新素养导学生物课件 讲义 精练 17.docx

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新素养导学生物课件讲义精练17

第3课时　细胞核和细胞的生物膜系统

[学习目标]　1.分析伞藻移接实验，明确细胞核的功能。

2.掌握细胞核的结构及特点。

3.学会制作真核细胞亚显微结构模型。

4.理解细胞的生物膜系统的组成和功能。

一、细胞核的结构和功能

1.细胞核的数量

（1）大多数真核细胞：

有一个核。

（2）少数真核细胞：

多个核，如骨骼肌细胞。

（3）极少数真核细胞无核，如哺乳动物血液中成熟的红细胞，维管植物的成熟的筛管细胞等。

2.细胞核的功能

（1）细胞核是储存遗传物质DNA的主要场所。

（2）细胞核控制着细胞的代谢和遗传。

3.细胞核的结构

4.伞藻移接实验

（1）实验过程

实验一：

实验二：

（2）实验结论：

伞藻长出帽的形态与细胞核有关。

5.RNA对吡罗红的亲和力大，被染成红色；DNA对甲基绿的亲和力大，被染成绿色。

用特定的染色液如吡罗红甲基绿染色液处理后，发现细胞中的DNA主要存在于细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。

可见，细胞核是储存遗传物质DNA的主要场所。

6.制作真核细胞亚显微结构模型

（1）模型模拟的是被研究事物（原型）的结构形态或运动形态，是原型的某个表征和体现，也是原型的抽象和概括。

常见的模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。

（2）物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的模型，它可以模拟真实事物的某些功能和性质。

我们制作的细胞结构模型就是物理模型。

结合细胞核的结构示意图分析：

1.核膜外层有时附着有核糖体，这说明什么？

答案　外层核膜和内质网相连，也是细胞代谢的场所。

2.大分子物质（RNA和蛋白质）也能通过核孔进出细胞核，是否说明核孔不具有选择性？

答案　不是。

核孔也具有选择性，如核内合成的RNA可以通过核孔到细胞质中，但是DNA和染色质就不能通过核孔到细胞质中。

3.在所有的细胞中，核糖体的形成都一定与核仁有关吗？

答案　真核细胞中核糖体的形成与核仁有关，原核细胞中无核仁，核糖体的形成与核仁无关。

4.研究表明，真核生物的核孔数量和核仁大小都是可变的，推测它们的变化和细胞代谢强度之间有什么关系？

答案　代谢旺盛的细胞中物质交换和信息交流量大，所以核孔数目多；蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目多，核仁的体积大。

关键点拨

　核膜的外层因为和内质网相连，会附着有核糖体；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，但是不包括DNA；真核生物的核孔和核仁都是可变的，代谢旺盛的细胞中核孔多、核仁大；原核生物没有核膜和核仁。

1.（2018·河南豫南九校联考）如图所示为某生物细胞核的结构组成，下列有关叙述错误的是（　　）

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，说明该生物为某些低等植物或动物

C.核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，具有选择性，核膜也具有选择透过性

D.核仁是与核糖体形成有关的细胞器

答案　D

解析　从图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连，A正确；图示中有中心体，说明该生物为某些低等植物或动物，B正确；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，具有选择性，核膜也具有选择透过性，C正确；核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，但不属于细胞器，D错误。

2.下列关于染色体和染色质的叙述中，不正确的是（　　）

A.染色质是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质

B.严格地说，只有在细胞分裂时才出现染色体

C.蓝藻细胞中也能形成染色体

D.染色体和染色质是同一种物质在细胞不同分裂时期的两种状态

答案　C

解析　蓝藻细胞是原核细胞，细胞内的DNA是裸露的环状DNA分子，它不与蛋白质相结合，因此在蓝藻细胞内不存在染色质或染色体。

二、细胞的生物膜系统

1.概念

细胞器膜、细胞膜和核膜等膜结构，在组成成分和结构上相似，共同构成了细胞的生物膜系统。

2.功能协调、配合示例

下图是合成的分泌蛋白运输到细胞外的过程示意图，完成下图并思考下列问题：

（1）合成：

附着在内质网上的核糖体。

（2）运输途径

核糖体：

氨基酸经过脱水缩合，形成肽链

↓

内质网：

进行初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质

　↓囊泡

高尔基体：

做进一步的修饰加工

　↓小泡

细胞膜：

将蛋白质分泌到细胞外

（3）提供能量的细胞器：

线粒体。

3.功能总结

（1）生物膜系统把细胞与外部环境分隔开，使细胞具有相对稳定的内部环境。

（2）在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息交流等方面发挥重要作用。

（3）酶附着的位点

为各种生化反应的进行创造条件。

（4）使细胞内部区域化

保证细胞内的各种化学反应可以同时、高效、有序地进行。

下图是用3H标记的亮氨酸检测鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白合成过程的实验过程图解，请分析：

1.下列蛋白质属于分泌蛋白的有②④⑥。

①血红蛋白　②胰蛋白酶　③与有氧呼吸有关的酶

④抗体　⑤性激素　⑥胰岛素

2.经连续取样后，测定标记的氨基酸出现在各细胞器中的情况，结果如图所示。

则曲线a、b、c依次代表哪种细胞器？

答案　曲线a、b、c依次代表核糖体、内质网、高尔基体。

3.如图是该过程中内质网、高尔基体和细胞膜面积的变化曲线，则A、B、C依次代表的结构分别是什么？

答案　A是内质网，B是细胞膜，C是高尔基体。

关键点拨

　常见的分泌蛋白包括消化酶、抗体、部分激素等，与分泌蛋白相关的细胞器有：

核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

放射性标记实验中放射性依次出现的部位是：

核糖体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，在该过程中，内质网膜的面积变小，细胞膜的面积变大，高尔基体膜的面积基本不变。

3.如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①②③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。

下列说法中错误的是（　　）

A.①②③分别是内质网、高尔基体和线粒体

B.该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系

C.a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程

D.图解中的过程在原核细胞中也可以进行

答案　D

解析　选项A、C正确，由分泌蛋白形成的过程分析，核糖体将氨基酸经脱水缩合后形成肽链，在内质网上进行加工，形成囊泡后运输到高尔基体，经加工后形成包裹着蛋白质的囊泡，运输到细胞膜处，与细胞膜融合后将蛋白质分泌到细胞外，在整个过程中由线粒体提供能量；选项B正确，图中是由核糖体、内质网、高尔基体、线粒体相互配合共同完成的，说明了细胞器的结构和功能之间具有密切的联系；选项D错误，图解中的过程在原核细胞中是无法进行的，因为原核细胞中没有除核糖体之外的细胞器。

4.如图表示在胰岛B细胞中，将胰岛素原分子的C段切除后加工成具有活性的胰岛素，并被包装在囊泡中的过程。

胰岛素和C段肽链在被排出胰岛B细胞前，一直储存在此囊泡中。

该过程发生的场所应是（　　）

A.核糖体B.细胞核

C.高尔基体D.细胞质基质

答案　C

解析　高尔基体具有加工和修饰蛋白质的功能，因此将胰岛素原分子的C段切除以及加工成有活性的胰岛素，都是在高尔基体内进行的。

1.下列叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）染色质和染色体是两种不同的物质（　　）

（2）原核细胞遗传物质储存的场所主要是拟核（　　）

（3）不同类型细胞中细胞核的形态、大小和位置不同（　　）

（4）原核细胞也具有生物膜系统（　　）

（5）生物膜系统不包括内质网形成的囊泡（　　）

（6）细胞的各组成部分不是彼此孤立的，而是紧密联系、协调一致的，细胞是一个有机的统一整体（　　）

答案　

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）×　（6）√

2.生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜等构成的整体。

生物膜系统与细胞代谢和细胞通讯密切相关。

下列有关说法错误的是（　　）

A.细胞膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白和糖脂等

B.细胞之间的信息交流均依赖于细胞膜上的特异性受体

C.溶酶体和高尔基体在行使功能时可能伴随膜组分的更新

D.内质网的膜上附着有多种酶，性腺细胞的内质网丰富

答案　B

解析　细胞膜的成分有磷脂、蛋白质、糖蛋白和糖脂等，A正确；细胞之间的部分信息交流依赖于细胞膜上的特异性受体，但有的受体则是在细胞内，另外植物细胞间的信息交流可以通过胞间连丝实现，B错误；溶酶体和高尔基体在行使功能时伴随着膜的融合，所以有膜组分的更新，C正确；内质网与脂质的合成有关，性腺细胞可合成、分泌性激素，性激素属于脂质，所以性腺细胞的内质网丰富，D正确。

3.如图所示为科学家进行的变形虫切割实验，这个实验最能说明（　　）

A.细胞核控制细胞的遗传

B.细胞质控制细胞的遗传

C.细胞核是细胞代谢的控制中心

D.细胞核是细胞代谢的中心

答案　C

解析　由图示变形虫的切割实验可以看出，切割后只有具有细胞核部分的变形虫才能摄食和生长，即正常进行生命活动，说明细胞核是细胞代谢的控制中心，选项C正确。

4.下列关于细胞核的叙述，正确的是（　　）

A.核膜是双层膜，外膜常与内质网相连，且附着有核糖体

B.不同细胞内，核仁的大小是一定的

C.只有等到细胞停止分裂后，才能观察到染色体

D.各种物质都可通过核孔自由出入细胞核

答案　A

5.如图为细胞核结构模式图，据图回答有关问题：

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

（2）细胞核内行使遗传功能的重要结构是[　　]______，遗传信息存在于其组分的________上。

（3）结构[②]______________的功能是____________________________________________。

答案　

（1）③　核膜　两　④　核孔　

（2）①　染色质　DNA　（3）核仁　与核糖体中RNA的形成有关

题组一　细胞核的结构和功能及相关功能探究

1.细胞核由核膜、染色质、核仁、核孔组成，下列有关叙述中，不正确的是（　　）

A.核膜是双层膜，把核内物质与细胞质分开

B.染色质主要由DNA和蛋白质组成

C.核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关

D.核孔实现了细胞间的信息交流

答案　D

解析　核孔可实现核质间的信息交流，不能实现细胞间的信息交流。

2.下列生物的细胞中，均不具有核膜的是（　　）

A.鱼和鲸B.玉米和棉花

C.细菌、蓝藻D.蘑菇、木耳和酵母菌

答案　C

解析　四个选项中，只有C项全为原核生物。

3.如图是细胞核的结构模式图，下列关于其结构和功能的叙述错误的是（　　）

A.①与细胞膜、细胞器膜等共同构成生物膜系统

B.②是遗传物质的载体，能被碱性染料染色

C.③是核仁，是细胞代谢和遗传的控制中心

D.④是核孔，能实现核质之间频繁的物质交换

答案　C

解析　①是核膜，与细胞膜和细胞器膜等共同构成生物膜系统，A正确；②是染色质，主要成分是DNA和蛋白质，是遗传物质的载体，能被碱性染料染成深色，B正确；③是核仁，位于细胞核中央，与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，C错误；④是核孔，是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道，D正确。

4.如图是细胞核模型图，①～⑤表示细胞核的各种结构，⑥和⑦是两种细胞器。

下列说法错误的是（　　）

A.②③是生物膜的一部分

B.⑦的形成与结构⑤无关

C.⑥可以与②直接相连

D.分泌蛋白的形成离不开⑥和⑦

答案　B

解析　图中②和③分别表示核膜的外膜和内膜，属于生物膜的一部分；⑤是核仁，与核糖体（⑦）的形成有关；由图可知，内质网（⑥）与②直接相连；分泌蛋白由附着在内质网上的核糖体合成，经内质网、高尔基体加工后，分泌到细胞外。

5.将甲种伞形帽伞藻的A部分与乙种菊花形帽伞藻的B部分（如图）嫁接在一起，第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体为与甲相同的伞形帽。

下列分析不正确的是（　　）

A.甲、乙两种伞藻细胞均含有多种具膜的细胞器

B.中间类型可能同时含甲、乙两种伞藻的蛋白质

C.若再次切除帽状体，长出的帽状体仍为伞形帽

D.该实验证明了帽状体的形态建成只受细胞核控制

答案　D

解析　由题图可知，甲、乙两种伞藻细胞是真核细胞，真核细胞内含有多种具膜细胞器，A正确；重建伞藻的细胞核来自甲，可以控制合成甲种伞形帽伞藻的蛋白质，细胞质来自乙种菊花形帽伞藻，细胞质中含有转录的mRNA，可以合成乙种伞藻的蛋白质，B正确；由于嫁接的伞藻的细胞核来自A，因此若再次切除帽状体，长出的帽状体仍为伞形帽，C正确；该实验证明了帽状体的形态建成同时受细胞核、细胞质的控制，D错误。

6.核仁增大的情况一般会发生在下列哪类细胞中（　　）

A.分裂期的细胞

B.需要能量较多的细胞

C.卵原细胞和精原细胞

D.蛋白质合成旺盛的细胞

答案　D

解析　核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，而核糖体是合成蛋白质的“机器”，大量事实证明核仁增大的细胞其蛋白质合成旺盛。

题组二　生物膜系统的组成和功能

7.下列有关生物膜系统的叙述中，不正确的是（　　）

A.生物膜系统的生物膜就是指具有膜结构的细胞器

B.细胞内许多重要的化学反应都是在生物膜上进行的

C.生物膜把细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序地进行

D.细胞膜使细胞有相对稳定的内部环境

答案　A

解析　生物膜系统包括细胞器膜与细胞膜、核膜等结构，A错误；生物膜为酶提供了附着位点，许多重要的化学反应都是在生物膜上进行的，B正确；生物膜把细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，且不会互相干扰，保证细胞生命活动高效、有序地进行，C正确；细胞膜将细胞与外界环境分隔开，使细胞有相对稳定的内部环境，D正确。

8.从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中能正确描述的曲线是（　　）

答案　B

解析　肽链的合成在核糖体中进行，14C氨基酸首先在核糖体内逐渐增加，最后稳定在一个水平，肽链合成后离开核糖体进入内质网和高尔基体进行加工与包装，随后内质网上14C氨基酸逐渐增加，最后稳定在一个水平，高尔基体也会出现相似的变化，细胞中的中心体与蛋白质合成无关，只有B正确。

9.下列几种细胞结构中，不属于生物膜系统的是（　　）

答案　B

解析　生物膜系统是指具有膜的结构，B是中心体，无膜结构，不属于生物膜系统。

10.下列关于生物膜系统的叙述，错误的是（　　）

A.生物膜系统由细胞膜和核膜组成

B.内质网膜可以通过囊泡转化为高尔基体膜

C.细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点

D.生物膜之间协调配合，共同完成细胞的生理功能

答案　A

解析　生物膜系统由细胞膜、核膜和细胞器膜等组成，A错误；内质网膜可以通过囊泡转化为高尔基体膜，B正确；细胞内广阔的膜面积为酶提供了大量的附着位点，为各种化学反应的顺利进行创造了有利条件，C正确；各种生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能，D正确。

11.如图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图，下列说法错误的是（　　）

A.图中1和6连通，都属于生物膜系统

B.图中4为核孔，通过该结构不仅可以实现核质之间的物质交换，还可以实现信息交流

C.若该细胞核内的2被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行

D.细胞核是细胞生命活动的控制中心和代谢中心

答案　D

解析　生物膜系统包括细胞膜、核膜、细胞器膜等，图中1核膜和6内质网连通，都属于生物膜系统，A正确；核孔是细胞核与细胞质之间物质交换和信息交流的重要通道，B正确；核仁和核糖体的形成有关，核糖体是形成蛋白质的场所，若该细胞核内的核仁被破坏，则该细胞蛋白质的合成将不能正常进行，C正确；细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心，D错误。

12.如图为某动物细胞内部分泌蛋白合成及转运的示意图，据图分析，下列有关叙述错误的是（　　）

A.高尔基体加工后的各种蛋白质会被转运到不同部位，胞内、胞外、细胞膜上均有分布

B.核糖体合成的多肽通过囊泡运输到内质网加工

C.内质网、高尔基体以及囊泡这三者的膜结构属于生物膜系统的一部分

D.细胞膜上出现糖蛋白与内质网和高尔基体有关

答案　B

解析　高尔基体加工后的各种蛋白质会被转运到不同部位，胞内、胞外、细胞膜上均有分布，A正确；附着在内质网上的核糖体合成的多肽被运到内质网进行粗加工（这一过程没有囊泡运输），内质网将该蛋白质通过囊泡运输到高尔基体进行深加工，B错误；内质网、高尔基体以及囊泡这三者的膜结构属于生物膜系统的一部分，C正确；细胞膜上的糖蛋白的形成需要经过内质网和高尔基体的加工，D正确。

13.（2019·武汉高一检测）如图甲为细胞中某一结构的模式图，图乙表示图甲中3的成分及其各级结构。

据图回答下列问题：

（1）图甲所示结构为细胞核的________结构，图甲中1所示的结构由________层膜构成。

（2）图甲中2所示结构是________。

单位面积的该结构数目与细胞类型和代谢水平有关，你认为人的胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目____________（填“多”或“少”）。

（3）图甲中4________的功能是_________________________________________________。

（4）图乙中①控制②的合成，①是______________，检测②用____________试剂。

（5）图乙中①在动物细胞中除了在④上外，还分布在________中。

答案　

（1）亚显微　两　

（2）核孔　多

（3）核仁　与某种RNA的合成及核糖体的形成有关

（4）DNA分子　双缩脲　（5）线粒体

解析　

（1）图甲所示结构为细胞核的亚显微结构。

图甲中1表示核膜，具有两层膜。

（2）图甲中2所示结构是核孔，核孔是细胞核与细胞质之间物质交换和信息交流的通道，通常代谢旺盛的细胞的核孔数目相对较多，所以胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目多。

（3）图甲中4核仁的功能是与某种RNA的合成及核糖体的形成有关。

（4）图乙中①控制②的合成，①表示双螺旋结构的DNA分子，检测②蛋白质的是双缩脲试剂。

（5）图乙中①DNA在动物细胞中除了在④染色体上外，还分布在线粒体中。

14.图1、2分别表示不同生物细胞或其部分结构，图2中各结构放大比例不同。

请据图回答有关问题（括号中填序号或字母，横线上填文字）：

（1）若图1中合成7的氨基酸用3H标记，则3H依次经过的细胞器是____________（用图中序号表示）。

该过程中膜面积增大的细胞结构是[　　]____________，膜面积减小的细胞结构是[　　]____________。

（2）图2中[　　]________是图1中3表示的细胞器的放大图；图2的a～h中控制物质进出的细胞结构是[　　]________。

（3）若图1是浆细胞，与其他没有分泌功能的细胞相比较，浆细胞的a～h中数目一定较多的细胞器是[　　]________（除c以外）。

图1最可能表示__________细胞，原因是________。

答案　

（1）3→1→4　6　细胞膜　1　内质网　

（2）c　核糖体　h　细胞膜　（3）f　高尔基体　动物　没有细胞壁，且能合成分泌蛋白

15.下面是分泌蛋白合成、加工、运输、分泌的过程示意图。

据图回答有关问题：

（1）该过程发生在________（填“原核”或“真核”）细胞中，图中具有双层膜的细胞结构有________（填序号）。

（2）核膜、________和________等结构，共同构成细胞的生物膜系统。

（3）图中的分泌蛋白最初在________（填序号）中合成，合成后通过__________运输到④中进一步修饰加工。

该过程体现了细胞内各种生物膜在__________上紧密联系。

（4）研究表明，硒对线粒体膜有稳定作用。

可以推测人体缺硒时，受影响最大的细胞是_____。

A.脂肪细胞B.汗腺细胞

C.心肌细胞D.口腔上皮细胞

答案　

（1）真核　①⑤　

（2）细胞膜　细胞器膜（先后顺序可颠倒）　（3）②　③　结构与功能　（4）C

解析　

（1）图中①为核膜，具有双层膜，可以判断此细胞为真核细胞，同时只有真核细胞才有各种细胞器，才能够形成分泌蛋白；②为核糖体，无膜结构；③为内质网，单层膜；④为高尔基体，单层膜；⑤为线粒体，双层膜；⑥为细胞膜，单层膜。

（2）细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等结构，共同构成细胞的生物膜系统。

（3）分泌蛋白合成及分泌的过程是②核糖体→③内质网→囊泡→④高尔基体→小泡→⑥细胞膜外，该过程体现了细胞内各种生物膜在结构和功能上紧密联系。

（4）线粒体是有氧呼吸的主要场所，为细胞各项生命活动提供能量；耗能越多的细胞所含的线粒体数量也越多；上述各种细胞中，心肌细胞耗能最多，所含的线粒体也最多。

硒对线粒体膜有稳定作用，因而人体缺硒时心肌细胞最易受损。