内容正文:
第3节 细胞核的结构和功能
1.通过分析细胞核功能的探究实验,培养科学探究能力,阐明细胞核的基本功能。
2.能利用结构与功能观分析细胞核的结构与功能。
3.构建真核细胞的三维结构模型,初步掌握模型构建的方法,培养模型与建模的科学思维。
新知探究一 细胞核的功能
资料:结合教材P54~55“问题探讨”和“思考·讨论”,分析细胞核功能的探究实验的过程、结论,回答下列问题。
问题(1):美西螈核移植实验中,美西螈的皮肤颜色由细胞核决定还是细胞质决定?从实验设计的原则上分析,该实验的设计并不严密,请指出不严密之处,并完善实验设计。
提示:美西螈的皮肤颜色由细胞核决定。该实验无对照组,对照组可设置为将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出,移植到黑色美西螈的去核卵细胞中,移植后发育长大的美西螈全为白色。
问题(2):蝾螈受精卵横缢实验中,蝾螈胚胎细胞的分裂和分化与细胞核有什么关系?该实验设计了几组对照实验?
提示:蝾螈胚胎细胞的分裂和分化是由细胞核决定的。①相互对照:有细胞核的一半能分裂,无细胞核的一半停止分裂;②自身前后对照:无细胞核的一半重新拥有核后,恢复分裂、分化能力。
问题(3):变形虫切割实验可得到什么结论?将变形虫切割并观察现象后,科学家又进行了什么操作,使实验设计更严密?
提示:变形虫的生命活动(摄食、应激性、生长和分裂等)由细胞核控制。将有核的一半变形虫的细胞核钩出后,及时植入另一个同种变形虫的细胞核,并观察现象,能进一步说明细胞核对变形虫生命活动的控制作用(即自身对照实验)。
问题(4):伞藻嫁接和核移植实验中,伞藻的“帽”的形状与具有细胞核的假根部分一致还是与具有细胞质的伞柄一致?由此可得到什么结论?伞藻嫁接和核移植实验中哪个实验更有说服力?
提示:伞藻的“帽”的形状与具有细胞核的假根部分一致。结论:伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。伞藻核移植实验更有说服力。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。
问题(5):根据以上实验和资料,总结细胞核的功能。
提示:细胞的新陈代谢和多种可遗传的性状是由细胞核控制的,即细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
(1)细胞核的分布
除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核结构。
(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。
关于细胞核功能的两点“并不是”
(1)细胞核并不是细胞代谢的中心,而是细胞代谢的控制中心,细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
(2)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,控制生物的部分性状。
1.蝾螈受精卵横缢实验、伞藻核移植实验不能说明( C )
A.细胞分裂与细胞核有关
B.伞帽的形状与细胞核有关
C.生物体形态结构的建成主要与细胞质有关
D.细胞核控制着细胞的代谢和遗传
解析:蝾螈受精卵横缢实验结果是有细胞核的一半能分裂、无核的一半停止分裂,说明细胞分裂与细胞核有关、细胞核控制着细胞的代谢;伞藻核移植实验结果是移植后伞帽的形状与提供细胞核的伞藻的伞帽形状相同,说明伞帽的形状与细胞核有关、细胞核控制着细胞的代谢和遗传;蝾螈受精卵横缢实验、伞藻核移植实验都不能说明生物体形态结构的建成主要与细胞质有关。
2.细胞核具有什么功能?科学家通过下列实验(如图)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,发育成正常的胚胎。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,所以经对照后可以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部分有了细胞核,所以两部分形成前后对照。
新知探究二 细胞核的结构
资料:1831年,植物学家布朗(R.Brown)用显微镜观察兰花时,发现花朵外层表皮细胞中有一些不透光的近似球形的区域。后来他观察了多种植物,发现在各种植物细胞中普遍存在一个“核”,这种结构通常位于细胞的中央,他将之命名为细胞核(nucleus),并由此推断这个“核”是细胞中不可或缺的成分。后来,生物学家证实细胞