 两臂与相邻核小体上的H1作用
动运输进出。 （消耗能量, 并需要分子上的信号）
核纤层
Nuclear lamina
高等真核细胞内层核膜下
由纤维蛋白构成的网络壳层
纤维状 核纤层
核仁
电镜照片显示核纤层
细胞质
外层核膜 膜蛋白
核周间隙
内层核膜
细胞核 染色质纤维 核纤层蛋白
•间期核是分区的
• 每条染色体在核中各自占据一定的区域， 有特定的位置 •染色体相对分隔的位置是通过染色体 上特异位点附着于内层核膜（核纤层） 来维持的
核型
全套染色体按序 排列，用以分析 染色体数目和形 态
带型
荧光或其他染料显 示特异的明暗相间 的条带，用以逐一 识别染色体并排序
chemical components & double helex
DNA 组蛋白 非组蛋白 RNA 49％ 49％ 少量 极少量
(一) DNA（双螺旋） 染色质或染色体 (二)染色体蛋白质 1. 组蛋白 2. 非组蛋白
多个层次的包装：
• 串珠样结构-核小体nucleosomes • 30nm纤维 (30nm fiber) • 球状结构 (global structure) 意义: 1.使纤长的DNA双螺旋分子经反复折叠而大大缩短（5cm→5μm）
（普遍存在）
30nm纤维以非组蛋白为骨架，折叠成一系列袢环。
30nm纤维在DNA转录和复制时，以袢环为单位
发生松解，伸展成串珠状纤维或DNA双螺旋
中期染色体经特殊 处理显示袢环
分裂中期染色体: 在袢环基础上 进一步折叠、 紧缩和螺旋化， 需要condensin 等许多蛋白质
三、染色体分子的包装 The package of a chromosome