2020-2021学年第3节 细胞核的结构和功能学案设计

这是一份2020-2021学年第3节 细胞核的结构和功能学案设计，共14页。


素养达成
设疑激趣
细胞内部像一个繁忙的工厂，在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”，如此多的“车间”要正常运行，必须要有厂长的正确领导和控制，可以说厂长是整个工厂的核心。
那么在细胞这个工厂中，谁是核心呢？谁来控制细胞的生命活动？
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂
探究点一 细胞核功能的探究实验
1.伞藻核移植的实验，是对伞藻嫁接实验的补充，请分析该实验排除了伞藻嫁接实验中什么因素对实验结果的干扰？
2．将草履虫处理为细胞核和去核草履虫两部分，经过一段时间适宜培养后，细胞核死亡，而去核草履虫仍能存活一段时间，请分析原因。
3．人们利用单细胞真核生物a、b做了如下实验，请分析：
(注：“×”与“·”分别代表a、b细胞的细胞核。)
(1)据图推断控制c性状的遗传信息来自哪一部分？
(2)推测d的形态应该和哪种细胞类似？
(3)该实验说明了什么？
(4)原核生物细胞代谢和遗传的控制中心是哪里？
[名师提醒]
1．真核细胞不是都有一个细胞核，如植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞就没有细胞核；有些真核细胞有2个细胞核，如双小核草履虫；有的有多个核，如人的骨骼肌细胞中的细胞核可达数百个。
2．没有细胞核的真核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物成熟的红细胞，人工去核的细胞一般不能存活太久。
1.两种美西螈的核移植
(1)实验方法：
eq \x(\a\al(黑色美西螈胚胎,细胞的细胞核)) eq \(――→,\s\up7(移入))eq \x(\a\al(白色美西螈,去核卵细胞)) eq \(――→,\s\up7(发育))eq \x(\a\al(美西螈全,是黑色))
(2)实验分析：该实验无对照组，对照组可设置为：
eq \x(\a\al(白色美西螈胚胎,细胞的细胞核)) eq \(――→,\s\up7(移入))eq \x(\a\al(黑色美西螈,去核卵细胞)) eq \(――→,\s\up7(发育))eq \x(\a\al(美西螈全,是白色))
通过上述两个实验对照得出的结论才具有说服力，细胞核控制美西螈皮肤颜色的遗传。
2．横缢蝾螈受精卵和将变形虫切成两半
分析：图中①为相互对照，图中②与①为自身的前后对照。在实验中，①的存在就可以保证实验结果和结论的可靠性，而②的存在是对实验的一个补充。
3．伞藻嫁接与核移植
(1)实验方法：
伞藻相互嫁接和核移植
(2)分析：伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明细胞核控制伞藻“帽”的形状。
4．课本相关实验归纳总结
eq \b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\c1(\x(资料1),\x(资料4)))eq \(――→,\s\up7(推论))eq \x(细胞核是遗传的控制中心)
eq \b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\c1(\x(资料2),\x(资料3)))eq \(――→,\s\up7(推论))eq \x(细胞核是代谢的控制中心)
5．细胞核与细胞质的关系
1．(合格考)如图，科学家对两种单细胞伞藻的幼体进行嫁接，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，结果长出了乙的伞帽。下列有关叙述合理的是( )
A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C．欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验
D．该实验证明了细胞质是遗传的控制中心
2．(合格考)如图所示科学家进行变形虫的切割实验，该实验最能说明( )
A．细胞核控制细胞的分裂
B．细胞质控制细胞的遗传
C．细胞核控制细胞的生命活动
D．细胞质控制细胞的分化
3．(等级考)(不定项)下图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验，据此推断正确的是( )
A．RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中
B．细胞核可能通过控制RNA的合成间接控制细胞的代谢
C．若核质分离较长时间后进行移植，则B组实验细胞质中可能无15N的RNA
D．A组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，可得到相同的实验结果
探究点二 细胞核的结构
结合细胞核的结构示意图分析：
1．核膜外层有时附着有核糖体，这说明什么？
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？
3．在所有的细胞中，核糖体的形成都一定与核仁有关吗？
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？
[易错提醒] 对细胞核认识上的三个易误点：
(1)物质进出细胞核并非都通过核孔。
①核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞核的通道。
②小分子物质进出细胞核是通过核膜以跨膜运输的方式实现的，也可通过核孔进行运输。
(2)并不是所有物质都能通过核孔。
核孔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不能通过核孔进入细胞质。
(3)核仁不是遗传物质的储存场所。
核仁参与某种RNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。
1.核膜的结构与功能的关系
2．核仁的功能及特点
(1)核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁较大。
3．染色质与染色体
1．(合格考)对染色质和染色体的叙述中，错误的是( )
A.所有细胞的染色质都存在于细胞核中
B．染色质和染色体的形态结构和化学成分完全相同
C．染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质
D．染色质或染色体只存在于真核细胞的细胞核中
2．(合格考)真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是( )
A．胰岛细胞
B．造血干细胞
C．浆细胞(能分泌抗体)
D．口腔上皮细胞
3．(等级考)下列有关细胞核的结构和功能的叙述，不正确的是( )
A．核膜——双层膜，把核内物质与细胞质分开
B．染色质——主要由DNA和蛋白质组成
C．核仁——与RNA合成及核糖体形成有关
D．核孔——DNA、RNA和蛋白质进出的通道
4．(等级考)(不定项)观察如图所示的模式图，相关说法正确的是( )
A.图中3为核仁，代谢旺盛的细胞中核仁较大
B．图中2为核孔，通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换，还可以实现信息交流
C．图中4为核膜，它是一种双层生物膜，具有选择透过性，可将核内物质与细胞质分开
D．图中1为染色质，该结构与原核细胞中拟核的化学本质相同，均为DNA分子
强化落实·学业达标——归纳·提升·素养
高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈
1．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；重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。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．细胞遗传特性的控制中心
D．细胞生命活动的控制中心
2．下列关于染色质的叙述中，不正确的是( )
A．容易被碱性染料染色
B．主要成分是DNA和蛋白质
C．是细胞核中极细的丝状物
D．是核仁和核膜的主要构成物质
3.
如图为再生能力很强的原生动物喇叭虫，把它切成①②③三截，推测能再生成喇叭虫的是( )
A．①②③B．①
C．②D．③
4．细胞核控制着细胞代谢和遗传的主要原因是( )
A．细胞核一般位于细胞的中央
B．细胞核中的DNA储存着遗传信息
C．核膜把核内物质与细胞质分开
D．核孔实现核质之间的物质交换
5．下图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____________细胞中，使用电子显微镜才可以看到此图所表示的结构。
(2)在细胞有丝分裂过程中，[ ]________高度螺旋化，成为________。
(3)由图中可见[1]________和[ ]________的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。
(4)图中[2]的功能是________________________________________________
________________________________________________________________________。
[3]主要是由________和________组成的；核糖体的合成与图中[ ]____________有关。
疑难解答·名师指津——释疑·解惑·教材
问题探讨
提示：说明了克隆牛的性状主要是由细胞核决定的。
思考·讨论
1．提示：美西螈皮肤的颜色是皮肤表皮细胞内的色素决定的。表皮细胞内能合成黑色素，使皮肤呈黑色，不能合成黑色素的，皮肤呈白色。细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。
2．提示：没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。
3．提示：细胞核是细胞生命活动的控制中心。
4．提示：伞藻的形态结构特点取决于细胞核。
5．提示：细胞核控制生物性状。不是都来源于母牛乙体细胞的细胞核。
6．提示：细胞核具有控制细胞代谢与遗传的功能。
旁栏问题
提示：同一生物体内的所有细胞都来自于受精卵的分裂，细胞内的“蓝图”都是一样的。体内细胞的形态、结构和功能多样，是细胞分化的结果。
练习与应用
一、概念检测
1．(1)√ (2)√ 2.C 3.D
二、拓展应用
1．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遗传物质的移动并平均分配到子细胞中去，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．提示：有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息，在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合，从而大大增加了适应多变环境的能力，也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物，克隆动物与亲代的遗传物质是一样的，没有什么变化，因而降低了适应环境的能力，如果克隆对某种疾病具有易感性，就可能带来灾难性的后果；在社会学意义上，克隆人是没有传统意义上的父亲和母亲，这可能会冲击原有的家庭和社会观念，等等。
第3节 细胞核的结构和功能
夯基提能·分层突破
探究点一
【师问导学】
1．排除了假根中其他物质对实验结果的影响，进一步验证了细胞核的功能。
2．细胞质为细胞核提供营养和能量，离开细胞质，细胞核不能单独存在；细胞核控制细胞的代谢，没有细胞核，细胞质内已合成的蛋白质能在一段时间内发挥作用。
3．(1)a的细胞核。 (2)和b类似。
(3)细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
(4)原核生物的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。
【随堂检测】
1．解析：据题意，该题没有设置对照实验，不能对实验结果作出合理的推断。
答案：C
2．解析：由题图实验可知，将变形虫切割后，含有细胞核的部分能正常生长、摄食，不含有细胞核，只有细胞质的部分不能摄食也不能生长，这说明细胞核对于控制细胞生命活动具有重要作用。
答案：C
3．解析：尿嘧啶是合成RNA的原料，由图可知，在细胞核中首先发现被15N标记的RNA，然后在重组细胞的细胞质中发现被15N标记的RNA，说明RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中；细胞核可以通过控制RNA的合成来控制蛋白质的合成，进而控制细胞的代谢；若核质分离较长时间，可能由于细胞核缺乏物质和能量供应导致死亡，这样B组重组细胞质中无15N标记的RNA；胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料，A组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，若进行DNA合成，则可在细胞核中发现被15N标记的DNA；但DNA不进入细胞质，所以在细胞质中没有被15N标记的DNA，若DNA不合成，则在细胞核与细胞质中都无15N标记的DNA。
答案：ABC
探究点二
【师问导学】
1．核膜外层也是细胞代谢的场所。
2．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．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．代谢旺盛的细胞中物质交换和信息交流量大，所以核孔数目多；蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目多，核仁的体积大。
【随堂检测】
1．解析：染色质是真核细胞细胞核中特有的结构，所有细胞的染色体都存在于细胞核中，A、D正确；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，染色质和染色体的形态不同，B错误；染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质，C正确。
答案：B
2．解析：胰岛细胞具有分泌激素的功能，造血干细胞能够增殖、分化为血细胞，浆细胞能够分泌抗体，这三种细胞代谢旺盛，核孔数目较多；口腔上皮细胞是高度分化的体细胞，不能分裂增殖，代谢不旺盛，因此其核孔数目最少。
答案：D
3．解析：核膜是双层膜，把核内物质与细胞质分开，A正确；染色质主要由DNA和蛋白质组成，B正确；核仁与RNA合成及核糖体形成有关，C正确；核孔是RNA和蛋白质进出的通道，但DNA不能通过核孔进出细胞核，D错误。
答案：D
4．解析：图中3是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，代谢旺盛的细胞中核糖体多，所以核仁较大，A正确；图中2是核孔，可实现核质之间的物质交换和信息交流，B正确；图中4是核膜，为双层膜，把核内物质与细胞质分开，具有选择透过性，C正确；图中1是染色质，其主要成分是DNA和蛋白质，而原核细胞中拟核只有环状DNA分子，无蛋白质，D错误。
答案：ABC
高效课堂·实践运用
1．解析：新陈代谢是生命活动的基础。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；重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复，据此说明细胞核是细胞生命活动的控制中心，D正确。
答案：D
2．解析：染色质是极细的丝状物，容易被碱性染料染成深色，主要由DNA和蛋白质组成，A、B、C正确；染色质与核膜、核仁等共同构成细胞核，D错误。
答案：D
3．解析：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，因此只有含细胞核的一截(②)才能再生出喇叭虫。
答案：C
4．解析：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，这是因为细胞核是遗传信息库，含有大量的遗传信息。
答案：B
5．解析：(1)细胞核的有无是真核细胞与原核细胞的根本区别，只有在真核细胞中才能观察到细胞核。(2)在细胞有丝分裂过程中，染色质高度螺旋化，成为染色体。(3)内质网外连细胞膜，内连核膜，是物质的运输通道，使细胞质与核内物质联系更密切。(4)图中2是核孔，其功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。染色质是由DNA和蛋白质构成的，核仁与核糖体的形成有关。
答案：(1)真核 (2)3 染色质 染色体
(3)内质网 5 核膜
(4)实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 DNA 蛋白质 4 核仁存活时间
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
染色质
染色体
不同点
存在
时期
分裂间期
分裂期
形态
细长的丝
光学显微镜下能看到呈圆柱状或杆状
相同点
成分
主要是DNA和蛋白质
特性
易被碱性染料染成深色
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：
网
络
建
构
eq \a\vs4\al()
主
干
落
实
1.核膜不是完全连续的双层膜，其上有核孔。
2．核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出的通道。
3．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，主要成分是DNA和蛋白质。
4．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
5．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
6．模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。