第一单元第8讲细胞核的结构和功能

第8讲细胞核的结构和功能课程标准解读知识网络概览【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三维结构模型【能力要求】1.解决问题能力:运用模型与建模的方法分析细胞核结构和功能的统一性。2.实验探究能力:通过对细胞核功能探究实验的分析,形成结构与功能观,提升实验结果分析能力。考点一细胞核的功能【精梳攻教材】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)变形虫切割与核移植实验:(4)伞藻嫁接与核移植实验:2.细胞核的功能:(1)遗传物质储存和复制的主要场所,是遗传信息库。(2)细胞代谢和遗传的控制中心。【名师点睛】细胞代谢的主要场所是细胞质,细胞核是细胞代谢的控制中心。【自测强化】1.辨易错(1)研究细胞核的功能时通常采用去核、核移植等方法。 (√)(2)颤蓝细菌、伞藻和小球藻都有细胞核。 (×)分析:颤蓝细菌是原核生物,没有以核膜为界限的细胞核。(3)所有真核细胞都有一个细胞核。 (×)分析:哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核,而人体骨骼肌细胞中有多个细胞核。(4)伞藻嫁接与伞藻核移植实验结果说明细胞的分裂和分化是由细胞核控制的。(×)分析:伞藻是单细胞生物,没有细胞分化,该实验结果不能说明细胞的分裂和分化是由细胞核控制的。2.练表达(必修1P54“思考·讨论”拓展)人工去掉细胞核的细胞,一般不能存活太久,如变形虫去掉细胞核后,新陈代谢减弱,运动停止,当重新移入核后,又能够恢复生命活动。这类实验说明了细胞核在生命活动中起着决定性作用。【精练提能力】1.(2025·黑河模拟)在伞形藻未长出帽体前,早期把细胞核取出,发现去核的伞形藻不再形成伞形的帽体。若晚些时候去除细胞核,则只有一部分藻体长出完整的、非常细小的帽体,而大部分藻体不能长出,或长得很不完全。去核的时间越晚,藻体形成的帽体就越完全。如果把取出的核放置一段时间再放回去,藻体又完全恢复发育能力,长出完整的帽体。下列叙述错误的是 ()A.实验表明,假根中的细胞核与帽状体的形成有密切关系B.细胞核是通过产生某些物质来控制伞帽的发育进程C.伞形藻发育的任何阶段,细胞核均可产生控制伞帽发育的物质D.细胞核产生的物质消耗殆尽后,细胞将不能继续完成发育【解析】选C。实验表明,假根中的细胞核与帽状体的形成有密切关系,A正确。细胞核可能会产生某种物质,这种物质是发育过程所必需的,B正确。只有在一定时期,细胞核才能产生这种物质。早期去核,因为还没有产生这种物质,所以不能形成帽状体,而晚期去核,已经在核的控制下,产生了一部分这种物质,并储存在细胞质里,这时尽管将核除去,仍能形成不完全的帽状体,C错误。当这种物质消耗殆尽,即细胞质内不能再产生和补充这种物质时,细胞将不能继续完成发育,D正确。2.(不定项)细胞核具有什么功能?科学家通过下列实验(见图)进行探究:①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,中间只是很少的细胞质相连,结果无核的一半(a)停止分裂,有核的一半(b)能继续分裂;②b部分分裂到16~32个细胞时,将一部分细胞核挤入不能分裂的a部分,结果a部分开始分裂、分化,发育成胚胎。下列叙述错误的是 ()A.实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂有关、但与分化无关B.实验①中,a部分属于对照组,b部分细胞属于实验组C.实验②中a部分的操作与实验①中a部分的操作形成对照D.该实验不能说明细胞核与细胞的寿命有关系【解析】选A、B。有核或植入核的部分能分裂、分化,无核的部分则停止分裂,说明细胞核与细胞的分裂、分化有关,A错误;实验①中,a部分无核不分裂也不能长大,与b部分有核对照,因此b部分是对照组,B错误;实验②中,a部分植入核后开始分裂、分化,与实验①中a部分无核不分裂形成自身前后对照,C正确;整个实验并没有涉及细胞的寿命,不能证明细胞核与细胞寿命的关系,D正确。【加固训练】(2024·大同模拟)以动物受精卵为实验材料进行以下实验,下列有关图中的分析正确的是 ()A.实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性B.实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性C.实验①说明了细胞核对细胞质的重要性,实验②说明了细胞质对细胞核的重要性D.该实验结果可以说明细胞是基本的生命系统【解析】选D。将实验结果与实验的自变量联系起来可得出以下结论:实验①和实验③说明的是细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性;实验②和实验③说明的是细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性。细胞结构完整才能进行各项生命活动,因此,细胞是基本的生命系统。考点二细胞核的结构【精梳攻教材】细胞核的结构图解:【名师点睛】(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。(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。【自测强化】1.辨易错(1)细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出。 (×)分析:线粒体和叶绿体中也有DNA,可以转录合成RNA。(2)染色体主要由核糖核酸和蛋白质组成。 (×)分析:染色体主要是由DNA(脱氧核糖核酸)和蛋白质构成的。(3)细胞核中核孔的数量与细胞代谢的旺盛程度有关。 (√)(4)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。 (×)分析:核膜上的核孔具有选择性,只有部分蛋白质和RNA可以通过核孔进出细胞核。(5)大肠杆菌中核糖体的形成与其核仁有关。 (×)分析:大肠杆菌为原核生物,没有核仁。(6)核孔是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的唯一通道。 (×)分析:核孔不是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的唯一通道,还有核膜。2.练表达(1)(必修1P56旁栏思考)同一生物体内所有细胞的“蓝图”是一样的,但是体内细胞的形态、结构和功能多种多样,这是细胞分化的结果。(2)(必修1P58“拓展应用”)染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态,这两种不同的状态对于细胞的生命活动的意义是:染色体呈高度螺旋化状态,这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中;染色质处于细丝状,这种状态有利于在细胞分裂间期完成DNA的复制和转录等生命活动。【精练提能力】1.(2025·白城模拟)核孔复合体是镶嵌在内外核膜上的篮状复合体结构,主要由核孔蛋白构成。核孔复合体是一个双功能核质交换通道。核孔复合体数量会随细胞种类以及细胞所处的细胞周期中阶段不同而改变。下列相关叙述正确的是()A.哺乳动物成熟红细胞中核孔复合体的数量较少,因此红细胞代谢较弱B.核孔复合体转运物质有双向性,有利于核质之间频繁的物质交换和信息交流C.核糖体蛋白在核仁处合成,与核糖体一起通过核孔在核质之间来回穿梭D.细胞核中有DNA,使其成为遗传信息库,是细胞代谢和遗传的主要场所【解析】选B。哺乳动物成熟红细胞没有细胞核,没有核孔复合体,A错误;核孔复合体是一个双功能核质交换通道,核孔是一些大分子物质如RNA、蛋白质进出细胞核的通道,核孔复合体转运物质具有双向性,有利于实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,B正确;核糖体蛋白是在核糖体上合成的,C错误;细胞核中有DNA,使其成为遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,细胞代谢的主要场所在细胞质基质,D错误。2.(2025·菏泽模拟)电镜下,核仁由细丝成分、颗粒成分、核仁相随染色质三部分构成。通常认为,颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成,可通过核孔进入细胞质;核仁相随染色质是编码rRNA的DNA链的局部。下列叙述正确的是 ()A.每个细胞中核糖体的形成都与核仁有关B.细丝成分与颗粒成分是rRNA与相关蛋白质的不同表现形式C.核仁相随染色质由DNA组成,DNA是遗传信息的载体D.在细胞核中形成了核糖体亚基,亚基在细胞质基质中组装成核糖体【解析】选B。原核细胞中核糖体的形成与核仁无关,A错误;颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成,说明细丝成分与颗粒成分是rRNA与相关蛋白质的不同表现形式,B正确;染色质主要由DNA和蛋白质组成,C错误;在细胞质基质中形成了核糖体亚基,D错误。3.(不定项)在尝试制作真核细胞三维结构模型活动中,某小组打算用橡皮泥等材料制作胰岛B细胞的结构模型。下列想法中不合理的是 ()A.制作细胞模型时,美观性应该是第一位的B.制作该物理模型可以用不同颜色区分不同的结构C.该细胞模型的内质网和高尔基体应相对比较发达D.细胞中核糖体数量较多并全部附着在内质网上【解析】选A、D。在设计并制作细胞模型时,科学性应该是第一位的,其次才是模型的美观与否,A错误。真实的细胞颜色并不鲜艳,但是同学们可以用不同的颜色区分不同的细胞结构,使细胞各部分的结构特点更突出,便于观察;可见制作细胞物理模型可以用不同颜色区分不同的结构,B正确。胰岛B细胞具有分泌功能,该细胞模型的内质网和高尔基体应相对比较发达,C正确。细胞中核糖体数量较多,一部分游离于细胞质基质中,一部分附着在内质网上,D错误。【知识归纳】细胞核的结构及相应功能名称特点功能核膜和核孔①核膜是双层膜,外膜与内质网相连,且有核糖体附着;②在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建;③核膜和核孔对物质的进出都具有选择性①核膜上有酶附着,利于多种化学反应进行;②选择性地控制物质出入细胞核,其中大分子物质通过核孔出入细胞核核仁①折光性强,易与其他结构区分;②在有丝分裂中周期性地消失和重现①参与某种RNA的合成及核糖体的形成;②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、蛋白质合成量大的细胞,核孔数量多,核仁较大染色质组成(DNA、蛋白质)遗传物质的主要载体【从教材走向高考】【体验高考链接教材】1.(2022·浙江6月高考)→(必修1P58判断题T1)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是 ()A.核被膜(核膜)为单层膜,有利于核内环境的相对稳定B.核被膜(核膜)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【解析】选B。核被膜(核膜)为双层膜,A错误;核被膜(核膜)上有核孔复合体,是RNA和蛋白质等大分子进出细胞核的通道,B正确;核仁是核内的圆形结构,主要与核糖体的形成有关,C错误;染色质由DNA、蛋白质和少量RNA组成,是遗传物质的主要载体,D错误。【深研教材预测高考】2.(必修1P58“概念检测”T3改编)细胞核是遗传信息库,是细胞的控制中心。下列有关细胞核的叙述,正确的是 ()A.细胞核是真核细胞遗传信息复制和转录的唯一场所B.染色质可以在碱性环境下被染成深色C.真核细胞分裂过程中可能始终存在核膜、核仁D.RNA