内容正文:
第3节 细胞核的结构和功能
学习任务目标
1.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
2.结合相关实验,理解细胞核是细胞的控制中心。
3.说出细胞核的结构和功能。
4.尝试制作真核细胞的三维结构模型。
一、细胞核的功能
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
(1)两种美西螈的细胞核移植实验
美西螈皮肤颜色是由细胞核控制的
(2)蝾螈的受精卵横缢实验
蝾螈细胞的分裂与分化是由细胞核控制的
(3)变形虫切割实验
变形虫的分裂、生长、再生和应激性是由细胞核控制的
(4)伞藻的嫁接与核移植实验
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
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。
二、细胞核的结构、建构模型
1.细胞核的结构及其各部分功能
(1)核膜
①化学组成:磷脂分子和蛋白质分子。
②结构:核膜是双层膜结构,外膜上附着许多核糖体,常与内质网膜相连,核膜不是完全连续的,其上有核孔。
③功能
a.起屏障作用,把核内物质(主要是DNA)与细胞质分开。
b.控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。小分子、离子等物质主要通过核膜进出,大分子物质主要通过核孔进出。
c.化学反应的场所之一,核膜上有酶附着,利于多种化学反应的进行。
(2)核仁
①结构:光学显微镜下为折光性较强的致密小体。
②功能:核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
(3)染色质与染色体的比较
①成分:主要是DNA和蛋白质。
②特性:易被碱性染料染成深色。
③功能:遗传信息的主要载体。
④关系:同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。两者的转化关系:
2.尝试制作真核细胞的三维结构模型
(1)模型
①定义:模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。
②主要类型
a.物理模型DNA双螺旋结构模型
b.数学模型如描述种群“J”形增长的函数方程
c.概念模型如染色质与染色体关系的概念图
(2)制作真核细胞三维结构模型
①确定模型种类;②确定材料用具;③确定实施过程和具体分工;④完成模型制作;⑤模型检查、修补。
三、细胞是一个统一的整体
1.功能:细胞是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。
2.细胞结构和功能间的关系
(1)细胞的结构复杂而精巧。
(2)细胞各组分之间分工合作成为一个统一的整体,使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。
细胞核的功能
伞藻是海生的单细胞真核藻类,可分为“帽”“柄”“足”三部分。伞藻的帽有不同的形态,请据图回答:
(1)这一实验说明了什么问题?
提示:新长出的“帽”的形状与“足”中的细胞核有关。
(2)伞藻嫁接实验第一次长出的“帽”往往有双亲共同的特征,原因是什么?
提示:除了细胞核决定性状外,“柄”中的细胞质含有的RNA也可以影响一些性状。
(3)题干中两组实验的关系是什么?
提示:对照实验。
有人利用真核单细胞生物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c性状发生的遗传信息来自细胞质
C.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
A 解析:细胞c的细胞膜和细胞质都来自细胞b,但细胞核来自细胞a,其性状与细胞a相同,说明控制c性状发生的遗传信息来自细胞核,A正确,B、C错误;本实验无法说明细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生,而且细胞质中也有少量的遗传物质,D错误。
【思维升华】关于细胞核功能的几点提醒
(1)细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,不是代谢活动的场所。
(2)细胞核行使功能时与细胞质有关,细胞核与细胞质是相互依存的统一整体。
(3)蝾螈受精卵横缢实验和变形虫切割实验说明细胞只有保持结构的完整性,才能完成正常的生命活动。
(4)变形虫切割实验、伞藻的嫁接和核移植实验的共同之处:
①均有核移植的后续实验;
②均将细胞分成两部分,设置实验组与对照组,有效排除无关变量的干扰,增强说服力。
1.下图表示的是在适宜且相同环境中做的两个实验:第一个是用玻璃针将一变形虫做一分为二的切割实验;第二个是将另一变形虫做核、质分离实验。根据这两个实验现象可以得出的正确结论是 ( )
A.DNA是变形虫的遗传物质
B.完整的细胞是变形虫的生命单位
C.细胞核是变形虫的生命活动的代谢中心
D.细胞核是变形虫的遗传物质的储存场所
B 解析:题图中做的变形虫切割实验,说明只有细胞质存在时,变形虫死亡;变形虫核、质分离实验,说明只有细胞核或只有细胞质存在时,变形虫均死亡。这两个实验都体现了完整的细胞是变形虫的生命单位,B正确。
2.科学家用黑、白两种美西螈做实验,将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到白色美西