2018年秋高中生物 第三章 細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu) 第3節(jié) 細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心學(xué)案 新人教版必修1.doc

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第3節(jié)　細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．闡明細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能。(重點) 2．認(rèn)同細(xì)胞核是生命系統(tǒng)的控制中心。(難點) 3．嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。(重點) 核心概念 核膜　核孔　染色質(zhì)　染色體 一、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能 1．大量事實表明，細(xì)胞核控制著細(xì)胞的__代謝____和__遺傳____。 2．細(xì)胞核 (1)功能：是__遺傳信息庫____，是細(xì)胞__代謝和遺傳____的控制中心。 (2)結(jié)構(gòu)： ①核膜：__兩____層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開。 ②核孔：實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的__物質(zhì)交換____和__信息交流____。 ③核仁：與某種RNA的合成以及__核糖體____的形成有關(guān)。 ④染色質(zhì)： 成分：主要有__DNA____和__蛋白質(zhì)____。 特性：容易被__堿性染料____染成深色。 同染色體的關(guān)系：同樣的物質(zhì)在__不同細(xì)胞時期____的兩種存在狀態(tài)。 DNA上貯存__遺傳信息____。 二、模型建構(gòu)及細(xì)胞的概述 1．模型建構(gòu) 2．細(xì)胞的概述 ？思考 1．有人將細(xì)胞核比喻為人的“大腦”，具有整體指揮和調(diào)控功能，你認(rèn)為細(xì)胞核中哪種成分真正起到指揮調(diào)控功能？ 提示：主要是染色質(zhì)中的DNA行使整體調(diào)控作用。 2．細(xì)胞核的核膜上有核孔，大分子物質(zhì)可以自由進(jìn)出細(xì)胞核嗎？ 提示：不可以，細(xì)胞核所需的物質(zhì)才能進(jìn)入細(xì)胞核，核膜也是具有選擇透過性的。 H　　判斷題 1．真核細(xì)胞染色體上主要含有核糖核酸和蛋白質(zhì)。(　　) 2．細(xì)胞核是細(xì)胞代謝的控制中心，也是細(xì)胞代謝的中心。(　　) 3．核膜上的核孔可以讓蛋白質(zhì)和RNA自由進(jìn)出。(　　) 4．藍(lán)藻細(xì)胞具有細(xì)胞核且DNA分子呈環(huán)狀。(　　) 5．細(xì)胞核控制著細(xì)胞的代謝和遺傳，真核細(xì)胞都有細(xì)胞核。(　　) 6．核仁的大小與細(xì)胞合成蛋白質(zhì)的多少有關(guān)，蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞，核糖體多，核仁大。(　√　) 7．控制細(xì)胞器進(jìn)行物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)換等的指令，主要是通過核孔從細(xì)胞核到達(dá)細(xì)胞質(zhì)的。(　√　) 8．拍攝洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的顯微照片就是構(gòu)建了細(xì)胞的物理模型。(　　) 9．染色體和染色質(zhì)是不同物質(zhì)在同一時期細(xì)胞中的兩種形態(tài)。(　　) 知識點1　細(xì)胞核功能的相關(guān)實驗分析 Z　 1．細(xì)胞核功能的實驗探究 實驗內(nèi)容 實驗方法及結(jié)果 得出結(jié)論 一、兩種美西螈細(xì)胞核移植 黑色美西螈胚胎細(xì)胞的核 ↓移入 美西螈皮膚顏色遺傳是由細(xì)胞核控制的 二、橫縊蠑螈受精卵 蠑螈細(xì)胞的分裂和分化是由細(xì)胞核控制的 三、將變形蟲切成兩半 變形蟲的分裂、生長、再生、應(yīng)激性是由細(xì)胞核控制的 四、傘藻嫁接與核移植 傘藻“帽”的形狀是由細(xì)胞核控制的 (1)實驗一缺乏對照實驗，若增加“將白色美西螈胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核移植到黑色美西螈的去核卵細(xì)胞中”的實驗步驟，將增強結(jié)論的說服力。實驗二至四遵循了對照原則。 (2)傘藻核移植實驗可排除假根中其他物質(zhì)的影響，是對傘藻嫁接實驗的補充，進(jìn)一步驗證細(xì)胞核的功能。 2．細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系 存活時間 原因分析 單獨的細(xì)胞核 很快死亡 缺乏細(xì)胞質(zhì)提供的營養(yǎng)和能量 單獨的細(xì)胞質(zhì) 存活一段時 間后死亡 細(xì)胞質(zhì)中由細(xì)胞核控制合成的物質(zhì)在一段時間內(nèi)仍可發(fā)揮作用 細(xì)胞核＋細(xì)胞質(zhì) 正常生活 細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)是相互依存的統(tǒng)一整體 D　 典例1　細(xì)胞核具有什么功能？科學(xué)家通過下列實驗(見圖)進(jìn)行探究：①用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半，中間只有很少的細(xì)胞質(zhì)相連，結(jié)果無核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能繼續(xù)分裂；②b部分分裂到16～32個細(xì)胞時，將一個細(xì)胞核擠入不能分裂的a部分，結(jié)果a部分開始分裂、分化，發(fā)育成胚胎。下列有關(guān)敘述中，錯誤的是(　B　) A．實驗結(jié)果可以說明細(xì)胞核與細(xì)胞的分裂、分化有關(guān) B．實驗①中，a部分細(xì)胞屬于對照組 C．實驗②中a部分的操作與實驗①中a部分形成對照 D．實驗還能說明細(xì)胞只有保持完整性才能完成正常的生命活動 [解析]　在實驗①中有細(xì)胞核的一部分能正常發(fā)育，而沒有細(xì)胞核的部分不能分裂、分化，也就是不能正常發(fā)育，所以經(jīng)對照后說明細(xì)胞核與細(xì)胞分裂、分化密切相關(guān)，同時也能說明細(xì)胞只有保持完整性才能完成正常的生命活動；在實驗①中b部分為正常狀態(tài)，所以b部分為對照組；實驗①中a部分沒有細(xì)胞核，而實驗②中的a部分又有了細(xì)胞核，所以兩部分形成前后對照。 技巧方法：細(xì)胞核對細(xì)胞質(zhì)依存關(guān)系的三個來源 (1)原料來源：核物質(zhì)代謝所需的原料都要依賴細(xì)胞質(zhì)(如核苷酸、葡萄糖、各種小分子和離子)。 (2)能量來源：核內(nèi)大分子合成所需的能量也要靠細(xì)胞質(zhì)為其提供。 (3)蛋白質(zhì)來源：細(xì)胞核中的蛋白質(zhì)也是在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上合成的(如組蛋白、各種酶等)。 〔變式訓(xùn)練1〕　(2018安徽蕪湖)蛙成熟的未受精卵處于活躍的DNA合成狀態(tài)，而腦組織細(xì)胞則不能分裂?？茖W(xué)家進(jìn)行了如下圖所示的核移植實驗，請分析回答下列問題。 (1)蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的__核糖體____上合成的，并通過__核孔____進(jìn)入細(xì)胞核。除此以外，細(xì)胞質(zhì)還為細(xì)胞核代謝提供所需的__原料、能量(ATP)____等。 (2)腦細(xì)胞的無核部分仍能存活一段時間，但最終死亡，其原因是__腦細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中所含有的營養(yǎng)物質(zhì)只能維持其一段時間的生命活動，物質(zhì)和能量耗盡后，腦細(xì)胞便會死亡____。 (3)單獨的細(xì)胞核不能存活的原因是__無營養(yǎng)物質(zhì)和能量供應(yīng)____。 (4)本實驗證明了：__細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核是相互依存的統(tǒng)一整體____。 [解析]　蛋白質(zhì)在核糖體上合成；核孔是蛋白質(zhì)、RNA等大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的通道。細(xì)胞質(zhì)為細(xì)胞核提供物質(zhì)和能量，細(xì)胞核離不開細(xì)胞質(zhì)；細(xì)胞核調(diào)控細(xì)胞的代謝和遺傳，細(xì)胞質(zhì)離不開細(xì)胞核，它們之間是相互依存的統(tǒng)一整體。 知識點2　細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能 Z　 一、結(jié)構(gòu)圖示 二、相關(guān)結(jié)構(gòu)及功能分析 1．核膜 (1)結(jié)構(gòu) ①雙層膜，外膜上附著許多核糖體，常與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。 ②核膜不是完全連續(xù)的，其上具有核孔。 (2)功能 ①起屏障作用，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開。 ②控制離子和小分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核。 ③核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道。代謝旺盛的細(xì)胞中，核孔數(shù)目較多。 2．核仁 (1)核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。 (2)蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中，核仁體積相對較大。 3．細(xì)胞核結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系： Y　 有關(guān)細(xì)胞核的四個誤區(qū) (1)誤認(rèn)為“細(xì)胞核是具有雙層膜的細(xì)胞器”：細(xì)胞核不是細(xì)胞器，是具有雙層膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。 (2)誤認(rèn)為“核孔是大、小分子都能隨意進(jìn)出的通道”：核孔具有選擇性。RNA和某些蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)出入細(xì)胞核的通道是核孔，但并不是所有的大分子都能通過核孔，如細(xì)胞核中的DNA就不能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；而小分子物質(zhì)出入細(xì)胞核一般是通過跨膜運輸實現(xiàn)的，極少通過核孔。 (3)誤認(rèn)為“核孔數(shù)量及核仁大小是固定不變的”：核孔的數(shù)量、核仁的大小與細(xì)胞代謝有關(guān)，如代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細(xì)胞，核孔數(shù)多，核仁較大。 (4)誤認(rèn)為“物質(zhì)通過核孔需穿過2層膜”：核孔是通道，物質(zhì)通過核孔不穿過膜結(jié)構(gòu)。 (5)細(xì)胞核并不是細(xì)胞代謝的中心，而是細(xì)胞代謝的控制中心，因為細(xì)胞代謝的主要場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 (6)生物的性狀并不是都由細(xì)胞核控制，細(xì)胞質(zhì)中也有遺傳物質(zhì)，也控制生物的部分性狀。 (7)真核細(xì)胞并不是都具有一個細(xì)胞核，如雙小核草履蟲有2個細(xì)胞核，人的骨骼肌細(xì)胞中的細(xì)胞核可達(dá)數(shù)百個，哺乳動物成熟的紅細(xì)胞、高等植物成熟的篩管細(xì)胞等沒有細(xì)胞核。 D　 典例2　如圖為細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模式圖，請據(jù)圖回答問題。 (1)圖中對核內(nèi)物質(zhì)起屏障作用的是[__③____]__核膜____，它是由__2____層膜構(gòu)成的，細(xì)胞質(zhì)合成的組蛋白等蛋白質(zhì)是通過其上的[__④____]__核孔____進(jìn)入細(xì)胞核的。 (2)細(xì)胞核行使遺傳功能的重要結(jié)構(gòu)是[?、佟　__染色質(zhì)____，遺傳信息存在于其組分的__DNA____上。 (3)結(jié)構(gòu)[②]__核仁____的功能是__與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)____。 (4)簡要寫出原核細(xì)胞的擬核與圖中細(xì)胞核在結(jié)構(gòu)上存在的差異：__原核細(xì)胞的擬核無圖中的核膜、核孔、核仁、染色質(zhì)等結(jié)構(gòu)，其DNA是裸露的____。 [解析]　由圖可知，①為染色質(zhì)，②為核仁，③為核膜，④為核孔。核膜為細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的界限，使細(xì)胞核內(nèi)維持一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。核孔是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)交換的通道，某些大分子物質(zhì)通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核。染色質(zhì)上攜帶有遺傳物質(zhì)DNA，DNA上攜帶著遺傳信息。原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡單，無真正的細(xì)胞核，只有擬核，DNA分子是裸露的，無核膜、核孔、核仁、染色質(zhì)等結(jié)構(gòu)。 技巧方法：三個“二”記憶細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能 (1)二個場所——遺傳物質(zhì)的復(fù)制場所、貯存場所。 (2)二個中心——細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。 (3)二個形態(tài)——細(xì)絲狀的染色質(zhì)和桿狀的染色體。 〔變式訓(xùn)練2〕　大量事實表明，在蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中，常有較大和較多的核仁。根據(jù)這一事實可以推測(　B　) A．細(xì)胞中的蛋白質(zhì)主要由核仁合成　 B．核仁可能與組成核糖體的必需物質(zhì)的合成有關(guān) C．無核仁的細(xì)胞往往不能合成蛋白質(zhì)　 D．蛋白質(zhì)合成發(fā)生在細(xì)胞核中 [解析]　根據(jù)題干提供的信息推測蛋白質(zhì)合成與核仁有關(guān)，但蛋白質(zhì)的合成是在核糖體上，故核仁可能與組成核糖體的必需物質(zhì)的合成有關(guān)。無核仁的細(xì)胞如原核細(xì)胞也要進(jìn)行蛋白質(zhì)的合成。 染色質(zhì)與染色體 染色質(zhì) 染色體 不同點 存在時期 分裂間期 分裂期 形態(tài) 極細(xì)的絲狀 呈圓柱狀或桿狀 相同點 成分 主要是DNA和蛋白質(zhì) 特性 易被堿性染料染成深色 功能 遺傳物質(zhì)的主要載體 關(guān)系 同一種物質(zhì)在不同時期的兩種存在狀態(tài)，轉(zhuǎn)化關(guān)系為：染色質(zhì)染色體 典例3　下列關(guān)于染色體和染色質(zhì)的敘述中，錯誤的是(　D　) A．染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)的兩種存在狀態(tài) B．染色質(zhì)和染色體都是遺傳物質(zhì)的主要載體 C．染色質(zhì)和染色體都可以被龍膽紫溶液染成深色 D．染色質(zhì)只分布在細(xì)胞核中，染色體分布在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中 [解析]　染色質(zhì)和染色體都分布在細(xì)胞核中，細(xì)胞質(zhì)中無染色體或染色質(zhì)。 1．細(xì)胞核的結(jié)構(gòu) (1)核膜——雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開。(2)染色質(zhì)——主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，DNA是遺傳信息的載體。(3)核仁——與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。(4)核孔——實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流。 2．細(xì)胞核的功能：細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。 細(xì)胞核 一、選擇題 1．(2018泉港一中上學(xué)期期末) 圖示某生物細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)組成，下列有關(guān)敘述錯誤的是(　D　) A．從圖中可以看出，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核膜直接相連 B．圖示中有中心體，說明該生物為低等植物或動物 C．核孔具有選擇性，是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道 D．核仁是與核糖體形成有關(guān)的一種細(xì)胞器 [解析]　從圖中可以看出，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核膜直接相連，A正確。中心體存在于低等植物和動物中，B正確。核孔具有選擇性，是包括RNA、酶等大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，C正確，核仁與核糖體的形成有關(guān)，但核仁不屬于細(xì)胞器，D錯誤。 2．(2018江蘇省泰州中學(xué)高一上學(xué)期期末)下列有關(guān)細(xì)胞核結(jié)構(gòu)與功能的敘述，不正確的是(　A　) A．核膜共具有一層膜，蛋白質(zhì)分布其中 B．核孔是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間進(jìn)行物質(zhì)交換的通道 C．染色質(zhì)存在于細(xì)胞核中，是遺傳物質(zhì)的主要載體 D．細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心 [解析]　核膜共具有兩層膜，蛋白質(zhì)分布其中，A錯誤；核孔是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間進(jìn)行物質(zhì)交換和信息交流的通道，核內(nèi)外大分子物質(zhì)的交換離不開核孔，B正確；染色質(zhì)存在于細(xì)胞核中，是遺傳物質(zhì)的主要載體，C正確；細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，D正確。 3．(2018山東省德州市高一上學(xué)期期末)下圖表示細(xì)胞核及其周圍部分結(jié)構(gòu)的示意圖。下列說法不正確的是(　D　) A．1、4相連體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)間的緊密聯(lián)系 B．通過2可實現(xiàn)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間的信息交流 C．3能被醋酸洋紅液染成深色 D．5與蛋白質(zhì)的合成無關(guān) [解析]　據(jù)圖分析，1表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，2表示核孔，3表示染色質(zhì)，4表示核膜，5表示核仁。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核膜的連接體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)間的緊密聯(lián)系，A正確；通過2(核孔)可實現(xiàn)細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間信息的交流，B正確；3(染色質(zhì))是細(xì)胞核內(nèi)易于被堿性染料(醋酸洋紅或龍膽紫)染成深色的物質(zhì)，是遺傳物質(zhì)的載體，C正確；5(核仁)與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)，而核糖體是合成蛋白質(zhì)的場所，因此5影響蛋白質(zhì)的合成，與蛋白質(zhì)的合成有關(guān)，D錯誤。 4．下列有關(guān)細(xì)胞核的敘述，錯誤的是(　C　) A．蛋白質(zhì)是細(xì)胞核中染色質(zhì)的組成成分 B．細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心 C．小分子物質(zhì)可以通過核孔，大分子物質(zhì)不能 D．有的細(xì)胞會有多個細(xì)胞核 [解析]　A項，細(xì)胞核中的染色質(zhì)主要是由DNA和蛋白質(zhì)組成的。B項，細(xì)胞核是遺傳信息庫，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。C項，核孔具有選擇透過性，大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、mRNA等能通過。D項，像草履蟲等細(xì)胞也會出現(xiàn)多個細(xì)胞核。 5．心房顫動(房顫)是臨床上最常見并且危害嚴(yán)重的心律失常疾病之一。最新研究表明，其致病機制是核孔復(fù)合物的運輸障礙。下列說法不正確的是(　C　) A．RNA在細(xì)胞核內(nèi)合成，運出細(xì)胞核發(fā)揮作用與核孔復(fù)合物有關(guān) B．房顫可能與核質(zhì)間的信息交流異常有關(guān) C．人體成熟的紅細(xì)胞中核孔復(fù)合物數(shù)量很少，因此紅細(xì)胞代謝較弱 D．核孔復(fù)合物具有選擇性 [解析]　人體成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，無核孔。 二、非選擇題 6．下圖為典型的細(xì)胞核及其周圍部分結(jié)構(gòu)示意圖。請據(jù)圖回答問題(在[　]中填標(biāo)號，________上填相應(yīng)名稱)： (1)只有在__真核____細(xì)胞中，使用__電子____顯微鏡才可以看到此圖所表示的結(jié)構(gòu)。 (2)[3]__染色質(zhì)____主要由蛋白質(zhì)和__DNA____組成，前者通過[__2____]__核孔____進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)。 (3)圖片中可見[1]__內(nèi)質(zhì)網(wǎng)____和[__5____]__核膜____連通，[__2____]__核孔____是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，從而加強了__細(xì)胞質(zhì)____和__細(xì)胞核____在生命系統(tǒng)中的聯(lián)系。 [解析]　題圖中1為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，2為核孔，3為染色質(zhì)，4為核仁，5為核膜。核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，染色質(zhì)的主要成分為DNA和蛋白質(zhì)。圖中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與核膜相連，使細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)聯(lián)系緊密。