2021-2022新教材浙科版生物学必修1学案：2.4细胞核是细胞生命活动的控制中心Word版含答案

第四节细胞核是细胞生命活动的控制中心考试内容核心素养1.遗传物质主要储存在细胞核中1.生命观念——通过比较分析细胞核各部分的功能，形成良好的结构与功能观2．科学思维——基于模型与建模思维，建构细胞核的结构模型，并分析细胞核各部分的构成3．科学探究——探究分析与细胞核功能有关的科学史实验，明确细胞核在细胞代谢和遗传中的控制作用，掌握对照实验的设置2.细胞核控制细胞的遗传和代谢知识点(一)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))细胞核的结构1．细胞核的数量(1)绝大多数细胞只有一个核。(2)少数细胞有多个核，如横纹肌细胞。(3)还有一些细胞在成熟过程中，细胞核退化消失，如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物韧皮部成熟的筛管细胞等。2．细胞核的结构与功能1．判断题(1)真核细胞的DNA主要存在于细胞核中(√)(2)细胞核是细胞新陈代谢的主要场所(×)(3)核仁与核糖体的形成有关(√)(4)细胞核位于细胞的正中央，所以它是细胞的控制中心(×)(5)染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种形态(√)(6)核孔复合体是DNA、蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道(×)(7)细胞的核膜是双层膜结构，外膜与光面内质网相连(×)(8)细胞核主要由核膜、核仁、染色质和核基质等部分组成(√)2．下图表示某生物细胞核的结构组成，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，说明该生物为低等植物或动物C．核孔是大分子物质进出细胞核的通道，不具有选择性，但核膜有选择透过性D．在核仁中合成的RNA是组成核糖体的重要成分解析：选C从图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连；图示中有中心体，说明该生物为低等植物或动物；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，也具有选择透过性，如DNA不能从核孔中出来；核仁能够合成rRNA，它是组成核糖体的重要成分。3．下面关于细胞核的叙述，不正确的是()A．核膜是双层膜B．染色体易被碱性染料染成深色C．核孔可以随意交换物质D．原核生物不存在核膜解析：选C核膜是双层膜结构，A正确；染色体易被碱性染料染成深色，B正确；核孔是生物大分子进出细胞核的通道，具有选择性，C错误；原核生物不存在核膜，D正确。4．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．口腔唾液腺细胞C．受精卵 D．口腔上皮细胞解析：选D胰岛细胞和口腔唾液腺细胞都能合成与分泌蛋白质，因此细胞中所含核孔数目较多；口腔上皮细胞不能分泌蛋白质，代谢强度相对于受精卵也较弱，因此口腔上皮细胞中核孔数目较少，而受精卵新陈代谢旺盛，核孔数目较多。下图为某科学家绘制的细胞核立体分层图，详细描述了细胞核的结构组成。请据图思考以下问题：1．是否所有生物都具有图示结构，试举例说明。提示：不是。原核细胞和病毒没有图示结构。有无成形细胞核是真核生物与原核生物的本质区别。2．真核生物的细胞都具有图示结构吗？不同细胞中数量一致吗？提示：真核生物的部分细胞也可能不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物韧皮部成熟的筛管细胞。大多数细胞含有一个细胞核，但是部分细胞含有多个核，如横纹肌细胞。3．核膜是细胞核进行化学反应的重要场所，主要与该结构中什么物质丰富有关？提示：核膜上附着较多的酶，利于细胞核多种化学反应的进行。4．核基质位于核内膜中，呈液态，为什么不会从核孔溢出？试分析讨论原因。提示：说明核孔具有选择性，不允许物质随便进出。1．关于细胞核结构认知的4个易错点(1)核膜和核孔都具有选择性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。(2)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。(3)真核生物的核仁与核糖体的形成有关，但原核生物的核糖体形成不需要核仁。(4)核仁不是遗传物质的储存场所。细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。2．染色质与染色体比较项目染色质染色体不同点形态细长的丝光镜下观察呈圆柱状或杆状存在时期分裂间期分裂期相同点成分主要是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：1．下列关于细胞核的叙述，正确的是()A．核膜与粗面内质网相连接B．染色质由RNA、蛋白质和少量DNA组成C．横纹肌细胞和筛管细胞中都有多个细胞核D．核孔复合体可以让蛋白质和RNA自由出入解析：选A核膜为双层膜，其外层与粗面内质网膜相连，A正确；染色质主要由蛋白质、DNA组成还有少量RNA，B错误；高等植物韧皮部成熟的筛管细胞无细胞核，C错误；核孔复合体具有选择性，可以选择性让蛋白质、RNA出入，D错误。2．下列关于细胞核的叙述正确的是()A．真核细胞的细胞核控制着细胞的代谢和遗传B．在电镜下观察原核细胞，可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体C．细胞核内的液体叫做细胞液D．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别解析：选A遗传物质DNA主要分布在细胞核中，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，A正确；原核细胞没有核膜包被的成形细胞核，所以在电镜下观察原核细胞，不可能看到核膜、核仁和染色体，B错误；细胞核内的液体叫核液，植物细胞的液泡中的液体叫细胞液，C错误；原核细胞除了没有核膜外，也没有染色质和核仁，D错误。3．下图是细胞部分结构的模式图，下列叙述错误的是()A．1指的是内质网，其与细胞核相连加强了细胞质与细胞核之间的联系B．2指的是核孔，是蛋白质、DNA等大分子物质进出细胞核的通道C．4与核糖体的形成有关，细胞核携带的遗传信息主要存在于3D．乳酸菌无图示结构解析：选B由题图可知，1指的是内质网，其与细胞核相连加强了细胞质与细胞核之间的联系，A正确；2是核孔，有利于蛋白质、RNA等大分子物质从细胞核进入细胞质，但DNA不能通过核孔进出细胞核，B错误；4是核仁，是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所，细胞核携带的遗传信息主要存在于3染色质，C正确；乳酸菌是原核生物，无细胞核，D正确。知识点(二)eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,))细胞核的功能与实验分析1．伞藻“嫁接”实验过程(1)操作过程①切去地中海伞藻和细圆齿伞藻的伞帽。②将地中海伞藻的伞柄与细圆齿伞藻的假根接合，将细圆齿伞藻的伞柄与地中海伞藻的假根接合。(2)实验现象若令一种伞藻的伞柄与同种伞藻的假根接合，长出来的伞帽与原来一样。若令一种伞藻的伞柄与另一种伞藻的假根接合，长出来的伞帽与另一种一样。(3)实验结论新长出的伞帽的形状与假根有关。2．变形虫切割实验(1)操作过程及实验现象①将变形虫切成两半，一半有细胞核，一半无细胞核。②有核部分生长、分裂、再生；无核部分死亡。③如果无核部分被及时挤入一个完整的细胞核，将恢复生长和分裂等生理功能。(2)实验结论：细胞核是生物遗传和维持正常生命活动所必需的。1．判断题(1)变形虫去除细胞核以后只能存活几天(√)(2)伞藻“柄”的种类决定形成的“帽”的形状(×)(3)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢的控制中心和主要场所(×)(4)变形虫去核实验中，单独的核或质均不能存活说明了细胞核控制着细胞的遗传(×)(5)从伞藻“嫁接”实验和变形虫切割实验可以看出，细胞核是生物遗传和维持正常生命活动所必需的(√)(6)DNA是细胞进行生命活动的“蓝图”(√)2．科学家用显微技术除去变形虫的细胞核后，发现其细胞代谢减弱，运动停止，当重新移入细胞核后，细胞代谢加强，运动恢复。这说明了细胞核是()A．细胞代谢的主要场所B．细胞遗传特性的控制中心C．遗传物质的贮存和复制场所D．细胞生命活动的控制中心解析：选D细胞代谢的主要场所是细胞溶胶，A错误；细胞核是细胞遗传特性的控制中心，但题干中没有涉及变形虫的各种性状特征，B错误；细胞核是遗传物质的储存和复制场所，但题干中没有涉及，C错误；由于除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止，而当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复，所以说细胞核是细胞生命活动的控制中心，D正确。3.如图所示为再生能力很强的原生动物喇叭虫，将之切成①②③三截，能再生成喇叭虫的是()A．① B．②C．③ D．②和③解析：选B原生动物喇叭虫的性状是由细胞核内的DNA控制合成的，分析题干和题图可知，①②③中，②含有细胞核，因此②能再生成喇叭虫。4．一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，则存活下来的乙伞藻其外形是()解析：选B由题意可知，重组伞藻的细胞核来自甲菊花形伞藻，细胞质来自乙杯状伞藻，由于细胞核是细胞遗传和代谢的调控中心，因此移植后产生的伞藻其外形是甲菊花形。1．以动物受精卵为实验材料进行以下实验。实验处理实验结果受精卵①(去质留核)A②(去核留质)B③(质核重组)C请思考并回答相关问题：(1)预测三种情况下细胞的代谢情况，能存活的是哪组？请说明原因。提示：C组。受精卵的发育需要细胞质为其提供营养物质，没有细胞质、只有细胞核，受精卵不能发育导致死亡；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，没有细胞核只有细胞质，受精卵不能发育而死亡；由细胞核和细胞质重组形成的重组细胞能存活。(2)设置哪两个组进行对比实验，能说明细胞质对细胞核的重要性？用实验序号表示，并说明原因。提示：设置①与③。①组和③组的自变量是有无细胞质，有细胞质，细胞能存活，没有细胞质，细胞不能存活，这说明细胞质对细胞核的重要性。2．用一根玻璃针，将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡(如下图)。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果在去核后三天，再植回一个细胞核，这个变形虫生活正常。请思考：(1)正常细胞中细胞核与细胞质存在什么关系？提示：细胞核与细胞质相互依存，缺一不可。(2)去核后的变形虫仍能生活一段时间，其原因是什么？提示：去核后的细胞质中还有蛋白质、能量的存在，可以维持一段时间的代谢。(3)为什么单独的细胞核也不能生存？提示：没有细胞质的营养物质和能量供应。(4)去核后三天再植回一个细胞核，变形虫又生活正常，可说明什么问题？提示：细胞只有保持结构的完整性，才能进行正常的生命活动。3.自1996年第一只克隆羊“多利”诞生以来，20多年间，各国科学家利用体细胞先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物，但一直没有克服与人类最相近的非人灵长类动物克隆的难题。世界上首个体细胞克隆猴“中中”和“华华”于2018年在我国培育成功。这意味着中国将率先建立起可有效模拟人类疾病的动物模型，既能满足脑疾病和脑高级认知功能研究的迫切需要，又可广泛应用于新药测试。请思考：体细胞克隆技术(体细胞核移植)体现了细胞核的什么功能？提示：细胞代谢和遗传的控制中心。1．有关伞藻“嫁接”实验的扩展说明(1)伞藻“嫁接”实验，只能直接证明伞藻的假根控制伞帽的形态，并未直接研究细胞核，若要证实细胞核控制了伞帽形态，需要进行伞藻核移植实验。(2)将一种伞藻(甲)的柄“嫁接”到另一种伞藻(乙)的假根上，“嫁接”后，在甲种伞藻的柄上长出的伞帽与乙种伞藻的伞帽并不完全相同，而是兼具两种伞藻伞帽的特点，原因是甲种伞藻的柄中保留了一些蛋白质和遗传物质，影响了伞帽的形态，若切掉初次形成的伞帽，再生后伞帽与乙种伞藻的伞帽形态趋于一致。2．与细胞核功能有关的实验探究实验名称实验过程实验结论实验分析黑白美西螈核移植实验美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核的卵细胞中，对形成的重组细胞进行培养作为对照蝾螈受精卵横缢实验蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的既有相互对照，又有自身前后对照变形虫切割实验变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的既有相互对照，又有自身前后对照伞藻嫁接与核移植伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，从而证明实验结论1．关于细胞核结构与功能统一性的叙述中，正确的是()A．核仁中的DNA控制着细胞代谢B．染色质上的DNA储存着大量的遗传信息C．不同细胞的核孔数量是相同的D．细胞核内染色体与染色质是不同物质解析：选B核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所，而染色质中的DNA控制着细胞代谢，A错误；染色质主要成分是DNA和蛋白质，DNA是遗传物质，遗传信息存储在碱基对的排列顺序中，B正确；核膜上的核孔实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流，新陈代谢越旺盛的细胞核孔数量越多，C错误；染色体与染色质是细胞分裂不同时期的同一物质，D错误。2．如图是用动物受精卵所做的三个实验，下列说法不正确的是()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不能生存B．把去掉核的细胞单独培养不久消失，说明细胞质离开细胞核不能生存C．该实验说明，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：选C将受精卵的细胞核提取单独培养，不久就退化消失，说明离开细胞质，细胞核不能存活，A正确；将去核的细胞单独培养，不久也消失，说明细胞质离开细胞核也不能生存，B正确；给去核的细胞重新移入细胞核形成重组细胞，重组细胞能正常生活且能进行分裂繁殖，这说明细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动，C错误；该实验只能说明细胞核是细胞代谢的控制中心，D正确。3．对地中海伞藻做某种处理及其结果如下图所示，下列叙述正确的是()A．本实验中的伞藻是多细胞生物B．本实验能说明“帽”的形状是由足决定的C．本实验能说明代谢的中心和遗传物质在“柄”或“足”中D．本实验能说明“帽”不是控制细胞代谢和遗传的结构解析：选D本实验中的伞藻是单细胞生物，A错误；本实验能说明“帽”的形状是由柄或足决定，B错误；本实验不能说明代谢的中心，能说明遗传物质在“柄”或“足”中，C错误；本实验能说明“帽”不是控制细胞代谢和遗传的结构，D正确。1．下列关于细胞核的叙述错误的是()A．核膜的外层与粗面内质网相连B．核仁与核糖体的形成有关C．染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种形态D．核孔复合体是DNA、蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道解析：选D内质网与核膜的外层膜相连，A正确；核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，B正确；染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种表现形态，C正确；DNA不能通过核孔，D错误。2.如图为细胞核的模式图，①～④表示其中的结构。下列叙述错误的是()A．①由DNA、蛋白质和少量RNA构成B．②是形成核糖体RNA的场所C．③是由四层磷脂分子层构成的核膜D．④是蛋白质和DNA分子出入细胞核的通道解析：选D①染色质由DNA、蛋白质和少量RNA构成，A正确；②核仁是形成rRNA和核糖体的场所，B正确；③是由2层膜构成的核膜，而膜的基本骨架是磷脂双分子层，则③是由四层磷脂分子层构成的核膜，C正确；④是核孔，DNA不能由核孔出细胞核，D错误。3．科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接实验，结果如下图所示。该实验能够得出的结论是()A．细胞溶胶是遗传物质的储存场所B．伞帽形态结构的建成与细胞核(足)有关C．细胞核中行使遗传功能的是染色质D．细胞核是细胞代谢的调控中心解析：选B细胞核是遗传物质的储存和复制的场所，A错误；互换伞柄之后，伞帽形态并未发生改变，故伞帽形态结构的建成与细胞核(足)有关，B正确；细胞核中行使遗传功能的是DNA，C错误；该实验不能得出细胞核是细胞代谢的调控中心，D错误。4．研究表明临床上心房颤动(房颤)的致病机制是核孔复合物引发的运输障碍。下列分析正确的是()A．核膜由两层磷脂分子组成，房颤可能与核膜内外的信息交流异常有关B．核孔复合体是大分子物质如DNA、蛋白质进出细胞核的通道C．核孔运输障碍的发生，导致细胞核对细胞的调控作用