内容正文:
第3节 细胞核的结构和功能
知识点一
重难探究
(1)提示:该实验没有设置对照。可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中进行培养作为对照,增强实验的说服力。
(2)提示: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)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。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)提示:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响,是对嫁接实验的有效补充。
即学即练
1.D 细胞质是细胞代谢的主要场所,A错误;细胞核是遗传物质的储存和复制场所,但题干中没有涉及相关信息,B错误;细胞核是细胞遗传性状的控制中心,但题干中没有涉及变形虫的各种性状特征,C错误。
2.B 虽然伞藻可分为帽、柄、假根三部分,但其属于单细胞生物,A错误。将伞形帽伞藻的伞柄嫁接到菊花形帽伞藻的假根上,长出菊花形帽伞藻;将菊花形帽伞藻的伞柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上,长出伞形帽伞藻,故该实验说明了伞帽的形状与假根有关,B正确。为了减少随机因素干扰,在实验过程中应设置重复组,应多取几个伞藻进行实验,C错误。菊花形帽伞藻的伞帽和假根都是植物细胞的部分结构,含有细胞壁,D错误。
知识点二
重难探究
1.(1)提示: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。
(2)提示:代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数量较多,核仁较大。
(3)提示:RNA和某些蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道是核孔,但并不是所有的大分子都能通过核孔,如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。
(4)提示: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。
(5)提示: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.(1)DNA 染色质 (2)遗传信息库 遗传物质DNA 遗传信息 (3)细胞代谢和遗传 遗传信息
即学即练
3.B ①为核膜,是双层膜,其上有④核孔,是大分子物质进出细胞核的通道,A错误;④是核孔,是某些大分子物质进出细胞核的通道,而细胞核行使遗传功能的结构是②染色质,C错误;细胞核是遗传物质储存和复制的场所,是细胞代谢和遗传的控制中心,D错误。
4.A NPC是核孔复合物,是大分子物质进出细胞核的通道,NPC的数量与细胞代谢强度有关,通常代谢越旺盛的细胞NPC越多,A正确;附着有NPC的核膜可以与内质网膜直接相连,但不能与细胞膜直接相连,B错误;DNA不能通过核孔进出细胞核,C错误;NPC是核孔复合物,原核细胞无成形的细胞核,D错误。
【随堂热练】
1.C 蝾螈受精卵无核的一半不能分裂,A错误;将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的柄嫁接,将长成伞形帽伞藻,B错误;将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈去核的卵细胞中,结果发育成黑色美西螈,D错误。
2.D 生物膜系统包括细胞膜、细胞器膜、核膜,核膜具有双层膜,也是生物膜系统的组成部分,A正确;内质网可以内连核膜,外连细胞膜,B正确;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,DNA不能进出细胞,C正确;核仁与核糖体的形成有关,核孔是细胞核和细胞质之间物质交换和信息交流的通道,所以代谢旺盛的细胞,其核孔数较多,核仁较大,D错误。
3.D 同一生物体内所有体细胞的蓝图都一样,因为一个生物体内所有的细胞都是由一个受精卵细胞分裂发育而来的,都有相同的一组DNA,A正确;脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息,脱氧核苷酸的排列顺序不同,遗传信息也就不同,B正确;细胞核依据蓝图,进行物质合成、能量转换等,实现对细胞代谢的控制,C正确;病毒分为DNA病毒和RNA病毒,RNA病毒的遗传信息储存在RNA中,D错误。
4.A 绘制细胞亚显微结构示意图属于构建物理模型,A错误;数学模型包括公式和曲线图两种形式,所以绘制不同温度下酶活性变化的曲线属于构建数学模型,B正确;利用废旧物品制作的生物膜结构模型是以实物直观地表达认识对象的特征,属于物理模型,C正确;概念模型是通过分析大量的具体形象,分类并揭示其共同本质,将其本质凝结在概念中,利用箭头和名称表示的细胞各部分结构关系图属于概念模型,D正确。
5.(1)真核 电子显微镜 (2)核孔 物质交换 信息交流 (3)内质网 (4)蛋白质 DNA 核仁 (5)遗传 代谢
解析:(1)该图为典型细胞核及其周围部分结构示意图,图中1是内质网、2是核孔、3是染色质、4是核仁、5是核膜,只有真核细胞才有该结构,且在电子显微镜下才能看到题图所示的结构。(2)核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,大分子物质通过核孔进出细胞核。(3)核膜的外膜与内质网相连,从而加强了细胞核与细胞质在生命活动过程中的联系。(4)结构[3]是染色质,染色质主要由DNA和蛋白质组成,核仁与核糖体及某种RNA的合成有关。(5)细胞核是遗传信息储存库,是细胞遗传和代谢的控制中心。
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第3节 细胞核的结构和功能
1.通过分析细胞核功能的实验,强化科学探究。
2.通过分析细胞核的结构和功能,形成结构与功能观。
3.通过制作真核细胞的三维结构模型,提升模型与建模能力。
知识点一 细胞核的功能
1.细胞核的分布
除了高等植物成熟的 和哺乳动物 等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。
注:有的真核细胞有多个细胞核,如骨骼肌细胞、双小核草履虫等。
2.细胞核的功能探究
(1)黑白美西螈核移植实验
(教材P54“资料1”)美西螈的皮肤颜色是由表皮细胞内黑色素决定的。表皮细胞内合成了黑色素,使细胞呈黑色,不能合成黑色素的,皮肤呈白色,这一合成过程是由 控制的。
(2)蝾螈受精卵横缢实验
(3)变形虫切割实验
(4)伞藻嫁接和核移植实验
(教材P54“资料4”)伞藻、衣藻均属于绿藻类的 生物,黑藻是 ,颤蓝细菌属于 生物。
3.探究结论:大量事实表明细胞核的功能是细胞核控制着细胞的 。
(1)真核细胞都有细胞核。( )
(2)某些细胞无细胞核,说明细胞核不是细胞进行生命活动所必需的。( )
(3)细胞核是储存遗传信息和细胞代谢的主要场所。( )
(4)伞藻嫁接与核移植实验证明细胞核是生命活动的控制中心。( )
探究|细胞核的功能
阅读教材P54~55,思考回答:
(1)资料1从实验设计的原则上分析,该实验的设计并不严密,请指出不严密之处并进行完善。
(2)资料2请分析蝾螈受精卵横缢实验中对照实验的设计。
(3)资料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)资料4伞藻实验中在伞藻嫁接之后为什么还要设计伞藻核移植实验?
1.选择伞藻作为研究细胞核有关功能的实验材料的优点
(1)伞藻是一类大型的单细胞海生绿藻,细胞核位于基部的假根内;(2)伞帽形态差异明显;(3)不同伞藻间容易嫁接。
2.细胞核的功能归纳
1.(教材P55“资料3”改编)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,发现其代谢等活动又能恢复,这说明了细胞核是( )
A.细胞代谢的主要场所
B.遗传物质的储存和复制场所
C.细胞遗传性状的控制中心
D.细胞生命活动的控制中心
2.(教材P55“资料4”改编)伞藻可以分为帽、柄、假根三个部分,细胞核位于假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做了嫁接实验,如图所示。下列说法正确的是( )
A.伞藻是一种多细胞藻类
B.该实验说明了伞帽的形状与假根有关
C.为了减少随机因素的干扰,本实验应只取两个伞藻进行实验
D.菊花形帽伞藻的伞帽和假根的形态不规则,其不含细胞壁
知识点二 细胞核的结构
1.细胞核的结构
2.染色质与染色体
(1)特点:容易被 染成深色。
(2)与染色体的关系: 物质在细胞不同时期的两种 。
【微思考】 将染色质(与染色体)用蛋白酶水解后的剩余产物主要是什么?
3.细胞核功能的全面阐述
细胞核是 ,是细胞代谢和遗传的 。
(教材P56“旁栏思考”改编)同一个体的不同细胞的“蓝图”指的是 ;正是这张“蓝图”储藏在细胞核里,细胞核才具有控制细胞代谢的功能。
4.细胞在生命系统中的地位
(1)结构特点
①结构复杂而精巧;
②各组分之间 成为一个统一的整体。
(2)地位
①生物体结构的 ;
② 的基本单位。
5.尝试制作真核细胞的三维结构模型
(1)模型概述
(2)建构模型的基本步骤
(1)核膜上的核孔可以让蛋白质和DNA自由进出。( )
(2)代谢旺盛的细胞,核孔数目较多。( )
(3)RNA通过核孔进入细胞质需穿过2层膜。( )
(4)拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是构建了细胞的物理模型。( )
探究一|分析细胞核的结构
1.观察下面的细胞核结构图,讨论相关问题:
(1)简要指出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上的差异。
(2)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的强弱有什么关系?
(3)如何理解核孔具有选择性?
(4)在所有的细胞中,核糖体的形成都一定与核仁有关吗?
(5)染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义?
探究二|细胞核的结构与功能的关系
2.(1)将图中内容补充完整并回答下列相关问题。
(2)细胞核是 。细胞核是 储存和复制的主要场所。DNA储存着 。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。
(3)细胞核是 的控制中心。细胞依据 进行物质合成、能量转换和信息交流,完全生长、发育、衰老和凋亡。
染色质与染色体
比较项目
染色质
染色体
不同点
存在时期
分裂间期
分裂期
形态
极细的丝状
呈圆柱状或杆状
相同点
成分
主要是DNA和蛋白质
特性
易被碱性染料当成深色
功能
遗传物质的主要载体
关系
同一物质在细胞不同时期的两种存在状态;转化关系如下:
染色质染色体
3.(教材P56“图3-10”改编)如图为细胞核结构模式图,下列对其结构及功能的叙述,正确的是( )
A.①是单层膜,其上有④,允许各种分子进出
B.②是染色质,其主要由DNA和蛋白质组成
C.③是核孔,它是细胞核行使遗传功能的结构
D.细胞核是细胞代谢的主要场所
4.真核细胞细胞质和细胞核之间有一个双向通道,组成这个通道的生物大分子是核孔复合物(NPC)。下列相关分析正确的是( )
A.NPC的数量与细胞代谢强度有关,通常代谢越旺盛的细胞NPC越多
B.附着有NPC的核膜为双层膜结构,且与内质网膜和细胞膜直接相连
C.大分子物质如DNA进出细胞核需要消耗能量
D.原核细胞的NPC数量少于真核细胞
1.(教材P54~55“思考·讨论”改编)下列关于细胞核的实验的说法,正确的是( )
A.将蝾螈受精卵用头发横缢为有核和无核的两半,两半都能分裂
B.将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的柄嫁接,将长成菊花形帽伞藻
C.将变形虫切成两半,一半有核,一半无核,无核的一半对外界刺激不再发生反应
D.将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈去核的卵细胞中,该卵细胞发育成白色美西螈
2.(2025·广东广州高一期中)细胞核是遗传物质的主要存在部位,在细胞的代谢、生长、分化过程中起着重要的作用。下列与细胞核相关的叙述,错误的是( )
A.核膜为双层膜结构,也是生物膜系统的组成部分
B.核膜可以和内质网膜直接相连
C.核孔是大分子物质如蛋白质和RNA等物质进出细胞核的孔道
D.代谢旺盛的细胞,其核孔数较多,核仁较小
3.(教材P56“旁栏思考”改编)遗传信息就像细胞生命活动的蓝图,有关叙述错误的是( )
A.同一生物体内所有体细胞的蓝图都一样
B.脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息
C.正是由于这张蓝图,细胞核才具有控制细胞代谢的功能
D.病毒的遗传信息储存在DNA中
4.(2025·河北邯郸高一期末)下列关于模型的叙述,不正确的是( )
A.绘制细胞亚显微结构示意图属于构建概念模型
B.绘制不同温度下酶活性变化的曲线属于构建数学模型
C.利用药盒等废旧物品制作的生物膜结构模型属于物理模型
D.利用箭头和名称表示的细胞各部分结构关系图属于概念模型
5.(2025·福建南平高一期末)下面为典型细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答:
(1)只有在 (填“原核”或“真核”)细胞中,使用 (填“电子显微镜”或“光学显微镜”)才可以看到此图所表示的结构。
(2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[2] 。它可以实现核质之间频繁的 和 。
(3)核膜由双层膜组成,其外层膜与[1] 膜相连,从而加强了细胞核与细胞质在生命活动过程中的联系。
(4)结构[3]主要是由 和 组成的;核糖体的合成与图中[4] 有关。
(5)细胞核的生理功能是遗传物质储存和复制的场所,是细胞 和 的控制中心。
提示:完成课后作业 第3章 第3节
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