關(guān)于細胞核的結(jié)構(gòu)與功能研究

摘要：作為大多數(shù)真核細胞的重要組成部分，細胞核承擔(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胞核進行研究，在分析細胞核結(jié)構(gòu)的同時，從多個方面介紹其功能，以期加深廣大高中生對于細胞核的認識，完善細胞核相關(guān)知識體系。

關(guān)鍵詞：細胞核 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胞，其中細胞核的知識點十分重要。細胞核是真核細胞的重要標志之一，也有一些真核細胞沒有細胞核，如人類血液中成熟的紅細胞等。本文以最為常見的真核細胞中的細胞核為研究對象，通過分析其結(jié)構(gòu)與功能，以加深我們對于細胞核相關(guān)知識的理解。

一、細胞核的結(jié)構(gòu)

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

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

核膜：核膜是細胞核結(jié)構(gòu)的最外層，分為內(nèi)膜、外膜兩個部分，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)保證了細胞核結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

染色質(zhì)：細胞核中的遺傳物質(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，人類細胞核中的DNA鏈有23對。

核仁：在細胞核中，當(dāng)細胞處于間期狀態(tài)時，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，在細胞膜上呈不規(guī)則分布狀態(tài)。對于大多數(shù)細胞來說，核孔數(shù)量的多少意味著細胞功能的活躍程度，處于分化、分裂過程中的細胞的核孔偏多，一些成熟后的細胞，細胞核上幾乎沒有核孔，如成熟的精子。

二、細胞核的功能

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

（一）遺傳物質(zhì)的“拷貝中心”

細胞核中的遺傳物質(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)細胞核在分裂的過程中，其信息會等比例“拷貝”。例如，在植物細胞分化期間，其細胞核中染色質(zhì)中的DNA首先進行復(fù)制，并在細胞核分裂的過程中平均分布在兩個細胞核的染色質(zhì)中。

細胞核中DNA的復(fù)制主要有兩種方式，一種是原核細胞中DNA的單起點復(fù)制方式，另一種較為常見的是真核細胞中DNA的多點復(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，真核細胞的多點復(fù)制效率要遠遠高于原核細胞中DNA的單點復(fù)制，這也是真核細胞生物比原核細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，這是生命的整個成長過程，這一過程與細胞核對遺傳基因的定向使用有著較為密切的聯(lián)系。盡管，每一個細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，細胞多次分裂后會進行下一步分化，在這一過程中，細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)，使細胞具有特殊的功能，進而分化出特定的組織、器官。

然而，細胞核對生命的控制也存在一定的負面作用，比如一些常見的疾病就與細胞核在生命控制上所出現(xiàn)的錯誤有關(guān)。例如，“鐮刀型細胞貧血癥”，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，進而導(dǎo)致紅細胞的外形呈現(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

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

參考文獻：

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

[2]孔愛華.“細胞核是遺傳信息庫”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計[J].生物學(xué)通報，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[J].生物學(xué)教學(xué)，2010，（02）.

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

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

[6]錢敏艷.細胞核內(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。）