2.4 细胞核是细胞生命活动的控制中心-【精彩三年】2024-2025学年高中生物必修1课程探究与巩固Word教参（浙科版2019）

第四节　细胞核是细胞生命活动的控制中心 课程目标 知能目标 素养目标 1.简述细胞核的结构和功能 2．说出动、植物细胞结构的异同 3．学习设计并制作真核细胞的结构模型 1.生命观念——通过细胞核的结构与其功能相适应的特点，建立结构与功能观 2．科学思维——通过制作真核细胞的三维结构模型，掌握模型制作的方法 3．社会责任——通过对细胞核功能的实验分析，掌握对照实验的设置 (见学生用书P39)　 　 知识点一　遗传物质主要储存在细胞核中 1．细胞核的数量 (1)绝大多数细胞只有__一__个核。 (2)少数细胞有__多__个核，如横纹肌细胞。 (3)还有一些细胞在成熟过程中，细胞核退化消失，如哺乳动物成熟的__红细胞__、高等植物韧皮部成熟的__筛管细胞__等。 2．细胞核的结构 小思考：染色体和染色质是什么关系？ 【答案】真核细胞中，细胞核中的DNA与蛋白质及少量RNA构成复合结构，容易被碱性染料染色，称为染色质。细胞分裂过程中，染色质高度螺旋，凝聚成在光学显微镜下很容易被观察到的染色体。所以，染色体和染色质是同一种物质在不同时期的两种存在形态。 知识点二　细胞核控制细胞的遗传和代谢 1．实验探究 2．细胞核的功能 细胞核是生物遗传和维持正常__生命活动__所必需的。细胞核是细胞遗传和__代谢__的控制中心。 小思考：从母牛甲的体细胞中取出细胞核，注入母牛乙去核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，将胚胎植入母牛丙的子宫内。出生小牛的各种性状大多与哪只母牛相似？原因是什么？ 【答案】母牛甲；因为细胞核是DNA的储存场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。 知识点三　活动“尝试制作真核细胞的结构模型” 探本思辨 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)成熟的真核细胞都有一个成形的细胞核。(　×　) (2)核膜是由2层磷脂分子组成的，外层常与粗面内质网相连。(　×　) (3)核仁是核糖体合成、加工和装配的重要场所。(　×　) (4)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。(　×　) (5)染色体和染色质是同一种物质在不同时期的两种形态。(　√　) (6)细胞核是遗传物质储存场所和细胞代谢的中心。(　×　) 2．情境分析 结合细胞核的结构示意图分析回答下列问题。 (1)核膜与什么类型的内质网相连，相连的作用是什么？ 【答案】粗面内质网；构建物质运输的通道。 (2)大分子物质(RNA和蛋白质)也能通过核孔进出细胞核，是否说明核孔不具有选择性？ 【答案】不是。核孔也具有选择性，如核内合成的RNA可以通过核孔到细胞质中，但是DNA和染色质就不能通过核孔到细胞质中。 (3)在所有的细胞中，核糖体的形成都一定与核仁有关吗？ 【答案】不一定，真核细胞中核糖体的形成与核仁有关，原核细胞中无核仁，核糖体的形成与核仁无关。 (4)研究表明，真核生物的核孔数量和核仁大小都是可变的，推测它们的变化和细胞代谢强度之间有什么关系？ 【答案】代谢旺盛的细胞中物质交换和信息交流量大，所以核孔数量多；蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数量多，核仁的体积大。 (见学生用书P41)　 　 类型一 关于细胞核的误区辨析 误区 辨析 误以为所有的真核细胞都有细胞核 哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核 误以为核膜是双层膜结构，具有2层磷脂分子 核膜具有4层磷脂分子 误以为核膜的外膜与光面内质网相连 核膜的外膜与粗面内质网相连 误以为所有物质都能进出核孔复合体 核孔复合体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不能通过核孔复合体进入细胞质 误以为进出核孔的物质只有蛋白质和RNA等大分子物质 某些小分子物质进出细胞核也通过核孔 误以为染色体和染色质是两种物质 染色体和染色质不是两种物质，而是同一种物质在不同时期的两种形态 误以为DNA只存在于真核细胞的染色质中 线粒体和叶绿体中也有DNA，染色质是DNA的主要载体 误以为核孔的数量、核仁的大小固定不变 核孔的数量、核仁的大小并不是固定不变的，而是与细胞的代谢强度有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔的数量多，核仁较大 误以为细胞核是细胞代谢的中心 细胞核是细胞代谢的控制中心，而不是细胞代谢的中心，细胞代谢的中心是细胞溶胶 典例 2024·绍兴一中高一核孔结构复杂，主要由蛋白质构成，称为核孔复合体，是核内外物质转运的通道。大分子物质凭借自身的核定位信号和核输出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转运过程。下列有关说法正确的是(　C　) A. 核膜由两层磷脂分子组成，核孔复合体的存在，说明核膜具有选择性 B．核孔复合体具有固定的功能直径，不可调节 C．若中央运输蛋白的空间结构发生改变，可能会影响RNA进出细胞核 D．DNA在细胞核内合成后通过核孔进入细胞质需要消耗能量 【解析】核膜是双层膜，由四层磷脂分子构成，A错误；核孔复合体可允许RNA、蛋白质等大分子出入细胞核，核孔复合体的直径可以调节，B错误；DNA不能通过核孔进入细胞质，D错误。 细胞核被喻为细胞的“大脑”。下列有关细胞核的叙述，错误的是(　D　) A．细胞核主要由核膜、核仁、染色质、核基质等部分组成 B.核孔对物质进出细胞核具有选择性 C．细胞核具有双层膜结构 D．DNA只储存于细胞核中 【解析】细胞核主要由核膜、核仁、染色质、核基质等部分组成，A正确；核孔对物质进出细胞核具有选择性，B正确；细胞核具有双层膜结构，C正确；真核细胞中，DNA主要储存于细胞核中，D错误。 类型二 关于细胞核的各组实验的结论及分析 1．有关伞藻“嫁接”实验的拓展说明 (1)伞藻“嫁接”实验，只能证明伞藻的假根控制伞帽的形态，并未直接研究细胞核的功能，若要证实细胞核控制了伞帽的形态，需要进行伞藻核移植实验。 (2)将一种伞藻(甲)的柄“嫁接”到另一种伞藻(乙)的假根上，“嫁接”后，在甲种伞藻的柄上长出的伞帽与乙种伞藻的伞帽并不完全相同，而是兼具两种伞藻伞帽的特点，原因是甲种伞藻的柄中保留了一些蛋白质和遗传物质，影响了伞帽的形态，若切掉初次形成的伞帽，再生后的伞帽与乙种伞藻的伞帽形态趋于一致。 2．与细胞核功能有关的实验探究 实验名称 实验过程 实验结论 实验分析 黑白美西螈 核移植实验 美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的 无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核的卵细胞中，对形成的重组细胞进行培养作为对照 蝾螈受精卵 横缢实验 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 既有相互对照，又有自身前后对照 变形虫切割实验 变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应是由细胞核控制的 既有相互对照，又有自身前后对照 伞藻“嫁接”与核移植 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，从而证明实验结论 典例 2024·遂昌中学高一用一根玻璃针，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，无核的部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核也无法生存。如果在去核后及时植入一个细胞核，这个变形虫则恢复正常生活(如图所示)。下列相关叙述中错误的是(　B　) A. 细胞核虽然含有遗传物质，但不能单独生活 B. 无核的细胞质仍能存活，说明细胞质可以独立生活 C．细胞核控制着生命活动，蛋白质承担着生命活动 D．细胞只有保持完整结构才能进行正常的生命活动 【解析】细胞核依靠细胞质提供物质和能量，因此没有细胞质的细胞核不能生存，A正确；由于细胞质中已合成的蛋白质仍能发挥作用，所以细胞去核后仍可以生活一段时间，但细胞核在生命活动中起决定作用，没有细胞核的细胞质无法长时间存活，B错误；细胞核控制着生命活动，蛋白质承担着生命活动，C正确；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，但如果去核后及时再植回一个细胞核，又能够恢复生命活动，这说明细胞只有保持完整结构才能进行正常的生命活动，D正确。 伞藻是单细胞藻类，由伞帽、伞柄、假根3部分组成，细胞核位于假根中。下图是伞藻的嫁接实验，该实验结果表明(　D　) A．细胞核控制细胞的代谢活动 B．细胞质是遗传物质的主要储存场所 C．细胞核是细胞进行生命活动所必需的 D．新长出的“伞帽”形状只与“假根”种类有关 【解析】伞藻的嫁接实验只是确定细胞核与生物性状的关系，没有涉及细胞代谢，A错误；细胞核是遗传物质的主要储存场所，B错误；伞藻的嫁接实验只是确定细胞核与生物性状的关系，没有说明细胞核是细胞进行生命活动所必需的，C错误；由题图可知，虽然进行了不同伞藻之间的伞柄和假根之间的嫁接，但是生长出来的伞帽的形状是由假根决定的，又因为细胞核位于假根中，因此可以确定新长出的“伞帽”形状只与“假根”种类有关，D正确。 课堂检测 1．下列细胞中具有多个细胞核的是(　C　) A．维管植物的筛管细胞 B．哺乳动物成熟的红细胞 C．人的横纹肌细胞 D．狗的神经细胞 【解析】维管植物的筛管细胞中没有细胞核，A不符合题意；哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，也没有各种细胞器，B不符合题意；人的横纹肌细胞中有多个细胞核，C符合题意；狗的神经细胞中只有一个细胞核，D不符合题意。 2．2024·永嘉中学高一下列关于细胞核结构与功能统一性的叙述，正确的是(　B　) A．核仁中的DNA控制着细胞代谢 B．染色质上的DNA储存着大量的遗传信息 C．不同细胞的核孔数量是相同的 D．细胞核内染色体与染色质是不同物质 【解析】核仁与核糖体RNA的合成以及核糖体的形成有关，染色质中的DNA控制着细胞代谢，A错误；染色质的主要成分是DNA和蛋白质，DNA是遗传物质，储存着大量遗传信息，B正确；核膜上的核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，新陈代谢越旺盛的细胞核孔数量越多，C错误；染色体与染色质是同一物质在不同时期的两种存在形态，D错误。 3．下列关于模型的叙述，错误的是(　D　) A．模型要体现事物的本质和规律性的联系 B．数学模型可以用特定的公式、图表等表示 C．利用废旧物品制作的细胞模型是一种物理模型 D．构建模型只能对认识对象做定性的描述，不能做定量的描述 【解析】模型要体现事物的本质和规律性的联系，A正确；数学模型可以用特定的公式、图表等表示，B正确；利用废旧物品制作的细胞模型是一种物理模型，C正确；构建模型能对认识对象做定量的描述，如数学公式，D错误。 4．2024·春晖中学高一右图为某种生物的细胞核及相关结构示意图。下列有关叙述正确的是(　B　) A．核孔是大分子物质进出的通道，不具有选择性 B.图示中有中心体，说明该生物为低等植物或动物 C．染色质或粗或细，由 DNA 和蛋白质组成 D．黑藻无图示结构 【解析】核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出的通道，但核孔对物质的进出具有选择性，比如DNA不能出细胞核，A错误；中心体存在于低等植物细胞和动物细胞中，图示中有中心体，说明该生物为低等植物或动物，B正确；染色质是细丝状的，主要由DNA 和蛋白质组成，C错误；黑藻是真核生物，有图示成形的细胞核，D错误。 5．2024·温州中学高一如图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接：将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了伞帽。下列有关评价合理的是(　A　) A．该实验由于无对照实验，不能证明细胞核是遗传的控制中心 B．该实验证明了细胞溶胶是遗传的控制中心 C．如果除去该伞藻的细胞核，它仍能正常生存 D．长出的伞帽与甲的伞帽特征相同 【解析】该实验由于无对照实验，不能证明细胞核是遗传的控制中心，A正确；DNA主要存在于细胞核中，细胞核是遗传的控制中心，B错误；细胞核是细胞代谢的控制中心，除去细胞核，伞藻不能正常生存，C错误；嫁接后长出的伞帽与乙的伞帽特征相同，D错误。 6．2024·义乌中学高一为了研究细胞核的作用，一位生物学家研究了100个细胞，他把每个细胞都分成含有细胞核和不含细胞核两个部分，然后把这些细胞放在同样的条件下培养，结果如下表。下列叙述正确的是(　D　) 时间/天 1 2 3 4 5 6 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天无核部分比有核部分存活率高，说明去掉细胞核有利于细胞生存 B．有核部分有20%～30%的死亡率，说明细胞质也能控制细胞的存活 C．该实验应设置空白对照组，再准备100个完整细胞统计存活率 D．该实验的结论为细胞核是细胞进行生命活动所必需的 【解析】第1天无核部分比有核部分存活率高，不能说明去掉细胞核有利于细胞生存，有可能是由统计误差或样本数量不够大造成的，A错误；有核部分的细胞个别死亡最可能是由于人为伤害或细胞正常凋亡，B错误；该实验中含有细胞核的那一组就可以作为对照组，不需要设置空白对照组，C错误；该实验说明细胞进行正常的生命活动需要细胞核，D正确。 温馨提示：请完成高效作业10) 学科网（北京）股份有限公司 $$