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        關(guān)于細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能研究

        2018-01-21 10:23:22趙翊彤
        祖國 2018年24期
        關(guān)鍵詞:細(xì)胞核結(jié)構(gòu)功能

        摘要:作為大多數(shù)真核細(xì)胞的重要組成部分,細(xì)胞核承擔(dān)著生命遺傳信息傳遞的任務(wù),其對于地球生命的繁衍有著積極的意義。本文以高中生的視角對細(xì)胞核進(jìn)行研究,在分析細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的同時(shí),從多個(gè)方面介紹其功能,以期加深廣大高中生對于細(xì)胞核的認(rèn)識,完善細(xì)胞核相關(guān)知識體系。

        關(guān)鍵詞:細(xì)胞核 結(jié)構(gòu) 功能 研究

        在學(xué)習(xí)生物知識的過程中,我們接觸到了不同類型的細(xì)胞,其中細(xì)胞核的知識點(diǎn)十分重要。細(xì)胞核是真核細(xì)胞的重要標(biāo)志之一,也有一些真核細(xì)胞沒有細(xì)胞核,如人類血液中成熟的紅細(xì)胞等。本文以最為常見的真核細(xì)胞中的細(xì)胞核為研究對象,通過分析其結(jié)構(gòu)與功能,以加深我們對于細(xì)胞核相關(guān)知識的理解。

        一、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)

        細(xì)胞核在真核細(xì)胞中的體積最大,其結(jié)構(gòu)組成較為簡單,如圖1所示:

        由圖可以看出,細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)可以分為四個(gè)部分,分別包括核膜(a)、染色質(zhì)(b)、核仁(c)和核孔(d)。

        核膜:核膜是細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的最外層,分為內(nèi)膜、外膜兩個(gè)部分,核膜上分布有間隙均勻的核孔、核糖體等,其中內(nèi)膜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)保證了細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

        染色質(zhì):細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)集中位于染色質(zhì)中,在電子顯微鏡下,我們可以在染色質(zhì)中發(fā)現(xiàn)螺旋狀的DNA鏈,其中,人類細(xì)胞核中的DNA鏈有23對。

        核仁:在細(xì)胞核中,當(dāng)細(xì)胞處于間期狀態(tài)時(shí),核仁數(shù)量明顯增加。不同生物類型的核仁各有差異,因此,研究人員能夠根據(jù)細(xì)胞核中核仁的形態(tài)、數(shù)量判斷其生物類型。

        核孔:該結(jié)構(gòu)與月球上的環(huán)形山極其相似,在細(xì)胞膜上呈不規(guī)則分布狀態(tài)。對于大多數(shù)細(xì)胞來說,核孔數(shù)量的多少意味著細(xì)胞功能的活躍程度,處于分化、分裂過程中的細(xì)胞的核孔偏多,一些成熟后的細(xì)胞,細(xì)胞核上幾乎沒有核孔,如成熟的精子。

        二、細(xì)胞核的功能

        對于細(xì)胞核功能的研究,我們需要結(jié)合細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,特殊的結(jié)構(gòu)與細(xì)胞核的功能之間有著極其密切的關(guān)系。細(xì)胞核承擔(dān)著細(xì)胞遺傳信息傳遞的重要使命。對于大多數(shù)細(xì)胞來說,如果失去了細(xì)胞核,那么就意味著失去了維持細(xì)胞生存的基礎(chǔ),細(xì)胞也會慢慢凋亡,如紅細(xì)胞、篩管細(xì)胞等。由此可以,我們可以看出細(xì)胞核功能的重要性和神秘性。

        (一)遺傳物質(zhì)的“拷貝中心”

        細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)主要集中在染色質(zhì)中,染色質(zhì)也是細(xì)胞核最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu),其中含有大量的DNA和蛋白質(zhì)。DNA記錄了生物的所有遺傳信息,當(dāng)細(xì)胞核在分裂的過程中,其信息會等比例“拷貝”。例如,在植物細(xì)胞分化期間,其細(xì)胞核中染色質(zhì)中的DNA首先進(jìn)行復(fù)制,并在細(xì)胞核分裂的過程中平均分布在兩個(gè)細(xì)胞核的染色質(zhì)中。

        細(xì)胞核中DNA的復(fù)制主要有兩種方式,一種是原核細(xì)胞中DNA的單起點(diǎn)復(fù)制方式,另一種較為常見的是真核細(xì)胞中DNA的多點(diǎn)復(fù)制方式。這兩種DNA的復(fù)制方式都是在DNA螺旋體的解旋過程中完成的。相比較來說,真核細(xì)胞的多點(diǎn)復(fù)制效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原核細(xì)胞中DNA的單點(diǎn)復(fù)制,這也是真核細(xì)胞生物比原核細(xì)胞生物高級的主要原因之一。

        (二)生命的控制中心

        對于人類來說,從一顆受精卵開始,直至在母體內(nèi)分化出不同的器官為止,這是生命的整個(gè)成長過程,這一過程與細(xì)胞核對遺傳基因的定向使用有著較為密切的聯(lián)系。盡管,每一個(gè)細(xì)胞核都有一整套的生命遺傳信息,但是,在孕育生命的過程中,細(xì)胞多次分裂后會進(jìn)行下一步分化,在這一過程中,細(xì)胞核中的遺傳信息將定向完成轉(zhuǎn)錄、翻譯,繼而形成特定的蛋白質(zhì),使細(xì)胞具有特殊的功能,進(jìn)而分化出特定的組織、器官。

        然而,細(xì)胞核對生命的控制也存在一定的負(fù)面作用,比如一些常見的疾病就與細(xì)胞核在生命控制上所出現(xiàn)的錯(cuò)誤有關(guān)。例如,“鐮刀型細(xì)胞貧血癥”,它是一種較為典型的疾病,該疾病是由于控制血紅蛋白分子合成的基因結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,進(jìn)而導(dǎo)致紅細(xì)胞的外形呈現(xiàn)出異樣的“鐮刀型”,且該疾病為基因突變導(dǎo)致的疾病,沒有較為有效的治療方法。

        三、結(jié)語

        細(xì)胞核是生物知識體系中的重要內(nèi)容之一,也是我們認(rèn)識生命的基礎(chǔ)。通過了解細(xì)胞核的結(jié)構(gòu),我們可以將其與細(xì)胞核的功能相結(jié)合,從而使細(xì)胞核知識更加形象化。為更好地認(rèn)識細(xì)胞核,高中生應(yīng)在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時(shí),積極參加生物實(shí)驗(yàn)活動,豐富個(gè)人的生物學(xué)知識體系,提升生物綜合素養(yǎng)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]孫益飛.是細(xì)胞質(zhì)遺傳還是細(xì)胞核遺傳[J].中學(xué)生物學(xué),2008,(01).

        [2]孔愛華.“細(xì)胞核是遺傳信息庫”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)通報(bào),2003,(06).

        [3]蔣霞,王國榮.“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)教學(xué),2010,(02).

        [4]金浩良.“細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能”的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)通報(bào),2017,(20).

        [5]王會萍,徐捷,趙利軍.細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的新認(rèn)識——核體[J].中學(xué)生物教學(xué),2015,(30).

        [6]錢敏艷.細(xì)胞核內(nèi)的一些重要物質(zhì)及其功能[J].生物學(xué)教學(xué),2016,(08).

        (作者簡介:趙翊彤,長春市十一高中,高中學(xué)歷,研究方向:生物方向。)

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