3.3细胞核的结构和功能导学案-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

廊坊市第一中学高一年级生物 高一的你，正站在梦想的起跑线上，奋力一搏，让梦想飞翔，加油！ 高一生物学案 内容：1.3.3细胞核的结构和功能 使用时间 ：2024年 月 日 第一编题人 ：董鹏 校对人 ：刘静 第二编题人 ：刘静 审核人 ： Part.01学习目标 1.通过细胞核功能的探究实验，阐明细胞核的基本功能，培养科学探究能力。（重点） 2.利用结构与功能观分析细胞核的结构与功能。（重点） 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。 Part.02思维导图 Part.03课前导学 · 基础感知 一、细胞核的功能 1.细胞核的分布 除了高等植物成熟的筛管细胞和______________________等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。 2.细胞核功能的探究实验 （1）美西螈核移植实验 （2）蝾螈受精卵横缢实验 （3）变形虫切割和核移植实验 （4）伞藻嫁接与核移植实验 3.细胞核的功能 功能 二、细胞核的结构 1.细胞核的结构 2.染色质的组成及特点 （1）组成 （2）特点：容易被__________染成深色。 （3）与染色质的关系 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，转化关系为： 三、模型及细胞的概述 1.模型 2.细胞的概述 · 教材答案 问题探讨 说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。 思考·讨论 1.美西螈皮肤的颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素决定的。表皮细胞内合成了黑色素，使皮肤呈黑色，不能合成黑色素的，皮肤呈白色。细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。 2.没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。 3.细胞核是细胞生命活动的控制中心。 4.伞藻的形态结构取决于细胞核。 5.克隆牛是由重组的卵细胞发育成的。重组细胞包含了母牛乙的细胞核和母牛甲的细胞质。由这一重组细胞发育成的克隆牛性状几乎与母牛乙一模一样，这说明性状是由细胞核决定的。克隆牛所有的细胞都来自重组细胞的细胞分裂，其细胞核中的遗传物质与母牛乙的遗传物质相同。 6.细胞核具有控制细胞代谢与遗传的功能。 旁栏思考题 同一生物体内的所有细胞都来自受精卵的分裂，细胞内的“蓝图”都是一样的。体内细胞的形态、结构和功能多样，是细胞分化的结果。 练习与应用 一、概念检测 1.（1）√；（2）√。 2.C。 3.D。 二、拓展应用 1.染色体呈高度螺旋状态，这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，而染色质处于细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动。 2.有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息，在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合，从而大大增加了生物变异，增加了适应多变环境的能力，也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物，克隆人与亲代相比，遗传物质是一样的，没有什么变化，因而降低了适应环境变化的能力。还有，如果克隆人对某种疾病具有易感性，就可能带来灾难性的后果；在社会学意义上，克隆人没有传统意义上的父亲和母亲，这会冲击原有的家庭和社会伦理观念，等等。 · 预习检测 1.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。（ ） 2.染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。（ ） 3.细胞核是细胞的代谢中心。（ ） 4.所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核。（ ） 5.蓝细菌无细胞核，也无核糖体。（ ） 6.细胞是生物体代谢和遗传的基本单位。（ ） 7.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，所以要在细胞的最中央。（ ） Part.04课堂探究 探究一 细胞核功能的实验探究 结合教材分析细胞核功能的实验探究资料,讨论回答相关问题。 1.在美西螈核移植实验中，从实验设计的原则上分析，该实验的设计并不严谨，请指出不严谨之处，并完善实验设计。 2.请分析蝾螈受精卵横缢实验中的对照实验设计。 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？ 4.在伞藻嫁接和核移植实验中，哪个实验更有说服力？ ★方法突破 · 典型例题 1.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。对下列相关生命活动中所体现的细胞核功能的判断，错误的是（ ） A.将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中后，移植后发育长大的美西螈为黑色，体现了细胞核控制代谢的作用 B.蝾螈受精卵无核的一半不能分裂，移入核后能够继续分裂，体现了细胞的分裂离不开细胞核 C.无核的变形虫虽能消化食物，但不能对外界刺激做出反应，体现了生命活动受细胞核的控制 D.伞藻嫁接及核移植后所长出的伞帽形状由假根中的细胞核决定，体现了细胞核控制遗传的作用 答案：A 【解析】将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中后，移植后的美西螈将发育成黑色，说明美西螈的肤色是由细胞核控制的，体现了细胞核控制遗传的作用，A项错误；蝾螈受精卵无核的一半不能分裂，移入核后能够继续分裂，说明细胞核控制着细胞的分裂、分化，B项正确；无核的变形虫虽能消化食物，但不能对外界刺激做出反应，说明细胞核是细胞生命活动的控制中心，C项正确；伞藻嫁接后所长出的伞帽形状由假根中的细胞核决定，由此可以说明细胞核控制伞帽的形态，体现了细胞核控制遗传的作用，D项正确。 2.汉麦林的实验如下图所示，将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断(a)，再在近杯处切断(e)，将中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c)，但将此杯切断后，不能再生第二杯(d)；(e)不能再生出其他部分；(a)可以再生一完整个体(f)，将其切断后的(g)，还可再生一完整个体。这个实验可以说明（ ） A.决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息来自细胞质 B.决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息可能来自细胞核 C.杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质中的遗传信息共同作用的结果 D.茎(b)能再生一杯说明生物的遗传与细胞核无关 答案：B 【解析】茎(b)中含有细胞质，但不能再生第二杯(d)，而且顶部(e)不能再生出其他部分，说明决定藻杯形态发生的遗传信息不是来自细胞质。茎(b)中无细胞核，最终不能再生第二杯(d)，而(a)可以再生一完整个体，可推测决定藻杯形态发生的遗传信息可能来自细胞核。根据题目所做实验不能确定杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质中遗传信息共同作用的结果。茎(b)可再生一杯，只能说明地中海杯状藻中间的茎内有与藻杯形态发生有关的物质。 探究二 细胞核结构与功能 图甲是细胞核的基本结构模式图，图乙是核孔结构示意图。请结合图示回答下列问题。 （1）每个细胞都有一个细胞核吗？请举例说明。 （2）简要指出原核细胞的拟核与图甲中细胞核在结构上的差异。 （3）图乙中核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。举例说明各种大分子物质都能自由进出细胞核吗?核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？ （4）细胞核行使其控制代谢和遗传功能的主要结构基础是什么？ ★方法突破：全面理解细胞的“整体性” · 典型例题 1. 下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是（ ） A.核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定 B.核膜上有核孔复合体，可调控核内外的物质交换 C.核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关 D.染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体 答案：B 【解析】核膜是双层膜，核膜上有核孔复合体，具有选择透过性，可调控核内外的物质交换，核仁主要与核糖体RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关，染色质主要由DNA和蛋白质构成。 2.如图是细胞部分结构模型图，①～⑤表示细胞核的各种结构，⑥和⑦是两种细胞器。下列说法错误的是（ ） A.①为核孔，其作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 B.该细胞中⑦的形成与结构⑤有关 C.⑥可以与②直接相连 D.分泌蛋白的运输、加工离不开⑥和⑦ 答案：D 【解析】①是核孔，核孔可实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流，A项正确；⑦是核糖体，真核生物中核糖体的形成与结构⑤核仁有关，B项正确；⑥是内质网，内质网膜可以与②核膜直接相连，C项正确；分泌蛋白的运输、加工离不开⑥内质网和高尔基体，⑦是核糖体，作用是合成蛋白质，D项错误。 ★题后归纳：与细胞核有关的3个易错点 （1）并不是所有物质都能进出核孔。核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。 （2）核仁不是遗传物质的储存场所，细胞核中的遗传物质分布在染色质(染色体)上。 （3）染色体和染色质只是形态不同，成分完全相同。 Part.05随堂练习 1.右图所示为再生能力很强的原生动物喇叭虫(图中a是纤毛，b是大核，c是根部)，将之切成①②③三截，能再生成喇叭虫的是（ ） A.① B.② C.③ D.①②或③ 2.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;当重新移入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。这说明细胞核是（ ） A.细胞代谢的主要场所 B.遗传物质的储存和复制场所 C.细胞遗传特性的控制中心 D.细胞代谢的控制中心 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。下列关于模型的叙述，错误的是（ ） A.模型要体现事物的本质和规律性的联系 B.DNA的双螺旋结构模型是物理模型 C.物理模型的制作首先要考虑是否美观 D.数学模型可以用特定的公式、图表等表示 4.下列关于细胞核的叙述，错误的是（ ） A.细胞核是遗传信息库 B.染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 C.核孔实现了细胞间的信息交流 D.核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 5.下面是细胞核的结构模式图。下列关于其结构及功能的叙述，正确的是（ ） A.①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开 B.②是遗传物质DNA和RNA的载体 C.③与蛋白质的合成直接有关 D.④有利于DNA和RNA从细胞核进入细胞质 6.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。下列细胞中核孔数目最少的是（ ） A.胰岛细胞 B.造血干细胞 C.浆细胞(能分泌抗体) D.口腔上皮细胞 7.细胞是最基本的生命系统。它在结构和功能上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，并将根吸收的水分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的信息交流 D.核孔使细胞核与细胞质在结构上得以沟通，有利于细胞核、细胞质之间的某些大分子物质的运输 8.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。 （1）细胞核是由[　]　　　　　、[　]　　　　　、[　]　　　　　　和[　]　　　　　　等部分构成的。 （2）细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[　]　　　　　　。 （3）核膜由两层膜组成，其　　　(填“内”或“外”)膜与[　]　　　　　　膜相连，从而加强了　　　　　　与　　　　　　在生命活动过程中的联系。 （4）细胞核在细胞的各项生命活动中起着　　　　　　作用。 （5）使用　　　　　　显微镜观察　　　　　(填“原核”或“真核”)细胞，可以看到此图所表示的结构。 ★教材章节 复习与提高 答案★ 一、选择题 1.C。2.C。3.D。4.B。5.B。6.A。 二、非选择题 1.从上到下从左到右依次为：细胞质、细胞质基质、细胞器、内质网、与细胞有丝分裂相关、合成蛋白质。 2.（1）高尔基体、内质网、线粒体 （2）一定流动性 （3）蛋白质与脂质 （4）细胞膜与核膜控制物质出入细胞的 高一生物学案·1.3.3细胞核的结构和功能·第2页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$廊坊市第一中学高一年级生物 高一的你，正站在梦想的起跑线上，奋力一搏，让梦想飞翔，加油！ 参考答案--内容：1.3.3细胞核的结构和功能 Part.03课前导学 · 预习检测 答案　1.×　2.√　3.×　4.×　5.×　6.√　7.× Part.04课堂探究 探究一 细胞核功能的实验探究 1.该实验没有设计对照实验，可设计对照实验：将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出，移植到黑色美西螈的去核卵细胞中，移植后发育长大的美西螈全为白色。 2.①相互对照：有细胞核的一半能分裂，无细胞核的一半停止分裂；②自身前后对照：无细胞核的一半重新拥有核后，恢复分裂能力。 3.变形虫的生命活动(摄食、应激性、生长和分裂等)由细胞核控制。将有核的一半变形虫的细胞核钩出后，及时植入另一个同种变形虫的细胞核，并观察现象，能进一步说明细胞核对变形虫生命活动的控制作用(即自身对照实验)。 4.伞藻核移植实验更有说服力。伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步验证了细胞核的功能。 探究二 细胞核结构与功能 （1）原核细胞没有以核膜为界限的细胞核。真核细胞并非都有一个细胞核，高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核；双小核草履虫中存在两个细胞核；人体骨骼肌细胞中的细胞核可达数百个。 （2）原核细胞的拟核无核膜、核孔、核仁、染色质等结构，且其DNA是裸露的。 （3）不能。核孔具有选择性，允许某些RNA和蛋白质通过，DNA不能通过。核孔是某些大分子物质出入细胞核的通道，小分子物质通过核膜出入细胞核。 （4）染色质(体)。细胞核内染色质(体)上的DNA储存着大量的遗传信息。在细胞分裂时，DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。同时依赖这些遗传信息，细胞进行物质合成、能量转化和信息交流，完成生长、发育、衰老和凋亡。 Part.05随堂练习 1.B 2.D 3.C 4.C 【解析】核孔实现了细胞核与细胞质之间的信息交流，而细胞间的信息交流是通过细胞膜实现的。 5.A 【解析】根据图示可知，①是核膜，属于生物膜系统，可以把核内物质与细胞质分开；②是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，是真核生物遗传物质(DNA)的主要载体；③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；④是核孔，有利于RNA等大分子物质从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换和信息交流，而DNA不能通过核孔从细胞核进入细胞质。 6.D 【解析】胰岛细胞具有分泌激素的功能，造血干细胞能够增殖、分化为血细胞，浆细胞能够分泌抗体，这三种细胞代谢旺盛，核孔数目较多；口腔上皮细胞是高度分化的体细胞，不能分裂增殖，也不具有分泌功能，代谢不旺盛，因此其核孔数目最少。 7.D 【解析】内质网向外可连接细胞膜，向内可连接核膜。植物的导管将根、茎、叶连在一起，使植物成为一个统一的整体，并将根吸收的水分和无机盐输送给茎和叶，反映了植物个体的统一性。植物细胞通过胞间连丝实现相邻细胞的信息交流，反映了细胞与细胞间的联系。核孔使细胞核与细胞质在结构上得以沟通，有利于细胞核、细胞质之间的某些大分子物质的运输，反映出一个细胞内的相互关联，能解释细胞是一个统一的整体。 8.(1)③ 染色质 ④ 核仁 ⑤ 核膜 ⑥ 核孔 (2)⑥ 核孔 (3)外 ① 内质网 细胞核 细胞质 (4)决定性 (5)电子 真核 高一生物学案·1.3.3细胞核的结构和功能·第2页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$