第八章細胞核

1、定西師范高等?？茖W(xué)校教師授課教案課程名稱細胞生物學(xué)課程類別選修課開課單位生化系授課班級11生物教育開課學(xué)期第四學(xué)期授課教師劉玲玲定西師范高等?？茖W(xué)校教務(wù)處制定西師專生化系課程簡介專業(yè)：生物教育課程名稱細胞生物學(xué)課程屬類理學(xué) |課程類別選修任課教師:劉玲玲班級11生物教育:總學(xué)時36開課學(xué)期第四學(xué)期使用教材：細胞生物學(xué)歐陽五慶主編，中國農(nóng)業(yè)出版社。參考資料:細胞生物學(xué)翟中和主編，咼等教育出版社。 普通分子生物學(xué)王林嵩主編，科學(xué)出版社。遺傳學(xué)授課方式:課堂教授考核方式考試內(nèi)谷簡介：（包含課程目的、要求、教學(xué)重點及難點。200- 300子）本課程的教學(xué)以真核細胞結(jié)構(gòu)、功能和生活史為主要內(nèi)容，強調(diào)細胞

2、是生命 活動的基本單位，突出生物膜，細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，細胞增殖調(diào)控，細胞分化、衰老 與凋亡，腫瘤生物學(xué)等熱點問題，使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，了解和掌握真核細 胞的結(jié)構(gòu)與功能，并深入理解彼此之間的相關(guān)性和一致性，從顯微水平、超微水 平和分子水平等三個層次認識細胞生命活動的本質(zhì)和基本規(guī)律。備注：根據(jù)學(xué)生對所學(xué)知識的掌握程度可適當調(diào)整教學(xué)進度。說明：1、課程屬類分：哲學(xué)類、經(jīng)濟學(xué)類、教育學(xué)類（體育類）、文學(xué)類（藝術(shù)類）、理學(xué)類、工學(xué)類、農(nóng)學(xué)類、管理學(xué)類、法學(xué)類、歷史學(xué)類、醫(yī)學(xué)類。開課學(xué)期一欄，填寫本課程 在第幾學(xué)期開設(shè)。2、“使用教材” 一欄，填寫教材名稱，主編及出版社。3、一式四份，教務(wù)處、系、教師個人

3、各存一份，教室張貼一份。定西師范高等?？茖W(xué)校教學(xué)進度表系：生化 專業(yè)：生物教育 年級班:11級 課程：細胞生物學(xué)2012 -2013學(xué)年度第1學(xué)期月周 次講 課 時 數(shù)教學(xué)內(nèi)容81報到22第一章緒論932第二章細胞生物學(xué)研究方法42第三章細胞基本知識52第四章細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能62第五章內(nèi)膜系統(tǒng)1072國慶放假82第六章線粒體、葉綠體與過氧化物酶體92第七章細胞骨架與細胞運動102第八章細胞核11112第九章核糖體122第十章細胞與其環(huán)境的相互作用132第一章細胞信號142第十二章細胞周期與細胞增殖152第十三章細胞分化12162第十四章細胞衰老與死亡172第十五干細胞182第十六章細胞工程1

4、92復(fù)習(xí)元 月202考試212系主任（教研室主任）簽字:教師簽字:授課時間2012年10月22日星期一第1,2節(jié)授 課 內(nèi) 容 概 要第八章 細胞核第一節(jié)核被膜與核孔復(fù)合體第二節(jié)染色質(zhì)和染色體第三節(jié)核仁目 的 要 求1 熟練掌握核被膜與核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)模型與功能；2 熟練掌握核小體的組成及其染色質(zhì)的組裝模型；3了解常染色質(zhì)、異染色質(zhì)、活性染色質(zhì)以及非活性染色質(zhì)；4 掌握核仁的結(jié)構(gòu)和組裝特點；5.了解核基質(zhì)的構(gòu)成。重占八、細胞核內(nèi)各種結(jié)構(gòu)單位的特點 。難占八、染色質(zhì)組裝、核仁周期。作 業(yè) 布 置見課本及章節(jié)復(fù)習(xí)題。課型理論課學(xué) 時 分 配復(fù)習(xí)5分鐘主要教具黑板講授80分鐘教學(xué)方法多媒體課件指導(dǎo)5

5、分鐘教學(xué)手段講授總結(jié)10分鐘備注授課內(nèi)容導(dǎo)入新課：真核細胞和原核細胞的根本區(qū)別是什么？根本區(qū)別：有無核膜包被的細胞核。即真核細胞與原核細胞的區(qū)別就是前者有成形的細胞核（以核膜為界 限的細胞核）后者沒有，后者有擬核。備注原核細胞真核細胞大小小大細胞壁肽聚糖纖維素和果膠細胞質(zhì)只有核糖體細胞器很多細胞核有擬核有真正的細胞核DNA存在形式DNA存在細胞質(zhì)中DNA存在細胞核代表生物細菌、藍細藻、放線菌、支原體、衣原體等動物細胞，植物細 胞，真菌細胞等講授新課內(nèi)容第八章細胞核細胞核是細胞當中最重要的一種細胞器，也是最大的一種細胞器，是細胞信息所在的部位，也就是細胞的一些生命活動包括DNA復(fù)制、基因轉(zhuǎn)錄等都

6、發(fā)生在細胞核中。第一節(jié)核被膜一、核被膜的結(jié)構(gòu)組成1. 外（層）核膜2. 內(nèi)（層）核膜3. 核周間隙或核周池4. 核孔及核孔復(fù)合體5.核纖層二、核被膜的主要功能1.構(gòu)成核、質(zhì)之間的天然選擇性屏障（1）避免生命活動的彼此干擾；11（2）保護DNA不受細胞骨架運動所產(chǎn)生的機械力的損傷。2. 核質(zhì)之間的物質(zhì)交換與信息交流三、核孔復(fù)合體（一）核孔復(fù)合體的結(jié)構(gòu)模型核孔復(fù)合體鑲嵌在核孔上。近年來，通過一些高新技術(shù)的應(yīng)用，對核 孔復(fù)合體的研究日趨深入，綜合已有關(guān)資料，提出了新的核孔復(fù)合體結(jié)構(gòu) 模型。1. 環(huán)：1）胞質(zhì)環(huán)（外環(huán)）位于胞質(zhì)面一側(cè)，由8個對稱亞單位組成， 每亞單位具有一短纖維伸向胞質(zhì)一面。2）核質(zhì)環(huán)

7、（內(nèi)環(huán)）位于核質(zhì)面一側(cè)，由8個對稱亞單位組成。每亞單位具有一長纖維，并收攏形成一個小環(huán)一核籃。2. 輻：從核孔邊緣向著中心，呈輻射狀八重對稱的結(jié)構(gòu)。1 ）柱狀亞單位，位于核孔邊緣。2 ）環(huán)帶亞單位，位于柱狀亞單位之內(nèi)，由 8個顆粒結(jié)構(gòu)圍繞 核孔形成一個通道。3 ）腔內(nèi)亞單位，在柱狀亞單位之外。3. 栓：位于核孔中心，呈棒狀或顆粒狀，一般認為它在核質(zhì)交換中起 作用。（二）核孔復(fù)合體成分研究核孔復(fù)合體成分研究近幾年進展很快，研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)成核孔復(fù)合物的 主要是蛋白質(zhì)，推測至少含有100多種不同的多肽，目前已鑒定出的脊椎 動物的核孔蛋白有十幾種。（三）核孔復(fù)合體的功能核孔復(fù)合體是一個具有雙向性、雙功能

8、、親水性的核質(zhì)交換通道，其 雙向性表現(xiàn)在，既可介導(dǎo)入核轉(zhuǎn)運，又可介導(dǎo)出核轉(zhuǎn)運；雙功能表現(xiàn)在，被動擴散和主動運輸。1. 通過核孔復(fù)合體的被動擴散根據(jù)資料分析推斷，核孔復(fù)合體是一個圓形的親水通道，通道的有效 功能直徑為910nm長約15nm因此作為被動擴散的親水通道，核孔復(fù) 合體原則上只允許直徑在 10nm以下的一些離子、分子、小分子多肽自由 通過。2. 通過核孔復(fù)合體的主動運輸實驗表明，親核蛋白的入核轉(zhuǎn)運，RNA及核糖核蛋白顆粒（RNP顆粒） 的出核轉(zhuǎn)運主要是通過主動運輸來進行的。核孔復(fù)合體主動運輸?shù)奶攸c：(1) 運輸顆粒大小有限制，運輸?shù)挠行е睆?1020nm(2) 運輸是一個信號識別與載體介

9、導(dǎo)的過程，需耗能；(3) 運輸有雙向性，即有核輸入，又有核輸出。1) 核輸入一典型例子是親核蛋白的入核轉(zhuǎn)運親核蛋白是指一類在胞質(zhì)合成后，又進入核內(nèi)發(fā)揮功能的蛋白。例如 組蛋白、核纖層蛋白，它們在胞質(zhì)合成后，被一次性地轉(zhuǎn)運到核內(nèi)，并停 留在核內(nèi)行使功能。2) 核輸出一典型例子是RNA及核糖體亞單位的出核轉(zhuǎn)運。真核細胞中的RNA轉(zhuǎn)錄后，一般要經(jīng)過加工修飾為成熟的 RNA分子之 后，才能被轉(zhuǎn)運出核。第二節(jié)染色質(zhì)與染色體一、概念染色質(zhì)(chromatin ):指間期細胞核內(nèi)由DNA組蛋白、非組蛋白及少量RN齟成的線性 復(fù)合結(jié)構(gòu)，是間期細胞遺傳物質(zhì)存在的形式。染色體(chromosome):指細胞在有絲

10、分裂或減數(shù)分裂過程中，由染色質(zhì)聚縮而成的棒狀結(jié)構(gòu)。染色質(zhì)與染色體是在細胞周期不同的功能階段可以相互轉(zhuǎn)變的 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。二、常染色質(zhì)與異染色質(zhì)三、染色質(zhì)的化學(xué)組成(一) 染色質(zhì)DNA1. DNA序列：編碼序列2. DNA勾象B型DNA(右手雙螺旋DNA :活性最高的DNA勾象；A型 DNA B型 DNA勺重要變構(gòu)形式，仍有活性；Z型DNA Z型DN是左手螺旋，B型 DNA勺另一種變構(gòu)形式，活性明顯降 低。(二) 染色質(zhì)DNA1. 組蛋白核小體組蛋白(nucleosomal histone) : H2B H2A H3和 H4,幫助

11、DNA 卷曲形成核小體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。H1組蛋白：在構(gòu)成核小體時H1起連接作用,它賦予染色質(zhì)以極性。2. 非組蛋白非組蛋白具多樣性和異質(zhì)性。對DNA具有識別特異性，又稱序列特異性 DNA結(jié)合蛋白(sequenee specific DNA binding prote ins)。具有多種功能，包括基因表達的調(diào)控和染色質(zhì)高級結(jié)構(gòu)的形成。(三) 染色質(zhì)RNA四、染色質(zhì)和染色體的裝配(一) 染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位一核小體1. 主要實驗證據(jù)溫和裂解和電鏡觀察30nm的纖絲，經(jīng)鹽溶液處理后解聚的 染色質(zhì)呈現(xiàn)10nm串珠狀結(jié)構(gòu)。用非特異性微球菌核酸酶消化染色質(zhì)，部分酶解片段分析結(jié)果。應(yīng)用X射線衍射、中子散射和電鏡

12、三維重建技術(shù)研究，發(fā)現(xiàn)核小體 顆粒是直徑為 11 nm高6.0nm的扁園柱體，具有二分對稱性( dyad symmetry)，核心組蛋白的構(gòu)成是先形成(H3) 2.( H4) 2四聚體，然后再 與兩個H2A. H2B異二聚體結(jié)合形成八聚體. SV40微小染色體(mini chromosome)分析與電鏡觀察(二) 核小體結(jié)構(gòu)要點1. 核小體單位：200bp的超螺旋DNA 1個組蛋白八聚體，1個H1組蛋 白；2. 核心顆粒：組蛋白八聚體，包括 2個H2A H2B和2個H3 H4 ;3. DNA超螺旋圍繞組蛋白八聚體1.75圈，146bp； H1組蛋白鎖住額外 的 20bp；4. 相鄰核小體之間為

13、一段60bp的連接DNA5. 自主裝性質(zhì)；6. 核小體沿DNA勺定位受不同因素影響。五、染色質(zhì)組裝的模型四級組裝DNAJ壓縮7倍核小體J壓縮6倍螺線管J壓縮40倍超螺線管 J壓縮5倍染色單體五、染色體(略)第三節(jié)核仁核仁(nucleolus )見于間期的細胞核內(nèi)，呈圓球形，一般 12個， 有時多達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胞有較大和數(shù)目較多的核 仁，反之核仁很小或缺失。一、核仁的化學(xué)組成核糖體蛋白、組蛋白、非組蛋白及 RNA聚合酶等多種酶系。二、核仁的超微結(jié)構(gòu)1. 核仁的相隨染色體2. 纖維中心(fibrillar centers， F

14、C)區(qū)域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 rDNA RNA聚合酶I和結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子，rDNA是裸露的分子，rRNA基因存 儲位點。3. 致密纖維組分(dense fibrillar component，DFC)區(qū)域呈環(huán)形或半月形包圍FC,由致密的纖維構(gòu)成，轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在在FC與DFC的交界處。4. 顆粒組分(granular component ，GC)區(qū)域由直徑15-20 nm的顆粒構(gòu)成，不同加工階段的核糖核蛋白顆粒(RNP),核糖體亞基成熟和存儲位點。5. 核仁基質(zhì)二、核仁的功能1. 與核糖體的生物發(fā)生相關(guān)2. 涉及mRNA勺輸出和降解三、核仁周期細胞周期中的動

15、態(tài)結(jié)構(gòu)具有rRNA轉(zhuǎn)錄和細胞周期依賴性；有絲分裂前期：變形、變小、消失；有絲分裂末期：圍繞前核仁體重建。歸納小結(jié)鞏固練習(xí)1. 常染色質(zhì)和異染色質(zhì)的區(qū)別在于（）A. 在核內(nèi)的分布不同B.化學(xué)成分不同C.轉(zhuǎn)錄活性不同D.折疊和螺旋化程度不同2. 關(guān)于核孔復(fù)合體的運輸錯誤的是（）A. 分為主動運輸和被動運輸B. 主動運輸和被動運輸都需要核定位信號序列C. 主動運輸?shù)挠行Э讖奖缺粍舆\輸大D. Ra nGT酶在核質(zhì)間穿梭3. 不同生物中，最保守的組蛋白是（）A. H1 B.H2A C.H2B D.H3, H44. 下面有關(guān)核仁的描述錯誤的是（）A. 核仁的主要功能之一是參與核糖體的生物合成B. rDNA定位于核仁區(qū)內(nèi)C. 在細胞內(nèi)的位置通常是固定的D. 核仁中核酸部分主要是rRNA基因及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物4. 下列哪些物質(zhì)不經(jīng)過核孔復(fù)合體的運輸（）A.RNA B.核糖體亞單位C.鞘磷脂D.非組蛋白5關(guān)于異染色質(zhì)敘述錯誤的是（）A.螺旋化程度高B.結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)多位于端粒和著絲粒處C. 組蛋白甲基化程度低，乙?；潭雀逥. 可關(guān)閉基因活性6