第5講

細胞的結構與功能3

細胞核、真原核細胞

1831年，英國植物學家布朗(R.Brown)觀察并命名了細胞核。---細胞核1細胞核控制細胞的遺傳和代謝多數細胞只有一個細胞核，但少數細胞無核或具多核。骨骼肌結締組織細胞核橫紋肌中的骨骼肌含有多個細胞核哺乳動物成熟的紅細胞無細胞器和細胞核篩管細胞成熟過程中核退化消失傘藻嫁接實驗傘藻核移植實驗思考：傘藻的形態取決于假根中的細胞核還是細胞質？傘帽形狀受假根控制---細胞核---細胞核細胞核控制著細胞的代謝和遺傳結構功能觀2遺傳物質主要儲存在細胞核---細胞核2.1細胞核的結構---核膜2.1.2內外雙層膜，其外層常與粗面內質網相連。2.1.3核被膜上有核孔復合體（核孔），所以雙層膜并不連續。2.1.1核膜把核內物質和細胞質分開2.2.1核孔是實現細胞核和細胞質物質交換的通道2.2.2核孔是蛋白質、RNA等大分子進出細胞核的通道注意：能夠進出核孔的物質不局限于大分子，但也不是任何物質都能隨意進出的，具有選擇性。2.2細胞核的結構---核孔---細胞核核仁核基質染色質2.3細胞核的結構---染色質2.3.1染色質是細胞核中或粗或細的長絲，因容易被堿性染料染色而命名。2.3.2染色質由DNA、蛋白質和少量的RNA組成。2.3.3真核細胞的遺傳物質DNA主要存在于細胞核中2.4.1核仁是細胞核中呈球形或橢球型的結構；與核糖體的形成有關，是核糖體RNA合成、加工和核糖體裝配的重要場所。2.4.2核仁的大小、數目、形態隨生物種類、細胞類型不同而不同。2.4.3核基質是細胞核內以蛋白質為主的網絡結構。核基質為細胞核提供支架，也是多種酶的結合位點，與核內遺傳物質的復制、染色體的裝配等生理活動密切相關。2.4細胞核的結構---核仁與核基質---細胞核核孔核仁染色質核外膜核內膜核膜（把核內物質和細胞質分開）（主要由DNA和蛋白質組成）（與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關）（實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流）核基質（以蛋白質為主的網絡結構）---細胞核DNA儲存遺傳信息DNA主要存在于細胞核中細胞核是遺傳信息庫細胞代謝主要發生在細胞質細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心核膜使兩者分工分區核孔使兩者溝通協作---細胞核蛋白質合成DNA中的遺傳信息以RNA的形式經核孔轉運至細胞質中，用于指導蛋白質的合成；細胞質中合成的核蛋白、核糖體蛋白通過核孔運輸到細胞核中發揮作用。核仁將rRNA和（細胞質合成的）核糖體蛋白組裝成核糖體亞基，再經由核孔轉運至細胞質發揮作用。---細胞核細胞核核膜核仁細胞核是遺傳信息庫染色質（體）DNA遺傳信息細胞核是細胞遺傳和代謝的控制中心細胞質是細胞代謝的中心核孔有分開聯系含有儲存因此因此---細胞核---原核細胞35億年前：最早的原核生物出現15億年前：最早的真核生物出現400萬年前：最早的原始人類出現（南方古猿）藍細菌電鏡圖早期地球環境氧氣低，CO2高，大氣溫度高目前地球環境氧氣高，CO2低，大氣溫度適宜藍細菌光合作用磷酸顆粒、脂肪顆粒等1藍細菌在生物進化史上的地位---原核細胞藍細菌（藍藻）模式圖細胞壁細胞膜光合膜擬核（含DNA）細胞質核糖體原核生物與真核生物最顯著的區別是無成形的（核膜包被）的細胞核細菌模式圖纖毛鞭毛細胞質核糖體擬核（含DNA）細胞膜細胞壁---原核細胞2原核細胞的模式圖3原核生物和真核生物的比較原核細胞真核細胞異細胞核細胞壁細胞質（器）需氧呼吸場所光合作用場所同有擬核,無核膜、核仁和染色體有核被膜、核仁和染色體唯一的細胞器：核糖體有多種細胞器葉綠體細胞膜和細胞質基質附著光合色素的光合膜線粒體和細胞質基質植物：纖維素和果膠真菌：主要殼多糖（幾丁質）細菌：肽聚糖支原體無細胞壁都有細胞膜、細胞質、核糖體、遺傳物質（DNA）---原核細胞4原核細胞的特殊結構細菌模式圖4.1有的細菌會帶有一些附屬結構，如莢膜、鞭毛、菌毛。纖毛鞭毛細胞質核糖體細胞膜細胞壁4.1.1莢膜：位于細胞壁外，主要由多糖構成，具有保護、黏附等功能4.1.2鞭毛：與細菌運動有關4.1.3菌毛：與物質吸收有關---原核細胞4.2有的原核生物可以進行光合作用或者需氧呼吸。4.2.1藍細菌既可以進行光合也可以需氧呼吸4.2.1.1需氧呼吸的場所在細胞膜和細胞溶膠4.2.1.2藍細菌等原核生物的細胞質中含有附著光合色素的光合膜，可以進行光合作用---內共生學說內質網和核膜來源假說線粒體和葉綠體形成假說目前支持內共生學說的證據有很多，部分證據列舉如下：（1）在化學組成上，線粒體外膜與真核細胞的質膜相似，而線粒體內膜則與原核細胞的質膜相似。（2）線粒體和葉綠體內存在與原核細胞相似的環狀DNA，且不形成染色質或染色體。（3）線粒體和葉綠體能像細菌一樣分裂增殖（4）葉綠體的基因組和光合系統