第二单元课时3细胞核——系统的控制中心

,2020新亮剑高考总复习,课时3细胞核系统的控制中心,第二单元,细胞的基本结构,目录CONTENTS,3,磨剑：课前自学,悟剑：课堂精讲,磨剑：课前自学,考点1细胞核的结构1.核膜:不连续的双层膜,把核内物质与细胞质分开,随细胞周期周期性地消失和重建。,2.核孔:位于核膜上,是大分子物质(蛋白质,RNA)进出细胞核的通道,蛋白质合成旺盛的细胞核孔的数量较多。(注意:DNA不能穿过核孔。)3.核仁:与rRNA的合成和核糖体的形成有关,蛋白质合成旺盛的细胞核仁大而明显,随细胞周期周期性地消失和重建。4.染色质:主要由DNA和蛋白质组成,是遗传信息的主要载体。在细胞分裂前期,染色质高度螺旋化变粗变短形成染色体,染色体在分裂末期解螺旋变细变长形成染色质。染色体和染色质是同种物质在不同时期的两种存在状态。,考点2细胞核的功能1.细胞核是遗传物质DNA储存和复制的主要场所。2.细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心。,1.有关细胞核结构的易错点(1)认为真核细胞中都有细胞核原核细胞没有细胞核,真核细胞中也不一定都有细胞核,如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞的细胞核退化消失;处于细胞周期分裂期的细胞中,细胞核暂时解体,也观察不到细胞核。(2)认为组成细胞核的结构只有核膜(核孔)、染色质、核仁教材中,细胞核结构模式图显示出了细胞核的核膜、核孔、染色质、核仁等结构,除此之外,其实还有填充在核膜、染色质、核仁这些结构间隙中的液态成分。,(3)认为核孔是一个简单的孔洞错误地推测核孔是一个简单的孔洞,各类大分子、小分子物质等可自由通过。其实核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构,是大分子物质进出细胞核的通道,对进出细胞核的物质具有严格的调控作用,表现出明显的选择性,如DNA不能通过核孔从细胞核进入细胞质,小分子物质通过核膜进出细胞核。(4)认为核孔的数量固定不变核孔的数量以及核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成旺盛的细胞中,核孔数量多,核仁较大。,2.对有关细胞核功能的探究实验的分析易错点(1)认为蝾螈受精卵横缢实验不遵循对照原则蝾螈受精卵横缢实验遵循对照原则:有核部分与无核部分相互对照,无核部分被挤入细胞核前后,形成自身先后对照。(2)混淆两栖动物与哺乳动物的核移植教材中,在资料分析中介绍了黑白美西螈核移植实验,在课后拓展题中介绍了克隆牛的培育,意在引导学生思考、比较两项技术的联系与区别。美西螈属于两栖动物,牛属于哺乳动物,与美西螈胚胎细胞核移植不同,克隆牛的培育采用的是体细胞核移植技术,且需要进行胚胎移植这一后续操作。,(3)混淆“伞藻嫁接与核移植实验”结论的差别伞藻嫁接实验是将伞帽形状不同的两种伞藻的假根与伞柄嫁接到一起,伞帽的形状受假根控制,但假根由细胞质、细胞核等组成,因此不能排除细胞质对伞帽形状的影响;而核移植实验,是将一种伞藻的细胞核植入另一种伞藻的去核的假根部位,因而得出的“伞藻伞帽的形状受细胞核控制”的结论更有说服力。,3.片面理解细胞核与细胞质的功能(1)细胞核是细胞代谢的控制中心,而不是细胞的代谢中心,细胞的代谢中心是细胞质。(2)细胞核与细胞质的关系:细胞核和细胞质相互依存、相互制约。只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡,因为缺少细胞质为细胞核提供的营养物质和能量;只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存,因为细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用,但一段时间后,细胞会因缺少细胞核不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动而死亡。,13,悟剑：课堂精讲,磨剑：课前自学,悟剑：课堂精讲,考点1细胞核的结构1.细胞核的结构与功能,2.染色质与染色体的关系如图所示,染色质主要由DNA分子和蛋白质组成,呈细长丝状,在光学显微镜下不可见;染色质高度螺旋化,变短、变粗后成为圆柱状或杆状的染色体。要通过光学显微镜观察到图中所示的染色体,需选择经龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料染色的处于细胞分裂期的细胞进行观察。,例1大量事实表明,在蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。这一事实可支持以下哪种说法?()。A.核仁为细胞中蛋白质的合成提供能量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.蛋白质的合成一定在核仁内,B,答案,解析,解析核糖体参与蛋白质的合成,蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁,说明核仁可能参与组成核糖体的必需物质的合成。,例2下图为真核细胞的部分结构示意图,下列说法错误的是()。A.图中和的连通,使细胞质和核内物质的联系更为紧密B.图中为核孔,通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换,还可以实现信息交流C.若该细胞核内的被破坏,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细胞的代谢中心,答案,解析,D,解析图中表示内质网,表示核膜,和的连通,使细胞质和核内物质的联系更为紧密,A项正确;图中为核孔,通过核孔可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,B项正确;表示核仁,与核糖体的形成有关,若被破坏,该细胞蛋白质的合成将不能正常进行,C项正确;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,细胞代谢的中心在细胞质,D项错误。,考点2细胞核的功能探究1.两种美西螈细胞核移植(1)实验过程及结果:移植后长大的美西螈全部都是黑色的。(2)实验分析:该实验无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中形成重组细胞进行培养作为对照。(3)实验结论:美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的。,2.横缢蝾螈受精卵(1)实验过程及结果:有核的一半能分裂、分化,无核的一半不能进行分裂和分化。(2)实验分析:该实验既有相互对照,又有自身对照。(3)实验结论:蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的。,3.将变形虫切成两半(1)实验过程及结果:有核部分能生长、分裂,失去的伸缩泡还可以再生,具有应激性,无核部分只能消化已吞噬的食物,无应激性。(2)实验分析:该实验既有相互对照,又有自身对照。(3)实验结论:变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的。,4.伞藻嫁接与核移植(1)实验过程及结果:伞藻帽的形状与具有细胞核的假根的帽的形状一致。(2)实验分析:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻帽的形状。(3)实验结论:伞藻帽的形状由细胞核控制。,5.细胞核功能的概述(1)是遗传物质DNA储存和复制的主要场所。(2)是细胞代谢和遗传的控制中心,通过实验1(黑白美西螈细胞核移植实验)和实验4(伞藻嫁接与核移植实验)可以归纳出细胞核是遗传的控制中心,通过实验2(蝾螈受精卵横缢实验)和实验3(变形虫切割实验)可以归纳出细胞核是代谢的控制中心。,例3细胞中细胞核与细胞质之间的关系问题曾经是细胞生物学家们研究的一个热点问题。下面是以伞藻为实验材料所做的两个经典生物学实验。请依据所提供的材料,回答下列问题:材料1:伞藻是单细胞生物。甲、乙两种伞藻的帽形不同(如图),现将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起,发现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则与甲的帽状体形状相同。,答案,解析,(1)你认为第一次长出的帽状体呈中间类型的原因是_。(2)第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同,这能说明核、质之间的关系是_。,指导合成甲伞藻的蛋白质,因而嫁接后长成的帽状体有甲、乙两种伞藻的,B部分含有少量的原乙伞藻,细胞核转录的mRNA,它能指导合成少量原乙伞藻的蛋白质。A部分则能,蛋白质,故呈中间类,细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制,最终决定生物性状的主,要是细胞核,答案,材料2:当伞藻的帽状体长到一定大小时,就不再继续长大,而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说,细胞分裂与细胞核、质体积的比例有关,当细胞核的体积与细胞质的体积比值太小时,细胞就会发生分裂;反之,就不会发生分裂,并且还做了如下实验:在帽状体已经长出、核将要分裂时,将帽状体切去,核的分裂就受到抑制,直到新的帽状体再生出来,核才恢复分裂。(3)请你利用伞藻,另外设计一个实验,作为上述实验的补充,进一步证明上述假说。_。,在帽状体尚未长成、核不分裂时,将幼小帽状体切去,嫁接一个长成的帽状体,这个原不分裂的核就开始分裂了,答案,解析,解析(1)将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起,B部分含有少量的原乙伞藻细胞核转录的mRNA,它能指导合成少量原乙伞藻的蛋白质。A部分则能指导合成甲伞藻的蛋白质,因而嫁接后长出的帽状体有甲、乙两种伞藻的蛋白质,所以第一次长出的帽状体呈中间类型。(2)切除第一次长出的帽状体,第二次长出的帽状体与甲相同,说明细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,即细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制,最终决定生物性状的主要是细胞核。(3)根据材料2可知,核质比的大小可能会影响细胞的分裂。在已有实验的基础上可设计对照实验,即在帽状体尚未长成、核不分裂时,将幼小帽状体切去,嫁接一个长成的帽状体,这个原不分裂的核就开始分裂了。,1.原核细胞中没有核仁,因而其核糖体的形成与核仁无关。2.胚胎干细胞体积小,细胞核大、核仁明显;衰老细胞中,细胞核体积增大。3.细胞核处在细胞质的包围中,核物质代谢所需的原料都要依赖于细胞质,核内大分子合成所需的能量也要依靠细胞质中的ATP供应。细胞核中的蛋白质是在细胞质中合成并通过核孔输入的,如DNA聚合酶等。,1.(2018年海南高考)关于真核细胞的叙述,错误的是()。A.线粒体的内膜上有酶的分布B.细胞核中含有DNA和蛋白质C.核膜主要由脂质和蛋白质组成D.叶肉细胞的细胞膜含有纤维素,解析线粒体的内膜是进行有氧呼吸的场所,分布有相应的酶,A项正确;细胞核中含有染色质,其主要成分为DNA和蛋白质,B项正确;核膜等生物膜主要由脂质和蛋白质组成,C项正确;叶肉细胞的细胞膜中含有脂质和蛋白质,细胞壁中含有纤维素,D项错误。,D,答案,解析,2.(2015年安徽高考)下图是某同学在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时拍摄的显微照片,下列叙述正确的是()。A.甲细胞中每条染色体的着丝点排列在细胞板上B.乙细胞中染色体被平均分配,移向细胞两极C.甲和乙细胞中的染色体数目相等,DNA含量相同D.统计图中处于分裂期的细胞数可计算细胞周期长短,B,答案,解析,解析甲细胞中染色体形态稳定、数目清晰,正处于有丝分裂的中期,着丝点应排列在赤道板上,而细胞板是植物细胞分裂末期,在隔膜形成体的中央生成的薄膜结构,是真实存在的,A项错误。乙细胞处于有丝分裂后期,着丝点分裂,姐妹染色单体分开,染色体被平均分配,移向细胞两极,B项正确。有丝分裂后期,着丝点分裂,染色体数目加倍,故甲细胞中染色体数目是乙细胞的一半,核DNA含量相同,C项错误。一个细胞周期包括分裂间期和分裂期,只统计处于分裂期的细胞数目是无法计算出细胞周期的,D项错误。,3.(2018年江苏高考)下图为真核细胞中3种结构的示意图,请回答下列问题:(1)甲的名称为,处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞具有(在甲、乙、丙中选择)。(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,这表明结构c与(填序号)的形成直接有关。内质网高尔基体中心体核糖体,答案,细胞核,乙,(3)许多重要的化学反应在生物膜上进行,乙、丙分别通过(用图中字母填空)扩大了膜面积,从而为这些反应需要的提供更多的附着场所。(4)在细胞分裂间期,结构乙的数目增多,其增多的方式有3种假设:.细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成;.细胞利用其他生物膜装配形成;.结构乙分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验,对上述假设进行了探究,方法如下:首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)培养基中培养,然后转入另一种培养基中继续培养,定期取样,检测细胞中结构乙的放射性。结果如下:,答案,e、h,酶,与野生型相比,实验中所用链孢霉营养缺陷型突变株的代谢特点是_。实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是_。通过上述实验,初步判断3种假设中成立的是(在、中选择)。,答案,解析,自身不能合成胆碱,的培养基相同,只是胆碱没有3H标记,成分与前一步骤,解析据图分析,甲表示细胞核,乙表示线粒体,丙表示叶绿体,其中a为染色质、b为核膜(含核孔)、c为核仁、d为线粒体外膜、e为线粒体内膜、f为叶绿体外膜、g为叶绿体内膜、h为类囊体薄膜堆叠而成的基粒。(1)处于有丝分裂中期的洋葱根尖细胞没有叶绿体和成形的细胞核,但是有线粒体。(2)蛋白质合成活跃的卵母细胞中结构c较大,而蛋白质合成不活跃的肌细胞中结构c很小,蛋白质的合成场所是核糖体,因此说明核仁与核糖体的形成有关,故选。(3)