第二单元 第8讲　细胞核的结构和功能

第8讲细胞核的结构和功能[课标要求]1.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。2.活动:尝试制作真核细胞的结构模型。考点一细胞核的功能1.细胞核功能的实验探究(1)黑白美西螈核移植实验。(2)蝾螈受精卵横缢实验。(3)变形虫切割实验。(4)伞藻嫁接与核移植实验。2.细胞核的功能提醒细胞核并非细胞代谢的中心,细胞核是细胞代谢的控制中心,是DNA复制和转录的主要场所。细胞代谢的中心是细胞质基质。1.判断正误(1)(必修1P54问题探讨)克隆牛的性状与提供细胞核的母牛完全一样。()(2)(必修1P54正文)真核细胞都有细胞核。()(3)(必修1P55正文)细胞核是细胞代谢和遗传的活动中心。()2.规范表达(1)(必修1P55思考·讨论资料4)“嫁接”与“核移植”实验对比,伞藻核移植实验更具有说服力,原因是

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(2)(教材延伸)亲核蛋白是指在细胞质内合成后,进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。科学家将放射性同位素标记的A蛋白注射到某细胞的细胞质中,一段时间后,放射自显影检测,放射性同位素出现在细胞核中(如图所示)。研究发现,亲核蛋白一般都含有核定位序列(NLS),NLS保证了整个蛋白质能够通过核孔转运到细胞核内。请利用放射性同位素标记的方法,设计实验确定A蛋白的NLS是位于其头部还是尾部。实验思路:

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预期的实验结果和结论:

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能力1围绕细胞核功能的实验,考查实验结果的分析能力1.(2024·广东汕头质检)科研人员将变形虫(甲)置于放射性同位素标记的磷脂介质中培养一段时间后,将其被标记的细胞核取出并移植到未被标记的去核变形虫(乙)中,置于普通培养基中继续培养,观察到变形虫(乙)进行有丝分裂产生的两个子细胞的核膜均含放射性标记。由此可以说明()[A]细胞核的核膜是由两层磷脂分子组成的[B]分裂时细胞核中部内陷,缢裂为两个新核[C]亲代变形虫的核膜可参与子代核膜的建立[D]细胞核是变形虫代谢和遗传的控制中心2.(2024·安徽淮北模拟)伞藻是一种大型的单细胞生物,其结构可分为伞帽、伞柄和假根三部分,其细胞核位于伞柄基部的假根中。某同学观察到不同种类的伞藻帽形结构不同,为研究伞藻帽形是否由其细胞核决定,该同学设计了如下实验流程。下列相关叙述错误的是()[A]选择伞藻的原因之一是伞藻是大型单细胞生物,易操作[B]该同学作出的假设可以是“伞藻的帽形由细胞核决定”[C]该实验设计能得出“伞藻的帽形由细胞核决定”的结论[D]该实验设置了对照实验考点二细胞核的结构及模型构建1.细胞核的结构(1)上述结构中核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地。

(2)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系:。

提醒①并不是所有物质都能进出核孔,如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。②核仁不是遗传物质的储存场所。核仁参与rRNA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。③核孔的数量和核仁大小不是固定的。核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢活动的强弱有关,如代谢旺盛的细胞,其核孔数量多,核仁较大。④在细胞周期中表现为周期性消失与重建的是核膜、核仁,而不是染色体。2.细胞在生命系统中的地位3.建构模型(1)概念:模型是人们为了某种特定的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。①模型:指以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的规律和机理进行描述、阐明。如体现知识的网络构架。

②模型:以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型。

③模型:就是用来定性或定量表述生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等。

1.判断正误(1)(必修1P56正文)核膜上的核孔可以让蛋白质、DNA、RNA有选择进出。()(2)(必修1P56正文)细胞核内执行遗传功能的结构是核仁。()(3)(必修1P56正文)大肠杆菌中核糖体的形成与核仁有关。()2.规范表达(1)(必修1P56图310拓展)破坏核仁会影响蛋白质合成,原因是

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(2)(必修1P57探究·实践拓展)若用计算机制作细胞的三维动画模型,这种模型属于模型。

(3)(必修1P56旁栏思考)同一生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的吗?如果是一样的,为什么体内细胞的形态、结构和功能如此多样?能力2结合细胞核的结构和功能,考查理解能力3.(2024·福建厦门模拟)如图为某细胞的部分结构示意图,当RNA经过核孔运出细胞核时,需要核孔蛋白协助且消耗能量。下列有关叙述错误的是()[A]2是一种双层膜结构的细胞器,在动植物细胞中普遍存在[B]2与核膜直接相连,其上附着有与分泌蛋白合成有关的核糖体[C]RNA通过核孔的运输特点与主动运输有相似之处[D]基因A表达过程中需要的RNA聚合酶通过核孔从细胞质运入细胞核4.(2024·河南南阳模拟)核小体是染色质的结构单位,由DNA和组蛋白形成,每个核小体由146bp(bp反映核苷酸的个数多少)的DNA缠绕组蛋白八聚体1.75圈形成。核小体之间通过50bp左右的连接DNA相连。下列叙述错误的是()[A]核小体实现了DNA长度的压缩进而有利于DNA的储存[B]染色质螺旋化为染色体时,核小体之间会进一步压缩[C]破坏组蛋白会导致染色质由紧缩状态变为松弛状态[D]鉴定组蛋白时,双缩脲试剂A液和B液应等量混合考向一结合生命观念,考查细胞核的结构与功能1.(2021·河北卷,2)下列关于细胞核的叙述,错误的是()[A]有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现[B]蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛[C]许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成,经核孔进入细胞核[D]细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出2.(2023·江苏卷,2)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是()[A]主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中[B]核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似[C]③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质[D]植物细胞必须具备①②和③才能存活3.(2022·浙江6月选考,15)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是()[A]核被膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定[B]核被膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换[C]核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关[D]染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体考向二结合科学思维,考查细胞核的结构与功能4.(2022·海南卷,4)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是()[A]肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核[B]编码Cofilin1的基因不表达可导致细胞核变形[C]Cofilin1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力[D]Cofilin1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力第8讲细胞核的结构和功能考点一细胞核的功能必备知识·梳理1.(1)细胞核(2)细胞核(3)细胞核自身前后(4)菊花细胞核细胞核2.遗传信息库细胞代谢和遗传深挖教材1.(1)×克隆牛的性状几乎与提供细胞核的母牛一样,因为克隆牛性状除受核DNA控制之外,还受细胞质DNA及环境因素的影响,故克隆牛的性状有些与提供细胞核的母牛不一样。(2)×绝大多数真核细胞都有细胞核,但像哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等没有细胞核。(3)×细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。2.(1)伞藻核移植实验可以排除假根中其他物质的作用,从而证明细胞核控制伞藻“帽”的形状(2)将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中,标记为甲组;将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中,标记为乙组;一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位若甲组放射性出现在细胞核中,则A蛋白的NLS位于其头部;若乙组放射性出现在细胞核中,则A蛋白的NLS位于其尾部关键能力·提升能力11.C细胞核的核膜是双层膜,每层膜由两层磷脂分子组成,故细胞核的核膜是由四层磷脂分子组成的,此外该实验也无法证明核膜由几层磷脂分子组成;动物细胞与植物细胞有丝分裂的不同点之一是动物细胞分裂的末期不形成细胞板,而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷,最后把细胞缢裂成两部分,每部分都含有一个细胞核,但是该实验过程并不能得出该结论;亲代变形虫经培养后核膜被放射性同位素标记,核移植后的细胞经过有丝分裂产生的两个子细胞的核膜均含放射性标记,说明亲代变形虫的核膜可参与子代核膜的建立;细胞核是变形虫代谢和遗传的控制中心,但是根据该实验并不能得出此结论。2.C选择伞藻的原因是伞藻是大型单细胞生物,易操作,且性状容易区分;为研究伞藻帽形是否由其细胞核决定,该同学作出的假设可以是“伞藻的帽形由细胞核决定”;实验设计只能得出伞藻帽形与假根有关,并不能得出由细胞核决定,要得到题中结论,还需增加细胞核移植实验;本实验两组均为实验组,相互对照。考点二细胞核的结构及模型构建必备知识·梳理1.DNA和蛋白质DNA某种RNA物质交换和信息交流(1)消失和重建(2)代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中,核孔数量多,核仁较大2.一个统一的整体代谢和遗传3.(2)①概念②物理③数学深挖教材1.(1)×核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA有选择进出,DNA不能进出。(2)×细胞核内执行遗传功能的结构是染色体,因为染色体上有遗传物质DNA。(3)×大肠杆菌是原核生物,细胞中无核仁。2.(1)核仁与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,核仁被破坏,不能形成核糖体,致使蛋白质的合成不能正常进行(2)物理(3)同一生物体内所有细胞都来自受精卵,细胞内的“蓝图”一般都是一样的。体内细胞的形态、结构和功能多样,是细胞分化的结果。关键能力·提升能力23.A2是内质网,是一种单层膜结构的细胞器,在动植物细胞中普遍存在;2是内质网,与核膜直接相连,其上附着有与分泌蛋白合成有关的核糖体;RNA通过核孔运出细胞核时,需要核孔蛋白协助且消耗能量,可见其运输特点与主动运输相似;RNA聚合酶是蛋白质,由细胞质中核糖体合成,基因A表达过程中需要的RNA聚合酶需要通过核孔从细胞质运入细胞核。4.D由题意可知,核小体是染色质的结构单位,每个核小体由一段DNA缠绕组蛋白八聚体形成,故核小体实现了DNA长度的压缩进而有利于DNA的储存;在细胞分裂期,染色质变成染色体,结合题干信息可知,核小体之间会进一步压缩,使染色质螺旋化成为染色体;若破坏组蛋白,则核小体不能正常形成,会导致染色质由紧缩状态变为松弛状态;用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,要先加双缩脲试剂A液1mL,摇匀后再加双缩脲试剂B液4滴。研练真题·感悟高考考向一1.D有丝分裂过程中,前期核仁解体、核膜消失,末期核膜和核仁重新出现;核仁与核糖体的形成有关,蛋白质合成活跃的细胞中核糖体数量多,核仁代谢活动旺盛;细胞中的蛋白质是在细胞质中的核糖体上合成的,对基因表达有调控作用的蛋白质需经核孔进入细胞核;细胞质中的RNA大多数是在细胞核中合成的,还有部分RNA是在线粒体或叶绿体中合成的。2.D分析题图,可知①是染色质,是由DNA和蛋白质组成的,只存在于细胞核中;分析题图,可知②是细胞膜,由磷脂双分子层构成基本支架,蛋白质分子以不同方式镶嵌其中,核膜及各种细胞器膜的基本结构与细胞膜相似;分析题图,可知③是细胞壁,主要成分是多糖(如纤维素、果胶),此外细胞壁含多种蛋白质;部分植