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“细胞核—系统的控制中心”相似概念辨析

2017-02-16冯汉茹

中学生数理化·教与学 2016年11期
关键词:着丝点纺锤着丝粒

冯汉茹

“细胞核-系统的控制中心”概念性知识繁多.教师要引导学生辨析“相似概念”,促使学生了解知识的严谨性,帮助学生掌握、应用知识.

一、细胞核与拟核

细胞生物种类繁多,H.Ris最早提出“原核细胞”、“真核细胞”概念,将细胞生物分为原核生物和真核生物.原核细胞一般由细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核组成基本结构,真核细胞一般由细胞膜、细胞质、细胞核组成.原核细胞“核”形态原始,没有膜包被,不成形,无核膜、核仁,由一个环状双链DNA分子形成核区.DNA分子上不含或含很少蛋白质,原核细胞中没有染色体.真核细胞“细胞核”成形明显,由外向内依次由核膜、核液、染色质以及核仁等结构组成.核膜两层(核外膜和核内膜),其上有核孔.核膜有选择透过性,允许一些小分子、离子进出;核孔是选择性通道,允许RNA和蛋白质进出,但不允许RNA和蛋白质分子自由进出,更不允许DNA分子进出.

二、核膜与核被膜

核被膜和核膜常被误以为相同结构.实际上,核被膜比核膜复杂得多.核膜由两层不连续单位膜构成,面向细胞质一层为核外膜,面向核质一层为核内膜.外核膜表面附有核糖体颗粒,常与糙面内质网连通,使核周间隙与内质网腔彼此相通.内核膜无核糖体颗粒,表面光滑,但紧贴其内表面有一层致密的结构——核纤层.这样,内质网“内连”核膜、“外连”细胞膜,占生物膜系统最大比例.外核膜和内核膜之间有20~40nm的透明的腔,称为膜间腔.核被膜由双层核膜、核孔复合体和核纤层3种结构组成.它位于间期细胞核最外层,是细胞核与细胞质之间的界膜.

三、核孔与核孔复合体

核孔复合体镶嵌在核内膜、核外膜融合形成的核孔上,目前所知所有真核细胞,比如从酵母到人,间期细胞核普遍存在核孔复合体.核孔复合体中一部分结构嵌入了核被膜,因此核孔复合体比核孔稍大一些,比如核孔直径约为80~120nm,核孔复合体直径约为120~150nm.核孔是内核膜、外核膜的局部融合所形成的小孔,是沟通核质与胞质物质相互交流的渠道.两者具有一定的选择性,对细胞活动起调节作用.

四、染色质与染色体

“狭义”的染色体是指真核生物的染色体,由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成,易被碱性染料染成深色的物质.间期、末期以丝状形态呈现;前期、中期、后期以圆柱状或杆状出现.为了区别同一物质两种形态,前者称为染色质,后者称为染色体.简言之,丝状染色质经螺旋化、缩短变粗为圆柱状、杆状染色体.两者主要区别不是化學组成,而是构型,表现在染色体是染色质在分裂期紧密包装、卷曲凝缩的结构形式.从“狭义”的染色体出发,原核生物没有染色体.

五、核质、核基质与核液

核质是核仁以外、核膜以内的物质,包括不易着色的核液和能被着色的染色质.间期细胞核中,在染色质和核仁周围有无定型的着色浅的液体,称为核液.核基质指细胞核内,除了核被膜、核纤层、染色质与和核仁以外的网架结构体系,因此核基质等同核骨架,比较类似核液.

六、着丝点与着丝粒

“人教版”必修一第112~113页使用“着丝点”,如“前期:每条染色体包括两条并列的姐妹染色单体,这两条染色单体由一个共同的着丝点连接;中期:每条染色体着丝点的两侧,都有纺锤丝附着在上面,纺锤丝牵引着染色体运动;后期:每个着丝点分裂成两个,姐妹染色单体分开,成为两条子染色体”.“北师大版”必修一第99~100使用“着丝粒”,如“前期:2个姐妹染色单体由一个着丝粒相连;中期:着丝粒与纺锤丝相连,排列在细胞中央平面上;后期:染色体着丝粒一分为二,每条染色体的2个姐妹染色单体分开,由纺锤丝牵引逐渐向两极移动”.两个版本的教材要么使用“着丝点”,要么使用“着丝粒”,两者可以混为一谈吗?不能.分述如下:着丝粒指每一条染色体与纺锤丝结合形成的主缢痕.因染色体并不在这个位置上盘绕,就形成了主缢痕,而主缢痕是中期2条姐妹染色单体相互联系在一起的部位,即着丝粒连接2个染色单体.由此可见,着丝粒是染色质经过复制后形成2条姐妹染色单体后才出现,它并不与纺锤丝相连.据着丝粒(主缢痕)位置,染色体分为中着丝粒染色体、近中着丝粒染色体、近端着丝粒染色体、端着丝粒染色体四种. 着丝点指在染色体着丝粒的两侧各有由蛋白质构成的三层结构,它与纺锤体的纺锤丝连接,与染色体移动有关.

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