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2019-2020年高中生物 第4課時 制作真核細胞模型備課資料 蘇教版 1.細胞核與細胞質(zhì)的關(guān)系 細胞正常的生長發(fā)育要依靠細胞核和細胞質(zhì)的相互作用。真核細胞的基因主要存在于細胞核中，它包含著細胞正常生長發(fā)育的遺傳信息，決定細胞的各種特性，也決定著生物個體的表現(xiàn)型。遺傳信息的載體DNA通過轉(zhuǎn)錄合成mRNA,再以mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，最終使性狀得以表現(xiàn)。DNA還可轉(zhuǎn)錄合成其他種類的功能RNA，共同完成蛋白質(zhì)的合成，調(diào)控基因的表達。 細胞核對于細胞特性以及正常生長發(fā)育的決定作用得到了很多實驗結(jié)果的支持。最為經(jīng)典的例子是單細胞傘藻的嫁接實驗，其結(jié)果大家都已熟悉。隨著生物技術(shù)的發(fā)展和完善，通過將細胞核移入去核的卵細胞中，已成功克隆出多種動物。對這些動物特性的分析，也能證實細胞核的作用，例如，將黑鼠的細胞核移植到白鼠的卵細胞中，克隆出的鼠為黑色。 細胞核顯然具有重要的作用，但細胞質(zhì)相對于細胞核來說，并不是完全被動的接受控制，對細胞核正常功能的發(fā)揮具有不可缺少的作用，甚至對細胞核有著相當大的影響?？梢哉f細胞生長發(fā)育是細胞核與細胞質(zhì)共同作用的結(jié)果。細胞質(zhì)對細胞核的作用可用核移植實驗來分析。蛙的腦細胞通常不再分裂，其DNA的合成活性也非常低，而蛙的成熟未受精卵是處于即將開始活躍的DNA合成的狀態(tài)。把分離出的腦細胞核注射入這種卵細胞時，很快腦細胞核就被活化，開始DNA合成，可見細胞核的活性受到細胞質(zhì)的支配。分析細胞質(zhì)對細胞核作用的另一種常用方法是細胞融合。雞的紅細胞是一種高度分化的細胞，它雖有細胞核，但是不合成DNA，也不合成RNA。將雞紅細胞與人的一種癌細胞融合，融合細胞中的雞紅細胞核被癌細胞的細胞質(zhì)活化，重新開始DNA復(fù)制和RNA合成。 細胞質(zhì)對細胞核影響的主要原因，首先是細胞核處在細胞質(zhì)的環(huán)繞中，核物質(zhì)代謝所需的原料都要依賴于細胞質(zhì)，核內(nèi)大分子合成所需的能量也要靠細胞質(zhì)中氧化磷酸化形成的ATP。其次細胞核中的蛋白質(zhì)也是在細胞質(zhì)中合成的，如組蛋白、非組蛋白、各種酶等。特別是在細胞質(zhì)中合成的基因調(diào)控因子，控制著核中基因的特異性表達。 2.細胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠兩個概念的區(qū)別與聯(lián)系 細胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠的內(nèi)涵是基本相同的，或者說它們無本質(zhì)區(qū)別。在真核細胞的胞質(zhì)中，除去可分辨的細胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱為細胞質(zhì)基質(zhì)。細胞質(zhì)基質(zhì)成分可通過生物化學(xué)的方法測得。通常用差速離心的方法，分離出細胞勻漿中的各種細胞組分，先后除去細胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細胞膜等細胞器或細胞結(jié)構(gòu)，留存在上清液中的主要為細胞質(zhì)基質(zhì)成分。細胞質(zhì)基質(zhì)概念的提出主要是從細胞學(xué)的角度來認識除去各種細胞器以外的胞質(zhì)成分，認為它們是細胞重要的結(jié)構(gòu)成分，各種細胞器行使它們的功能時，必須依賴細胞質(zhì)基質(zhì)。胞質(zhì)溶膠主要是從生物化學(xué)的角度來認識相關(guān)成分，因為細胞質(zhì)基質(zhì)中存在著大量的生物大分子，其中包括數(shù)以千計的酶、各種反應(yīng)底物和產(chǎn)物。大量的生化反應(yīng)在其中進行。在對細胞的結(jié)構(gòu)與功能進行研究時，還是選擇細胞質(zhì)基質(zhì)這個概念較為合適。 3.細胞骨架的結(jié)構(gòu)與功能 在細胞生物學(xué)的發(fā)展中，隨著電子顯微鏡和染色技術(shù)的應(yīng)用，除了不斷認識各種細胞器的結(jié)構(gòu)和功能以外，還發(fā)現(xiàn)在細胞質(zhì)中有一個三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，這個系統(tǒng)被稱為細胞骨架。細胞骨架是細胞內(nèi)以蛋白質(zhì)纖維為主要成分的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要由三類蛋白纖維構(gòu)成，即微管、微絲和中間纖維。組成微管的基本成分是微管蛋白，組成微絲的基本成分是肌動蛋白，組成中間纖維的基本成分相對復(fù)雜一些，包含一類纖維蛋白家族。通常微管主要分布在核周圍，呈放射狀向細胞質(zhì)四周擴散，微絲主要分布在細胞膜的內(nèi)側(cè)，而中間纖維則分布在整個細胞。雖然細胞骨架各成員在細胞質(zhì)中的分布有一定的規(guī)律性，但不是絕對的，隨著細胞類型或發(fā)育時期的不同會發(fā)生相應(yīng)的變化。 細胞骨架具有多種功能。 （1）它在細胞內(nèi)形成一個框架結(jié)構(gòu)，為各種細胞器提供附著位點，將細胞器組成各種不同的體系和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，保證了各細胞器生命活動正常有序地進行。 （2）細胞骨架為細胞內(nèi)的物質(zhì)和細胞器的運輸及運動提供機械支撐。例如，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)產(chǎn)生的囊泡向高爾基體的運輸，通常由細胞骨架提供運輸軌道。 （3）為細胞運動提供機械動力。細胞上的纖毛和鞭毛主要由細胞骨架構(gòu)成。 （4）參與細胞分裂。有絲分裂中的兩種主要事件，即核分裂和胞質(zhì)分裂都與細胞骨架相關(guān)。這主要是由于有絲分裂中的紡錘體是由微管形成的，而胞質(zhì)分裂中的縊縮環(huán)是由微絲形成的。