3.3细胞核的结构和功能知识清单2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

本高中生物学讲义聚焦细胞核的结构与功能核心知识点，从分布（真核细胞除极少数外均有细胞核，原核细胞无核）入手，梳理概念后详细解析核膜、核孔、核仁、染色质的组成特点及功能，结合经典实验（美西螈核移植等）阐明其作为遗传信息库及代谢遗传控制中心的功能，构建从结构到功能的学习支架。 资料以表格对比核结构各部分功能，强化结构与功能观的生命观念，通过四个经典实验案例（如伞藻核移植实验）引导学生基于证据分析结论，培养科学思维。课中助教师清晰授课，课后易错点及对比表格助力学生巩固知识，弥补理解盲点。

　细胞核的结构和功能 一、细胞核的分布与功能 1.分布 (1)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)原核细胞无细胞核。 2.概念：细胞核是真核细胞内最大的、最重要的细胞器，是细胞遗传和代谢的控制中心。 3.结构 由核膜、核孔、核仁、染色质四部分组成，各部分具有特定的结构和功能： 结构 组成/特点 功能 核膜 双层膜(内外两层膜）,内膜光滑面向核质，外膜常与内质网相连，外膜上有核糖体附着，内外膜间有膜间腔。 将核内物质与细胞质分开，控制物质进出 核孔 核膜上的孔道，由多种蛋白质组成 是核质之间物质交换和信息交流的通道，具有选择性（大分子如蛋白质、RNA通过，DNA不通过）。 核仁 与某种RNA的合成及核糖体的形成有关 参与核糖体的形成，与蛋白质合成密切相关 染色质 DNA和蛋白质组成，易被碱性染料着色 DNA的主要载体，遗传信息的主要储存者 ①核膜周期性变化：在细胞分裂过程中，核膜在前期解体、末期重建，不是始终存在的。 ②原核细胞无核膜，只有拟核（裸露的DNA），拟核是遗传物质储存的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。 ③代谢旺盛的细胞中，核仁较大，核孔数量多；核孔具有选择性，不是所有物质都能通过；DNA不能通过核孔出细胞核。 ④核膜是双层膜，不是单层膜；线粒体、叶绿体也是双层膜。 ⑤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，它们的主要成分都是DNA和蛋白质。 ⑥核仁在光学显微镜下为折光性较强的致密小体。核仁的大小、形态和数目随生物的种类、细胞类型和细胞代谢状态的变化而变化。 ⑦细胞核也包含有核基质，核基质是核内的无定形成分，构成细胞核内的液体环境。 核膜（双层膜，屏障）；核孔（选择性通道）；核仁（核糖体工厂）；染色质（遗传信息库） 4. 功能 细胞核是遗传信息库、细胞遗传和代谢的控制中心，其主要功能包括： ① 遗传信息库：细胞核内染色质上的DNA储存着遗传信息，是遗传信息的主要载体。 ② 控制细胞代谢：通过转录产生mRNA，控制蛋白质的合成，从而控制细胞的代谢活动。 ③ 控制细胞遗传：通过DNA复制和细胞分裂，将遗传信息传递给子代细胞，控制生物的遗传。 一库：遗传信息库（储存遗传信息）； 两控：控制代谢（通过mRNA控制蛋白质合成）、控制遗传（通过DNA复制传递给子代）。 易错点：「控制中心」≠「代谢中心」：细胞核是控制中心，代谢中心是细胞质基质。 5.证明细胞核功能的经典实验 实验一：黑白美西螈核移植实验 （1）该实验中，黑美西螈提供细胞核，白美西螈提供细胞质、细胞膜等结构，结果后代全部发育成黑色的。 （2）实验一说明美西螈皮肤颜色是由细胞核控制的。 实验二：蝾螈受精卵横缢实验 （1）甲组实验中，A部分无细胞核，不会分裂；B部分有细胞核，会分裂。 （2）乙组实验中，从B部分向A部分挤入一个细胞核后，A部分有细胞核，细胞会分裂，但会慢一些；B部分有细胞核，会分裂。 （3）经对照分析可以看出，细胞核控制着细胞的分裂、分化。蝾螈受精卵的横缢实验说明：没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。 实验三：伞藻嫁接实验、核移植实验 将伞藻（菊花形帽）的核移植到伞藻（伞形帽）的去核假根中，发育出的伞藻帽与提供细胞核的伞藻（菊花形帽）一致。 将伞藻的核取出，移植到另一种伞藻的去核部分，观察帽的形态。结果帽的形态与提供细胞核的伞藻一致。 实验结论：不论在嫁接实验还是在核移植实验中，新长出的伞帽都跟提供细胞核的伞藻的伞帽相同，即细胞核控制生物的性状，伞藻的帽形由细胞核决定，进一步证明细胞核是遗传控制中心。 实验四：变形虫切割实验 将变形虫切成两部分，有核部分能继续存活、分裂、再生；无核部分几天后死亡。若在无核部分植入新核，又能恢复生命活动。 实验结论：（1）由实验四可知，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。 （2）通过变形虫的切割实验得出：细胞核是细胞生命活动的控制中心。 总结细胞核与细胞质的关系分析 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 细胞核控制细胞质，但不是单向控制，细胞质也影响细胞核，单独的细胞核不能存活，需要细胞质提供物质和能量，单独的细胞质也不能长期存活，需要细胞核的控制。 凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞、血小板、植物的筛管细胞；人工去核的细胞也不能存活太久。 细胞核与细胞质的相互依存关系 细胞核和细胞质是相互依存、不可分割的统一整体： ① 细胞核控制细胞质：细胞核通过转录产生mRNA，控制细胞质中蛋白质的合成，从而控制细胞质的代谢。 ② 细胞质为细胞核提供物质和能量：细胞核所需的核苷酸、氨基酸、ATP等物质和能量由细胞质提供。 ③ 核质互作：细胞核和细胞质相互影响、相互制约，共同维持细胞的正常生命活动。 这种精密的协作机制确保了遗传信息的准确表达与细胞代谢的高效运行。若二者分离，不仅会导致生命活动停滞，更会引发细胞结构的崩解。因此，在理解细胞功能时，必须将其视为一个动态平衡的系统，而非孤立组分的简单叠加。只有核质和谐共存，细胞才能完成生长、分化及应激响应等复杂生理过程，展现出完整的生命特征。 6.染色质与染色体的概念 （1）染色质与染色体的概念：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，它们的主要成分都是DNA和蛋白质。成分相同（DNA和蛋白质），形态不同。 （2） 染色质与染色体的比较 比较项目 染色质 染色体 存在时期 分裂间期 分裂期（前期、中期、后期、末期） 形态 细长的丝状，分散在核内 圆柱状或杆状，光学显微镜下可见 成分 DNA和蛋白质 DNA和蛋白质（成分相同） 功能 储存遗传信息，控制细胞代谢 遗传信息传递给子代细胞 特性 易被碱性染料染成深色 易被碱性染料染成深色 转化关系 分裂前期：染色质螺旋化变粗变短成为染色体 分裂末期：染色体解螺旋化变细变长成为染色质 注：①染色质和染色体都容易被碱性染料着色（如龙胆紫、醋酸洋红）。 ②原核细胞无染色质（DNA裸露，不与蛋白质结合），只有拟核。 （3） 染色质与染色体的转化 染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种状态，转化关系如下： 染色质 →（分裂前期：螺旋化、变粗变短）→ 染色体 →（分裂末期：解螺旋化、变细变长）→ 染色质 7.细胞在生命系统中的地位：是一个统一的整体 1）结构特点 (1)作为基本的生命系统，结构复杂而精巧。 (2)各组分之间分工合作成为一个整体。 2）地位 生物体结构的基本单位，生物体代谢和遗传的基本单位。 学科网（北京）股份有限公司 $