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2019-2020年高中生物 第4課時(shí) 制作真核細(xì)胞模型備課資料 蘇教版 1.細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系 細(xì)胞正常的生長發(fā)育要依靠細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的相互作用。真核細(xì)胞的基因主要存在于細(xì)胞核中，它包含著細(xì)胞正常生長發(fā)育的遺傳信息，決定細(xì)胞的各種特性，也決定著生物個(gè)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(dá)。 細(xì)胞核對(duì)于細(xì)胞特性以及正常生長發(fā)育的決定作用得到了很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支持。最為經(jīng)典的例子是單細(xì)胞傘藻的嫁接實(shí)驗(yàn)，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(xì)胞核移入去核的卵細(xì)胞中，已成功克隆出多種動(dòng)物。對(duì)這些動(dòng)物特性的分析，也能證實(shí)細(xì)胞核的作用，例如，將黑鼠的細(xì)胞核移植到白鼠的卵細(xì)胞中，克隆出的鼠為黑色。 細(xì)胞核顯然具有重要的作用，但細(xì)胞質(zhì)相對(duì)于細(xì)胞核來說，并不是完全被動(dòng)的接受控制，對(duì)細(xì)胞核正常功能的發(fā)揮具有不可缺少的作用，甚至對(duì)細(xì)胞核有著相當(dāng)大的影響?？梢哉f細(xì)胞生長發(fā)育是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)共同作用的結(jié)果。細(xì)胞質(zhì)對(duì)細(xì)胞核的作用可用核移植實(shí)驗(yàn)來分析。蛙的腦細(xì)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(xì)胞核注射入這種卵細(xì)胞時(shí)，很快腦細(xì)胞核就被活化，開始DNA合成，可見細(xì)胞核的活性受到細(xì)胞質(zhì)的支配。分析細(xì)胞質(zhì)對(duì)細(xì)胞核作用的另一種常用方法是細(xì)胞融合。雞的紅細(xì)胞是一種高度分化的細(xì)胞，它雖有細(xì)胞核，但是不合成DNA，也不合成RNA。將雞紅細(xì)胞與人的一種癌細(xì)胞融合，融合細(xì)胞中的雞紅細(xì)胞核被癌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)活化，重新開始DNA復(fù)制和RNA合成。 細(xì)胞質(zhì)對(duì)細(xì)胞核影響的主要原因，首先是細(xì)胞核處在細(xì)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(xì)胞質(zhì)，核內(nèi)大分子合成所需的能量也要靠細(xì)胞質(zhì)中氧化磷酸化形成的ATP。其次細(xì)胞核中的蛋白質(zhì)也是在細(xì)胞質(zhì)中合成的，如組蛋白、非組蛋白、各種酶等。特別是在細(xì)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(dá)。 2.細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與胞質(zhì)溶膠兩個(gè)概念的區(qū)別與聯(lián)系 細(xì)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(xì)胞的胞質(zhì)中，除去可分辨的細(xì)胞器以外的膠狀物質(zhì)，稱為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分可通過生物化學(xué)的方法測(cè)得。通常用差速離心的方法，分離出細(xì)胞勻漿中的各種細(xì)胞組分，先后除去細(xì)胞核、線粒體、溶酶體、高爾基體和細(xì)胞膜等細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)，留存在上清液中的主要為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)成分。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)概念的提出主要是從細(xì)胞學(xué)的角度來認(rèn)識(shí)除去各種細(xì)胞器以外的胞質(zhì)成分，認(rèn)為它們是細(xì)胞重要的結(jié)構(gòu)成分，各種細(xì)胞器行使它們的功能時(shí)，必須依賴細(xì)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(rèn)識(shí)相關(guān)成分，因?yàn)榧?xì)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(jì)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(jìn)行。在對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行研究時(shí)，還是選擇細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)這個(gè)概念較為合適。 3.細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)與功能 在細(xì)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(rèn)識(shí)各種細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能以外，還發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)中有一個(gè)三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)被稱為細(xì)胞骨架。細(xì)胞骨架是細(xì)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(dòng)蛋白，組成中間纖維的基本成分相對(duì)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(xì)胞質(zhì)四周擴(kuò)散，微絲主要分布在細(xì)胞膜的內(nèi)側(cè)，而中間纖維則分布在整個(gè)細(xì)胞。雖然細(xì)胞骨架各成員在細(xì)胞質(zhì)中的分布有一定的規(guī)律性，但不是絕對(duì)的，隨著細(xì)胞類型或發(fā)育時(shí)期的不同會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。 細(xì)胞骨架具有多種功能。 （1）它在細(xì)胞內(nèi)形成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，為各種細(xì)胞器提供附著位點(diǎn)，將細(xì)胞器組成各種不同的體系和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，保證了各細(xì)胞器生命活動(dòng)正常有序地進(jìn)行。 （2）細(xì)胞骨架為細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)和細(xì)胞器的運(yùn)輸及運(yùn)動(dòng)提供機(jī)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(yùn)輸，通常由細(xì)胞骨架提供運(yùn)輸軌道。 （3）為細(xì)胞運(yùn)動(dòng)提供機(jī)械動(dòng)力。細(xì)胞上的纖毛和鞭毛主要由細(xì)胞骨架構(gòu)成。 （4）參與細(xì)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(xì)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。