2.2-3【生物笔记】细胞核、细胞的生物膜系统
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第二章 细胞的结构和生命活动
第2节 细胞——生命活动的基本单位
3. 细胞核、细胞的生物膜系统
知识点1. 细胞核的结构
1.核膜
(1)结构：双层膜， 内膜面向核质，表面光滑；外膜有些部位与内质网相连,膜上附着核
(2)作用：①核膜起屏障作用，把核内物质外膜与细胞质分开；
②具有选择透过性，一些小分子物质可通过核膜进出细胞核。
2.核孔
核膜并不连续，其上有一些小孔，实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流。
作用：有选择性地允许一些大分子物质进出细胞核(如mRNA、组蛋白)，代谢旺盛的细胞中核孔数量较多。
3.核仁：
细胞核中球状或椭球状的颗粒结构，没有膜包被。与某种RNA (rRNA)的合成以及核糖体的形成有关。
【注意】：核孔与核仁
(1)核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构，对进出细胞核的物质具有严格的调控作用，表
现出明显的选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。
(2)核孔的数量和核仁的大小不是固定不变的，与细胞的代谢水平有关。代谢旺盛、蛋白
质合成量大的细胞中，核孔数目多、核仁较大，体现了细胞结构与功能相适应的特点。
4.染色质 20
极细的丝状物，主要由DNA与蛋白质组成，因易被碱性染料染色而得名。
染色体：在细胞分裂前期时，染色质高度螺旋化,缩短变粗，变为光学显微镜下可见的圆柱状或杆状结构，称为染色体。
作用：真核生物遗传信息的主要载体。
【拓展】：染色质与染色体
同一物质在细胞分裂不同时期的两种存在形式。
染色体细边长分裂末期：解螺旋，变分裂前期：螺旋变粗染色质
【注意】：关于细胞核的两个“并不是”
(1)并不是所有的细胞都有细胞核: 原核细胞没有成形的细胞核,只有拟核;高等植物的筛
管细胞和哺乳动物的成熟红细胞中都没有细胞核。
(2)并不是所有的细胞都只有一个细胞核：如双小核草履虫细胞中有两个细胞核，人的骨
骼肌细胞中细胞核多达数百个。
5.核基质
核基质包括以蛋白质成分为主的网架结构体系，以及网孔中充满的液体。染色质与核仁存在于核基质中。核基质是细胞核的骨架，与DNA复制、基因表达及染色体的组装与构建存在密切关系。
6.DNA和RNA的分布
利用甲基绿一派洛宁 染色液处理蟾蜍血细胞，发现RNA主要分布在细胞质中，DNA主要分布在细胞核中。
甲基绿一派洛宁染色液的配制方法
A液：取派洛宁和甲基绿混装粉剂1g，溶于蒸馏水并稀释定容至100 mL，滤纸过滤后放人21
棕色瓶中备用。
B液：称取乙酸钠16.4 g，溶于蒸馏水并稀释定容至1000 mL；取乙酸12mL，用蒸馏水稀释至1000 mL；再取30mL乙酸钠溶液和20mL乙酸溶液，加人蒸馏水50mL，此时配成的是pH为4.8的溶液。B液是一种缓冲液。
分别取A液20mL和B浓80mL,配制成染色液，现配现用。
7.细胞核的功能
(1)细胞核是遗传信息库。细胞核是遗传物质( DNA)储存的主要场所，DNA上携带遗传信息。
(2)细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心。细胞核控制着细胞的物质合成能量转换和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。
知识点2. 细胞核的功能
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细胞核不仅控制着细胞的代谢过程，也控制生物体的遗传性状，是细胞代谢和遗传的调控中心。
【拓展】伞柄嫁接之后，最初长出的“帽”是提供伞柄的伞藻的“帽"”，经多次剪除后才长出与供核伞藻相同的"帽”,核移植实验也有类似现象。其原因是嫁接或核移植后，原伞藻细胞质中存留的一些RNA仍然能够控制合成蛋白质使“帽”表现出相应的性状。
细胞是一个统一的整体
细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧，各组分之间分工合作成为一个统一的整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地讲行。
(1)从结构上看
细胞的各个组成成分之间是相互联系的，如细胞核与细胞质可以通过核孔相互连通;内质网膜与核膜细胞质膜直接相连;内质网膜、高尔基体膜、细胞质膜之间可以相互转化。
(2)从调控上看
细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要物质，细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，是使细胞成为一个统一整体。
【注意】细胞核是细胞代谢的控制中心，而不是细胞代谢的中心，细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
(3)从细胞核和细胞质的关系上看
①脱离细胞质，细胞核不能独立存在，因为细胞核调控生命活动时所需的物质和能量均由细胞质提供。
②脱离细胞核，细胞质也不能长期存在，这是由细胞核的功能决定的，如哺乳动物的成熟红细胞无细胞核，寿命较短,大概只有120天。
③细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系，说明细胞只有保持结构的完整性,才能正23
常地完成各项生命活动。
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知识点3. 制作真核细胞的亚显微结构模型
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一一种简化的概括性描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的。借助于具体的实物、其他形象化的手段或通过抽象的形式来表达，包括物理模型、概念模型、数学模型等。
制作原理：以真核细胞的结构及细胞内各种细胞器为模型进行制作。
知识点4. 细胞的生物膜系统
1.胞内蛋白和分泌蛋白点
(1)胞内蛋白：指在细胞内发挥作用的蛋白质，如与有氧呼吸有关的酶、血红蛋白等。
(2)分泌蛋白：指在细胞内合成后,分泌到细胞外起作用的蛋白质,如抗体、胰岛素、消化酶等。
2.分泌蛋白的合成、运输过程示意图
核糖体(合成肽链)-→内质网(加工成具有一定空间结构的蛋白质)→囊泡→高尔基体(进步修饰加工)- >囊泡→细胞质膜→细胞外。
与分泌蛋白合成和运输有关的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。其中不具膜结构的细胞器是核糖体。
【拓展】同位素标记法 25
在同一元素中，质子数相同、中子数不同的原子为同位素，如16O与80O。同位素的物理性质可能有差异，但组成的化合物性质相同。用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同位素标记法。
通过追踪用同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程，也可以追踪物质的转移途径。生物学上常用的同位素有的不具有放射性，是稳定同位素，如15N、18O；有的是放射性同位素,如14C、32P、3H、35S等。研究分泌蛋白的合成和运输利用的就是放射性同位素3H。
【拓展】蛋白质分泌过程中放射性强度变化
用放射性元素标记氨基酸后，最先检测到放射性出现在核糖体上，然后依次出现在粗面
内质网、高尔基体和细胞质膜等结构上。
【拓展】模型法理解蛋白质分泌过程中有关膜面积的变化
除了分泌到细胞外的分泌蛋白外，溶酶体中的水解酶和细胞质膜上的各种膜蛋白也都经
历了大致相同的过程。
分泌蛋白加工运输中有关膜的面积变化情况
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3.生物膜系统
在真核细胞中，细胞器膜、细胞质膜和核膜等膜结构，在组成成分和结构上基本相似，它们都称为生物膜。
(1)各种生物膜的成分相似
(2)生物膜在结构和功能上紧密联系
(3)生物膜系统的作用
①细胞质膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境之间进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。
②细胞的许多重要的化学反应都在生物膜上进行。细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利的条件。
③细胞内的生物膜把细胞分隔成一个个小的区室，如各种细胞器，这样就使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
