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2022年秋高中生物 第三章 細胞的基本結構第3節(jié) 細胞核——系統(tǒng)的控制中心學案 新人教版必修1

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1、2022年秋高中生物 第三章 細胞的基本結構 第3節(jié) 細胞核——系統(tǒng)的控制中心學案 新人教版必修1 學習目標 1.闡明細胞核的結構與功能。(重點) 2.認同細胞核是生命系統(tǒng)的控制中心。(難點) 3.嘗試制作真核細胞的三維結構模型。(重點) 核心概念 核膜 核孔 染色質 染色體 一、細胞核的結構和功能 1.大量事實表明,細胞核控制著細胞的__代謝____和__遺傳____。 2.細胞核 (1)功能:是__遺傳信息庫____,是細胞__代謝和遺傳____的控制中心。 (2)結構: ①核膜:__兩____層膜,把核內(nèi)物質與細胞質分開。 ②核孔:實現(xiàn)核質之間頻繁的__物

2、質交換____和__信息交流____。 ③核仁:與某種RNA的合成以及__核糖體____的形成有關。 ④染色質: 成分:主要有__DNA____和__蛋白質____。 特性:容易被__堿性染料____染成深色。 同染色體的關系:同樣的物質在__不同細胞時期____的兩種存在狀態(tài)。 DNA上貯存__遺傳信息____。 二、模型建構及細胞的概述 1.模型建構 2.細胞的概述 ?思考 1.有人將細胞核比喻為人的“大腦”,具有整體指揮和調控功能,你認為細胞核中哪種成分真正起到指揮調控功能? 提示:主要是染色質中的DNA行使整體調控作用。 2.細胞核的核膜上有核孔,大分

3、子物質可以自由進出細胞核嗎? 提示:不可以,細胞核所需的物質才能進入細胞核,核膜也是具有選擇透過性的。 H  判斷題 1.真核細胞染色體上主要含有核糖核酸和蛋白質。( × ) 2.細胞核是細胞代謝的控制中心,也是細胞代謝的中心。( × ) 3.核膜上的核孔可以讓蛋白質和RNA自由進出。( × ) 4.藍藻細胞具有細胞核且DNA分子呈環(huán)狀。( × ) 5.細胞核控制著細胞的代謝和遺傳,真核細胞都有細胞核。( × ) 6.核仁的大小與細胞合成蛋白質的多少有關,蛋白質合成旺盛的細胞,核糖體多,核仁大。( √ ) 7.控制細胞器進行物質合成、能量轉換等的指令,主要是通過核孔從細胞核到

4、達細胞質的。( √ ) 8.拍攝洋蔥鱗片葉表皮細胞的顯微照片就是構建了細胞的物理模型。( × ) 9.染色體和染色質是不同物質在同一時期細胞中的兩種形態(tài)。( × ) 知識點1 細胞核功能的相關實驗分析 Z  1.細胞核功能的實驗探究 實驗內(nèi)容 實驗方法及結果 得出結論 一、兩種美西螈細胞核移植 黑色美西螈胚胎細胞的核 ↓移入 美西螈皮膚顏色遺傳是由細胞核控制的 二、橫縊蠑螈受精卵 蠑螈細胞的分裂和分化是由細胞核控制的 三、將變形蟲切成兩半 變形蟲的分裂、生長、再生、應激性是由細胞核控制的 四、傘藻嫁接與核移植 傘藻“帽”的形狀是由細胞核控

5、制的 (1)實驗一缺乏對照實驗,若增加“將白色美西螈胚胎細胞的細胞核移植到黑色美西螈的去核卵細胞中”的實驗步驟,將增強結論的說服力。實驗二至四遵循了對照原則。 (2)傘藻核移植實驗可排除假根中其他物質的影響,是對傘藻嫁接實驗的補充,進一步驗證細胞核的功能。 2.細胞核與細胞質的關系 存活時間 原因分析 單獨的細胞核 很快死亡 缺乏細胞質提供的營養(yǎng)和能量 單獨的細胞質 存活一段時 間后死亡 細胞質中由細胞核控制合成的物質在一段時間內(nèi)仍可發(fā)揮作用 細胞核+細胞質 正常生活 細胞核與細胞質是相互依存的統(tǒng)一整體 D  典例1 細胞核具有什么功能?科學家通過下列實驗

6、(見圖)進行探究:①用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半,中間只有很少的細胞質相連,結果無核的一半(a)停止分裂,有核的一半(b)能繼續(xù)分裂;②b部分分裂到16~32個細胞時,將一個細胞核擠入不能分裂的a部分,結果a部分開始分裂、分化,發(fā)育成胚胎。下列有關敘述中,錯誤的是( B ) A.實驗結果可以說明細胞核與細胞的分裂、分化有關 B.實驗①中,a部分細胞屬于對照組 C.實驗②中a部分的操作與實驗①中a部分形成對照 D.實驗還能說明細胞只有保持完整性才能完成正常的生命活動 [解析] 在實驗①中有細胞核的一部分能正常發(fā)育,而沒有細胞核的部分不能分裂、分化,也就是不能正常發(fā)育,

7、所以經(jīng)對照后說明細胞核與細胞分裂、分化密切相關,同時也能說明細胞只有保持完整性才能完成正常的生命活動;在實驗①中b部分為正常狀態(tài),所以b部分為對照組;實驗①中a部分沒有細胞核,而實驗②中的a部分又有了細胞核,所以兩部分形成前后對照。 技巧方法:細胞核對細胞質依存關系的三個來源 (1)原料來源:核物質代謝所需的原料都要依賴細胞質(如核苷酸、葡萄糖、各種小分子和離子)。 (2)能量來源:核內(nèi)大分子合成所需的能量也要靠細胞質為其提供。 (3)蛋白質來源:細胞核中的蛋白質也是在細胞質中的核糖體上合成的(如組蛋白、各種酶等)。 〔變式訓練1〕 (2018·安徽蕪湖)蛙成熟的未受精卵處于活躍的D

8、NA合成狀態(tài),而腦組織細胞則不能分裂??茖W家進行了如下圖所示的核移植實驗,請分析回答下列問題。 (1)蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶是在細胞質基質中的__核糖體____上合成的,并通過__核孔____進入細胞核。除此以外,細胞質還為細胞核代謝提供所需的__原料、能量(ATP)____等。 (2)腦細胞的無核部分仍能存活一段時間,但最終死亡,其原因是__腦細胞細胞質中所含有的營養(yǎng)物質只能維持其一段時間的生命活動,物質和能量耗盡后,腦細胞便會死亡____。 (3)單獨的細胞核不能存活的原因是__無營養(yǎng)物質和能量供應____。 (4)本實驗證明了:__細胞質和細胞核是相互依存的統(tǒng)一

9、整體____。 [解析] 蛋白質在核糖體上合成;核孔是蛋白質、RNA等大分子物質進出細胞的通道。細胞質為細胞核提供物質和能量,細胞核離不開細胞質;細胞核調控細胞的代謝和遺傳,細胞質離不開細胞核,它們之間是相互依存的統(tǒng)一整體。 知識點2 細胞核的結構與功能 Z  一、結構圖示 二、相關結構及功能分析 1.核膜 (1)結構 ①雙層膜,外膜上附著許多核糖體,常與內(nèi)質網(wǎng)相連。 ②核膜不是完全連續(xù)的,其上具有核孔。 (2)功能 ①起屏障作用,把核內(nèi)物質與細胞質分開。 ②控制離子和小分子物質進出細胞核。 ③核孔是大分子物質進出細胞核的通道。代謝旺盛的細胞中,核孔數(shù)目較多。

10、2.核仁 (1)核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。 (2)蛋白質合成旺盛的細胞中,核仁體積相對較大。 3.細胞核結構與功能的關系: Y  有關細胞核的四個誤區(qū) (1)誤認為“細胞核是具有雙層膜的細胞器”:細胞核不是細胞器,是具有雙層膜的細胞結構。 (2)誤認為“核孔是大、小分子都能隨意進出的通道”:核孔具有選擇性。RNA和某些蛋白質等大分子物質出入細胞核的通道是核孔,但并不是所有的大分子都能通過核孔,如細胞核中的DNA就不能通過核孔進入細胞質;而小分子物質出入細胞核一般是通過跨膜運輸實現(xiàn)的,極少通過核孔。 (3)誤認為“核孔數(shù)量及核仁大小是固定不變的”:核孔的數(shù)量

11、、核仁的大小與細胞代謝有關,如代謝旺盛、蛋白質合成量大的細胞,核孔數(shù)多,核仁較大。 (4)誤認為“物質通過核孔需穿過2層膜”:核孔是通道,物質通過核孔不穿過膜結構。 (5)細胞核并不是細胞代謝的中心,而是細胞代謝的控制中心,因為細胞代謝的主要場所是細胞質基質。 (6)生物的性狀并不是都由細胞核控制,細胞質中也有遺傳物質,也控制生物的部分性狀。 (7)真核細胞并不是都具有一個細胞核,如雙小核草履蟲有2個細胞核,人的骨骼肌細胞中的細胞核可達數(shù)百個,哺乳動物成熟的紅細胞、高等植物成熟的篩管細胞等沒有細胞核。 D  典例2 如圖為細胞核結構模式圖,請據(jù)圖回答問題。 (1)圖中對核內(nèi)物

12、質起屏障作用的是[__③____]__核膜____,它是由__2____層膜構成的,細胞質合成的組蛋白等蛋白質是通過其上的[__④____]__核孔____進入細胞核的。 (2)細胞核行使遺傳功能的重要結構是[ ①  ]__染色質____,遺傳信息存在于其組分的__DNA____上。 (3)結構[②]__核仁____的功能是__與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關____。 (4)簡要寫出原核細胞的擬核與圖中細胞核在結構上存在的差異:__原核細胞的擬核無圖中的核膜、核孔、核仁、染色質等結構,其DNA是裸露的____。 [解析] 由圖可知,①為染色質,②為核仁,③為核膜,④為核孔。核膜

13、為細胞核與細胞質的界限,使細胞核內(nèi)維持一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。核孔是細胞核與細胞質進行物質交換的通道,某些大分子物質通過核孔進出細胞核。染色質上攜帶有遺傳物質DNA,DNA上攜帶著遺傳信息。原核細胞結構簡單,無真正的細胞核,只有擬核,DNA分子是裸露的,無核膜、核孔、核仁、染色質等結構。 技巧方法:三個“二”記憶細胞核的結構和功能 (1)二個場所——遺傳物質的復制場所、貯存場所。 (2)二個中心——細胞代謝和遺傳的控制中心。 (3)二個形態(tài)——細絲狀的染色質和桿狀的染色體。 〔變式訓練2〕 大量事實表明,在蛋白質合成旺盛的細胞中,常有較大和較多的核仁。根據(jù)這一事實可以推測( B )

14、 A.細胞中的蛋白質主要由核仁合成  B.核仁可能與組成核糖體的必需物質的合成有關 C.無核仁的細胞往往不能合成蛋白質  D.蛋白質合成發(fā)生在細胞核中 [解析] 根據(jù)題干提供的信息推測蛋白質合成與核仁有關,但蛋白質的合成是在核糖體上,故核仁可能與組成核糖體的必需物質的合成有關。無核仁的細胞如原核細胞也要進行蛋白質的合成。 染色質與染色體 染色質 染色體 不同點 存在時期 分裂間期 分裂期 形態(tài) 極細的絲狀 呈圓柱狀或桿狀 相同點 成分 主要是DNA和蛋白質 特性 易被堿性染料染成深色 功能 遺傳物質的主要載體 關系 同一種物質在不同

15、時期的兩種存在狀態(tài),轉化關系為:染色質染色體 典例3 下列關于染色體和染色質的敘述中,錯誤的是( D ) A.染色質和染色體是同一種物質的兩種存在狀態(tài) B.染色質和染色體都是遺傳物質的主要載體 C.染色質和染色體都可以被龍膽紫溶液染成深色 D.染色質只分布在細胞核中,染色體分布在細胞核和細胞質中 [解析] 染色質和染色體都分布在細胞核中,細胞質中無染色體或染色質。 1.細胞核的結構 (1)核膜——雙層膜,把核內(nèi)物質與細胞質分開。(2)染色質——主要由DNA和蛋白質組成,DNA是遺傳信息的載體。(3)核仁——與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。(4)核孔——實現(xiàn)核質之間頻

16、繁的物質交換和信息交流。 2.細胞核的功能:細胞核是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心。 細胞核 一、選擇題 1.(2018·泉港一中上學期期末) 圖示某生物細胞核的結構組成,下列有關敘述錯誤的是( D ) A.從圖中可以看出,內(nèi)質網(wǎng)膜和核膜直接相連 B.圖示中有中心體,說明該生物為低等植物或動物 C.核孔具有選擇性,是大分子物質進出細胞核的通道 D.核仁是與核糖體形成有關的一種細胞器 [解析] 從圖中可以看出,內(nèi)質網(wǎng)膜和核膜直接相連,A正確。中心體存在于低等植物和動物中,B正確。核孔具有選擇性,是包括RNA、酶等大分子物質進出細胞核的通道,C正確,核仁與核糖

17、體的形成有關,但核仁不屬于細胞器,D錯誤。 2.(2018·江蘇省泰州中學高一上學期期末)下列有關細胞核結構與功能的敘述,不正確的是( A ) A.核膜共具有一層膜,蛋白質分布其中 B.核孔是細胞核和細胞質之間進行物質交換的通道 C.染色質存在于細胞核中,是遺傳物質的主要載體 D.細胞核是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心 [解析] 核膜共具有兩層膜,蛋白質分布其中,A錯誤;核孔是細胞核與細胞質之間進行物質交換和信息交流的通道,核內(nèi)外大分子物質的交換離不開核孔,B正確;染色質存在于細胞核中,是遺傳物質的主要載體,C正確;細胞核是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心,D正確。

18、 3.(2018·山東省德州市高一上學期期末)下圖表示細胞核及其周圍部分結構的示意圖。下列說法不正確的是( D ) A.1、4相連體現(xiàn)了細胞內(nèi)結構間的緊密聯(lián)系 B.通過2可實現(xiàn)細胞核和細胞質之間的信息交流 C.3能被醋酸洋紅液染成深色 D.5與蛋白質的合成無關 [解析] 據(jù)圖分析,1表示內(nèi)質網(wǎng),2表示核孔,3表示染色質,4表示核膜,5表示核仁。 內(nèi)質網(wǎng)膜和核膜的連接體現(xiàn)了細胞內(nèi)結構間的緊密聯(lián)系,A正確;通過2(核孔)可實現(xiàn)細胞核和細胞質之間信息的交流,B正確;3(染色質)是細胞核內(nèi)易于被堿性染料(醋酸洋紅或龍膽紫)染成深色的物質,是遺傳物質的載體,C正確;5(核仁)與某種RNA的

19、合成以及核糖體的形成有關,而核糖體是合成蛋白質的場所,因此5影響蛋白質的合成,與蛋白質的合成有關,D錯誤。 4.下列有關細胞核的敘述,錯誤的是( C ) A.蛋白質是細胞核中染色質的組成成分 B.細胞核是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心 C.小分子物質可以通過核孔,大分子物質不能 D.有的細胞會有多個細胞核 [解析] A項,細胞核中的染色質主要是由DNA和蛋白質組成的。B項,細胞核是遺傳信息庫,是細胞代謝和遺傳的控制中心。C項,核孔具有選擇透過性,大分子物質如蛋白質、mRNA等能通過。D項,像草履蟲等細胞也會出現(xiàn)多個細胞核。 5.心房顫動(房顫)是臨床上最常見并且危害嚴重的

20、心律失常疾病之一。最新研究表明,其致病機制是核孔復合物的運輸障礙。下列說法不正確的是( C ) A.RNA在細胞核內(nèi)合成,運出細胞核發(fā)揮作用與核孔復合物有關 B.房顫可能與核質間的信息交流異常有關 C.人體成熟的紅細胞中核孔復合物數(shù)量很少,因此紅細胞代謝較弱 D.核孔復合物具有選擇性 [解析] 人體成熟的紅細胞沒有細胞核,無核孔。 二、非選擇題 6.下圖為典型的細胞核及其周圍部分結構示意圖。請據(jù)圖回答問題(在[ ]中填標號,________上填相應名稱): (1)只有在__真核____細胞中,使用__電子____顯微鏡才可以看到此圖所表示的結構。 (2)[3]__染色質____主要由蛋白質和__DNA____組成,前者通過[__2____]__核孔____進入細胞核內(nèi)。 (3)圖片中可見[1]__內(nèi)質網(wǎng)____和[__5____]__核膜____連通,[__2____]__核孔____是大分子物質進出細胞核的通道,從而加強了__細胞質____和__細胞核____在生命系統(tǒng)中的聯(lián)系。 [解析] 題圖中1為內(nèi)質網(wǎng),2為核孔,3為染色質,4為核仁,5為核膜。核孔是大分子物質進出細胞核的通道,染色質的主要成分為DNA和蛋白質。圖中內(nèi)質網(wǎng)膜與核膜相連,使細胞核與細胞質聯(lián)系緊密。

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