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2018年秋高中生物第三章细胞的基本结构第3节细胞核__系统的控制中心学案新人教版必修1

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                                          第  3 节 细胞核——系统的
                             控制中心


学习目标
1.阐明细胞核的结构与功能。(重点)
2.认同细胞核是生命系统的控制中心。(难点)
3.尝试制作真核细胞的三维结构模型。(重点)
核心概念
核膜 核孔 染色质 染色体


一、细胞核的结构和功能
1.大量事实表明,细胞核控制着细胞的__代谢____和__遗传____。
2.细胞核
(1)功能:是__遗传信息库____,是细胞__代谢和遗传____的控制中心。
(2)结构:
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    ①核膜:__两____层膜,把核内物质与细胞质分开。
    ②核孔:实现核质之间频繁的__物质交换____和__信息交流____。
    ③核仁:与某种       RNA 的合成以及__核糖体____的形成有关。
    ④染色质:
    成分:主要有__DNA____和__蛋白质____。
    特性:容易被__碱性染料____染成深色。
    同染色体的关系:同样的物质在__不同细胞时期____的两种存在状态。
    DNA 上贮存__遗传信息____。
    二、模型建构及细胞的概述
    1.模型建构


    2.细胞的概述


    ?思考
    1.有人将细胞核比喻为人的“大脑”,具有整体指挥和调控功能,你认为细胞核中哪
种成分真正起到指挥调控功能?
    提示:主要是染色质中的           DNA 行使整体调控作用。
    2.细胞核的核膜上有核孔,大分子物质可以自由进出细胞核吗?
    提示:不可以,细胞核所需的物质才能进入细胞核,核膜也是具有选择透过性的。
     uo 活xu学e q巧iao练 lian
    H         判断题
    1.真核细胞染色体上主要含有核糖核酸和蛋白质。( × )
    2.细胞核是细胞代谢的控制中心,也是细胞代谢的中心。( × )
    3.核膜上的核孔可以让蛋白质和              RNA 自由进出。( × )
    4.蓝藻细胞具有细胞核且           DNA 分子呈环状。( × )
    5.细胞核控制着细胞的代谢和遗传,真核细胞都有细胞核。( × )
    6.核仁的大小与细胞合成蛋白质的多少有关,蛋白质合成旺盛的细胞,核糖体多,核
仁大。( √ )
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    7.控制细胞器进行物质合成、能量转换等的指令,主要是通过核孔从细胞核到达细胞
质的。( √ )
    8.拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是构建了细胞的物理模型。( × )
    9.染色体和染色质是不同物质在同一时期细胞中的两种形态。( × )


                        知识点    1 细胞核功能的相关实验分析
     hong重 n难an拓 tu展o zhan
    Z     
    1.细胞核功能的实验探究
        实验内容              实验方法及结果                       得出结论
                      黑色美西螈胚胎细胞的核
    一、两种美西螈                                     美西螈皮肤颜色遗传是由细
                              ↓移入
    细胞核移植                  白去色核美卵西细螈胞美是西黑螈色全    胞核控制的
                               发育
                              ――→
    二、横缢蝾螈受                                     蝾螈细胞的分裂和分化是由
    精卵                                          细胞核控制的

    三、将变形虫切                                     变形虫的分裂、生长、再生、
    成两半                                         应激性是由细胞核控制的

    四、伞藻嫁接与                                     伞藻“帽”的形状是由细胞
    核移植                                         核控制的
    (1)实验一缺乏对照实验,若增加“将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈
的去核卵细胞中”的实验步骤,将增强结论的说服力。实验二至四遵循了对照原则。
    (2)伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响,是对伞藻嫁接实验的补充,进一步
验证细胞核的功能。
    2.细胞核与细胞质的关系
                         存活时间                       原因分析

      单独的细胞核             很快死亡              缺乏细胞质提供的营养和能量

                        存活一段时         细胞质中由细胞核控制合成的物质在一段
      单独的细胞质
                         间后死亡         时间内仍可发挥作用

     细胞核+细胞质             正常生活         细胞核与细胞质是相互依存的统一整体
     ia典n l例i p评in析g xi
    D     
           典例  1 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,中间只有很少的细胞质相连,结果无核的一
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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,将一个细
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。下列有关叙述中,
错误的是( B )


    A.实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关
    B.实验①中,a      部分细胞属于对照组
    C.实验②中     a 部分的操作与实验①中          a 部分形成对照
    D.实验还能说明细胞只有保持完整性才能完成正常的生命活动
    [解析] 在实验①中有细胞核的一部分能正常发育,而没有细胞核的部分不能分裂、
分化,也就是不能正常发育,所以经对照后说明细胞核与细胞分裂、分化密切相关,同时
也能说明细胞只有保持完整性才能完成正常的生命活动;在实验①中                             b 部分为正常状态,
所以   b 部分为对照组;实验①中          a 部分没有细胞核,而实验②中的             a 部分又有了细胞核,
所以两部分形成前后对照。
    技巧方法:细胞核对细胞质依存关系的三个来源
    (1)原料来源:核物质代谢所需的原料都要依赖细胞质(如核苷酸、葡萄糖、各种小分
子和离子)。
    (2)能量来源:核内大分子合成所需的能量也要靠细胞质为其提供。
    (3)蛋白质来源:细胞核中的蛋白质也是在细胞质中的核糖体上合成的(如组蛋白、各
种酶等)。
    〔变式训练     1〕 (2018·安徽芜湖)蛙成熟的未受精卵处于活跃的                   DNA 合成状态,而
脑组织细胞则不能分裂。科学家进行了如下图所示的核移植实验,请分析回答下列问题。


    (1)蛙成熟的未受精卵中         DNA 合成所需的酶是在细胞质基质中的__核糖体____上合成的,
并通过__核孔____进入细胞核。除此以外,细胞质还为细胞核代谢提供所需的__原料、能
量(ATP)____等。
    (2)脑细胞的无核部分仍能存活一段时间,但最终死亡,其原因是__脑细胞细胞质中所
含有的营养物质只能维持其一段时间的生命活动,物质和能量耗尽后,脑细胞便会死亡
____。
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    (3)单独的细胞核不能存活的原因是__无营养物质和能量供应____。
    (4)本实验证明了:__细胞质和细胞核是相互依存的统一整体____。
    [解析] 蛋白质在核糖体上合成;核孔是蛋白质、RNA                    等大分子物质进出细胞的通道。
细胞质为细胞核提供物质和能量,细胞核离不开细胞质;细胞核调控细胞的代谢和遗传,
细胞质离不开细胞核,它们之间是相互依存的统一整体。
                           知识点    2 细胞核的结构与功能
     hong重 n难an拓 tu展o zhan
    Z     
    一、结构图示


    二、相关结构及功能分析
    1.核膜
    (1)结构
    ①双层膜,外膜上附着许多核糖体,常与内质网相连。
    ②核膜不是完全连续的,其上具有核孔。
    (2)功能
    ①起屏障作用,把核内物质与细胞质分开。
    ②控制离子和小分子物质进出细胞核。
    ③核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞中,核孔数目较多。
    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,核仁体积相对较大。
    3.细胞核结构与功能的关系:


     i 易cu错o t提i x醒ing
    Y     
                               有关细胞核的四个误区
    (1)误认为“细胞核是具有双层膜的细胞器”:细胞核不是细胞器,是具有双层膜的细
胞结构。
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    (2)误认为“核孔是大、小分子都能随意进出的通道”:核孔具有选择性。RNA                              和某些
蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道是核孔,但并不是所有的大分子都能通过核孔,如
细胞核中的     DNA 就不能通过核孔进入细胞质;而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运
输实现的,极少通过核孔。
    (3)误认为“核孔数量及核仁大小是固定不变的”: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。
    (4)误认为“物质通过核孔需穿过             2 层膜”:核孔是通道,物质通过核孔不穿过膜结构。

    (5)细胞核并不是细胞代谢的中心,而是细胞代谢的控制中心,因为细胞代谢的主要场
所是细胞质基质。
    (6)生物的性状并不是都由细胞核控制,细胞质中也有遗传物质,也控制生物的部分性
状。
    (7)真核细胞并不是都具有一个细胞核,如双小核草履虫有                       2 个细胞核,人的骨骼肌细
胞中的细胞核可达数百个,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。
     ia典n l例i p评in析g xi
    D     
           典例  2 如图为细胞核结构模式图,请据图回答问题。


    (1)图中对核内物质起屏障作用的是[__③____]__核膜____,它是由__2____层膜构成
的,细胞质合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的[__④____]__核孔____进入细胞核的。
    (2)细胞核行使遗传功能的重要结构是[ ①  ]__染色质____,遗传信息存在于其组
分的__DNA____上。
    (3)结构[②]__核仁____的功能是__与某种            RNA 的合成以及核糖体的形成有关____。
    (4)简要写出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上存在的差异:__原核细胞的拟核无
图中的核膜、核孔、核仁、染色质等结构,其                    DNA 是裸露的____。
    [解析] 由图可知,①为染色质,②为核仁,③为核膜,④为核孔。核膜为细胞核与
细胞质的界限,使细胞核内维持一个相对稳定的内部环境。核孔是细胞核与细胞质进行物
质交换的通道,某些大分子物质通过核孔进出细胞核。染色质上携带有遗传物质                                  DNA,
DNA 上携带着遗传信息。原核细胞结构简单,无真正的细胞核,只有拟核,DNA                             分子是裸露
的,无核膜、核孔、核仁、染色质等结构。
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    技巧方法:三个“二”记忆细胞核的结构和功能
    (1)二个场所——遗传物质的复制场所、贮存场所。
    (2)二个中心——细胞代谢和遗传的控制中心。
    (3)二个形态——细丝状的染色质和杆状的染色体。
    〔变式训练     2〕 大量事实表明,在蛋白质合成旺盛的细胞中,常有较大和较多的核
仁。根据这一事实可以推测( B )
    A.细胞中的蛋白质主要由核仁合成 
    B.核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关
    C.无核仁的细胞往往不能合成蛋白质 
    D.蛋白质合成发生在细胞核中
    [解析] 根据题干提供的信息推测蛋白质合成与核仁有关,但蛋白质的合成是在核糖
体上,故核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关。无核仁的细胞如原核细胞也要进
行蛋白质的合成。


    染色质与染色体
                                     染色质                     染色体
                存在时期                分裂间期                     分裂期
     不同点
                  形态               极细的丝状                 呈圆柱状或杆状
                  成分                      主要是    DNA 和蛋白质
     相同点          特性                     易被碱性染料染成深色
                  功能                      遗传物质的主要载体
                            同一种物质在不同时期的两种存在状态,转化关系为:
             关系                   解高螺度旋螺、旋成化为、细缩丝短状变粗分裂分结裂束时
                                            
                            染色质      染色体
           典例  3 下列关于染色体和染色质的叙述中,错误的是( D )
    A.染色质和染色体是同一种物质的两种存在状态
    B.染色质和染色体都是遗传物质的主要载体
    C.染色质和染色体都可以被龙胆紫溶液染成深色
    D.染色质只分布在细胞核中,染色体分布在细胞核和细胞质中
    [解析] 染色质和染色体都分布在细胞核中,细胞质中无染色体或染色质。


    1.细胞核的结构
    (1)核膜——双层膜,把核内物质与细胞质分开。(2)染色质——主要由                           DNA 和蛋白质
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组成,DNA   是遗传信息的载体。(3)核仁——与某种                RNA 的合成以及核糖体的形成有关。(4)核
孔——实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
    2.细胞核的功能:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。


细胞核Error!


    一、选择题
    1.(2018·泉港一中上学期期末)            图示某生物细胞核的结构组成,下列有关叙述错误
的是( D )


    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.核孔具有选择性,是大分子物质进出细胞核的通道
    D.核仁是与核糖体形成有关的一种细胞器
    [解析] 从图中可以看出,内质网膜和核膜直接相连,A                      正确。中心体存在于低等植
物和动物中,B      正确。核孔具有选择性,是包括              RNA、酶等大分子物质进出细胞核的通道,
C 正确,核仁与核糖体的形成有关,但核仁不属于细胞器,D                        错误。
    2.(2018·江苏省泰州中学高一上学期期末)下列有关细胞核结构与功能的叙述,不正
确的是( A )
    A.核膜共具有一层膜,蛋白质分布其中
    B.核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换的通道
    C.染色质存在于细胞核中,是遗传物质的主要载体
    D.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
    [解析] 核膜共具有两层膜,蛋白质分布其中,A                   错误;核孔是细胞核与细胞质之间
进行物质交换和信息交流的通道,核内外大分子物质的交换离不开核孔,B                               正确;染色质
存在于细胞核中,是遗传物质的主要载体,C                   正确;细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和
遗传的控制中心,D        正确。
    3.(2018·山东省德州市高一上学期期末)下图表示细胞核及其周围部分结构的示意图。
下列说法不正确的是( D )
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    A.1、4  相连体现了细胞内结构间的紧密联系
    B.通过   2 可实现细胞核和细胞质之间的信息交流
    C.3 能被醋酸洋红液染成深色
    D.5 与蛋白质的合成无关
    [解析] 据图分析,1        表示内质网,2      表示核孔,3     表示染色质,4      表示核膜,5      表示
核仁。     内质网膜和核膜的连接体现了细胞内结构间的紧密联系,A                        正确;通过     2(核孔)可
实现细胞核和细胞质之间信息的交流,B                 正确;3(染色质)是细胞核内易于被碱性染料(醋
酸洋红或龙胆紫)染成深色的物质,是遗传物质的载体,C                       正确;5(核仁)与某种        RNA 的合
成以及核糖体的形成有关,而核糖体是合成蛋白质的场所,因此                           5 影响蛋白质的合成,与
蛋白质的合成有关,D         错误。
    4.下列有关细胞核的叙述,错误的是( C )
    A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分
    B.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
    C.小分子物质可以通过核孔,大分子物质不能
    D.有的细胞会有多个细胞核
    [解析] A   项,细胞核中的染色质主要是由              DNA 和蛋白质组成的。B       项,细胞核是遗传
信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。C                  项,核孔具有选择透过性,大分子物质如蛋白
质、mRNA  等能通过。D      项,像草履虫等细胞也会出现多个细胞核。
    5.心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病之一。最新研究表明,
其致病机制是核孔复合物的运输障碍。下列说法不正确的是( C )
    A.RNA 在细胞核内合成,运出细胞核发挥作用与核孔复合物有关
    B.房颤可能与核质间的信息交流异常有关
    C.人体成熟的红细胞中核孔复合物数量很少,因此红细胞代谢较弱
    D.核孔复合物具有选择性
    [解析] 人体成熟的红细胞没有细胞核,无核孔。
    二、非选择题
    6.下图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答问题(在[ ]中填标号,
________上填相应名称):
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    (1)只有在__真核____细胞中,使用__电子____显微镜才可以看到此图所表示的结构。
    (2)[3]__染色质____主要由蛋白质和__DNA____组成,前者通过[__2____]__核孔
____进入细胞核内。
    (3)图片中可见[1]__内质网____和[__5____]__核膜____连通,[__2____]__核孔
____是大分子物质进出细胞核的通道,从而加强了__细胞质____和__细胞核____在生命系
统中的联系。
    [解析] 题图中      1 为内质网,2     为核孔,3    为染色质,4     为核仁,5    为核膜。核孔是大
分子物质进出细胞核的通道,染色质的主要成分为                     DNA 和蛋白质。图中内质网膜与核膜相
连,使细胞核与细胞质联系紧密。
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