3.3细胞核的结构和功能（图文版知识清单）生物人教版必修1

第3章细胞的基础结构第3节 细胞核的结构和功能 知识点01细胞核的功能 一、细胞核的分布 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】 【特别提醒】：失去核的细胞无法 进行遗传信息的转录与翻译 二、细胞核的功能 大量事实表明，细胞核控制着细胞的 【代谢和遗传】 因此被比喻为细胞的【“大脑”】、“控制中心”】 蛋白质合成 细胞遗传 细胞分裂 细胞遣传 细胞代谢 细胞遗传 三、细胞核功能的实验探究（1)黑白美西螈核移植实验 1.实验过程： 去除 【黑色美西螈卵细胞】 【去核卵细胞】 抽取核 将白色细胞植入 【黑色美西螈】 【白色美西螈胚胎细胞】【白色细胞核】 黑色去核卵细胞 皮肤为黑色 2.实验结论：美西螈皮肤颜色遗传【受细胞核控制】。 3.实验分析：？该实验缺乏【对照】 【完善实验建议】： 若增加此对照实验， 白色去核卵细胞 黑色细胞核 黑色美西螈 可增强实验说服力。 >【易错辨析】：该实验不能直接证明细胞核控制所有遗传性状， 只能证明控制肤色遗传。 第3节细胞核的结构和功能 (2)蟻螈受精卵横缢实验 1.实验过程：用头发丝将嫌螈受精卵横缢为有核和无核的两 细胞核 头发丝 半，有核的一半能分裂 …无核的一半停止分裂； 有核的一半 …当有核的一半分裂到16 ~32个细胞时，将一个细胞 蝾螈受精卵 核挤入无核的一半，无核的 无核的一半 一半也能开始分裂。 2.实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受 【特别提醒】此实验不仅能说明 核的作用，还隐含了细胞核控制 细胞核控制。 细胞分分裂的前提是是具有完整 的细胞结构。 (3)变形虫切割实验 1.实验过程：将变形虫切割为有核部分和无核部分，无核部分不 不能摄食、对外界刺激无反应； 有核部分 向无核部分植入细胞核后， 变形虫 3。g3 无核部分 其生命活动恢复正常。 【易错辨析】变形虫无 2.实验结果：变形虫的摄食、应激性及生长和分 核部分虽能：能短时间 裂等各项生命活动都离不开细胞核。 存活，但无法进行正常 生命活动（如摄食、 3.实验结论：细胞核是细胞生命活动的控制中心。 应激性)，最终死亡。 实验补充分析 端螈受精卵横缢实验和变形虫切割实验，还说明 细胞只有保持结构的完整性，才能完成正常的生命活动。 (4)伞藻嫁接与核移植实验 一、实验过程 1.嫁接实验 伞藻A 伞柄 伞藻B (圆顶型) 假根 (尖顶型) 7 伞帽与B一致 伞藻A的伞柄+伞藻B的假根 (尖顶型) 2.核移植实验 7 伞藻A 伞藻B 伞帽与A一致 (圆顶型) (尖顶型) (圆顶型) 二、实验结果 ①在伞藻的嫁接实验中，新长出的伞帽与【提供假根】的伞 藻的伞帽相同。 ②在伞藻核移植实验中，新长出的伞帽与【提供细胞核】的 伞藻的伞帽相同。 三、实验结论 【实验补充分析】 生物体【形态结构的建成】 伞藻核移植实验可排除假根中 其他物质对实验的影响，是对 与【细胞核】有关。 伞藻嫁接实验的补充，进一步 验证了细胞核的功能。 s> 知识点02： 细胞核的结构 、细胞核的基本结构 外膜 核膜 内膜 细胞核由核膜、 核仁 核仁、染色质和 核孔组成。 核孔 染色质 ☆ 女☆ 二、染色质的组成及特点 【特别提醒】 染色质=DNA+蛋白质 客1 .物质组成 主要由DNA(遗传信息载体) 和蛋白质组成。 82.形态及特点 极细的丝状物，易被碱性染料 染成深色。 3.与染色体的关系 【易错辨析】 2X 染色体 染色体只出现在 分裂期，染色质 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。 出现在间期。 三、细胞在生命系统中的地位 回1.结构特点 ①结构复杂而精巧； ②各组分分工合作，统一整体。 雪2.地位 ①生物体结构的基本单位； ②生物体代谢和遗传的基本单位。 四、建构模型 (1)模型的概念 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。 【记忆要点】 （2)模型的类型 物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 实物·图画·直观 D① 数学模型：以数学关系式或坐标曲线图等表示生物学规律。 ·数学关系式 如：酶活性受温度影响 ·坐标曲线图 影响的曲线图 性 动 温度 概念模型：用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间 的关系。 细胞膜 ·线条·文字 核膜 生物膜系统 ·概念关系 细胞器膜 (3)典型实例 沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模 【特别提醒】 型，它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。照片≠模型 教材深挖补充 1.照片不属于模型。如“细胞膜结构的电镜照片”不是模型。 2.在设计并制作细胞模型时，科学性是第一位的，其次才是 模型的美观与否。 【易错辨析】 归纳总结：细胞核的数目 真核细胞的细胞核数目 1.通常有一个细胞核 如：大多数生物的体细胞。 大多数体细胞 2.有的没有细胞核 如：哺乳动物成熟的红细胞、 高等植物成 熟的筛管细胞。 【特别提醒】 !成熟红细胞与 筛管细胞虽无核， 哺乳动物成熟 但在未成熟阶段 红细胞 曾有核。 3.有的有多个细胞核 如：草履虫、人的骨骼肌细胞。 草履虫（多核) 人的骨骼肌细胞 【易错辨析】 ⊙不要混淆：细胞核数目因物种和细胞类型 而异，并非所有真核细胞都单核。 归纳总结 细胞核的功能 1.细胞核的定位(Definition) -细胞代谢和遗传的控制中心 2.细胞核的功能(Functions) -是遗传信息库（存储遗传物质DNA) 控制细胞的物质合成和能量代谢等生命活动 能量代谢等生命活动 细胞核 遣传物质 一是细胞遗传特性的控制中心 (DNA/染色质) 核膜 核孔 【特别提醒&易错辨析】！ 细胞核是控制中心，但有些细胞（如哺乳动物成熟 红细胞)没有细胞核。√ 遗传物质并非全部在细胞核内，也存在于线粒体和 叶绿体中。√ 笔记：功能决定结构，理解功能是掌握结构的基础。 ⊙©O 归纳总结：细胞核的结构 一、核孔的功能特性：选择性与双向运输 。1.大分子进出通道：RNA、蛋 白质通过。SDNA一般不进 RNA 出 ·2.小分子也能通过：不仅仅 蛋白质 RNA 是大分子运输，小分子物质 小分子 也可通过核孔 NPC 。3.非唯一途径：有些小分子、 无机盐离子等通过核膜进出 部分子直接 细胞核 直接扩散 二、核孔数量、核仁大小与细胞代谢关系 。1.呈正相关： 代谢旺盛、蛋白质合成多→核孔数量↑， 核仁较大↑，核仁较大 rRNAs 转组出 ·更多的rRNA合成与加工 。更多的核糖体组装 。更多的蛋白质合成 代谢旺盛细胞 低代谢细胞 (胞外分泌蛋白) (如浆细胞) (如静脉内皮细胞) 三、关于核仁的补充关键点 。1.⊙原核细胞无核仁：其核糖体 形成与核与核仁无关 。2.⊙核仁非遗传物质储存处： 细胞核遗传物质在染色体（质）上 ￥-风 归纳总结 染色质与染色体的关系 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： 1.细胞分裂间期：细胞核内的染色质呈 细长的丝状物，交织成网状。 2.细胞分裂期：染色质高度螺旋化，缩短变粗， 成为圆柱状或杆杆状的染色体。 高度螺旋化， 缩短变粗 染色质 3.分裂末期：染色体解螺旋 染色体 重新变成细长的染色质丝。 解螺旋，重新变成 可【特别提醒】 同一物质：都是由DNA和蛋白质组成的。 A【易错辨析】 ☆ 存在状态：区别在于形态（丝状s杆状)和细胞 分裂的时期不同。 关键能力·拓展 拓展01：细胞核的结构与功能拓展 、核孔的结构与功能 细胞质 核孔复合体 ?1.结构：核孔是由多种蛋白质构 外核膜 核孔复合体 成的复杂结构，也叫核孔复合体 核双层 灯核孔街白 内核烟 对进出核孔的物质具有严格的 细胞核 运的分子 调控作用。 ?2.功能：核孔复合体可以看作一种特殊的 RNA 跨膜运输蛋白复合体，并且是一个双功能、 校体 双向性的亲水性核质交换通道。 RNA 二、亲核蛋白☆ ?1.概念：在细胞质合成后，需要或能够 进入细胞核发挥功能的一类蛋白质， 如组蛋白、烹意DNA聚合酶等。 ribosome 梱核 ?2.特点：亲核蛋白一般都含有特殊 的氨基酸序列一一核定位序列 (NLS),保证整个蛋白质能够通过 核孔复合体转运到细胞核内。 拓展01：细胞核的结构与功能拓展 一、核仁的功能 ★主要功能：①rRNA的合成 ②rRNA的加工 ③ 核糖体亚单位的组装 二、核糖体的组装过程 rRNA 细胞质中运来的 少 核糖体蛋白 核糖体 rDNA 大亚基 IN->rRNA 少 核糖体 小亚基 完整的 内核 核孔 核糖体 细胞质 三、核仁的周期性变化 1.有丝分裂前期： 染色质凝集 核仁消失 rRNA合成暂停 2.有丝分裂末期： 染色体解螺旋 核仁重新出现 rDNA恢复合成 rRNA 关键能力·拓展 拓展02：哺乳动物成熟红细胞的特点及应用 【形态与结构特征】 无细胞核 。1.无细胞核（特例！属于真核细胞) 。2.无核糖体（不能合成蛋白质） 自身不合成酶 。3.无线粒体（只能无氧呼吸） 02 无氧呼吸→ATP（与O2浓度无关) 4.寿命很短 →细胞核、质相互依存，缺一不可。 【代谢与物质运输】 Hb- 5.运输氧气，自身不消耗氧气。 (H6 。6.葡萄糖进入：协助扩散。 低能耗、特异性 【重点内容·血红蛋白】 。7.含量丰富（含Fe2+)。 ·8.血红蛋白属于细胞内成分，不属于内环境。 【实验与临床应用】 ⑧【易错辨析】 吸水涨破同 A.提取细胞膜：理想材料（无核及众多细胞器）。 吸水涨破→纯净细胞膜 B.衰老特征：不具备“细胞核体积增大、核膜内折.” 特征（因其无细胞核)。 【临床关联】镰状细胞贫血 基因突变→血红蛋白空间结构改变 →红细胞形态变为镰刀状。 正常红细胞 镰刀状 (國盘状) 红细胞 必