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细胞生物学教案

第一篇：细胞生物学教案第八章细胞核与染色体第一节细胞核(nucleus)概述细胞核是储存遗传物质的场所，除成熟的植物筛管和哺乳类红细胞没有细胞核外，所有真核细胞都有细胞核。细胞核的主要包括：核被膜；②核仁；③核基质；④染色质；⑤核纤层:第二节核被膜与核孔复合体包在核外的双层膜结构。将DNA与胞质隔开，形成核内特殊微环境，保护DNA分子免受损伤；使DNA复制和RNA翻译表达在时空上分隔开来；此外染色质定位于核膜上，有利于解旋、复制、凝缩、平均分配到子核；核被膜还是核质物质交换的通道。一、核被膜1、外核膜：面向胞质，附有核糖体，并与RER相连，是RER特化部分。细胞骨架成分常与外核膜相连，起固定作用及维持细胞核形态2、内核膜面向核基质，与外核膜平行，表面光滑，无核糖体。内表面网络状纤维蛋白质:核纤层，支持核膜。3、核周间隙(perinuclearspace)：又称核周腔，是两层核膜间的空隙，宽20~40nm，腔内电子密度低，不含固定结构。核周隙与内质网腔相通两层核膜相互平行但不连续，常在某些部位融合形成环状开口，即核孔二、核孔复合体(NPC)核孔是核内外膜融合形成的开口，在核孔上镶嵌着一种复杂的结构：核孔复合体。所有的真核细胞其间期核上都存在NPC.活动旺盛的细胞中核孔数目多，反之少1、核孔复合体的结构:呈八角形，外径120nm，结构如fish-trap（捕鱼篓），包括①胞质环或外环:位于胞质侧，环上有8条纤维对称分布伸向胞质；②核质环或内环:位于核质侧，对称连有8条纤维，向核内伸入50-70nm，末端形成1个小环，小环也由8个颗粒构成，笼子状结构；③栓(plug)或转运器:核孔中央的一个栓状颗粒；④辐(Spoke):核孔边缘伸向核孔中央的突出物。2、核孔复合体与物质运输核孔是细胞核与细胞质间物质交换的通道双功能：被动运输(小分子物质自由扩散通过核孔进入核)和主动运输(信号识别与载体介导的过程,需ATP,并有饱和动力学特征.)双向：出核(核中合成的RNA、核糖体亚基通运到胞质)和入核(核蛋白在胞质合成，通过核孔定向输入核)转运三、核纤层:位于内核膜下方的一种纤维网络.由核纤蛋白单体组装起来的多聚体纤维核纤层的作用1.保持核的形态:是核被膜支架,用高盐、非离子去污剂和核酸酶去除大部分核物质,核纤层仍能维持核轮廓.核纤层与核骨架及穿过核被膜中间纤维相连,使胞质骨架和核骨架成一连续网络结构2.参与染色质和核的组装：核纤层在细胞分裂时呈周期性变化，在间期核中，核纤层提供了染色质在核周边锚定位点。在前期结束时，核纤层被磷酸化，核膜解体。B型核纤肽与核膜残余小泡结合，A型溶于胞质中。在末期，核纤肽去磷酸化重新组装，介导了核膜的重建第三节染色质一、染色质与染色体的概念染色质是指间期细胞核内由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成的线性复合结构，是间期细胞遗传物质的存在形式。染色体是指细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质聚缩而成的棒状结构两者的主要区别：不在于组成，而在于包装程度的不同二、染色质的化学组成染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白及少量RNA组成，DNA与组蛋白的含量比较恒定，非组蛋白含量随生理状态变化较大，RNA含量最少。（一）染色质DNADNA是遗传信息的携带者生物的遗传信息储存在DNA的核苷酸序列中，即DNA的一级结构。DNA的序列可分3种类型：单一序列、中度重复序列(101-5)和高度重复序列(>105)。DNA还存在丰富的二级结构，主要有3种类型：B-DNA、Z-DNA、A-DNA。生物基因组中的基因大体可分为两大类：1）非重复的编码DNA序列；2）中度重复序列：储存着选择性表达信息3)高度重复序列:(二)染色质蛋白质染色质蛋白负责DNA分子遗传信息的组织、复制和阅读.DNA结合蛋白主要包括两大类：1.组蛋白(与DNA非特异性地结合):组蛋白属碱性蛋白，富含带正电荷Arg，Lys等碱性aa，能够与带负电荷的磷酸基团作用,等电点一般都在Ph10.0以上，其含量恒定，真核细胞中有5种组蛋白，分为两类：一类是高度保守的核心组蛋白或核小体组蛋白,另一类是可变的连接组蛋白2.非组蛋白(与DNA特异性结合):与特异DNA序列结合的蛋白，又称序列特异性DNA结合蛋白。特性：①属酸性蛋白，带负电荷。是一类不均一蛋白,具组织特异性和发育阶段特异性②整个细胞周期都合成，而组蛋白只在S期合成;③能识别特异的DNA序列，识别信息在DNA本身，位点在大沟，识别与结合靠氢键和离子键。非组蛋白的功能是：①帮助DNA分子折叠，以形成不同的结构域，从而有利于DNA的复制和基因的转录；②协助启动DNA复制；③控制基因转录，调节基因表达。(三)染色质的基本结构-核小体:核小体是一种串珠状结构，由核心颗粒和连结线DNA两部分组成，三、染色质的包装