3.3细胞核的结构和功能 课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

学 习目 标 1.阐述细胞核的结构和功能。(生命观念、科学思维) 2.尝试制作真核细胞的三维结构模型。(科学思维、科学探究) 3.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。(生命观念、科学 思维) 重点 1.通过资料分析让学生真正认同细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 2.细胞核的结构特点及与功能相适应的关系。 难点 1.通过细胞核结构的教学，让学生领悟细胞核是遗传信息库。 2.通过资料分析，让学生主动地去思考和分析，不仅理解细胞核是细胞代谢和遗传的控制 中心，同时掌握分析实验结果得出结论的方法。 一 细胞核的结构和功能 据右图回答问题。 1.写出图中各结构的名称：a.[1] 核 膜 ,b.[2]染色质 c.[3] 核信 ,d.[4]_ 核 孔 2.写出图中结构的相应功能： (1)a:[5] 把核丙物质与细胞质分开 (2)b:[6] 是遗传信息的主要载体 (3)c:[7]_ 与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关 (4)d:[8] 实现核质之间频緊的物质交换和信息交流。 总的来说，细胞核的功能是[9] 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。染色体的主 要成分是[10]DNA 和蛋启质,与染色质的关系是[11同一物质在细胞不同时期的两种在态 课前预习 判断题 1.真核细胞染色体上主要含有核糖核酸和蛋白质(× ) 2.细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心( × ) 3.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA 自由进出( ) 4.蓝藻细胞具有细胞核且DNA 分子呈环状( × ) 5.细胞核控制着细胞的代谢和遗传，真核细胞都有细胞核(× ) 6.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( ) 7.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( ) 内容精解 一细胞核的功能 细胞核功能的实验研究 实验内容 两种美西 螈的细胞 核移植 横缢蝶螈 受精卵 将变形虫 切成两半 伞藻嫁接 与核移植 切割 虫 伞藻 有核 部分 无核 部分 相互嫁接 核移植 能生长、分裂、再 生，具有应激性 只能消化已吞噬的 食物，无应激性 伞 藻 “ 帽 ” 的形状与有 细胞核的假 根部分有关 结论 美西螈皮肤 颜色的遗传 是由细胞核 控制的 蝶螈的细胞 分裂和分化 是由细胞核 控制的 变形虫的分 裂、生长、再 生是由细胞 核控制的 伞藻“帽”的 形状是由细 胞核控制的 蝶 螈横缢 卵 有核的- 无核的一半 能分裂、分化 不能分裂、分化 实验方法及结果 黑色美西螈胚胎细胞的细胞核 移入 白色美西螈的 发育 去核卵细胞中 黑色美西螈 受精 变 形 细胞核的功能 ·细胞核是遗传信息库，是遗传物质(DNA) 贮存和复制的场所。 · 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 【特别提示】 (1)并不是所有的细胞都有细胞核，如原核细胞没有 成形的细胞核，只有拟核；高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞也没有细胞核。 (2)有些细胞具有多个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百 个。 (3)细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，细胞代谢(物质合成与分解)的主要 场所是细胞质。 例 1 难度★★★ 典型★★☆ 细胞核具有什么功能?科学家通过如图3-3-2所示的实验进行了探究。实验①:用头发将蝶螈的受 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。实验②:b 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 部分也开始分裂，最后a、b 两部分都能发育成胚胎。下列有关叙述中，错误 的是( ) 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中的a 部分形成对照 D. 实验还能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 【解析】 实验①中，b 部分为正常状态，所以b部分为对照组；实验①中的a 部分没有细胞核，而实验② 中的a 部分注入了细胞核，可以形成前后对照。 【答案】B 【解析】 根据题图所示的实验中，含 有细胞核的一侧能正常分裂、 分化形成胚胎，而不含细胞 核的一侧则不能正常分裂、 分化形成胚胎，据此分析 说明细胞核与细胞的分裂、 【即时练】 1.[2019 · 湖南师范大学附属中学高一模拟]下图为科学家进行 的蝶螈受精卵横缢实验。你认为该图最能说明( ) A.细胞质控制着细胞的代谢 B. 细胞核与细胞的分裂、分化有关 C.细胞质是细胞遗传的控制中心 D.细胞核是细胞遗传的控制中心 分化有关。 【答案】B 伞柄嫁接到乙的假根上， 段时间后长出了乙的伞形帽， 这说明乙的伞形帽的形成可 能与假根有关，该实验中缺 少对照实验，不能证明细胞 核的功能，要证明细胞核的 功能必须再增添对照实验。 【答案】D A.该实验证明了细胞核是遗传的控制中心 B.新长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同 C. 该实验证明了细胞核是代谢的调控中心 D.欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验 2.[2019石家庄高一期末]科学家对单细胞伞藻的幼体进行嫁 【解析】 接，甲为菊花形帽，乙为伞形帽，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，分析题干信息可知，将甲的 菊花_ 形帽 细胞核 假根 甲 乙 一段时间后长出了伞形帽(如下图所示)。下列有关评价最合理 的是( ) 伞形帽一 3.[2019·福建厦门双十中学高二月考]下图是对变形虫进行去核和再植入核的有关实验过程。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，发育为完整的变形虫，无核的一半死亡。 如果将新的变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，再植入新的细胞核，可正常 生活。单独的细胞核则无法生存。请据图回答下列问题 (1)去核部分可将已经吞噬的食物继续消化，但无法完成摄食功能，这两个事实矛盾吗?请说明原 因_ (2)单独的核不能生存的原因是 取出核 新的变形虫 细胞核 植入细胞核 死亡 正常生活 死亡 无核部分 一段时间后 死亡 有核 部分 发育 切 (3)变形虫去除细胞核以后，新陈代谢减弱，运动停止，存活一段时间后最终死亡。但如果及时 植入同种变形虫的一个细胞核，其又能恢复生命活动，正常生活(如上图所示),由此可以说 明 (4)正常情况下，细胞核与细胞质的关系是 【答案】(1)不矛盾。“继续消化”说明已合成的酶等物质仍可发挥一定作用，而细胞核是变形 虫生命活动的控制中心，失去细胞核的细胞无法完成摄食等复杂的生命活动(2)没有营养物质 和能量供应(3)细胞核在细胞生命活动中起着决定性的作用(4)相互依存、不可分割，形 成一个统—整体 名称 特点 功能 核膜和 核孔 ①核膜是双层膜， 外膜表面有核糖体 附着 ②核膜不是连续 的，其上有核孔 ①是化学反应的场所，核膜上有 酶附着，利于多种化学反应的进行 ②控制物质进出，小分子、离子 通过核膜进出，大分子物质如 RNA通过核孔进出 核仁 折光性强，易与其 他结构区分 参与某种RNA的合成以及核糖 体的形成 染色质 ①易被碱性染料染 成深色 ② 主 要 由 D N A 和 蛋白质组成 遗传信息的主要载体 二细胞核的结构 细胞核的主要结构和功能 关于细胞核结构和功能的总结 ·核膜、核孔具有复杂的结构，对进出的物质有选择透过性。 ·核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关。 一般代谢越旺盛的细胞，核孔越多，核仁越大。 ·大分子物质是通过核孔进出细胞核的，所以穿过生物膜的层数是0。 ·哺乳动物成熟的红细胞等无核的真核细胞，既不能生长也不能分裂。 ·染色质和染色体是同种物质在细胞不同分裂时期的两种存在状态。 例 2 难度*★☆典型*★☆ 右图为细胞核结构模式图，请据图回答问题。 (1)对核内物质起屏障作用的是[ ] ,它是由 层膜构成的，细胞质合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的[ ] 进入细胞核的。 (2)细胞核行使遗传功能的重要结构是[ ] 遗传信息存在于其组分的 上 。 (3)结构[②] 的功能是 (4) 简要写出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上存在的差异 【解析】 由题图可知，①为染色质，②为核仁，③为核膜，④为核孔。核膜为细胞核与细胞质的界限，使 细胞核内维持一个相对稳定的内部环境。核孔是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的通道 某些大分子物质通过核孔进出细胞核。染色质上携带有DNA,DNA 上携带着遗传信息。原核细 胞结构简单，无真正的细胞核，只有拟核，DNA 是裸露的，无核膜、核孔、核仁、染色质等结构。 【答案】(1)③核膜2 ④核孔(2)①染色质DNA (3) 核仁与某种RNA 的 合成以及核糖体的形成有关(4)原核细胞的拟核无图中的核膜、核孔、核仁、染色质等结构 其DNA 是裸露的 A.① 是核膜，把核内物质与细胞质分开 B.②是染色质，主要由RNA 和蛋白质组成 C.③ 是核仁，与核糖体的形成有关 D.④ 是核孔，实现核质之间的物质交换和信息交流 【母题变式】将②彻底水解后可得到的有机小分子主要 有 _ 【即时练】 1.[2019 四川攀枝花高一期末]下图是细胞核的结构模 式图，下列有关叙述不正确的是( ) 【解析】染色质主要由DNA 和蛋白质组成，DNA 是遗传 信息的载体，B 项错误。 【答案】B 【母题变式】提示：氨基酸、 磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。 (1)细胞核是由[③] [④] 和[⑤]核膜等部分构成的。 (2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[②] 。核糖体的形成与图中 ( 填 序号)结构有关。 (3)细胞核由 层核膜组成，其外层膜与[①] 膜相连，从而加强了细胞内生物 膜系统在生命活动过程中的联系。 【答案】(1)染色质核仁(2)核孔④(3)2内质网 2.[2019-江苏盐城高一期中]下图为真核细胞的部分结构示意图，请据图分析并回答下列问题。 三 细胞是一个统一的整体 细胞既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。细胞作为基本的生命系统 其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，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。 例3 难度★★☆典型★★☆ 细胞是一个有机的统—整体。下列叙述错误的 是 ( ) A. 细胞只有保持结构的完整性，才能正常地完 成各项生命活动 B.病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在 宿主的活细胞中才能完成 C.离开细胞的细胞器，如叶绿体和线粒体等也 能独立地完成所有生命活动 D.离开细胞的细胞器，如叶绿体和线粒体等不 能独立地完成所有生命活动 【解析】 离开细胞的细胞器，在适宜条件下只能完成部 分生命活动，但不能独立地完成所有的生命活 动。 【答案】C 【解析】内质网是膜面积很大的细胞器，它向外可 连接细胞膜，向内可连接核膜，A 项不符合题意； 根、茎、叶是植物的器官，植物的导管将根、茎、 叶连在一起不能说明细胞是一个统一的整体，B 项 不符合题意；植物细胞通过胞间连丝实现相邻细胞 间的信息交流，体现的是细胞膜进行细胞间信息交 流的功能，不能体现细胞是一个统一的整体，C 项 不符合题意；核孔使细胞核与细胞质得以沟通，有 利于细胞核、细胞质之间的某些大分子物质的运输， 这说明细胞在结构和功能上均体现出高度的统一性， D项符合题意。 【答案】D 【即时练】 1.细胞是一个最基本的生命系统，它在结构和 功能上均体现出高度的统一性。下列哪些原因 能解释细胞是一个统一的整体?( ) A.高尔基体是膜面积很大的细胞器，它向外可 连接细胞膜，向内可连接核膜 B.植物的导管将根、茎、叶连在一起，使植物 成为一个统一的整体，并将根吸收的水和无机 盐输送给茎和叶 C.植物细胞通过胞间连丝实现相邻细胞间的信 息交流 D.核孔使细胞核与细胞质得以沟通，有利于细 胞核、细胞质之间的某些大分子物质的运输 2.[2019南昌二中高一月考]科学家将100个细胞中的每个细胞都分成两部分， 一部分含有细胞 核，另一部分没有细胞核，其他培养条件均相同且适宜。得到的实验数据如下表所示。下列说法错 误的是( ) 时间/天 1 2 3 4 10 30 细胞无核部分的存活个数 81 62 20 0 0 0 细胞有核部分的存活个数 79 78 77 74 67 65 A.第1天时，细胞无核部分的存活个数多于细胞有核部分，可能是实验误差造成的 B.细胞有核部分的死亡可能是细胞正常死亡或是实验过程中人为因素对细胞造成伤害 C.细胞无核部分仍能存活一定时间，说明细胞核对细胞并非不可或缺 D.此实验说明细胞具有细胞核是其进行正常生命活动的必要条件 【解析】表格中，第1天有核部分存活的个体数略少于无核部分，造成这种现象的原因可能是统计误差 或是样本数量不够大，A 项正确；有核部分的细胞死亡，最可能是实验操作使部分细胞损伤，进而导致 其中一些细胞死亡，或者部分细胞正常衰老、死亡，B 项正确；细胞无核部分的死亡个数随着培养天数 的增加而增加，直至全部死亡，这说明细胞的死亡与细胞核有关，C 项错误；缺少细胞核的细胞存活时 间比完整细胞存活时间短，说明细胞具有细胞核是其进行正常生命活动的必要条件，D 项正确。 【答案】C 项目 染色质 染色体 同一 物质 成分相同 主要成分是蛋白质和DNA 特性相同 易被龙胆紫溶液等碱性染料染成深色 功能相同 遗传物质的主要载体 不同形态 细丝状 圆柱状或杆状 相互转化 高度螺旋化、缩短、变粗 染色质 染色体 解螺旋，成为细丝状 深度拓展 一染色质和染色体的比较 例 1 难度★★☆ 典型★★☆ 下列关于染色体和染色质的叙述中，错误的是 ( ) A.染色质和染色体是同一种物质的两种存在状态 B.染色质和染色体都是遗传物质的主要载体 C.染色质和染色体都可以被龙胆紫溶液染成深色 D. 染色质只分布在细胞核中，染色体分布在细胞 核和细胞质中 【解析】 染色质和染色体都分布在细胞核中，细胞 质中无染色质和染色体。 【答案】D A.亲核蛋白进入细胞核由尾部决定 B.亲核蛋白进入细胞核由头部决定 C.物质通过核孔进入细胞核不具有选择性 D.亲核蛋白进入细胞核需要头部和尾部共同决定 【解析】由题图可知，放射性尾部能从细胞质通过核 孔进入细胞核，但放射性头部却不能，可见亲核蛋 白进入细胞核是由尾部决定的，A 项正确，B、D 两 项错误。 由题干信息“核孔是具有选择性的核质交换通道”可 知，物质通过核孔进入细胞核具有选择性，C 项错误。 【答案】A 走向高考 — 细胞核的功能 例1[2011·江苏高考第8题改编] 难度*★☆典型★*★ 核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核 蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。下 图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验， 下列相关叙述正确的是( ) 注入细胞质放射自显影检测 放射性头部 放射性亲 88→ 核蛋白 放射性尾部 $$