第3节 细胞核的结构和功能（教师用书）-【勤径学升】2024-2025学年高中生物必修1同步练测（人教版2019）

第3节　细胞核的结构和功能 [学习目标] 1．运用结构与功能相统一的观点阐明细胞核的结构和功能。 2．尝试制作真核细胞的三维结构模型，掌握建构模型方法。 3．认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。 4．通过对细胞核功能的实验分析，掌握对照实验的设置。 一、细胞核的分布和功能 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．将下列探究实验名称与结论连线 3．细胞核的功能 （1）细胞核是遗传信息库。细胞核是遗传物质（DNA）储存和复制的场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。 （2）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核控制着细胞的物质合成、能量转化和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。 二、细胞核的结构 三、建构模型和细胞的概述 1．建构模型 （1）含义：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：物理模型、概念模型、数学模型等。 （3）举例：沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型就是物理模型。 2．细胞是一个整体 （1）结构特点 ①细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧。 ②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。 （2）地位：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。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 1．细胞核是遗传信息库，细胞代谢主要发生在细胞质中，核膜使两者分工、分区。 （√） 2．核孔是大分子物质进出细胞核的通道，如RNA、蛋白质等，核孔具有选择性，可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，使细胞核和细胞质沟通协作。 （√） 3．通常情况下，真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。 （√） 4．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。 （√） 5．真核细胞一般有一个细胞核，极少数细胞无细胞核，有些细胞有2个及以上的细胞核。 （√） 知识点一　探究细胞核功能的实验分析 　　结合细胞核功能的探究实验，分析下列问题： 1．实验一：美西螈胚胎细胞核移植实验 该实验说明美西螈的皮肤颜色是由细胞核控制的。 2．实验二：蝾螈受精卵横缢实验 （1）甲组实验中，A部分无（填“有”或“无”）细胞核，停止（填“停止”或“不停止”）分裂；B部分有（填“有”或“无”）细胞核，能（填“能”或“不能”）分裂。 （2）乙组实验中，将B部分向A部分挤入一个细胞核后，A部分有（填“有”或“无”）细胞核，细胞开始（填“开始”或“不开始”）分裂；B部分有（填“有”或“无”）细胞核，能（填“能”或“不能”）分裂；最后两半都能发育成正常的胚胎，只是原来无核的一半发育得慢一些。 （3）经对照实验可以看出，细胞核控制着细胞的分裂、分化。 3．实验三：变形虫切割实验 由实验可知，变形虫的摄食、应激性及生长和分裂等各项生命活动都离不开细胞核，细胞核是细胞生命活动的控制中心。 4．实验四：伞藻嫁接与核移植实验 （1）实验过程 ①伞藻嫁接实验 a．伞形帽伞藻假根＋菊花形帽伞藻柄→伞藻帽呈伞形； b．菊花形帽伞藻假根＋伞形帽伞藻柄→伞藻帽呈菊花形。 ②伞藻核移植实验 （2）结论：生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。 1．细胞核功能探究实验对照状况分析 (1)蝾螈受精卵横缢实验——既有相互对照(无核与有核对照)，又有自身前后对照(对无核一半重新挤入核)。 (2)变形虫切割实验——既有相互对照(无核与有核对照)，又有自身前后对照(进行核移植)。 (3)伞藻嫁接与核移植实验——有相互对照(伞形帽伞藻柄＋菊花形帽伞藻假根与伞形帽伞藻假根＋菊花形帽伞藻柄)，而且为排除假根中其他物质的干扰作用，设置了伞藻核移植实验。 2．细胞核与细胞质的关系 存活时间 原因分析 单独的 细胞核 很快死亡 缺乏细胞质提供的营养和能量 单独的 细胞质 存活一段时 间后死亡 细胞质中由细胞核控制合成的物质在一段时间内仍可发挥作用 细胞核＋ 细胞质 正常生活 细胞核与细胞质是相互依存的统一整体 1．如图为两种伞藻的嫁接实验，该实验能够得出的结论是 （　　） A．伞帽是遗传物质的贮存场所 B．伞帽的性状取决于细胞核（足） C．细胞核是细胞代谢的调控中心 D．细胞核中行使遗传功能的是染色质 解析　将伞形帽伞藻的伞柄嫁接到菊花形帽伞藻的足上，形成菊花形帽伞藻；将菊花形帽伞藻的伞柄嫁接到伞形帽伞藻的足上，形成伞形帽的伞藻。伞帽的形态由足决定。细胞核是遗传的信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，故B正确。 答案　B 2．下图是对变形虫进行去核和再植核的有关实验过程。用一根玻璃针，将一个变形虫切成两部分，有核的一部分能继续存活，无核的一部分死亡。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。请据图回答下列问题： （1）去核的细胞质可以存活一段时间，其原因是　　　　。  （2）单独的核不能生存的原因是　　　　。  （3）变形虫去除细胞核后，新陈代谢减弱，运动停止，存活一段时间后死亡。但如果在去核后三天内，再植回一个细胞核，其又能够恢复正常的生命活动，由此可以说明　　　　。  （4）正常细胞的细胞核与细胞质的关系是　　　　　　　　　　　。  解析　去核的细胞质仍能存活一段时间，是因为细胞质中已合成的蛋白质仍能发挥作用，但变形虫因失去核，不能继续合成蛋白质和酶，不久便会死亡。但单独裸露的细胞核失去了营养物质和能量供应，很快死亡。该实验说明，细胞是生命活动的基本单位，只有保证细胞结构的完整性，细胞才能进行正常的代谢活动。 答案　（1）细胞质中已合成的蛋白质仍可发挥作用 （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、不可分割的统一整体 　　细胞核与细胞质相互依存：细胞核不能脱离细胞质而独立生存，这是因为细胞核进行生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供，比如几乎不含细胞质的精子，其寿命很短；无核的细胞质也不能长期生存，这是由细胞核的功能决定的。 知识点二　细胞核的结构和功能 　　细胞核的功能是由其结构决定的，下图是细胞核的基本结构，据图思考下列问题： （1）核孔是不是一个真实的孔？大分子物质（蛋白质和RNA）也能通过核孔进出细胞核，是否说明核孔不具有选择性？举例说明。 （2）细胞中核糖体的形成都与核仁有关吗？ （3）染色质与染色体有什么关系？ （4）试从结构与功能相适应的角度分析核孔数量、核仁大小与细胞代谢程度的关系。 （5）细胞核为什么能成为细胞代谢和遗传的控制中心？请用结构与功能相适应的观点进行分析。 提示：（1）核孔不是一个真实的孔，而是一个蛋白质复合体。核孔具有选择性，例如，细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质，也并不是所有的蛋白质都能通过核孔。 （2）不一定，原核细胞有核糖体，无核仁。 （3）染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。 （4）细胞代谢越旺盛的细胞，物质更新越频繁，蛋白质合成越旺盛。核糖体是蛋白质合成的场所，所以核糖体数量较多。核糖体的形成与核仁有关，所以核仁较大。蛋白质合成时需要的RNA通过核孔从细胞核到细胞质，所以蛋白质合成旺盛的细胞中核孔数量较多。 （5）DNA是遗传物质，储存着遗传信息，这些遗传信息控制着细胞内的物质合成、能量转化和信息交流，而这些DNA存在于细胞核中，所以细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。 1．下列关于细胞核结构的叙述，正确的是（　　） A．真核细胞的核膜为单层膜，把核内物质与细胞质分开 B．核膜上有核孔，是核质之间频繁物质交换和信息交流的唯一通道 C．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别 D．核膜属于生物膜系统，上面可以有核糖体附着 解析　真核细胞的核膜为双层膜，把核内物质与细胞质分开，A错误；核膜上有核孔，是核质之间频繁物质交换和信息交流的通道，小分子物质可以通过核膜进出，B错误；原核细胞的拟核除没有核膜外，也没有核仁、染色体，C错误；核膜属于生物膜系统，上面可以有核糖体附着，D正确。 答案　D 2．如图为细胞核及其周围部分结构示意图。下列说法错误的是 （　　） A．图中①和⑤的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密 B．图中②为核孔，便于染色质等大分子物质自由通过 C．若该细胞核内的④被破坏，则蛋白质的合成将受影响 D．细胞内储存、传递遗传信息的物质主要位于③上 解析　图中①是内质网，②是细胞核的核孔，③是染色质，④是核仁，⑤是核膜。内质网与核膜相连，使细胞质和核内物质的联系更为紧密，A正确；核膜上有核孔，便于生物大分子进出细胞核，但核孔具有选择性，如染色质不能通过核孔，B错误；核仁和核糖体的形成有关，核糖体是形成蛋白质的场所，若该细胞核内的④核仁被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行，C正确；细胞内储存、传递遗传信息的物质是DNA分子，在细胞核中DNA和蛋白质结合形成染色体，D正确。 答案　B 3．大量事实表明在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大的核仁。根据这一事实可以推测(　　) A．细胞中的蛋白质主要由核仁合成 B．核仁与组成核糖体的必需物质的合成有关 C．无核仁的细胞往往不能合成蛋白质 D．DNA主要存在于核仁中 解析　细胞中蛋白质的合成场所是核糖体，A错误；细胞核内的核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，所以在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大的核仁，B正确；原核细胞中没有核仁，但含有核糖体，能合成蛋白质，C错误；有核仁的细胞为真核细胞，真核细胞中DNA主要分布在细胞核中的染色质(染色体)上，D错误。 答案　B 　　　　　　　　　　　　　素养发展　探究应用　　　　　　　　　　　　　  [情境] 特殊的爪蟾蝌蚪 20世纪50年代，英国发育生物学家戈登利用非洲爪蟾做过一个划时代的实验：他先用紫外线照射爪蟾的卵细胞，破坏其细胞核，然后将另一只爪蟾蝌蚪肠上皮细胞的细胞核植入其中。结果发现一部分卵细胞可以发育成蝌蚪，其中有几只蝌蚪竟然继续发育成为成熟的爪蟾。 [探究] （1）爪蟾蝌蚪的细胞核从肠上皮细胞取出后，很快失去活性，原因是　　　　。  失去细胞核的细胞质部分在一段时间后也会失活，原因是　　　　。  （2）实验中，有几只蝌蚪最后发育成了成熟的爪蟾。请预测其体色花纹是与提供卵细胞的爪蟾相似还是与提供肠上皮细胞的爪蟾相似，为什么？ （3）戈登的实验中，尽管只有极少数重组细胞能发育成成体爪蟾，他的技术和方法却开辟了一个崭新的领域，是一项重大突破。为什么？ 答案　（1）失去细胞质提供的物质和能量供应　失去细胞核的遗传信息控制，细胞质中的酶失活后不能合成 （2）与提供肠上皮细胞的爪蟾更相似。储存生物的遗传信息的DNA主要存在于细胞核内。 （3）提供了一种生物繁殖的新途径，对生物繁育、濒危动物繁育有重要意义。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞的控制中心。 （√） （2）染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质。 （×） （3）细胞核内行使遗传功能的结构是核仁。 （×） （4）细胞只有保持其结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动。 （√） （5）拍摄洋葱鳞片叶表皮的显微照片属于物理模型。 （×） 2．伞藻是单细胞生物。伞藻的嫁接和核移植实验如图所示。该实验支持的结论是（　　） A．核孔是核质之间物质交换和信息交流的通道 B．伞藻的形态结构特点取决于细胞质内的物质 C．伞藻的形态结构特点取决于细胞核内的物质 D．伞藻细胞核内的遗传物质控制着细胞的遗传 解析　由题图可以观察到，进行了伞柄的嫁接后，其所再生的伞帽形态与假根中细胞核类型一致；进行伞藻细胞核移植后，伞帽形态与细胞核相对应，说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核内的物质，C符合题意。 答案　C 3．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。下面有关模型的叙述，错误的是 （　　） A．制作模型时，美观应该是第一位的，其次才是模型的科学性 B．模型既可以借助具体的实物，也可以通过抽象的形式来表达 C．生物学中常用的模型有三种：物理模型、概念模型、数学模型 D．沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型属于物理模型 解析　制作模型时，应首先注意模型的科学性，A错误。 答案　A 4．细胞是一个有机的统一整体，下列叙述与这一观点不相符的是 （　　） A．细胞只有保持完整性，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各项生命活动 D．取出细胞核的草履虫，一段时间后会死亡 解析　细胞是一个有机的统一整体，只有保持其结构的完整性，才能正常完成各项生命活动，故C项所述与题中观点不相符。 答案　C 5．如图为细胞核结构模式图，据图回答问题： （1）图中对核内物质起屏障作用的是[　　]　　　　，它是由　　　　层膜构成的，在细胞质中合成的组蛋白等蛋白质是通过[　　]　　　　进入细胞核的。  （2）细胞核中行使遗传功能的重要结构是[　　]　　　，遗传信息存在于　　　上。  （3）结构[②]　　　　的功能是　　　　。  （4）简要指出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上的差异。　　　　。  答案　（1）③　核膜　两　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）原核细胞的拟核无核膜、核孔、核仁、染色质等结构，其DNA分子是裸露的 学科网（北京）股份有限公司 $$