秋学期高中生物必修一人教版 第三章 细胞的基本结构+第3节 细胞核系统的控制中心含答案.docx

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秋学期高中生物必修一人教版第三章细胞的基本结构+第3节细胞核系统的控制中心含答案

第3节　细胞核——系统的控制中心

学习目标

1．阐明细胞核的结构与功能。

（重点）

2．认同细胞核是生命系统的控制中心。

（难点）

3．尝试制作真核细胞的三维结构模型。

（重点）

核心概念

核膜　核孔　染色质　染色体

一、细胞核的结构和功能

1．大量事实表明，细胞核控制着细胞的__代谢____和__遗传____。

2．细胞核

（1）功能：

是__遗传信息库____，是细胞__代谢和遗传____的控制中心。

（2）结构：

①核膜：

__两____层膜，把核内物质与细胞质分开。

②核孔：

实现核质之间频繁的__物质交换____和__信息交流____。

③核仁：

与某种RNA的合成以及__核糖体____的形成有关。

④染色质：

成分：

主要有__DNA____和__蛋白质____。

特性：

容易被__碱性染料____染成深色。

同染色体的关系：

同样的物质在__不同细胞时期____的两种存在状态。

DNA上贮存__遗传信息____。

二、模型建构及细胞的概述

1．模型建构

2．细胞的概述

？

思考

1．有人将细胞核比喻为人的“大脑”，具有整体指挥和调控功能，你认为细胞核中哪种成分真正起到指挥调控功能？

提示：

主要是染色质中的DNA行使整体调控作用。

2．细胞核的核膜上有核孔，大分子物质可以自由进出细胞核吗？

提示：

不可以，细胞核所需的物质才能进入细胞核，核膜也是具有选择透过性的。

H

　判断题

1．真核细胞染色体上主要含有核糖核酸和蛋白质。

（　×　）

2．细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心。

（　×　）

3．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。

（　×　）

4．蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状。

（　×　）

5．细胞核控制着细胞的代谢和遗传，真核细胞都有细胞核。

（　×　）

6．核仁的大小与细胞合成蛋白质的多少有关，蛋白质合成旺盛的细胞，核糖体多，核仁大。

（　√　）

7．控制细胞器进行物质合成、能量转换等的指令，主要是通过核孔从细胞核到达细胞质的。

（　√　）

8．拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是构建了细胞的物理模型。

（　×　）

9．染色体和染色质是不同物质在同一时期细胞中的两种形态。

（　×　）

知识点1　细胞核功能的相关实验分析

Z

1．细胞核功能的实验探究

实验内容

实验方法及结果

得出结论

一、两种美西螈细胞核移植

黑色美西螈胚胎细胞的核

↓移入

美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的

二、横缢蝾螈受精卵

蝾螈细胞的分裂和分化是由细胞核控制的

三、将变形虫切成两半

变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的

四、伞藻嫁接与核移植

伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的

（1）实验一缺乏对照实验，若增加“将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中”的实验步骤，将增强结论的说服力。

实验二至四遵循了对照原则。

（2）伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步验证细胞核的功能。

2．细胞核与细胞质的关系

存活时间

原因分析

单独的细胞核

很快死亡

缺乏细胞质提供的营养和能量

单独的细胞质

存活一段时

间后死亡

细胞质中由细胞核控制合成的物质在一段时间内仍可发挥作用

细胞核＋细胞质

正常生活

细胞核与细胞质是相互依存的统一整体

D

典例1　细胞核具有什么功能？

科学家通过下列实验（见图）进行探究：

①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连，结果无核的一半（a）停止分裂，有核的一半（b）能继续分裂；②b部分分裂到16～32个细胞时，将一个细胞核挤入不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，发育成胚胎。

下列有关叙述中，错误的是（　B　）

A．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关

B．实验①中，a部分细胞属于对照组

C．实验②中a部分的操作与实验①中a部分形成对照

D．实验还能说明细胞只有保持完整性才能完成正常的生命活动

[解析]　在实验①中有细胞核的一部分能正常发育，而没有细胞核的部分不能分裂、分化，也就是不能正常发育，所以经对照后说明细胞核与细胞分裂、分化密切相关，同时也能说明细胞只有保持完整性才能完成正常的生命活动；在实验①中b部分为正常状态，所以b部分为对照组；实验①中a部分没有细胞核，而实验②中的a部分又有了细胞核，所以两部分形成前后对照。

技巧方法：

细胞核对细胞质依存关系的三个来源

（1）原料来源：

核物质代谢所需的原料都要依赖细胞质（如核苷酸、葡萄糖、各种小分子和离子）。

（2）能量来源：

核内大分子合成所需的能量也要靠细胞质为其提供。

（3）蛋白质来源：

细胞核中的蛋白质也是在细胞质中的核糖体上合成的（如组蛋白、各种酶等）。

〔变式训练1〕　（2018·安徽芜湖）蛙成熟的未受精卵处于活跃的DNA合成状态，而脑组织细胞则不能分裂。

科学家进行了如下图所示的核移植实验，请分析回答下列问题。

（1）蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶是在细胞质基质中的__核糖体____上合成的，并通过__核孔____进入细胞核。

除此以外，细胞质还为细胞核代谢提供所需的__原料、能量（ATP）____等。

（2）脑细胞的无核部分仍能存活一段时间，但最终死亡，其原因是__脑细胞细胞质中所含有的营养物质只能维持其一段时间的生命活动，物质和能量耗尽后，脑细胞便会死亡____。

（3）单独的细胞核不能存活的原因是__无营养物质和能量供应____。

（4）本实验证明了：

__细胞质和细胞核是相互依存的统一整体____。

[解析]　蛋白质在核糖体上合成；核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞的通道。

细胞质为细胞核提供物质和能量，细胞核离不开细胞质；细胞核调控细胞的代谢和遗传，细胞质离不开细胞核，它们之间是相互依存的统一整体。

知识点2　细胞核的结构与功能

Z

一、结构图示

二、相关结构及功能分析

1．核膜

（1）结构

①双层膜，外膜上附着许多核糖体，常与内质网相连。

②核膜不是完全连续的，其上具有核孔。

（2）功能

①起屏障作用，把核内物质与细胞质分开。

②控制离子和小分子物质进出细胞核。

③核孔是大分子物质进出细胞核的通道。

代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多。

2．核仁

（1）核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

（2）蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大。

3．细胞核结构与功能的关系：

Y

有关细胞核的四个误区

（1）误认为“细胞核是具有双层膜的细胞器”：

细胞核不是细胞器，是具有双层膜的细胞结构。

（2）误认为“核孔是大、小分子都能随意进出的通道”：

核孔具有选择性。

RNA和某些蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道是核孔，但并不是所有的大分子都能通过核孔，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质；而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的，极少通过核孔。

（3）误认为“核孔数量及核仁大小是固定不变的”：

核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。

（4）误认为“物质通过核孔需穿过2层膜”：

核孔是通道，物质通过核孔不穿过膜结构。

（5）细胞核并不是细胞代谢的中心，而是细胞代谢的控制中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。

（6）生物的性状并不是都由细胞核控制，细胞质中也有遗传物质，也控制生物的部分性状。

（7）真核细胞并不是都具有一个细胞核，如双小核草履虫有2个细胞核，人的骨骼肌细胞中的细胞核可达数百个，哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等没有细胞核。

D

典例2　如图为细胞核结构模式图，请据图回答问题。

（1）图中对核内物质起屏障作用的是[__③____]__核膜____，它是由__2____层膜构成的，细胞质合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的[__④____]__核孔____进入细胞核的。

（2）细胞核行使遗传功能的重要结构是[　①　　]__染色质____，遗传信息存在于其组分的__DNA____上。

（3）结构[②]__核仁____的功能是__与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关____。

（4）简要写出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上存在的差异：

__原核细胞的拟核无图中的核膜、核孔、核仁、染色质等结构，其DNA是裸露的____。

[解析]　由图可知，①为染色质，②为核仁，③为核膜，④为核孔。

核膜为细胞核与细胞质的界限，使细胞核内维持一个相对稳定的内部环境。

核孔是细胞核与细胞质进行物质交换的通道，某些大分子物质通过核孔进出细胞核。

染色质上携带有遗传物质DNA，DNA上携带着遗传信息。

原核细胞结构简单，无真正的细胞核，只有拟核，DNA分子是裸露的，无核膜、核孔、核仁、染色质等结构。

技巧方法：

三个“二”记忆细胞核的结构和功能

（1）二个场所——遗传物质的复制场所、贮存场所。

（2）二个中心——细胞代谢和遗传的控制中心。

（3）二个形态——细丝状的染色质和杆状的染色体。

〔变式训练2〕　大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大和较多的核仁。

根据这一事实可以推测（　B　）

A．细胞中的蛋白质主要由核仁合成　

B．核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关

C．无核仁的细胞往往不能合成蛋白质　

D．蛋白质合成发生在细胞核中

[解析]　根据题干提供的信息推测蛋白质合成与核仁有关，但蛋白质的合成是在核糖体上，故核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关。

无核仁的细胞如原核细胞也要进行蛋白质的合成。

染色质与染色体

染色质

染色体

不同点

存在时期

分裂间期

分裂期

形态

极细的丝状

呈圆柱状或杆状

相同点

成分

主要是DNA和蛋白质

特性

易被碱性染料染成深色

功能

遗传物质的主要载体

关系

同一种物质在不同时期的两种存在状态，转化关系为：

染色质

染色体

典例3　下列关于染色体和染色质的叙述中，错误的是（　D　）

A．染色质和染色体是同一种物质的两种存在状态

B．染色质和染色体都是遗传物质的主要载体

C．染色质和染色体都可以被龙胆紫溶液染成深色

D．染色质只分布在细胞核中，染色体分布在细胞核和细胞质中

[解析]　染色质和染色体都分布在细胞核中，细胞质中无染色体或染色质。

1．细胞核的结构

（1）核膜——双层膜，把核内物质与细胞质分开。

（2）染色质——主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。

（3）核仁——与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

（4）核孔——实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

2．细胞核的功能：

细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

细胞核

一、选择题

1．（2018·泉港一中上学期期末）图示某生物细胞核的结构组成，下列有关叙述错误的是（　D　）

A．从图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连

B．图示中有中心体，说明该生物为低等植物或动物

C．核孔具有选择性，是大分子物质进出细胞核的通道

D．核仁是与核糖体形成有关的一种细胞器

[解析]　从图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连，A正确。

中心体存在于低等植物和动物中，B正确。

核孔具有选择性，是包括RNA、酶等大分子物质进出细胞核的通道，C正确，核仁与核糖体的形成有关，但核仁不属于细胞器，D错误。

2．（2018·江苏省泰州中学高一上学期期末）下列有关细胞核结构与功能的叙述，不正确的是（　A　）

A．核膜共具有一层膜，蛋白质分布其中

B．核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换的通道

C．染色质存在于细胞核中，是遗传物质