内容正文:
2.4细胞核是生命活动的控制中心
细胞核是真核细胞特有的细胞结构。一般来说,大多数细胞都是单核的,但也有细胞具有多个核(如:草履虫)!此外,在某些成熟的细胞中,不再存在细胞核(如:哺乳动物红细胞、植物韧皮部筛管细胞),不过失去细胞核的细胞存活时间通常不会太久!
细胞核到底具有什么功能呢?
又有哪些结构与其功能相适应?
资料1:科学家用黑白两种美西螈(一种两栖动物)做实验,将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到白色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈,全部是黑色的。
1.美西螈的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有关,这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的?
细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。
资料2:科学家用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,中间只有很少的细胞质相连。结果,有核的一半能分裂,无核的一半则停止分裂。当有核的一半分裂到16~32个细胞时,如果这时将一个细胞核挤到无核的一半,这一半也会开始分裂。最后两半都能发育成正常的胚胎,只是原来无核的一半发育得慢一些。
从资料2可以看出细胞核的有无与细胞分裂、分化有什么关系?
没有细胞核,细胞就不能分裂、分化。
资料3:科学家做过这样的实验。将变形虫切成两半,一半有核,一半无核。无核的一半虽然能消化已吞噬的食物,但不能摄取食物,对外界刺激不再发生反应;电镜下可以观察到退化的高尔基体、内质网等。有核的一半情况则大不相同,照样摄食,对刺激仍有反应;失去的伸缩泡可以再生,还能生长和分裂。如果用显微钩针将有核的一半的细胞核钩出,这一半的行为就会像上述无核的一半一样。如果及时植人另一个同种变形虫的细胞核,各种生命活动又会恢复。
分析资料3你可以得出什么结论?
细胞核是细胞生命活动的控制中心。
资料4: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。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,如下图所示。
资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质?
伞藻的形态结构取决于细胞核。
资料4: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。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,如下图所示。
资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质?
伞藻的形态结构取决于细胞核。
伞藻嫁接实验
伞藻核移植实验
甲
乙
丙
丁
板
资料5:从母牛乙的体细胞中取出细胞核,注入母牛甲去核的卵细胞中,移植后的细胞经细胞分裂形成早期胚胎,将胚胎移植入母牛丙的子宫内。出生的小牛几乎与母牛乙的性状一模一样,称之为‘克隆牛”。
克隆牛的性状与母牛乙几乎一模一样,这说明了什么?
这说明:性状是由细胞核决定的。
细胞核具有控制细胞代谢与遗传的功能
细胞核主要由核膜、核仁、染色质、核基质等部分组成。
细胞核主要由核膜、核仁、染色质、核基质等部分组成。
核膜是细胞核的边界,由双层膜构成,外层常与粗面内质网相连。
双层核膜并不是连续的,内、外层核膜常在某些部位相互融合形成环形开口,称为核孔。核孔周围镶嵌有许多蛋白质,构成一种复杂的结构,控制着物质的进出。核孔是蛋白质、RNA 等大分子出入细胞核的通道。不同类型的细胞,其细胞核的核孔复合体数量、分布情况也有较大差异。一般来说,代谢越旺盛的细胞,其核孔复合体数量越多!
一些离子和水等小分子物质由于比核孔的孔径小,通常可以自由进出细胞核而不消耗能量;蛋白质、RNA等大分子需要通过特殊的转运机制才能进出,而这一过程需要能量的驱动才能完成!
DNA能否通过核孔由细胞核进入到细胞质?这说明什么?
核仁是细胞核中呈球形或椭球形的结构,其大小、数目、形态随生物种类、细胞类型不同而不同。核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。
有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。真核细胞中,DNA主要储存于细胞核中。细胞核中的DNA与蛋白质及少量RNA构成复合结构,容易被碱性染料染色,称为染色质。细胞分裂过程中,染色质高度螺旋,凝聚成在光学显微镜下很容易观察到的染色体。
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!
核基质(亦称“核骨架”)是细胞核内以蛋白质为主的网络结构。
核基质为细胞核提供支架,也是多种酶的结合位点,与核内遗传物质的复制、染色体的装配等生理活动密切相关。
功能:
核基质(核骨架) 细胞骨架
组成成分及结构
存在位置
功能
给细胞提供支架支撑、维持细胞形态;参与细胞运动;与中心体、纺锤体等结构的形成有关;与植物细胞的细胞质流动与肌肉细胞的收缩等一系列生理功能有关;在细胞器等物质和结构的移动中发挥重作用。
为细胞核提供支架;也是多种酶的结合位点,与核内遗传物质的复制、染色体的装配等生理活动密切相关。
以蛋白质为主的网状结构
蛋白质纤维交错连接的网络结构
细胞核
细胞质
细胞