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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.細胞核與細胞質的關系 細胞正常的生長發(fā)育要依靠細胞核和細胞質的相互作用。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通過轉錄合成mRNA,再以mRNA指導蛋白質合成，最終使性狀得以表現(xiàn)。DNA還可轉錄合成其他種類的功能RNA，共同完成蛋白質的合成，調控基因的表達。 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，其結果大家都已熟悉。隨著生物技術的發(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共同作用的結果。細胞質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的支配。分析細胞質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活化，重新開始DNA復制和RNA合成。 細胞質對細胞核影響的主要原因，首先是細胞核處在細胞質的環(huán)繞中，核物質代謝所需的原料都要依賴于細胞質，核內大分子合成所需的能量也要靠細胞質中氧化磷酸化形成的ATP。其次細胞核中的蛋白質也是在細胞質中合成的，如組蛋白、非組蛋白、各種酶等。特別是在細胞質中合成的基因調控因子，控制著核中基因的特異性表達。 2.細胞質基質與胞質溶膠兩個概念的區(qū)別與聯(lián)系 細胞質基質與胞質溶膠的內涵是基本相同的，或者說它們無本質區(qū)別。在真核細胞的胞質中，除去可分辨的細胞器以外的膠狀物質，稱為細胞質基質。細胞質基質成分可通過生物化學的方法測得。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構，留存在上清液中的主要為細胞質基質成分。細胞質基質概念的提出主要是從細胞學的角度來認識除去各種細胞器以外的胞質成分，認為它們是細胞重要的結構成分，各種細胞器行使它們的功能時，必須依賴細胞質基質。胞質溶膠主要是從生物化學的角度來認識相關成分，因為細胞質基質中存在著大量的生物大分子，其中包括數(shù)以千計的酶、各種反應底物和產物。大量的生化反應在其中進行。在對細胞的結構與功能進行研究時，還是選擇細胞質基質這個概念較為合適。 3.細胞骨架的結構與功能 在細胞生物學的發(fā)展中，隨著電子顯微鏡和染色技術的應用，除了不斷認識各種細胞器的結構和功能以外，還發(fā)現(xiàn)在細胞質中有一個三維的網(wǎng)絡結構系統(tǒng)，這個系統(tǒng)被稱為細胞骨架。細胞骨架是細胞內以蛋白質纖維為主要成分的網(wǎng)絡結構，主要由三類蛋白纖維構成，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，呈放射狀向細胞質四周擴散，微絲主要分布在細胞膜的內側，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)生相應的變化。 細胞骨架具有多種功能。 （1）它在細胞內形成一個框架結構，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，保證了各細胞器生命活動正常有序地進行。 （2）細胞骨架為細胞內的物質和細胞器的運輸及運動提供機械支撐。例如，由內質網(wǎng)產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，即核分裂和胞質分裂都與細胞骨架相關。這主要是由于有絲分裂中的紡錘體是由微管形成的，而胞質分裂中的縊縮環(huán)是由微絲形成的。