内容正文:
第3节 细胞核的结构和功能
学习目标
素养定位
1.阐明细胞核的结构和功能。
2.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心
1.运用结构与功能观,分析细胞核的结构与功能相适应的特点。(生命观念)
2.通过构建真核细胞三维结构模型,培养模型与建模的科学思维。(科学思维)
一、细胞核的分布与功能探究
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。
2.细胞核的功能
(1)实验探究。
实验名称
实验内容及结果
得出结论
黑白美西螈核移植实验
美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制
蝾螈受精卵横缢实验
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
变形虫切割实验
变形虫的分裂、生长、摄食、对刺激发生反应等生命活动受细胞核控制
伞藻嫁接实验
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
伞藻核移植实验
(2)实验结论:细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
二、细胞核的结构、功能与模型构建
1.细胞核的结构
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。
3.模型构建
(1)概念:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。
(2)形式:概念模型、物理模型、数学模型等。
(3)举例:沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型,它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。
判断正误
(1)没有细胞核的真核细胞不能进行细胞代谢,也不能存活。( × )
提示:大多数真核细胞都有细胞核,但也有部分真核细胞无细胞核,如哺乳动物成熟的红细胞,也能进行细胞代谢。
(2)科学家通过伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验,说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核。( √ )
(3)核孔是DNA、蛋白质等大分子物质自由进出细胞核的通道。( × )
提示:核孔不允许DNA进出细胞核。
(4)细胞核能控制细胞代谢和遗传,与染色质上的DNA密切相关。( √ )
(5)不同的细胞内,核仁的大小都是一定的。( × )
提示:核仁与核糖体形成有关,蛋白质合成越旺盛的细胞中,核仁就越大。
(6)同学们制作的真核细胞的三维结构模型为概念模型。( × )
提示:制作的真核细胞的三维结构模型属于物理模型。
探究一 细胞核的功能
变形虫仅由一个细胞构成,可以任意改变自身形态,能在全身各处伸出伪足,进行运动和摄食。科研人员利用变形虫进行了去核和再移植核的实验,用一根玻璃针,将一个变形虫切成两半,有核的一半能继续生活,无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出,无核部分能短期生存,但不能繁殖后代,单独的细胞核则无法生存(如图所示)。
(1)该实验中如何设计的对照实验?
提示:有核部分与无核部分、有核部分取出核前后分别构成对照。
(2)去掉细胞核的变形虫单独培养不久后死亡,说明了什么?
提示:细胞质离开细胞核不能生存。
(3)变形虫切割实验可得到什么结论?
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,即细胞核控制着细胞代谢。
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)生物的遗传性状并不是都由细胞核控制的,细胞质中也有遗传物质,控制生物的部分性状。
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;当重新植入细胞核后,发现其代谢等生命活动又能恢复,这说明了细胞核是( D )
A.细胞代谢的主要场所
B.遗传物质的储存和复制场所
C.细胞遗传性状的控制中心
D.细胞生命活动的控制中心
解析:除去变形虫的细胞核后,其新陈代谢减弱,运动停止,当重新植入细胞核后,发现其代谢等生命活动又能恢复,可以说明细胞核与变形虫的新陈代谢有密切关系,细胞核是细胞生命活动的控制中心。
2.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 )
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
解析:由题图可知,c的细胞质来自b,但细胞核来自a,其性状与a相同,说明控制c性状发生的遗传信息来自细胞核;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。
探究二 细胞核的结构
1831年,科学家布朗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”,且这种结构通常位于细胞的中央,他将之命名为细胞核,并由此推断这个“核”是细胞不可或缺的成分。后来,科学家证实细胞核普遍存在于细胞中。电子显微镜发明后,