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高中生物人教版必修一学案:3.3 细胞核——系统的控制中心 -

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(重难点)。2.认同细胞核是生命系统的控制中心(重点)。 3.尝试制作真核细胞的三维结构模型。

|基础知识|

一、细胞核的分布

1.无细胞核:原核细胞。

2.高等植物成熟的筛管细胞无细胞核。

3.哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。

二、细胞核的功能

1.实验分析(连线)

①美西螈核移植

a.细胞核控制细胞形态构建

②蝾螈受精卵横缢

b.皮肤的颜色由细胞核控制

③变形虫切成两半

c.细胞分裂和分化由细胞核控制

④伞藻嫁接、核移植

d.细胞的生命活动由细胞核控制

答案 ①-b ②-c ③-d ④-a

2.细胞核的功能

(1)细胞核是遗传信息库。

(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。

三、细胞核的结构及模型建构

四、细胞在生命系统中的地位 1.结构特点 (1)结构复杂而精巧。 (2)各组分之间分工合作成为一个整体。 2.地位 (1)生物体结构的基本单位。 (2)生物体代谢和遗传的基本单位。

|自查自纠| 1.真核细胞染色体的主要成分是核糖核酸和蛋白质。( ) 2.细胞核是细胞代谢的控制中心,也是细胞代谢的中心。( ) 3.细胞核控制着细胞的代谢和遗传,真核细胞都有细胞核。( ) 4.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。( ) 5.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。( ) 6.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。( ) 答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√ 6.×
|图解图说|
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★细胞是一个统一的整体:细胞核是整个细胞的指挥中心,各细胞器在结构上相互联系, 在功能上分工合作。
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精子几乎没有细胞质,哺乳动物红细胞没有细胞核,他们的寿命都很短,说明了什么? 提示:细胞是一个统一的整体。核质是相互依存的。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
探究点一 细胞核功能的有关实验 图一为用动物受精卵所做的实验,图二为伞藻嫁接实验,分析实验结果,思考以下问题:
1.分析图一的实验 1 和 2,能得出什么结论?分析实验 3 的结果又能得出什么结论? 提示 实验 1 和 2 分别说明细胞核和细胞质不能单独生存,实验③说明细胞只有保持完 整性才能正常生存和繁殖。 2.综合分析图一的 3 个实验,可以说明细胞核与细胞质之间存在什么关系? 提示 综合分析 3 个实验,可以说明细胞核和细胞质具有相互依存的关系 3.图二的实验结果是否能说明伞帽的性状一定是由细胞核所控制的?为什么? 提示 不能说明,因为假根中除了细胞核以外,还有少量的细胞质,该实验并没有排除 细胞质的作用。 4.要增强图二所示实验的说服力,还应增加一个什么实验? 提示 还应增加一个核移植的实验。 5.通过分析可以得出细胞核具有什么功能? 提示 细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。 【典例 1】 汉麦林(Hammerlin)的实验如下图所示,将单细胞的地中海杯状藻先在近核 处切断(a),再在近杯处切断(e),此中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c),但将此杯切掉后,

不能再生第二个杯(d);(e)处不能再生出其他部分;(a)处可以再生一完整个体(f),将其切断 后的(g)处,还可再生一完整个体。这个实验可以说明( )

①决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息来自细胞质

②决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息可能来自于细胞核

③杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同作用的结果

④(b)能再生一杯是因为(b)中含有与藻杯产生有关的物质

A.①②

B.②③

C.②④

D.③④

解析 茎(b)中含有细胞质,但不能再生第二杯(d),而且顶部(e)不能再生出其余部分,

说明决定藻杯形态发生的遗传信息不可能来自于细胞质。茎(b)中无细胞核,最终不能再生

第二杯(d),而(a)处可以再生一完整的个体,可推测决定藻杯形态发生的遗传信息可能来自

于细胞核。由题目所做实验不能确定杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质共同作用的结

果。茎(b)可再生一杯,说明地中海杯状藻中间茎内有与藻杯产生有关的物质。

答案 C

【跟踪训练】

1.如图为再生能力很强的原生动物喇叭虫,把它切成①②③三截,推测能再生成喇叭

虫的是( )

A.①②③

B.①

C.②

D.③

解析 细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,是细胞生命活动的控制中心,因此只有含

细胞核的一截(②)才能再生出喇叭虫。

答案 C

探究点二 细胞核的结构和功能 如图表示细胞核的结构模式图,据图思考下列问题:
1.细胞质中合成的蛋白质通过哪个结构进入细胞核?是不是所有的物质都可以通过该 结构?
提示 细胞质中合成的蛋白质要进入细胞核需通过⑥核孔。核孔对物质的出入是有选择 性的,并非所有的物质都可以通过核孔。
2.核仁的大小和核孔的数量并不是固定不变的。比较唾液腺细胞和口腔上皮细胞,哪 种细胞中核仁较大、核孔数量较多?
提示 唾液腺细胞中核仁较大,核孔数量较多。 3.④的名称是如何得来的?在细胞分裂过程中,④的形状是如何变化的?染色质和染色 体的关系是什么? 提示 染色质容易被碱性染料染成深色而得名。细胞分裂时,④为圆柱状或杆状,分裂 结束时,④又成为细丝状。染色质和染色体是同样的物质在不同时期的两种存在状态。 4.如果⑤被破坏,分泌蛋白还能否合成?为什么? 提示 ⑤与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。如果⑤被破坏,则核糖体不能形 成,没有核糖体不能合成分泌蛋白。
细胞核结构的四点提醒 (1)核膜、核仁和染色质都是真核细胞区别于原核细胞的重要特征。 (2)核膜具有选择透过性,允许离子和小分子通过;核孔也具有选择透过性,允许 RNA 和蛋白质通过,DNA 不能通过。 (3)染色质和染色体是同种物质的两种形态,染色体只出现在细胞分裂过程中。 (4)细胞代谢越旺盛的细胞,核仁体积越大、核孔数量越多。 【典例 2】 下图表示某生物细胞核的结构组成,有关叙述错误的是( )
A.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.核孔是大分子物质进出细胞核的通道,不具有选择性,但核膜有选择透过性 D.在核仁中合成的 RNA 是组成核糖体的重要成分 解析 从图中可以看出,内质网膜和核膜直接相连,A 正确;有中心体,说明该生物为 低等植物或动物,B 正确;核孔是大分子物质的通道,也具有选择透过性,如 DNA 不能从 核孔中出来,C 错误;核仁能够合成 rRNA,它是组成核糖体的重要成分,D 正确。 答案 C 【跟踪训练】 2.以下关于细胞核的叙述正确的是( ) A.核膜为双层膜,外膜的外表面附着有很多核糖体 B.不同的细胞内,核仁的大小和数量都是一定的 C.细胞核内的液体叫做细胞液 D.核孔是包括 DNA 在内的高分子物质任意通过的通道 解析 在不同的细胞内,核仁的大小和数量是不同的,在蛋白质合成活跃的细胞中,核 仁的数目较多,体积较大,这是因为核仁与核糖体的形成有关;细胞液是指细胞内的液体, 对于植物细胞主要是指液泡中的液体;核孔虽是某些大分子物质的运输通道,但并不是任意 物质通过的通道,并且细胞核内的 DNA 分子一般只在核内储存或复制,并不进入细胞质。 答案 A

知识脉络

要点晨背 1.细胞核中的染色质是 DNA 的主要载体,所以细胞核 是遗传信息库。 2.细胞核具有双层生物膜,膜上有核孔,核孔是核质之 间进行物质交换和信息交流的通道。 3.核仁与某种 RNA 的合成和核糖体的形成有关。 4.染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种存 在状态。

1.科学家用显微技术除去变形虫的细胞核,其新陈代谢减弱,运动停止;当重新移入 细胞核后,发现其生命活动又能恢复。这说明了细胞核是( )
A.细胞代谢的主要场所 B.遗传物质的贮存和复制场所 C.细胞遗传特性的控制中心

D.细胞生命活动的控制中心 解析 细胞核是遗传物质贮存和复制的主要场所,是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控 制中心。细胞代谢的主要场所是细胞质基质。题干中“去核后的变形虫新陈代谢减弱,而重 新移入细胞核后,变形虫又能恢复生命活动”,说明细胞的生命活动与细胞核密切相关。 答案 D 2.下列人体细胞中,存活时间明显短于其他三种的是( ) A.心肌细胞 B.小肠绒毛上皮细胞 C.血液中成熟的红细胞 D.神经细胞 解析 血液中成熟的红细胞和其他三种细胞相比没有细胞核,所以寿命较短。 答案 C 3.对染色质和染色体的叙述错误的是( ) A.染色质是细胞核内易被碱性染料染成深色的物质 B.染色质和染色体的主要成分是 DNA 和蛋白质 C.染色质和染色体的形态结构完全相同 D.染色质或染色体只存在于真核细胞的细胞核中 解析 染色质和染色体是同种物质在不同时期的两种存在状态。 答案 C 4.细胞核是由核膜、染色质、核仁、核孔组成的,下列有关叙述中,不正确的是( ) A.核膜是双层膜结构,能把核内物质与细胞质分开 B.染色质主要由 DNA 和蛋白质组成 C.核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关 D.核孔实现了细胞间的信息交流 解析 核孔是细胞质与细胞核物质变换的通道,实现了核质之间的物质交换,但并不是 细胞间的信息交流,细胞间信息交流应是不同细胞之间的关系。 答案 D


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