第一节 细胞的结构和功能（三）

第一节 细胞的结构和功能（三）

三 细胞核的结构和功能

一、知识结构

二、教学目的

1.真核细胞细胞核的结构和主要功能（C：理解）。

2.原核细胞的基本结构（B：识记）。

三、重点和难点 1.教学重点

(1)真核细胞的核膜和染色质。 (2)原核细胞中拟核的结构特点。

2.教学难点

关于真核细胞细胞核中的染色质，在细胞有丝分裂过程中的形态变化。

四、教学建议

本小节的教学内容可用1课时讲授，包括细胞核的结构和功能，原核细胞的基本结构两部分内容。前者应更多地采用观察分析方法，使学生重点掌握染色质的组成，了解其功能。后者主要通过对比的方法，使学生了解原核细胞和真核细胞的异同，认识原核细胞的原始性。

在关于细胞核的教学中，要利用模式图，通过观察概括出细胞核主要包括核膜、核质、核仁、染色质几部分。然后，重点分析核膜和染色质的结构、成分和功能。 关于核膜的结构，应注意让学生观察到核膜与内质网相通连，认识到核膜同样是选择透过性膜，它控制着细胞核与细胞质的物质交换，对核内的物质具有保护作用。细胞核和细胞质间存在着频繁的、大量的大分子物质的交流，核孔就成为这些大分子的理想通道。通过

这种分析，使学生理解核膜的结构特点是与其功能相适应的。

在讲述染色质时，可以适当结合示意图，把染色质细丝的分子组成直观地表现出来。使学生了解，一条染色质细丝是由一条DNA分子，缠绕在多种蛋白质球体上形成的串珠状结

构。

在讲述染色质与染色体的关系时，要注意强调它们是同一种物质的两种形态。伸展的染色质形态有利于在它上面的DNA储存的信息的表达，而高度螺旋化了的棒状染色体则有利

于细胞分裂中遗传物质的平分。

在讲述细胞核的功能时，应重点讲述它是DNA储存场所和复制的场所。要让学生理解细胞核控制着细胞的生活，决定着生物体的性状。如果时间允许，可具体阐述教材中的例子，

证明细胞核的这种作用。

在讲述原核细胞的基本结构时，建议列出对比表，从大小、细胞壁、细胞器、细胞核几方面概括出它与真核细胞的区别。在对比中，应渗透原核细胞的原始性，真核细胞结构的

复杂性和完善性。

五、参考答案

复习题二、1.(C)； 2.(D)； 3.(D)； 4.(C)。

三、主要有以下几点不同：1.细菌的体积较小；2.细菌的细胞壁不含纤维素，主要成分是肽聚糖；3.细菌的细胞质内只有分散的核糖体 ，没有其他复杂的细胞器。

六、参考资料

间期细胞核的形态和结构 间期细胞核大多呈球形或卵球形，但是随物种和细胞类型不同而有很大差别，有的呈分枝状、带状。在哺乳动物中，嗜中性白细胞的核就是多叶形，而平滑肌的细胞核则为杆状。核的形状往往同细胞的形状有直接关系。多角形、立方形和圆形的细胞，其核多呈圆形。细胞核的位置多处于细胞的中央，如果细胞的内含物增多，则可以把核挤到一侧。例如，植物细胞的液泡增大后，核就偏到一侧。动物的脂肪细胞中脂肪滴加大后，核就被挤到细胞边缘，呈扁盘状。但是，不论细胞核是什么形状，其核膜多是凹凸不平的，有的甚至缺刻深陷，将核分叶。细胞核在细胞生活周期中，形状变化很大，在有丝

分裂阶段时，细胞核可以暂时解体。

核膜的结构特点 在细胞核的外围有双层膜结构，称为核膜。核膜是核的边界，由内外两层单位膜组成。核膜的每层膜厚约6.5 nm，两层膜间隔10～50 nm的空隙，称为核周腔。有的细胞中，可看到核周腔同内质网的腔隙相连通。在核膜外层的外表面上有颗粒状的核糖体，它们有合成蛋白质的功能。内层核膜与染色质纤维相连，不仅染色质纤维的两端连

在核膜上，而且染色体的松散部分也常位于核孔的附近。

核膜并不是完全连续的，有许多部位的核膜内外两层互相连接，形成了穿过核膜的小孔，称为核孔。核孔是核质与细胞质进行物质交换的重要通道。核孔不是单纯的小孔，结构相当复杂，因此这种小孔又叫核孔复合体。核孔的直径大约70～80 nm，核孔通道的直径约9 nm。核孔的密度和总数因细胞类型不同而异。转录活动低或不进行转录活动的细胞，核孔很少。核孔在核膜上的分布不均匀，有一定的区域差别，核质与细胞质之间物质交换旺盛的

部位核孔数目多。

核孔是细胞核与细胞质进行物质交换的重要通道。在核中装配好的核糖体亚单位，就是穿过核孔复合体进入细胞质的。但是， 不是所有的RNA都可以自由穿过核孔，它们只有

在核内经过处理，成为mRNA后才能穿出核。

核膜的主要功能真核细胞具有核膜，这在生物进化史上有重要意义。核膜作为细胞质同细胞核内部结构之间的界膜，对稳定细胞核的形态和化学成分起着十分重要的作用。核膜

的主要功能有以下几方面。

1.屏障作用。核膜是遍布细胞中的“膜系统”的一部分，它的特殊功能之一是把核酸

（尤其是DNA）集中在细胞核中。

2.控制细胞核与细胞质之间的信息和物质交换。主要有以下几点。

(1)离子与水分子可以自由通过核膜。但是，核膜对某些离子(如Na)有一定的屏障作

用，这不属于主动运输过程。

(2)单糖、二糖、氨基酸、染料、核苷、核苷酸、鱼精蛋白、组蛋白、RNA酶以及DNA

酶等小分子物质，可以自由通过核膜。

(3)大分子和小颗粒物质的交换：高分子化合物如γ球蛋白、清蛋白等进出细胞核要

由核孔通过。

3.核膜在染色质(体)的定位和细胞分裂时的作用。

(1)染色质的终末细丝常常连接在核孔上。这有助于解释为什么非常复杂的染色质在异

常活跃的细胞核内不致紊乱。

(2)当细胞分裂开始之初，染色体的聚集有可能开始于核膜，然后由外向内发展。在前期或早中期分裂相中，核膜破碎，这些碎片可能加入核膜所附的微管成分，促其生长，从而使所附的染色单体定位并且发生分离。当细胞分裂完成，子细胞核重建，核膜新生或恢复时，

它可能有使核仁组成中心定位，趋向中心位置的作用。

4.核膜在细胞核融合时的作用。当卵细胞受精时，精子和卵细胞的核膜可以相互识别

并且相互接触，在一个以上的部位相互连结，进而相互融合成一个核。 5.核被膜具有某些生物合成的功能。在外层核膜表面附着核糖体，因此可以进行蛋白质的合成。在核周腔中存在多种结构的蛋白质和酶。核膜也能合成少量膜蛋白、脂质和组蛋

+

白。有人还报道核膜有糖的合成作用。

核仁 核仁是真核细胞间期核中最明显的结构。在光镜下的染过色的细胞内，或者相差显微镜下的活细胞中，或者分离细胞的细胞核内，都容易看到核仁，它通常是单一的或者

多个匀质的球形小体。

核仁的大小、形状和数目随生物的种类、细胞类型和细胞代谢状态而变化。蛋白质合成旺盛、活跃生长的细胞，如分泌细胞、卵母细胞，其核仁大，可占总核体积的25%；不具

蛋白质合成能力的细胞，如肌肉细胞、休眠的植物细胞，其核仁很小。 在细胞周期过程中，核仁是一个高度动态的结构，在有丝分裂期间表现出周期性的消

失与重建。

核仁具有重要功能，它是rRNA合成、加工和核糖体亚单位的装配场所。因此，对核仁结构、动态和功能的研究，不仅为早期细胞学家所密切关注，而且在20世纪60年代发现核

仁的重要功能以后，也一直受到各相关领域研究者的高度重视。

染色质和染色体 染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质。它们之间的不同，不过是同一物质在间期和分裂期的不同形态表现而已。染色质出现于间期，在光镜下呈颗粒状，不均匀地分布于细胞核中，比较集中于核膜的内表面。由于染色较深，在光镜下常被误认为是核的界膜。染色体出现于分裂期中，呈较粗的柱状和杆状等不同形状，并有基本恒定的数目(因生物的种类不同而异)，例如人体细胞有染色体23对，共计46条。染色体是由染

色质浓集而成的，内部为紧密状态，呈高度螺旋卷曲的结构。

根据对染色体组成成分的分析，可知它在细胞分裂间期仍然存在而不是消失，只不过这时它的结构呈稀疏和分散状态：有的部分非常稀疏，因而在光镜下看不到；有的部分螺旋

盘绕得比较紧密，因而在适当染色后呈颗粒状，这就是染色质。 现在已知染色体与遗传有密切的关系，因为其中所含的DNA是遗传物质。 原核生物和病毒 原核生物包括细菌、蓝藻、放线菌、支原体、立克次体、衣原体等。

现将其中几种原核生物和病毒，列表(表2-2)比较如下。

表2-2 几种原核生物和病毒的比较

种类 细菌 支原体 立克次体 衣原体 病毒 直径d/μm 0.50～10.00 0.20～0.25 0.20～0.50 0.20～0.30 ＜0.25 可见性 光镜下可见 光镜下勉强可见 光镜下可见 光镜下勉强可见 电镜下可见能否通 过细菌 不能 能 不能 能 能