2019-2020学年新教材高中生物 第3章 细胞的基本结构 3-3 细胞核的结构和功能教学案 新人教版必修1

第3节细胞核的结构和功能1通过实验分析，理解细胞核是细胞生命活动的控制中心。2通过分析教材中细胞核结构模式图，掌握细胞核的结构及各部分的功能。3自备材料，学会制作真核细胞的三维结构模型。克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明细胞核是遗传的控制中心，它里面含有遗传物质，能够传递遗传信息。知识点1细胞核的分布和功能请仔细阅读教材第5455页，完成下面的问题。1细胞核的分布除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。2细胞核的功能(1)资料1：美西螈核移植实验科学家将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中，移植后长大的美西螈，全部是黑色的。该实验说明美西螈的颜色是由细胞核控制的。该实验的不足之处是缺乏对照实验。(2)资料2：蝾螈受精卵横缢实验甲组实验中，a部分无(填“有”或“无”)细胞核，停止(填“停止”或“不停止”)分裂；b部分有(填“有”或“无”)细胞核，能(填“能”或“不能”)分裂。乙组实验中，将b部分向a部分挤入一个细胞核后，a部分有(填“有”或“无”)细胞核，细胞开始(填“开始”或“不开始”)分裂；b部分有(填“有”或“无”)细胞核，能(填“能”或“不能”)分裂；最后两半都能发育成正常的胚胎，只是原来无核的一半发育得慢一些。经对照可以看出，细胞核控制着细胞的分裂、分化。(3)资料3：变形虫实验填写上图各类细胞或结构的生活状态。由上述实验可以得知，变形虫的摄食、应激性及生长和分裂等各项生命活动都离不开细胞核，细胞核是细胞生命活动的控制中心。(4)资料4：伞藻嫁接和核移植实验不论是伞藻嫁接实验还是核移植实验，新长出的伞帽都跟提供细胞核伞藻的伞帽相同，这说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。综上所述，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。知识点2细胞核的结构和建构模型请仔细阅读教材第5657页，完成下面的问题。1细胞核的结构(填图)2细胞核的功能(1)细胞核是遗传信息库。(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。3细胞在生命系统中的地位(1)结构特点结构复杂而精巧。各组分之间分工合作成为一个整体。(2)地位生物体结构的基本单位。生物体代谢和遗传的基本单位。4建构模型(1)概念：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。(2)类型：物理模型、概念模型、数学模型等。(3)举例：沃森和克里克制作的著名的dna双螺旋结构模型属于物理模型，它形象而概括地反映了所有dna分子结构的共同特征。要点一分析细胞核功能的实验探究提醒：(1)不是所有的真核细胞都有一个细胞核，有些真核细胞有2个细胞核(如双小核草履虫)，有的有多个核(如人的骨骼肌细胞中的细胞核可达数百个)。(2)细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。【典例1】如图，用动物受精卵做下列三个实验。以下实验不能说明的是()a提取受精卵的核单独培养，不久就退化消失，说明缺少细胞质的细胞核不能生存b去掉核的细胞单独培养，不久也消失，说明缺少细胞核的细胞也不能存活太久c给去核的细胞重新移入细胞核，细胞能正常生活，说明细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动d实验说明，细胞核是细胞的控制中心，细胞质是细胞的代谢中心解析实验一说明缺少细胞质的细胞核不能单独生存，a项正确；实验二说明缺少细胞核的细胞质不能单独生存，b项正确；实验三为给去核的细胞移入新的细胞核，结果细胞能正常生存，由此说明只有保持细胞的完整性才能生存，c项正确；综合分析三个实验，可以说明细胞核和细胞质具有相互依存的关系，但不能说明细胞核和细胞质的具体功能，d项错误。答案d针对训练1如图，科学家对单细胞伞藻进行幼体嫁接，将甲种伞藻的伞柄嫁接到乙种伞藻的假根上，长出了伞帽。下列有关评价合理的是()a该实验证明了细胞核是遗传的控制中心b该实验证明了细胞核是代谢的调控中心c欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验d第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同解析细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，但要通过实验证明细胞核决定伞帽的特征，需要同时进行对照实验，以增强实验的说服力；因假根中除细胞核外还有其他物质或结构，故该实验不能证明细胞核是遗传的控制中心或代谢的调控中心，故a、b项错；因性状的表达除受细胞核中遗传物质控制外，还受细胞质中遗传物质及原有的遗传物质控制合成的物质和外界环境因素的影响，故d项错。答案c要点二分析细胞核各部分的结构和功能1.核膜2核仁(1)结构：光学显微镜下为折光性较强的致密小体。(2)功能核仁与某种rna的合成以及核糖体的形成有关。蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁较大。3染色质与染色体4.细胞核的结构和功能的联系(1)核膜和核孔都具有选择性，无机盐、葡萄糖通过核膜进入细胞核，大分子物质通过核孔进入细胞质。(2)核质之间物质交换频繁的，核孔数量多。(3)蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁较大。5细胞是一个有机的统一整体构成细胞的不同部分具有不同的形态、结构与功能，但细胞却是一个有机的整体。(1)从结构上看，细胞的各个组成部分是相互联系的。细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。内质网膜内连核膜，外连细胞膜，相互连接为一体。内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可以通过具膜囊泡相互转变。(2)从功能上看，细胞的不同结构虽具有不同的生理功能，但却是协调合作的，如线粒体能为其他结构的代谢提供能量；核糖体能为其他结构的构成或代谢提供蛋白质或酶；蛋白质类分泌物的分泌是由核糖体合成、内质网运输、高尔基体再加工并分泌、线粒体供能而协调完成的。具体如下：(3)从调控上看，细胞核是代谢的调控中心。细胞核内的dna通过控制蛋白质类物质的合成来调控细胞内的生命活动，使细胞成为一个可调控的统一整体。(4)从与外界的联系上看，细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换，而且与外界环境直接接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转换，因此，细胞与外界环境之间形成了一个统一整体。(5)细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动。细胞核不能脱离细胞质而独立生存，这是因为细胞核在生命活动中所需的物质和能量均由细胞质提供。无核的细胞质也不能长期生存，这是由细胞核的功能决定的。可见，细胞核和细胞质是相互依存、不可分割的关系。【典例2】下图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是()a是由dna和蛋白质组成的环状结构b是产生核糖体、rna和蛋白质的场所c蛋白质、dna等生物大分子可以穿过核孔进出细胞核d核孔对物质的运输具有选择性解析图中是染色质，是由蛋白质和dna组成的丝状结构，选项a错误；是核仁，与某种rna的合成及核糖体的形成有关，选项b错误；是核孔，蛋白质和rna可通过核孔，但dna不能通过核孔进出细胞核，选项c错误；核孔也具有选择透过性，选项d正确。答案d针对训练2以下关于细胞核的叙述，正确的是()a核膜为双层膜，外膜的外表面附着有很多核糖体b不同的细胞内，核仁的大小都是一定的c细胞核内的液体叫做细胞液d核孔是包括dna在内的大分子物质任意通过的通道解析不同的细胞内，核仁的大小是不定的，蛋白质合成旺盛的细胞核仁大，故b错；细胞核内的液体叫核液，液泡内的液体叫细胞液，故c错；d项错在“任意”一词，核孔对进出的大分子是有选择性的。答案a附：练习与应用参考答案一、概念检测1(1)(2)2.c3.d二、拓展应用1染色质有利于dna复制及基因的表达，而染色体则有利于细胞分裂时向两极均分。2克隆人使亲子代的遗传物质一样，只有继承，没有变化，不利于生物的进化。而有性生殖则使后代在继承亲代的遗传物质的同时，又会发生变异，这样有利于生物的进化。课后作业(十一) 合格性考试必做题1没有细胞核的一组细胞是()a骨髓造血干细胞和根毛细胞b根毛细胞和叶肉细胞c蓝藻和成熟的筛管细胞d大肠杆菌和蛙的成熟红细胞解析骨髓造血干细胞和根毛细胞都含有细胞核，a错误；根毛细胞和叶肉细胞都含有细胞核，b错误；蓝藻属于原核生物，其细胞中没有成形的细胞核，成熟的筛管细胞不含细胞核，c正确；大肠杆菌属于原核生物，其细胞中没有成形的细胞核，蛙不是哺乳动物，其成熟红细胞含有细胞核，d错误。故选c。答案c2科学家用显微技术去掉变形虫的细胞核后，发现其新陈代谢减弱、运动停止，当重新移入细胞核后，发现变形虫又能够恢复生命活动。下列选项所述实验结论中，最科学的是()a人工去核的细胞，一般不能存活长久b细胞核是遗传物质贮存和复制的场所c细胞核是细胞遗传特性的控制中心d细胞核在细胞生命活动中起决定性作用解析题干信息描述了细胞核与变形虫新陈代谢的关系，即细胞核对细胞的生命活动起决定性的作用。答案d3一同学将下图乙伞藻的细胞核与伞部去掉，并将甲伞藻的细胞核移入乙中，则存活下来的伞藻的外形是()解析由题意可知，重组伞藻的细胞核来自菊花形伞藻，细胞质来自杯状伞藻，由于细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，因此存活下来的乙伞藻其外形是菊花形。故选b。答案b4细胞核中与核糖体的形成有关的结构是()a核膜b染色质c核仁d染色体解析细胞核中的核仁与核糖体的形成有关，蛋白质合成旺盛的细胞中核糖体多，核仁大。故选c。答案c5下列几种膜中，能通过某些大分子物质的是()a细胞膜b线粒体膜c叶绿体膜d核膜解析细胞膜是单层膜，线粒体膜和叶绿体膜是双层膜，它们具有选择透过性，大分子物质不能通过；核膜是双层膜，有核孔，使细胞的核质之间能进行物质交换，如信使rna可以通过核孔进入细胞质，蛋白质和酶通过核孔进入细胞核，d正确。答案d6下列对染色质和染色体的叙述中，错误的是()a所有细胞的染色体都存在于细胞核中b染色质和染色体的形态结构和化学成分完全相同c染色质或染色体的主要成分是dna和蛋白质d染色质或染色体只存在于真核细胞的细胞核中解析染色体存在于真核细胞的细胞核中；染色质和染色体是同一物质在细胞周期中不同时期的两种存在状态，其化学组成相同，都主要由dna和蛋白质组成；原核细胞中没有染色质或染色体，真核细胞中有染色质或染色体。答案b7细胞核是细胞结构中最重要的部分，有关细胞核的叙述正确的是()a是活细胞进行新陈代谢的主要场所b是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心c所有细胞都有细胞核d控制细胞的一切代谢功能解析细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所，a错误；细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，b正确；原核细胞无细胞核，只有拟核，c错误；细胞质中如线粒体、叶绿体也含有遗传物质，可控制部分细胞的代谢，d错误。答案b8模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。关于模型的叙述，错误的是()a模型要体现事物的本质和规律性的联系bdna的双螺旋结构模型是物理模型c实物模型的制作要首先考虑是否美观d数学模型可以用特定的公式、图表等表示解析在设计并制作模型时，科学性、准确性是第一位的，其次才是模型的美观与否。答案c9.右图为细胞核结构模式图，据图回答问题：(1)图中对核内物质起屏障作用的是_，它是由_层膜构成的，在细胞质中合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的_进入细胞核的。(2)细胞核中行使遗传功能的重要结构是_，遗传信息主要贮存在其组分的_上。(3)结构_的功能是_。(4)简要指出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上的差异：_。解析细胞核由核膜(上有核孔)、染色质、核仁等组成，染色质由dna和蛋白质组成。原核细胞没有以核膜为界限的细胞核，只有拟核，dna是裸露的。答案(1)核膜两核孔(2)染色质dna(3)核仁与某种rna的合成以及核糖体的形成有关(4)原核细胞的拟核无核膜、核孔、核仁、染色质等结构，其dna是裸露的等级性考试必做题10如图是黑白美西螈核移植实验的实验过程。下列相关叙述错误的是()a该实验的结论是美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制b重组细胞中所有的遗传物质都来自黑色美西螈c如果取出的细胞核不与去核的卵细胞重组，则细胞核和卵细胞都会很快死亡d该实验不能证明细胞核是细胞代谢的控制中心解析该实验是通过观察美西螈的体色来探究细胞核的功能的，子代美西螈的体色与提供细胞核的美西螈相同，所以该实验可说明美西螈的体色受细胞核的控制，a、d正确；重组细胞中的遗传物质主要分布于细胞核中，且全部来自黑色美西螈，但细胞质中也有遗传物质，其几乎全部来自白色美西螈，b错误；如果细胞没有细胞核，或者细胞核单独存在，则细胞的结构不完整，单独存在的细胞核或去核卵细胞都会很快死亡，c正确。答案b11下列关于细胞核结构与功能的统一性的叙述，正确的是()a真核细胞核膜上有核孔，dna等大分子物质可以通过核孔进入细胞质b原核细胞的核膜也具有两层膜，有利于控制物质的进出c核仁中的dna控制着细胞代谢d染色质上的dna储存着大量的遗传信息解析核膜上的核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，如蛋白质、rna等，但一般dna不能通过核孔进入细胞质，a错误；原核细胞无核膜，即无成形的细胞核，b错误；控制细胞代谢的dna是指染色质中的dna，c错误；染色质中的dna上携带着遗传信息，d正确。答案d12下列有关细胞核的叙述，错误的是()a蛋白质是细胞核中染色质的组成成分b细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心c小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能d有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象解析a项，细胞核中的染色质主要是由dna和蛋白质组成的。b项，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。c项，核孔具有选择透过性，大分子物质如蛋白质、mrna等能通过。d项，有丝分裂过程中存在核膜的消失和重建。答案c13如图是细胞核模型图，表示细胞核的各种结构，和是两种细胞器。下列说法错误的是()a是生物膜的一部分b的形成与结构无关c可以与直接相连d分泌蛋白的形成离不开和解析图中和分别表示核膜的外膜和内膜，属于生物膜的一部分；是核仁，与核糖体()的形成有关；由图可知，内质网()与直接相连；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。答案b14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解析核孔可实现核质间的信息交流。答案d15真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是()a胰岛细胞b造血干细胞c浆细胞d口腔上皮细胞解析细胞的代谢越旺盛，则核孔的数目越多。a、c中的细胞分别分泌激素和抗体，代谢旺盛。b中细胞的分裂能力很强，