高中生物 第三章 细胞的结构和功能 3.2.3 细胞核和细胞的生物膜系统学案 新人教版必修1

1、第3课时细胞核和细胞的生物膜系统目标导航1.结合教材P4548，概述细胞核的结构和功能，认同细胞核是细胞生命活动的控制中心。2.结合教材P49，简述生物膜系统的结构和功能。一、细胞核的结构和功能(阅读P4548)1.细胞核的数量(1)大多数真核细胞：有一个核。(2)少数真核细胞：多个核，如骨骼肌细胞。(3)极少数真核细胞无核，如哺乳动物血液中成熟的红细胞，维管植物的成熟的筛管细胞等。2.细胞核的功能(1)细胞核是储存遗传物质DNA的主要场所。(2)细胞核控制着细胞的代谢和遗传。3.细胞核的结构4.RNA对吡罗红的亲和力大，被染成红色；DNA对甲基绿的亲和力大，被染成绿色。用特定的染色液如吡罗红

2、甲基绿染色液处理后，发现细胞中的DNA主要存在于细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。可见，细胞核是储存遗传物质DNA的主要场所。5.制作真核细胞亚显微结构模型(1)模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态或运动形态，是原型的某个表征和体现，也是原型的抽象和概括。常见的模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。(2)物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的模型，它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的细胞结构模型就是物理模型。二、细胞的生物膜系统(阅读P49)1.概念(1)存在：真核细胞中。(2)组成：细胞膜、核膜及细胞器膜。2.功能协调、配合示例下图是合成的分泌蛋白运输到

3、细胞外的过程示意图，完成下图并思考下列问题：(1)合成：附着在内质网上的核糖体。(2)运输途径核糖体：氨基酸经过脱水缩合，形成肽链内质网：进行初步加工，形成有一定空间结构的蛋白质 囊泡高尔基体：做进一步的修饰加工 小泡细胞膜：将蛋白质分泌到细胞外(3)提供能量的细胞器：线粒体。3.功能总结(1)使细胞具有相对稳定的内部环境。(2)在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息交流等方面发挥重要作用。(3)酶附着的位点为各种生化反应的进行创造条件。(4)使细胞内部区域化保证细胞内的各种化学反应可以同时、高效、有序地进行。一、细胞核的结构和功能1.细胞核功能的实验研究伞藻嫁接实验(1)实验方法及结果

4、(2)实验结论：新长出的伞帽都与提供细胞核伞藻的伞帽相同，这说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。2.细胞核的功能(1)细胞核是遗传物质储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。3.细胞核的结构及功能的分析(1)核膜与核孔核膜与内质网膜相连接，其外膜上有核糖体附着。核孔是细胞核和细胞质物质交换的通道，但并不是所有的大分子物质都能自由进出细胞核，如细胞核中的DNA分子不能通过核孔出细胞核。通过核膜和核孔的配合，细胞核对大小分子的进出具有选择性。

5、(2)核孔数量和核仁大小与细胞代谢的关系代谢旺盛的细胞中物质交换和信息交流量大，所以核孔数目多。蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目多，核仁的体积大。4.染色质是细胞核中最重要的结构，有时会以染色体的形式存在，染色质和染色体的比较如下比较项目染色质染色体不同点存在时期分裂间期分裂期形态极细的丝状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，转化关系为：1.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。这些事实说明了什么？答案细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。2

6、.大分子物质(如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.代谢越旺盛的细胞，蛋白质合成和核质之间物质交换越频繁。试结合核孔功能，分析核孔数量和核仁大小与细胞代谢程度的关系。答案(1)代谢旺盛的细胞中物质交换和信息交流量大，所以核孔数目多。(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目多，核仁的体积大。4.染色质(体)是DNA分子的主要载体，在植物的叶肉细胞中，DNA的载体还有什么？答案线粒体、叶绿体。5.原核生物细胞代谢和遗传的控制中心是哪里？答案原核生物的拟

7、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。1.下列关于细胞核的叙述，正确的是()A.核膜是双层膜，把细胞质和核内的物质分开B.不同细胞内，核仁的大小是一定的C.只有等到细胞停止分裂后，才能观察到染色体D.各种物质都可通过核孔自由出入细胞核问题导析(1)核仁的大小与细胞代谢旺盛程度有关。(2)只有在细胞分裂时，才会出现染色体。(3)核孔也具有一定的选择性，并非任意物质均可透过，如DNA。答案A一题多变(1)核孔是某些大分子的运输孔道，核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。在细胞心肌细胞；大脑皮层细胞；唾液腺细胞；口腔上皮细胞中，核孔数目最少的是_。(2)核孔是大分子物质进出细胞核的通道

8、，一方面细胞核中合成的_可以通过核孔到细胞质中，另一方面细胞质中合成的_等物质也能通过核孔进入细胞核中。(3)细胞核中的结构或物质_在细胞分裂过程中都会周期性地发生变化。答案(1)(2)RNA酶(3)核膜、核仁、染色质(体)二、细胞的生物膜系统1.各种膜之间的联系(1)化学成分相似，即都由脂质和蛋白质构成。(2)各种膜在结构上具有一定的连续性。各生物膜具有一定的连续性，即存在直接(实线)或间接(虚线)的联系。结构上直接相连的膜之间可直接转变，间接相连的膜之间是以“出芽”的形式形成“囊泡”而发生膜的转移。(3)功能：既有明确分工，又有紧密联系。(以分泌蛋白的合成与分泌为例)2.生物膜系统的功能(

9、1)生物膜系统使细胞具有一个相对稳定的内部环境，在细胞与外部环境进行物质运输、能量转化和信息传递的过程中起着决定性的作用。(2)广阔的膜面积为多种酶提供了大量的附着位点，保证了细胞内的各种化学反应的顺利进行。(3)细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，形成一个个的小室，使细胞内能同时进行多种化学反应，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。3.细胞是一个统一的整体细胞是生物体的结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位，是一个统一的整体。(1)从结构上看：细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。核膜与内质网膜、细胞膜等互相连接构成细胞完整的“生物膜系统”。(2)从功能上看：细胞各部分结构和功能虽不相同

10、，但它们是相互联系、分工合作、协调一致的，共同完成各项生命活动。(3)从调控上看：细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素，因此细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，从而使细胞形成一个整体的调控系统。(4)从与外界的关系上看：细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转化，而与外界环境直接接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转化，因此细胞与外界环境之间形成一个统一的整体。1.为了方便学习，教材把细胞知识分成了许多部分，如将细胞分为细胞膜、细胞质和细胞核来研究。但在学习过程中，要注意运用哪些基本的生物学观点去分析错综复杂的生命现象和规律？答案局

11、部与整体相统一的观点、结构与功能相适应的观点等等。2.分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜的过程中，共穿过了几层膜结构？答案分泌蛋白从内质网运输到高尔基体再到细胞膜都是以囊泡的形式运输的，囊泡和膜的融合不是穿膜的过程，因此这个过程中穿过0层膜结构。3.下图表示在分泌蛋白形成过程中，高尔基体膜、内质网膜、细胞膜膜面积随时间的变化关系，请判断1、2、3所代表的膜名称。答案1为内质网膜，面积减小；2为高尔基体膜，面积基本不变；3为细胞膜，面积增大。2.如图表示用含3H标记的氨基酸培养液培养某细胞过程中蛋白质的合成和分泌示意图，则该细胞中出现3H的部位依次为()A. B.C. D.问题导析分泌蛋白

12、经过的结构依次为核糖体内质网高尔基体细胞膜。题图示核膜、核糖体、内质网、高尔基体、细胞膜。答案A一题多变(1)上题所示过程中，不同膜结构之间相互转化，以“出芽”方式进行的是_。(2)在内质网和高尔基体之间、高尔基体和细胞膜之间起连接作用的结构是_。(3)据测定高尔基体膜在厚度和化学组成上介于内质网膜和细胞膜之间。原因是_。答案(1)内质网膜和高尔基体膜之间、高尔基体膜和细胞膜之间(2)小泡(3)高尔基体在内质网和细胞膜之间，处于两者的过渡1.下图表示细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是()A.是主要由RNA和蛋白质组成的链状结构B.是产生核糖体、某种RNA和蛋白质的场所C.核膜由4层磷脂分子

13、组成，蛋白质、RNA等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核D.核孔对物质的运输具有选择性答案D解析是染色体(质)，是由DNA和蛋白质组成的链状结构；是核仁，它与核糖体的形成及rRNA的形成有关；蛋白质、RNA等生物大分子可以通过核孔进出细胞核；核孔对物质运输具有选择性。2.连接细胞膜、高尔基体、核膜，使三者相互联系，构成一个有机整体的结构是()A.中心体 B.线粒体C.内质网 D.叶绿体答案C解析细胞内的各种细胞器在结构上存在着直接或间接的联系。内质网膜与核膜相连，内质网与线粒体之间也存在着一定联系，另外内质网通过出芽方式与高尔基体和细胞膜相连接。3.下列几种细胞结构中，不属于生物膜系统的是()答

14、案B解析生物膜系统是指具有膜的结构，B是中心体，无膜结构，不属于生物膜系统。4.细胞的生物膜系统指的是()A.由细胞膜、核膜以及细胞器膜形成的统一结构体系B.由内质网、高尔基体和核膜形成的具有特定功能的结构C.全部的细胞膜D.细胞膜和核膜答案A5.伞藻是由“帽”、柄、假根三部分构成，细胞核在基部。科学家用“伞形帽”甲和“菊花形帽”乙两种伞藻做嫁接和核移植实验，如下图所示。请据图回答下列问题：(1)上述实验的大体过程是：将甲种伞藻的_嫁接到乙种伞藻的_上。将乙种伞藻的_嫁接到甲种伞藻的_上。将乙种伞藻的_移植到去掉“帽”和核的甲种伞藻的_内。(2)实验结果是：_，_，_。(3)实验结果说明：生物

15、体形态结构的形成主要与_有关。答案(1)柄假根柄假根细胞核假根(2)长出菊花形帽长出伞形帽长出菊花形帽(3)细胞核解析注意从图中获取信息，伞藻的基部为细胞核，“帽”和柄部分为细胞质。细胞核是细胞遗传特性和代谢的控制中心。基础巩固1.下列关于生物膜的叙述中，错误的是()A.细胞膜主要由蛋白质分子和磷脂分子组成B.核膜和内质网膜在结构上有密切的联系C.线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子相同D.细胞膜中的大多数蛋白质分子和磷脂分子不是静止的答案C解析线粒体膜和叶绿体膜中的蛋白质分子是不相同的。2.下列关于高尔基体的叙述，错误的是()A.高尔基体膜具有流动性B.抗体从合成到分泌不经过高尔基体C.高尔基体

16、膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成D.高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能答案B3.下列关于生物膜结构和功能的描述，不正确的是()A.生物膜的特定功能主要由膜蛋白承担B.合成固醇类激素的分泌细胞的内质网一般不发达C.分泌蛋白的修饰加工由内质网和高尔基体共同完成D.生物膜之间可通过具膜小泡的转移实现膜成分的更新答案B解析内质网与脂质的合成有关，所以合成固醇类激素的分泌细胞的内质网较发达。4.下列有关生物膜系统的叙述中，错误的是()A.细胞膜使细胞有相对稳定的内部环境B.细胞内许多重要的化学反应是在生物膜上进行的C.细胞膜把细胞器分隔开，保证细胞生命活动高效、有序地进行D.广阔的膜面积为酶提供了大量的

17、附着位点答案C解析细胞器分隔开依靠的是细胞器膜。5.有人利用单细胞真核生物a、b做了如下实验，这个实验最能说明的问题是()A.控制c性状发生的遗传信息来自细胞核B.控制d性状发生的遗传信息来自细胞质C.性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的D.细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生答案A解析据图示可以看出，c、d细胞的性状表现取决于细胞核，而不是取决于细胞质，即细胞核是遗传特性的控制中心。6.糖蛋白主要存在于细胞膜上，如果将细胞培养在含药品X的培养基中，发现细胞无法合成糖蛋白的糖侧链，则此药品可能作用于糖蛋白合成及运输过程中的哪一个细胞器上()A.核糖体 B.线粒体C.内质网 D.溶

18、酶体答案C解析内质网的初加工作用是指对未成熟的蛋白质进行折叠、组装和加上糖基团等。若无法合成糖侧链，则说明内质网的功能被破坏。7.核孔是细胞核与细胞质之间进行物质运输的通道。下列物质中，一般不经核孔进行运输的是()A.DNA B.DNA聚合酶C.RNA D.RNA聚合酶答案A解析核孔是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的通道，DNA主要存在于细胞核内，一般不经核孔进行运输。巩固提升8.如图表示某细胞进行某一代谢活动前后生物膜面积的变化，此过程中最可能合成的物质是()A.呼吸酶 B.胰岛素C.性激素 D.ATP答案B解析由图示可知，在细胞进行活动前后，内质网膜面积减少、高尔基体膜面积几乎不变，

19、细胞膜面积增大。在分泌蛋白的形成过程中，由于内质网“出芽”形成“小泡”与高尔基体膜融合，高尔基体“出芽”形成“小泡”与细胞膜融合，所以内质网膜面积变小，高尔基体膜面积几乎不变，细胞膜面积变大，胰岛素是分泌蛋白。9.用35S标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线，则下列分析不正确的是()A.图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体B.与乳腺分泌蛋白的合成和分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体C.乳腺分泌蛋白的合成过程不能体现膜在结构上的联系D.35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体内质网

20、高尔基体细胞膜答案C解析分泌蛋白首先在核糖体上合成，再依次经过内质网和高尔基体的加工，最后经细胞膜分泌到细胞外，在此过程中，由线粒体提供能量，因此选项A、B、D正确；分泌蛋白在内质网初步加工后，由内质网形成囊泡，囊泡与高尔基体膜融合，经高尔基体进一步加工后，再由高尔基体形成小泡，小泡与细胞膜融合，该过程说明不同细胞器的膜在一定程度上是可以相互转化的。10.人体血液中的红细胞没有细胞核，是由骨髓中的原始红细胞经过四次细胞有丝分裂发展形成的。由此可推断原始红细胞是()A.无成形的细胞核 B.有核物质无核膜C.有成形的细胞核 D.无核物质无核膜答案C解析原始红细胞能进行有丝分裂，说明有成形的细胞核，

21、可能在发育过程中核退化。11.观察下图的模式图，请据图回答下面的问题：(1)此图表示细胞的_结构。(2)一般认为大分子物质出入该结构的通道是_。(3)在细胞分裂期将成为染色体的是_。(4)_是附着于核膜外侧能将氨基酸合成蛋白质的场所。答案(1)细胞核(2)2核孔(3)1染色质(4)核糖体解析细胞核的核膜上具有核孔，核膜上附着有许多核糖体，细胞核中的染色质在分裂期变化为染色体。12.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几个经典生物学实验。请依据所提供的材料，回答下列问题：材料一伞藻是单细胞生物。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。(1)你认为