第2章 第2节 第3课时 遗传信息主要储存在细胞核中（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一生物必修1 分子与细胞学习笔记（苏教版）

本高中生物学讲义聚焦“遗传信息主要储存在细胞核中”，系统梳理细胞核的结构（核膜、核孔、核仁、染色质等）及功能，通过变形虫切割、伞藻嫁接等实验构建结构与功能的联系，辅以实验原理分析、判断正误等学习支架。 以生命观念中的结构与功能观为核心，通过任务驱动（核孔功能分析）和实验探究（伞藻嫁接对照实验）培养科学思维，设计模型制作活动提升探究实践能力。课中助力教师引导学生深度理解，课后通过归纳表格和对点练帮助学生查漏补缺。

第3课时　遗传信息主要储存在细胞核中 [学习目标]　1.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。2.结合相关实验，理解细胞核是生命系统的控制中心。3.尝试制作真核细胞亚显微结构模型。 一、细胞核的结构 1．细胞核的分布、形态和数量 (1)分布：除哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞外，真核生物的细胞都有细胞核。 (2)形态：通常是球形，也有椭球形、扁平形和不规则形。 (3)数量：一般一个细胞只有一个细胞核，但也有些细胞(如脊椎动物的骨骼肌细胞)含有多个细胞核。 2．细胞核的结构 (1)核膜 ①结构：有内、外两层。 ②功能：把细胞质和细胞核内的物质隔开。 (2)核孔 功能：核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换和信息交流的主要通道。 (3)核仁 ①形态、结构：细胞核中球状或椭球状的颗粒结构，没有膜包被。 ②功能：核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关。在蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁的体积大。 ③特点：在细胞分裂过程中，核仁会周期性地消失和重建。 (4)染色质 ①特性：易被碱性染料染成深色。 ②组成成分：主要由DNA和蛋白质组成。 ③染色质与染色体的关系：是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态。 (5)核基质 ①成分：包括以蛋白质成分为主的网架结构体系，以及网孔中充满的液体。 ②功能：是细胞核的骨架，与DNA复制、基因表达及染色体的组装与构建存在密切关系。 3．利用甲基绿—派洛宁染色液染色DNA和RNA (1)染色剂 ①A液配制好后，放入棕色试剂瓶中备用。 ②B液是pH为4.8的缓冲液。 ③甲基绿—派洛宁染色液要现配现用。 (2)实验原理和结论 判断正误 (1)核仁被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行(　　) (2)染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质(　　) (3)核基质包括以磷脂为主的网架及其中的液体(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)× 提示　(2)染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态。(3)核基质包括以蛋白质成分为主的网架结构体系，以及网孔中充满的液体。 任务一：分析核孔的结构和功能 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。 (1)据以上信息能否说明各种大分子物质都能自由进出核孔？并说明理由。 提示　不能说明各种大分子物质都能自由进出核孔。核孔具有选择性，例如：允许某些RNA和蛋白质等生物大分子通过，DNA不能通过。 (2)代谢旺盛的细胞中，蛋白质合成量越大，细胞核和细胞质之间的物质交换越频繁。据此推测，核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？ 提示　代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔数量多。 (3)某些RNA和蛋白质等生物大分子进出细胞核穿过膜的层数为0。 核心归纳　染色体与染色质的关系 项目 组成 形态 存在时期 形成过程 染色质 DNA和蛋白质(主要) 细丝状 分裂结束时 染色体解螺旋 染色体 DNA和蛋白质(主要) 圆柱状或杆状 细胞分裂时 细胞核解体，染色质高度螺旋化缩短变粗 关系 细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态 1．(多选)下列关于细胞核结构的叙述，正确的是(　　) A．DNA主要分布在细胞核中 B．不同细胞的细胞核数量和结构都是相同的 C．核孔是DNA、RNA和蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道 D．染色质的主要成分是DNA和蛋白质 答案　AD 解析　DNA主要分布在细胞核中，在线粒体和叶绿体中也有少量分布，A正确；不同细胞的细胞核数量不同，有的细胞无成形的细胞核，有的细胞含有一个细胞核，有些特殊的细胞含有多个细胞核，B错误；核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换和信息交流的主要通道，细胞核内外的蛋白质、RNA等生物大分子可以通过核孔进出，而DNA不能通过核孔，C错误；染色质是指细胞核内能被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成，D正确。 2．如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③____________、④__________和⑤核膜、核孔、核基质等构成的。 (2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是②__________。核糖体的形成与图中______(填序号)结构有关。 (3)细胞核的核膜有__________层膜，其外层膜与①________膜相连，从而加强了细胞内各种膜结构在生命活动过程中的联系。 答案　(1)染色质　核仁　(2)核孔　④　(3)2　内质网 二、细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心 1．变形虫切割实验 (1)实验过程 (2)实验结论：细胞核可以调控细胞的代谢过程。 2．伞藻是一类单细胞生物，可分为帽、柄和假根三个部分，不同类型的伞藻，帽的形态也不同。 3．细胞核的功能 细胞核不仅控制细胞的代谢过程，也控制生物体的遗传性状，是细胞代谢和遗传的调控中心。 4．制作真核细胞亚显微结构模型 (1)模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态、生理形态或运动形态，是原型的某个表征和特征，也是对原型的抽象和概括。模型不再包括原型的全部特征，但能体现原型的本质特征。 (2)物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的。它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的真核细胞亚显微结构模型就是物理模型。 判断正误 (1)细胞核是细胞代谢的中心(　　) (2)用橡皮泥捏成的线粒体属于物理模型(　　) (3)细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√ 提示　(1)细胞核是细胞代谢的调控中心，不是细胞代谢的中心。 任务二：分析细胞核的功能 1．现有两种类型的伞藻，一种是伞形帽伞藻，另一种是菊花形帽伞藻。为了探究细胞核在细胞中的作用，某人用伞藻做了如图所示的实验。 ①将两种伞藻的伞帽和伞柄分别剪掉，留下假根。 ②将伞形帽伞藻的伞柄嫁接到菊花形帽伞藻的假根上。 ③将嫁接后的伞藻放在适宜的条件下培养一段时间，结果发现，在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形伞帽。 根据上述实验，回答下面的问题： (1)该实验是一个不完整的实验，应该设计一个对照实验，该对照实验为将菊花形帽伞藻的伞柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上。 (2)为了更清楚地说明细胞核(排除假根中细胞质的影响)的作用，除上述实验外，还可以通过移植细胞核来完成，实验过程如下： A组：将菊花形帽伞藻假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的伞形帽伞藻的假根中。 B组：将伞形帽伞藻假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的菊花形帽伞藻的假根中。 (3)预测实验现象 A组：在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形帽。 B组：在菊花形帽伞藻的伞柄上长出了伞形帽。 (4)通过以上实验，得出的结论是细胞核是细胞遗传的调控中心。 2．细胞切割实验 (1)如果你是研究者，该怎样描述表中数据？你能得出什么结论？ 时间/d 细胞无核部分的存活个数 细胞有核部分的存活个数 0 100 100 1 81 79 2 62 78 3 20 77 4 0 74 10 0 67 30 0 65 提示　结果：与有核部分相比，细胞无核部分随着培养天数的增加，存活个数更少(或减少的速度更快)，第4天就没有存活的细胞了。结论：细胞核是活细胞所必需的结构。 (2)有人质疑这位生物学家，要求他对这么多细胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。请你尝试为这位生物学家做出解释。 提示　一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常死亡。 核心归纳　细胞核与细胞质的关系 项目 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 3．(2024·连云港高一检测)科学家已知伞藻的伞帽形态主要由假根中的细胞核控制，并用伞形帽和菊花形帽两种伞藻进行了一个嫁接实验，如图表示其中的一组。下列对此实验的有关分析，错误的是(　　) A．本实验中的另一组应该将乙的伞柄移植到甲的假根上 B．由本实验可以推测伞帽的形态可能主要与假根有关 C．若要进一步验证细胞核的功能，还应进行核移植实验 D．实验表明伞柄和假根中都有细胞质，但由细胞核控制其帽形 答案　D 解析　由题图可知，本实验是将甲的伞柄移植到乙的假根上，则另一组应该将乙的伞柄移植到甲的假根上，A正确；由本实验可以推测伞帽的形态可能主要与细胞核有关，但不能排除假根中其他物质的作用，若要进一步验证细胞核的功能，还应进行核移植实验，以排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻的伞帽形状，B、C正确；本实验不能直接证明细胞核控制其帽形，还需要进一步验证，D错误。 4．如图表示变形虫的切割和核移植实验。该实验不能得出的结论是(　　) A．细胞核是遗传物质储存和复制的场所 B．细胞核是细胞新陈代谢的调控中心 C．细胞核和细胞质相互依存，相互影响 D．细胞结构的完整性是细胞生存的基础 答案　A 课时对点练 [分值：100分] 第1～8题，每题5分；第9～13题，每题6分，共70分。 题组一　细胞核的结构 1．细胞核中遗传物质DNA的载体是(　　) A．核膜 B．染色体(质) C．核仁 D．核孔 答案　B 题点　染色质的组成及特点 2．(2025·连云港高一期中)下列关于细胞核的叙述中，错误的是(　　) A．哺乳动物成熟红细胞寿命较短与其不含细胞核有关 B．核膜为双层膜结构，其主要成分是磷脂和蛋白质 C．核仁与某种RNA以及核糖体蛋白质的合成有关 D．不同细胞中核膜上的核孔数量不同，具体数量与细胞代谢旺盛程度有关 答案　C 解析　核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关，而核糖体蛋白质是在细胞质中合成的，C错误。 题点　核孔、核膜、核仁 3．结合细胞核的结构模式图，下列有关叙述错误的是(　　) A．③所代表的结构含两层磷脂分子，④可与③直接相连 B．若②被破坏，则该细胞中蛋白质的合成将不能正常进行 C．核孔的数量会随细胞种类以及细胞代谢状况的不同而改变 D．①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂的不同时期呈现不同的状态 答案　A 解析　③是核膜，为双层膜，含4层磷脂分子，A错误；②是核仁，与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关，核仁被破坏，将导致蛋白质的合成不能正常进行，B正确；细胞种类以及细胞代谢状况不同，核孔数量也不同，代谢旺盛时，核孔数量较多，C正确；①为染色质，其主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂的不同时期呈现不同的状态，D正确。 题点　细胞核的结构综合 题组二　细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心 4．(2025·镇江高一阶段检测)下列关于细胞核的叙述，错误的是(　　) A．细胞核是细胞代谢的中心，控制着遗传 B．核膜为双层膜，将核内物质与细胞质分开 C．细胞分裂时，染色质螺旋变粗成为染色体 D．筛管细胞成熟过程中细胞核会退化消失 答案　A 解析　细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心，A错误；核膜为双层膜，将核内物质与细胞质分开，核膜上有核孔，B正确；细胞分裂时，染色质螺旋变粗成为光学显微镜下可见的染色体，C正确；筛管细胞成熟过程中细胞核会退化消失，有利于物质运输，D正确。 题点　细胞核的结构综合 5．(2024·南京高一期中)伞藻由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接实验(如图所示)。下列相关叙述正确的是(　　) A．①的帽形为伞形帽，②的帽形为菊花形帽 B．新长出的伞帽与提供伞柄的伞藻的伞帽相同 C．上述实验说明细胞核控制伞藻细胞的代谢 D．上述实验说明伞藻的伞帽形状与假根有关 答案　D 解析　①为伞形帽的伞柄嫁接到菊花形帽的假根上，长出菊花形帽，②为菊花形帽的伞柄嫁接到伞形帽的假根上，长出伞形帽，A错误；新长出的伞帽与提供假根的伞藻的伞帽相同，B错误；题述实验只能说明伞藻的伞帽形状与假根有关，不能说明细胞核控制伞藻细胞的代谢，C错误，D正确。 题点　细胞核功能的实验探究 6．细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(如图所示)进行探究：①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只是很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂；②b部分分裂到16～32个细胞时，将一个细胞核挤入到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，进而发育成胚胎，只是发育得比b慢一些。下列叙述错误的是(　　) A．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关 B．实验说明细胞的寿命与细胞核有关 C．实验②中，a部分的操作与实验①中形成对照 D．实验①中，b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组 答案　B 解析　有核或植入核的部分能分裂、分化，无核的部分则停止分裂，说明细胞核与细胞的分裂、分化有关，A正确；整个实验并没有涉及细胞的寿命，不能证明细胞核与细胞寿命的关系，B错误；实验②中，a部分植入核，与实验①中的无核形成对照，C正确；实验①中，a部分无核不分裂也不能长大，与b有核部分对照，因此b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组，D正确。 题点　细胞核功能的实验探究 7．(2024·南京高一期中)人的红细胞和精子的寿命都较短，这一事实体现了(　　) A．环境因素对细胞生命活动的影响 B．细胞执行的功能对细胞寿命的影响 C．核质相互依存的关系 D．细胞核对细胞生命活动的影响 答案　C 解析　人成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短，说明离开了细胞核的细胞质不能存活很久；人类的精子几乎不含细胞质，其寿命也很短，说明离开了细胞质的细胞核也不能存活很久。这些事实体现了核质相互依存的关系，说明细胞必须保持完整性，才能完成各项生命活动。 题点　细胞核的功能 题组三　制作真核细胞亚显微结构模型 8．(2025·扬州高一期中)下列关于制作真核细胞亚显微结构模型的说法，正确的是(　　) A．在设计并制作细胞模型时，科学性、准确性应该是第一位的 B．在设计并制作细胞模型时，美观是第一位的 C．拍摄洋葱表皮细胞的显微照片是建构了细胞的物理模型 D．真核细胞的亚显微结构模型通过抽象的形式来表达认识对象的特征 答案　A 解析　在设计并制作细胞模型时，科学性、准确性是第一位的，美观是次要的，A正确，B错误；拍摄洋葱表皮细胞的显微照片是实物图，不属于模型，C错误；真核细胞的三维结构模型就是一种物理模型，物理模型是把真实事物按比例放大或缩小制成的，它可以模拟事物的某些功能和性质，D错误。 题点　建构模型 9．(2024·徐州高一期末)心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病之一。最新研究表明，其致病机制是核孔上核孔复合物的运输障碍。下列说法错误的是(　　) A．核膜由4层磷脂分子组成 B．房颤可能与核质间的信息交流异常有关 C．人体不同细胞的核孔数量不一定相同 D．蛋白质、RNA等可以随意通过核孔进出细胞 答案　D 解析　核膜为双层膜，由4层磷脂分子组成，A正确；由题意可知，房颤的致病机制是核孔上核孔复合物的运输障碍，因此房颤可能与核质间的信息交流异常有关，B正确；人不同细胞的代谢强弱不一定相同，因此核孔数量不一定相同，C正确；蛋白质和RNA等大分子物质选择性地通过核孔进出细胞核，说明核孔复合物控制物质进出细胞核具有选择性，D错误。 题点　核孔、核膜、核仁 10．(2025·徐州高一期中)如图为以某种动物受精卵为材料进行的三组实验，下列有关分析正确的是(　　) A．实验①和实验③对比，可说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性 B．实验②和实验③对比，可说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性 C．实验③的结果可说明细胞核是细胞的代谢中心和遗传的控制中心 D．实验①②③的结果可说明细胞核和细胞质相互依存，缺一不可 答案　D 解析　实验①和实验③对比，可说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性，A错误；实验②和实验③对比，可说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性，B错误；实验③的结果只能说明细胞核是细胞遗传的控制中心，不能说明是细胞代谢中心且细胞代谢中心是细胞质基质，C错误；由实验①②③的结果可知，细胞核和细胞质相互依存，缺一不可，二者同时存在才能正常存活，D正确。 题点　细胞核功能的实验探究 11．(多选)(2025·扬州高一期中)如图表示某真核细胞内三种具有双层膜的结构，下列有关叙述不正确的是(　　) A．含有DNA和RNA的只有图a、b B．图a、b、c普遍存在于动物细胞与植物细胞中 C．图a、b、c分别代表线粒体、叶绿体、细胞核 D．图c中的孔道有选择性 答案　AB 解析　图a、b、c分别表示线粒体、叶绿体、细胞核，三者都含有DNA和RNA，A错误、C正确；图a(线粒体)、图c(细胞核)普遍存在于动物细胞与植物细胞中，图b(叶绿体)只存在于植物部分细胞中，B错误；图c中的孔道为核孔，是某些生物大分子进出细胞核的通道，具有选择性，D正确。 题点　细胞核的结构综合 12．(多选)研究者使用电子显微镜观察染色质时，发现染色质其实是由很多串珠状的结构聚合在一起形成的。使用水解DNA的酶处理上述结构后，“珠子”之间的“连线”消失了，但是“珠子”还在；若使用水解蛋白质的酶处理，则“珠子”被分解，“连线”尚在。该实验不能得出的结论是(　　) A．染色质主要是由DNA和蛋白质组成的 B．染色质和染色体是同一物质 C．染色质是能被碱性染料染成深色的物质 D．“珠子”是DNA，“连线”是蛋白质 答案　BCD 题点　染色质的组成及特点 13．(多选)(2024·宿迁高一期中)核孔复合物(NPC)是细胞核的重要结构，某科研团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构，取得了突破性进展。通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在与细胞核膜高度弯曲的部分。下列叙述错误的是(　　) A．附着NPC的核膜为双层膜结构，且可以与内质网膜相联系 B．代谢越旺盛的细胞，NPC数量越少 C．NPC只允许大分子物质通过 D．NPC对于细胞核与细胞质间蛋白质、DNA等大分子的进出有选择作用，并且消耗能量 答案　BCD 解析　核膜为双层膜结构，且外膜与内质网膜相连，A正确；核孔复合物(NPC)是细胞核和细胞质之间进行物质交换和信息交流的主要通道，代谢越旺盛的细胞，NPC数量越多，B错误；NPC不仅允许大分子物质通过，一些小分子物质也能通过，C错误；NPC是蛋白质、RNA等生物大分子进出细胞核的通道，但DNA不能通过，故其控制物质的进出具有选择性，D错误。 题点　核孔、核膜、核仁 14．(16分)如图甲为细胞中某一结构的模式图，图乙表示图甲中c的成分及其各级结构。据图回答下列问题： (1)图甲所示结构为细胞核的________结构，图甲中a所示的结构由________层膜构成。 (2)图甲中b所示结构是__________。 (3)图甲中[d]________的功能是____________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (4)图乙中①控制②的合成，①是______________，检测②用____________试剂。 (5)图乙中①在动物细胞中除了在④上外，还分布在______________中。 答案　(1)亚显微　2　(2)核孔　(3)核仁　与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关　(4)DNA分子　双缩脲　(5)线粒体 解析　(1)图甲所示结构为细胞核的亚显微结构。图甲中a表示核膜，具有2层膜。(4)图乙中①控制②的合成，①表示DNA分子，检测②蛋白质的试剂是双缩脲试剂。(5)图乙中①DNA在动物细胞中除了在④染色体上外，还分布在线粒体中。 题点　细胞核的结构综合 15．(14分)如图表示非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，据图回答下列问题： (1)上述实验所用的方法为_______________________________________________________。 (2)代谢旺盛的细胞，核膜上________数目多，它们的作用是____________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)从图中可知，亲核蛋白进入细胞核由其_______________________部决定。 (4)人们已经通过化学实验证明了细胞质膜中含有磷脂分子，现在请你设计一个实验验证细胞核核膜中含有蛋白质成分。 ①实验课题：_________________________________________________________________。 ②实验目的：利用化学试剂检测细胞核核膜中的蛋白质成分。 ③实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。 ④实验材料：细胞核核膜样液、鸡卵清蛋白稀释液、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。 ⑤实验步骤： 第一步：取洁净的试管2支，编号为甲、乙。 第二步：向甲试管中滴加2 mL细胞核核膜样液，向乙试管中滴加2 mL鸡卵清蛋白稀释液。 第三步：向甲、乙两试管中各滴加等量的双缩脲试剂，振荡摇匀，观察颜色变化。 ⑥实验结果及结论：若甲试管中__________，乙试管中________________，则说明核膜中含有蛋白质。 答案　(1)同位素标记法　(2)核孔　实现核质之间的物质交换和信息交流　(3)尾　(4)①验证细胞核核膜中含有蛋白质成分　⑥产生紫色　产生紫色 解析　(3)分析题图可知，放射性尾部能从细胞质进入细胞核，但放射性头部不能进入细胞核，因此亲核蛋白进入细胞核由其尾部决定。(4)由题意可知，要设计实验验证细胞核核膜中含有蛋白质成分，则实验课题是验证细胞核核膜中含有蛋白质成分；实验原理是蛋白质可与双缩脲试剂发生紫色反应。 题点　有关细胞核的综合 学科网（北京）股份有限公司 $