1、細(xì)胞核與染色體,第一節(jié) 核被膜與核孔復(fù)合體 第二節(jié) 染色質(zhì) 第三節(jié) 染色體 第四節(jié) 核仁 第五節(jié) 核基質(zhì),細(xì)胞核 (nucleus),1、形狀：圓形（等徑細(xì)胞中)，卵圓形。 2、位置：細(xì)胞中央 ，成熟植物細(xì)胞的邊緣。 3、數(shù)目：真核生物的細(xì)胞都有細(xì)胞核,通常一個，成熟的篩管和紅細(xì)胞（0）、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞(1-2）、骨骼肌細(xì)胞(數(shù)百）、 4、細(xì)胞核主要有兩個功能:,一是通過遺傳物質(zhì)的復(fù)制和細(xì)胞分裂保持細(xì)胞 世代間的連續(xù)性(遺傳);,二是通過基因的選擇性表達(dá), 控制細(xì)胞的活動。,細(xì)胞核,結(jié)構(gòu)：核被膜核仁染色質(zhì)核纖層核基質(zhì),第一節(jié) 核被膜與核孔復(fù)合體,一、 核被膜(nuclear envelope

2、),外核膜：表面附核糖體，與糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連； 內(nèi)核膜：表面光滑，無核糖體顆粒，緊貼核纖層； 核孔：核孔上鑲嵌著一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)叫做核孔復(fù)合體； 核周間隙：兩層核膜之間1050nm的透明空隙，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔相通；,（一）結(jié)構(gòu),在有絲分裂的前期，核纖層去裝配而解體，雙層核膜分解成單層膜泡；在細(xì)胞分裂末期，核被膜則開始圍繞染色體重新形成。,（二）核被膜的崩解與組裝,（三）功能,核質(zhì)之間天然選擇性屏障 避免生命活動的彼此干擾 把DNA集中于細(xì)胞內(nèi)特定區(qū)域（最特殊作用） 細(xì)胞核內(nèi)外物質(zhì)交換和信息交流,二、核孔( nuclear pore ),核被膜上有許多孔，稱為核孔，是細(xì)胞核膜上溝通核質(zhì)與胞質(zhì)的開口，由內(nèi)外兩

3、層膜的局部融合所形成，核孔的直徑為50-100nm,核孔由30-50種不同的蛋白質(zhì)構(gòu)成，稱為核孔復(fù)合體（nuclear pore complex，NPC）。 一般哺乳動物細(xì)胞平均有3000個核孔。 細(xì)胞核活動旺盛的細(xì)胞中核孔數(shù)目較多，反之較少。 在電鏡下觀察，核孔是呈圓形或八角形，現(xiàn)在一般認(rèn)為其結(jié)構(gòu)如“捕魚籠”（fish-trap）。,二、核孔( nuclear pore ),胞質(zhì)環(huán)：外環(huán) 核質(zhì)環(huán)：內(nèi)環(huán) 輻 柱狀亞單位 腔內(nèi)亞單 環(huán)帶亞單,（8條對稱分布）,掃描電鏡觀察的核孔復(fù)合體照片,核孔復(fù)合體的功能,進(jìn)行物質(zhì)運輸雙功能性: 包括主動運輸和被動運輸,雙向性: 蛋白質(zhì)入核；RNA、核糖核蛋白出

4、核。,親核蛋白從細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核輸入的過程,1、細(xì)胞核外核膜常常與下列的那個細(xì)胞器相連通（ ）,A 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) B 高爾基體 C 糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) D 溶酶體,2、下列哪種細(xì)胞器的外膜表面常附著有核糖體顆粒（ ）,a. 線粒體 b. 細(xì)胞核 c. 光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng) d. 葉綠體,3、Which of the following organelles have a double membrane with pores?,A. peroxisome B. golgi apparatus C. lysosome D. nucleus,第二節(jié) 染色質(zhì)(chromatin),染色質(zhì)的概念及化學(xué)組成 染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單

5、位核小體(nucleosome) 染色質(zhì)包裝的結(jié)構(gòu)模型 常染色質(zhì)和異染色質(zhì),染色質(zhì): 指間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白及少量RNA組成的線性復(fù)合結(jié)構(gòu), 是間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)存在的形式。 染色體(chromosome): 指細(xì)胞在有絲或減數(shù)分裂的特定階段, 由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。 染色質(zhì)與染色體是在細(xì)胞周期不同的功能階段可以相互轉(zhuǎn)變的形態(tài)結(jié)構(gòu) 染色質(zhì)與染色體具有基本相同的化學(xué)組成，但包裝程度不同，構(gòu)象不同,一、染色質(zhì) DNA,基因組（genome）：一個生物貯存在單倍染色體組中的總遺傳信息，稱為該生物的基因組。 基因組大小通常隨物種的復(fù)雜性而增加 基因組中兩類遺傳信息 編碼序列 調(diào)控

6、序列,物種 基因組大小 平均基因長（bp） 基因數(shù)目 大腸桿菌 4.2106bp 1.2Kb 約2 350 酵母 1.3107bp 1.4Kb 約6 100 果蠅 1.4108bp 11.3Kb 約8 750 人 3109bp 16.3Kb 約2.5萬,幾種生物基因組比較,染色質(zhì)DNA的類型,非重復(fù)序列DNA(單一序列或1-5個拷貝): 蛋白質(zhì)編碼序列 中度重復(fù)DNA序列 （拷貝數(shù)在10個以上的序列 稱為重復(fù)序列，編碼RNA） 高度重復(fù)DNA序列 （重復(fù)次數(shù)在105以上）,高度重復(fù)DNA序列,衛(wèi)星DNA：主要分布在染色體著絲粒部位 （5-100）； 小衛(wèi)星DNA：又稱數(shù)量可變的的串聯(lián)重復(fù)序列，

7、常用于DNA指紋技術(shù)。（12-100）作個體鑒定； 微衛(wèi)星DNA重復(fù)單位序列最短（15個核苷酸），由1050個重復(fù)單位串聯(lián)組成。在遺傳上高度保守，為重要的遺傳標(biāo)志，用于構(gòu)建遺傳圖譜；,定義：是真核生物染色體的基本結(jié)構(gòu)蛋白, 是一類小分子堿性蛋白質(zhì)，有5種類型, 即H1、H2A、H2B、H3、H4，它們富含帶正電荷的堿性氨基酸，能夠同DNA中帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)相互作用。,三、染色質(zhì)蛋白,（一）組蛋白：,核小體組蛋白： 包括H2A、H2B、H3和H4，作用是與DNA組裝成核小體。 H1不參加核小體的組建，在構(gòu)成核小體時起 連接作用，結(jié)合在核心顆粒之間的DNA分子上。,組蛋白的功能,四、核小體（nu

8、cleosome）,核小體的結(jié)構(gòu)要點： 由200bp左右的DNA超螺旋和組蛋白結(jié)合成； 其中四種組蛋白(H2A、H2B、H3、H4 )各2分 子組成八聚體的小圓盤，是核小體的核心結(jié)構(gòu)； 兩相鄰核小體之間以連接DNA相連, 長度為 0-80bp不等。,核小體的結(jié)構(gòu)模型,用低離子濃度的溶液處理染色質(zhì)，可選擇性地除去組蛋白H1。在電子顯微鏡下觀察用鹽處理的染色質(zhì)時，可見到核小體核心顆粒和連接DNA是分開的，為串珠狀結(jié)構(gòu)。,五、染色體的組裝 （chromosome packing）,核小體 （一級） 螺線管 （二級） 超螺線管 （三級） 染色體 （四級） DNA 核小體螺線管超螺線管染色單體,染色體組

9、裝,一級結(jié)構(gòu),二級結(jié)構(gòu),三級結(jié)構(gòu),四級結(jié)構(gòu),DNA包裝成染色體的比例：一般為10000倍左右, 因有絲分裂期的1m長度的染色體通常含有1cm長度的DNA,1號染色體中的雙螺旋DNA總長88,000m，包裝成染色體后只有10m長。, 常染色質(zhì)定義： 指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度低, 處于伸展?fàn)顟B(tài), 用堿性染料染色時著色淺的那些染色質(zhì)。 特征: 單一序列 DNA 和中度重復(fù)序列DNA 比異染色質(zhì)先復(fù)制 在間期具有轉(zhuǎn)錄活性,常染色質(zhì)和異染色質(zhì), 異染色質(zhì)定義：指在整個間期，仍然保持折疊壓縮,處于聚縮狀態(tài)，堿性染料染色時著色較深的染色質(zhì)組分。 類型 結(jié)構(gòu)異染色質(zhì) （高度重復(fù)序列）靜止 兼性異染色質(zhì)

10、,N和n分別表示細(xì)胞核和核仁, 核仁外染色深的區(qū)域是異染色質(zhì)。,Barr body,在哺乳動物體細(xì)胞核中，除一條X染色體外，其余的X染色體常濃縮成染色較深的染色質(zhì)體，此即為巴氏小體。又稱X小體，通常位于間期核膜邊緣。1949年，美國學(xué)者巴爾（M.L.Barr）等發(fā)現(xiàn)雌貓的神經(jīng)細(xì)胞間期核中有一個深染的小體而雄貓卻沒有。在人類，男性細(xì)胞核中很少或根本沒有巴氏小體，而女性則有1個。以后研究表明，巴氏小體就是性染色體異固縮的結(jié)果。,巴氏小體-性別鑒定,4、The histone protein that attaches to DNA strands between nucleosomes is _.

11、,A. H2A B. H3 C. H1 D. H2B E. H4,5、下列哪項代表了染色體結(jié)構(gòu)中由最低至最高的壓縮過程？,a. 核小體30nm 纖維超螺旋管染色單體 b. 核小體超螺旋管30nm纖維染色單體 c. 核小體30nm纖維染色單體超螺旋管 d.染色單體30nm纖維超螺旋管核小體,a. 經(jīng)常存在的染色質(zhì) b. 染色很深的染色質(zhì) c. 不呈異固縮的染色質(zhì) d. 呈現(xiàn)異固縮的染色質(zhì),6、常染色質(zhì)是()。,第三節(jié) 染色體(chromosome),(一)中期染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu),四種不同位置著絲粒的染色體,中著絲粒,亞中著絲粒,亞端著絲粒,端著絲粒,主縊痕,有絲分裂中的著絲粒和著絲點結(jié)構(gòu),次縊痕與

12、核仁組織區(qū),次縊痕(secondary constriction)是染色體上的一個縊縮部位,它的數(shù)量、位置和大小是某些染色體的重要形態(tài)特征。每種生物染色體組中至少有一條或一對染色體上有次縊痕。 核仁組織區(qū)(nucleolar organizing region, NOR)是細(xì)胞核特定染色體的次縊痕處，含有rRNA基因的一段染色體區(qū)域，與核仁的形成有關(guān)，故稱為核仁組織區(qū)。具有核仁組織區(qū)的染色體數(shù)目依不同細(xì)胞種類而異，人有5對染色體即13、14、15、21、22號染色體上有核仁組織區(qū)。,隨體 (satellite),隨體是位于染色體末端圓形或圓柱形的染色體片段，通過次縊痕與染色體主要部分相連。它是

13、識別染色體的主要特征之一。,端粒 (telomere),是真核細(xì)胞染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，有重要的生物學(xué)功能：維持染色體的穩(wěn)定性和個體性，防止染色體末端粘著作用的特化部位。,分裂鐘,在正常細(xì)胞中，可隨著細(xì)胞分裂而逐漸縮短。隨著年齡的增長，它越來越短，直到最后由于它過短了，無法分裂了，生命就死亡了。故有人稱端粒為正常細(xì)胞的“分裂鐘” (Mitosis clock)。,端粒酶,端粒長短和穩(wěn)定性決定了細(xì)胞壽命，并與細(xì)胞衰老和癌變密切相關(guān)。 端粒酶是使端粒延伸的反轉(zhuǎn)錄DNA合成酶,是由RNA和蛋白質(zhì)組成的核糖核酸-蛋白復(fù)合物。其功能是合成染色體末端的端粒，使因每次細(xì)胞分裂而逐漸縮短的端粒長度得以補償，進(jìn)

14、而穩(wěn)定端粒長度。,端粒和端粒酶,伊麗莎白布蘭克本,卡羅爾格雷德,杰克紹斯塔克,人的染色體核型,是指染色體組在有絲分裂中期的表型，包括染色體數(shù)目、 大小、形態(tài)特征的總和。,多線染色體（polytene chromosome） 核內(nèi)DNA多次復(fù)制而細(xì)胞不分裂，產(chǎn)生的子染色體并行排列，體積較大的染色體稱為多線染色體。 多線染色體的來源：核內(nèi)有絲分裂。 燈刷染色體（lampbrush chromosome）,（二）、巨大染色體,燈刷染色體是卵母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)第一次分裂時停留在雙線期的染色體。它是一個二價體, 含4條染色單體。它由軸和側(cè)絲組成, 形似燈刷。燈刷染色體的形態(tài)與卵母細(xì)胞發(fā)生過程中營養(yǎng)物儲備密切

15、相關(guān)。,燈刷染色體 lampbrush chromosome,燈刷染色體配對,交叉,環(huán),染色粒,軸,單條染色體區(qū)域,示姊妹染色體單體的染色體小區(qū),側(cè)環(huán)中伸展的染色質(zhì),相鄰染色粒染色質(zhì),染色粒（由高度凝縮的染色質(zhì)組成）,7、典型的染色體形態(tài)具有著絲粒、次縊痕、端粒和隨體，這種形態(tài)只有在()看得最清楚。,a. 前期 b. 中期 c. 后期 d. 末期,8、燈刷染色體是卵母細(xì)胞停留在減數(shù)分裂的( )所見到的染色體形態(tài)。,a. 細(xì)線期 b. 雙線期 c. 偶線期 d. 終變期,9、核型是指染色體組在()的表型總和。,a. 分裂間期 b. 分裂前期 c. 分裂中期 d. 分裂后期,10、染色體中具有防止

16、染色體末端粘著作用的特化部位稱為（ ）。,A、主縊痕 B、次縊痕 C、動粒 D、端粒,11、核仁組織區(qū)通常位于染色體的（ ）。,A、主縊痕 B、著絲粒 C、次縊痕 D、隨體,核仁（nucleolus）見于間期的細(xì)胞核內(nèi)，呈圓球形，一般12個，有時多達(dá)35個。主要功能是轉(zhuǎn)錄rRNA和組裝核糖體單位。 一般蛋白質(zhì)合成旺盛和分裂增殖較快的細(xì)胞有較大和數(shù)目較多的核仁，反之核仁很小或缺失。 核仁在分裂前期消失，分裂末期又重新出現(xiàn)。,第四節(jié) 核仁,一、核仁形態(tài),纖維中心：是被致密纖維包圍的一個或幾個低電子密度的圓形結(jié)構(gòu)，主要成分為RNA聚合酶和rDNA，這些rDNA是裸露的分子。 致密纖維組分：由致密的纖