第3节　细胞核——系统的控制中心课前自主预习案

第3节细胞核系统的控制中心课前自主预习案一、细胞核的结构和分布1细胞核的结构填图2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。二、细胞核的功能与模型构建1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。2模型构建(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。1.判断下列关于细胞核说法的正误(1)在普通光学显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见()(2)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜()(3)核孔是生物大分子可以选择性进出的通道()(4)蓝藻细胞具有细胞核，且DNA分子呈环状()(5)病毒是一类具有细胞结构的生物()(6)高倍镜下可观察到结核杆菌的遗传物质分布于细胞核内()(7)细胞核有两层核膜，具有核孔，核孔是DNA进入细胞质的通道()(8)细胞核含有染色质，染色质就是生物的遗传物质()(9)细胞核具有核仁，核仁是细胞代谢和遗传的控制中心()解析：(1)紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中清晰可见的是紫色大液泡，不易观察到细胞核。(2)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子可以通过核膜。(4)蓝藻细胞没有以核膜为界限的细胞核。(5)病毒没有细胞结构。(6)结核杆菌的遗传物质高倍镜下看不到，且结核杆菌无细胞核。(7)核孔是RNA进出的通道，DNA是不能出细胞核的。(8)染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的载体。(9)核仁与核糖体的形成有关，细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7) (8)(9)2综合判断下列叙述的正误(1)真核细胞都有细胞核()(2)若将蝾螈的受精卵分为有核和无核的两半，两半都可以发育成正常的胚胎()(3)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心()(4)染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质()答案：(1)(2)(3)(4)课堂互动探究案【课程标准】阐明遗传信息主要贮存在细胞核中【素养达成】 1通过实验分析，理解细胞核是细胞生命活动的控制中心。(科学探究) 2通过分析课本图310，掌握细胞核的结构。(科学思维)3自备材料，学会制作真核细胞的三维结构模型。(科学探究)细胞内部像一个繁忙的工厂，在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”，如此多的“车间”要正常运行，必须要有厂长的正确领导和控制，可以说厂长是整个工厂的核心，那么在细胞这个工厂中，谁是核心呢？谁来控制细胞的生命活动？探究点一细胞核功能的探究实验【师问导学】1伞藻核移植的实验，是对伞藻嫁接实验的补充，请分析该实验排除了伞藻嫁接实验中什么因素对实验结果的干扰。答案：排除了假根中其他物质对实验结果的影响，进一步验证了细胞核的功能。2将草履虫处理为细胞核和去核草履虫两部分，经过一段时间适宜培养后，细胞核死亡，而去核草履虫仍能存活一段时间，请分析原因。答案：细胞质为细胞核提供营养和能量，离开细胞质，细胞核不能单独存在。细胞核控制细胞的代谢，没有细胞核，细胞质内已合成的蛋白质能在一段时间内发挥作用。3人们利用单细胞真核生物 a、b 做了如下实验，请分析：(1)据图推断控制c性状的遗传信息来自哪一部分？(2)推测d的形态应该和哪种细胞类似？(3)该实验说明了什么？(4)原核生物细胞代谢和遗传的控制中心是哪里？答案：(1)a的细胞核。(2)和b类似。(3)细胞核控制着细胞的遗传和代谢。(4)原核生物的拟核是遗传物质储存的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。【智涂笔记】1真核细胞不是都有一个细胞核，植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞就没有细胞核，而有些真核细胞有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没有细胞核的真核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物成熟的红细胞，人工去核的细胞一般不能存活太久。【师说核心】1两种美西螈的核移植(1)实验方法：(2)实验分析：该实验无对照组，对照组可设置为：通过上述两个实验对照得出的结论才具有说服力，细胞核控制美西螈皮肤颜色的遗传。2横缢蝾螈受精卵和将变形虫切成两半分析：图中为相互对照，图中为自身的前后对照。在实验中的存在就可以保证实验结果和结论的可靠性，而的存在是对实验的一个补充。3对细胞核功能的理解(1)细胞核是遗传信息库。细胞核是遗传物质DNA贮存和复制的主要场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核通过控制酶和蛋白质的合成，进而控制细胞代谢和生物性状。【检测反馈】1如图，科学家对两种单细胞伞藻的幼体进行嫁接，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，结果长出了乙的伞帽。下列有关叙述合理的是()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该实验证明了细胞质是遗传的控制中心解析：据题意，该题没有设置对照实验，不能对实验结果作出合理的推断。答案：C2如图是用动物受精卵所做的三个实验，下列分析不正确的是()A提取受精卵的核单独培养不久就退化消失，说明细胞核离开细胞质则不能生存B把去掉核的细胞单独培养不久后就退化消失，说明细胞质离开细胞核则不能生存C该实验说明只要保持细胞核的完整性，细胞就能正常地进行生命活动D细胞核是细胞代谢的控制中心解析：该实验说明细胞核是细胞代谢活动的控制中心，细胞只有保持完整性，才能进行正常的生命活动。答案：C探究点二细胞核的结构【师问导学】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。【智涂笔记】名师点拨对细胞核认识上的四个易误点(1)物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道。小分子物质进出细胞核是通过核膜以跨膜运输实现的，而不通过核孔。(2)并不是所有物质都能通过核孔。核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。(3)核仁不是遗传物质的储存场所。核仁参与某种RNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。(4)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的。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。【师说核心】1核膜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，核仁较大。3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细长的丝光镜下能看到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：【检测反馈】1以下关于细胞核的叙述，正确的是()A核内存在易被碱性染料染成深色的物质B在不同的细胞内，核仁的大小和数量相同C细胞核内的液体叫做细胞液D核孔是包括DNA在内的高分子物质任意通过的通道解析：细胞核内的染色质易被碱性染料染成深色；在不同的细胞内，核仁的大小和数量是不同的，在蛋白质合成活跃的细胞中，核仁的数目较多，体积较大，这是因为核仁与核糖体的形成有关；细胞核内的液体称为核液或核基质，而细胞液指植物液泡中的液体；核孔虽是某些大分子的运输通道，但并不是任意通过的通道，并且细胞核内的DNA不通过核孔进入细胞质，只在核中储存和复制。答案：A2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。答案：C3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(能分泌抗体) D口腔上皮细胞解析：胰岛细胞具有分泌激素的功能，造血干细胞能够增殖、分化为血细胞，浆细胞能够分泌抗体，这三种细胞代谢旺盛，核孔数目较多；口腔上皮细胞是高度分化的体细胞，不能分裂增殖，代谢不旺盛，因此其核孔数目最少。答案：D【网络建构】【主干落实】1核膜是不连续的双层膜，其上有核孔。2核孔是RNA 和蛋白质等大分子进出的通道。3染色质和染色体是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态，主要成分是 DNA 和蛋白质。4核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。5细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。6模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。问题探讨教材P521提示：细胞核在细胞的生命活动中起控制作用，如细胞核内储存的遗传物质携带着遗传信息，可以控制蛋白质的合成，而蛋白质是生命活动的体现者，所以细胞核可以比喻为部队的司令部等。2提示：不能。3提示：不能。4提示：不能。细胞生长需要蛋白质等多种物质作基础，细胞分裂需要遗传物质的复制和相关蛋白质的合成，如果没有细胞核，这些生命活动都不能进行。资料分析教材P521提示：美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的。生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的，因为细胞核中有DNA，DNA是主要的遗传物质。DNA上有许多基因，通过指导蛋白质的合成，控制生物的性状。2提示：没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。3提示：细胞核是细胞生命活动的控制中心。4提示：生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。5提示：细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。旁栏思考题教材P54提示：同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的(除非发生体细胞突变或细胞癌变)。生物体内细胞形态、结构和功能的多种多样，是细胞分化的结果。技能训练教材P561提示：细胞无核部分随着培养天数的增加，死亡个数迅速增加，第4天就没有存活的了，这是因为没有细胞核，细胞的生命活动就无法进行。而细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。2提示：细胞有核部分出现死亡现象的可能原因有两方面：一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常凋亡。练习教材P56基础题1提示：(1)核孔是大分子出入细胞核的通道。(2)物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，而洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片只能看到液泡等细胞器，不能直观地表达出细胞的特征。2提示：C染色质是遗传物质的载体，只有遗传物质才能行使遗传功能。3提示：C细胞核是细胞的控制中心，但细胞核不一定位于细胞的中央。拓展题提示：出生小牛的绝大部分性状像母牛甲。因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质，所以它的性状与母牛甲最相似。第三章章尾自我检测教材P58一、概念检测判断题1.2.选择题C连线题画概念图二、知识迁移提示：与溶酶体的作用有关。细胞死亡后，溶酶体膜破裂，各种水解酶释放出来，分解细胞中的蛋白质等物质，这时的畜、禽肉烹饪后更鲜嫩。这个过程需要一定的时间。三、技能应用提示：调暗视野有两种方法：一是转动反光镜使进光量减少；二是选择小的光圈，减少进光量。四、思维拓展1提示：(1)精卵结合时需要精子提供父方的遗传物质；(2)精子要靠尾部摆动游到卵细胞所在位置，才能与卵细胞结合，这一过程需要大量的能量，这些能量主要来自线粒体内进行的有氧呼吸。2提示：从生物膜在组成、结构、功能上的联系来考虑。课后分层检测案11细胞核系统的控制中心【基础巩固练】1下列细胞结构中，有成形细胞核的是()A月季的成熟筛管 B苹果的成熟叶细胞C猪血中成熟的红细胞 D蓝藻解析：A、C项细胞中无细胞核，D项属于原核生物，细胞中无以核膜为界限的细胞核。答案：B2人的成熟红细胞和精子的寿命都很短，从细胞结构考虑，这一事实说明了()A环境因素的影响B遗传因素对细胞寿命的影响C细胞质和细胞核的相互依存关系D功能对寿命的决定解析：人的成熟红细胞没有细胞核，而精子几乎没有细胞质，二者寿命较短体现了细胞质和细胞核的相互依存关系。答案：C3细胞核与细胞质之间的大分子物质交换的通道是()A核膜 B胞间连丝C核孔 D核仁解析：核孔是细胞核与细胞质之间进行大分子物质交换的通道。答案：C4关于染色质和染色体关系的叙述，正确的是()A不同细胞分裂时期的不同物质B不同细胞分裂时期的同一物质C同一细胞分裂时期的同一物质D同一细胞分裂时期的不同物质解析：染色质和染色体的组成相同，都是由DNA和蛋白质组成的。它们的形态不同，在间期是丝状的染色质状态，在分裂期是具有一定结构的染色体，因此，它们是同一物质在细胞不同分裂时期的两种形态。答案：B5下图所示为科学家进行的蝾螈受精卵横缢实验。你认为该图最能说明()A细胞质控制着细胞的性状B细胞核控制着细胞的性状C细胞质与细胞分裂、分化密切相关D细胞核与细胞分裂、分化密切相关解析：蝾螈受精卵横缢为两部分：无核部分与有核部分可形成相互对照；后来无核部分挤进细胞核后与之前形成自身前后对照，均说明细胞核控制着细胞的分裂和分化。答案：D6细胞是一个有机的统一整体，下列叙述与这一观点不相符的是()A细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动B病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在宿主细胞中才能完成C离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等也能独立地完成各项生命活动D离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等不能独立地完成各项生命活动解析：各种细胞结构只有在细胞这个统一整体中，才能完成各自的生命活动，离开了细胞的各种细胞器，都不能独立地完成各自的生命活动；病毒不具有细胞结构，但病毒的一切生命活动只有在宿主细胞内才能完成，从这一意义上可以说，细胞是生物体结构和功能的基本单位。答案：C7如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【能力提升练】8科学家在1958年对蝾螈卵细胞的染色体分析时发现，用DNA酶能破坏染色体的长度，即破坏染色体的完整性，使它断成碎片。若改用蛋白酶，则不能破坏染色体的长度。以上事实可以说明()A染色体的基本结构由蛋白质组成B染色体的基本结构由DNA组成C染色体由DNA和蛋白质组成D染色体中的DNA和蛋白质镶嵌排列解析：染色体主要由 DNA 和蛋白质组成，从以上实验可知，用 DNA 酶可分解 DNA，会破坏染色体的整体性，故可推测出其基本结构应由 DNA 组成。答案：B9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：B10研究人员对分别取自4种不同生物的部分细胞进行分析，获得的结果如下表所示(“”表示有，“”表示无)核仁叶绿素叶绿体线粒体中心体核糖体甲乙丙丁甲、乙、丙、丁4种细胞最可能取自下列哪种生物()A变形虫、大肠杆菌、水稻、衣藻B大肠杆菌、变形虫、水稻、衣藻C大肠杆菌、蓝藻、变形虫、水稻D蓝藻、变形虫、水稻、衣藻解析：甲细胞内无核仁，除核糖体外无其他细胞器，但细胞内含有叶绿素，所以甲与蓝藻对应；乙细胞内有核仁、无叶绿体、有中心体，最可能是动物细胞，故乙与变形虫对应；丙有核仁、叶绿体、线粒体，无中心体，是高等植物细胞，故丙与水稻对应；丁细胞内有核仁、叶绿体、线粒体和中心体，是低等植物细胞，故丁与衣藻对应。所以D项正确。答案：D11核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构，被称为核孔复合体，它是细胞质与细胞核内物质输送活动的看护者。如图所示，该复合物由一个核心脚手架组成，其具有选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内面的蛋白组成，称为中央运输蛋白。据此分析不正确的是()A核孔复合体与核膜内外的信息交流有关B人体成熟的红细胞中核孔数目较少，影响到核内外的信息交流C核孔复合体的存在，说明核膜也具有选择性D中央运输蛋白是在细胞质中的核糖体上合成的解析：人体成熟的红细胞没有细胞核，无核孔。答案：B12甲图表示细胞核结构模式图，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。乙图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，结合两图回答问题：(1)核膜由_层磷脂分子组成，同其他生物膜相同的功能特性是_性，代谢旺盛的细胞，核膜上的_数目多，它们的作用是_。从乙图可知亲核蛋白进入细胞核由其_部决定并需要消耗能量。(2)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，这些功能与结构_(填数字)有关，结构的作用是_。解析：(1)核