高中人教版 (2019)第3节 细胞核的结构和功能导学案

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第3节　细胞核的结构和功能一、细胞核的功能1．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。2．细胞核的功能(1)资料1：美西螈核移植实验①实验过程：该实验中，黑色美西螈提供细胞核，白色美西螈提供细胞质、细胞膜等结构。②实验结果：子代美西螈全部发育成黑色。③实验结论：美西螈的皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的。(2)资料2：蝾螈受精卵横缢实验①实验过程：步骤一：将受精卵横缢成有核一半和无核一半；步骤二：向无核一半挤入细胞核。②实验结果：结果一：有核一半能分裂，无核一半停止分裂；结果二：挤入细胞核后，无核一半开始分裂。③实验结论：细胞的分裂、分化是由细胞核控制的。(3)资料3：变形虫切割和核移植实验①实验过程：步骤一：将变形虫切割成有核一半和无核一半；步骤二：用显微钩针将有核一半的细胞核钩出，然后再及时植入另一同种变形虫的细胞核。②实验结果：结果一：有核一半能摄食、生长、分裂、再生，对刺激有反应，无核一半不能摄食、生长、分裂，对刺激无反应；结果二：去核后生命活动丧失，加核后生命活动恢复。③实验结论：变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由细胞核控制的。(4)资料4：伞藻嫁接实验与核移植实验①实验过程a．去帽→换柄→培养。b．去帽、去核→植入核→培养。②实验结果：在伞藻的嫁接实验中，新长出的伞帽跟提供假根的伞藻的伞帽相同；在伞藻核移植实验中，新长出的伞帽跟提供细胞核的伞藻的伞帽相同。③实验结论：核移植实验进一步说明生物体形态结构的建成与细胞核有关。综上所述，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。(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，真核细胞都有一个细胞核(　　)(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(　　)答案　(1)×　(2)×易错提醒　(1)真核细胞不是都有一个细胞核，植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，而有些真核细胞有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．资料1的美西螈核移植实验中，美西螈的皮肤颜色由细胞核决定还是细胞质决定？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。提示　由细胞核决定。该实验没有设置对照。2．资料2和资料3中两个实验的相似操作步骤是都以细胞核的有无为变量设置了相互对照与自身对照。从实验结果分析，细胞核的有无影响了细胞的分裂、分化、生长、对外界刺激的反应、摄食等生命活动。3．伞藻嫁接和核移植实验中，哪个实验更有说服力？为什么？提示　伞藻核移植实验更有说服力。伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步验证细胞核的功能。思维延伸　由资料2、3中的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。二、细胞核的结构1．结构2．染色质的组成及特点(1)组成(2)特点：容易被碱性染料染成深色。(3)与染色体的关系：同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。3．细胞核的功能细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。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各组分之间分工合作成为一个整体。(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。5．建构模型(1)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。(2)类型：物理模型、概念模型、数学模型等。(3)举例：沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型，它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。(1)核孔是物质进出细胞核的唯一通道(　　)(2)蛋白质和DNA可以通过核孔进出细胞核(　　)(3)核仁被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行(　　)(4)细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心(　　)(5)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(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×代谢旺盛的细胞，往往核孔数量多，核仁较大，试从结构与功能相适应的角度分析原因。提示　核孔是核质之间物质交换的通道，核仁与核糖体的形成有关，核糖体是蛋白质合成的场所，代谢越旺盛的细胞，蛋白质的合成和核质之间的物质交换越频繁。所以代谢旺盛的细胞，往往核孔数量多，核仁较大。特别提醒　细胞核结构的四点提醒(1)核膜、核仁和染色质都是真核细胞区别于原核细胞的重要特征。(2)核膜对于物质进出细胞核具有选择性，允许离子和小分子通过；核孔也具有选择性，允许RNA和蛋白质通过，DNA不能通过。(3)染色质和染色体是同种物质的两种形态，染色体只出现在细胞分裂过程中。1．核膜是不连续的双层膜，其上有核孔。2．核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道。3．染色质和染色体是同样的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。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；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答案　D解析　细胞质基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；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，发现其生命活动又能恢复，说明细胞核与新陈代谢和运动有密切关系，是细胞生命活动的控制中心，D正确。2.科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。如图所示，下列有关评价合理的是(　　)①该实验证明了假根能控制伞帽的形状②该实验证明了细胞核是代谢的调控中心③欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验④该实验证明了细胞质是遗传的控制中心A．①②   B．①③C．②④   D．③④答案　B解析　因为实验是将伞柄嫁接到假根上，所以证明了伞藻的伞帽的形状由假根决定，①合理；该实验没有证明细胞核是代谢的调控中心，②不合理；甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽，这说明乙的伞帽形成可能与细胞核有关，该实验中缺少对照实验，不能证明细胞核的功能，要证明细胞核的功能必须再增添对照实验，③合理；该实验没有证明细胞质是遗传的控制中心，④不合理。3．(2020·山东高一期末)下列关于细胞核结构和功能的叙述，正确的是(　　)A．核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关B．染色质和染色体是两种不同的物质C．核孔是DNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道D．核膜是单层膜，把核内物质与细胞质分隔开答案　A解析　核仁主要与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，A正确；细胞核内存在易被碱性染料染成深色的物质，即染色质，染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种形态，B错误；DNA不能通过核孔进出细胞核，C错误。4．下列有关细胞结构和功能的叙述，错误的是(　　)A．线粒体和叶绿体中含有DNA分子B．细胞是生物体代谢和遗传的基本单位C．核孔是所有物质进出细胞核的唯一通道D．细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应答案　C解析　核孔是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道，其他小分子物质可以通过核膜进出细胞核，C错误。5．真核细胞的三维结构模型属于(　　)A．概念模型   B．物理模型C．数学模型   D．空间模型答案　BA组　基础对点练题组一　细胞核的功能1．科学家用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连，结果发现有核的一半不仅线粒体能为核糖体合成蛋白质供能，而且能正常分裂，无核的一半则停止分裂。该实验说明对细胞分裂起决定作用的细胞结构是(　　)A．细胞核   B．细胞质C．核糖体   D．中心体答案　A解析　由题干信息可知，实验的自变量是有无细胞核，有细胞核的部分能正常分裂，无细胞核的部分不能分裂，说明细胞核与细胞分裂密切相关。2．(2020·辽宁高一期末)如图为再生能力很强的原生动物喇叭虫，将之切成①②③三截，能再生成喇叭虫的是(　　)A．①  B．②  C．③  D．②和③答案　B解析　喇叭虫的性状是由细胞核控制的，分析题干和题图可知，①②③中，②含有细胞核，因此②能再生成喇叭虫，故选B。3．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控制中心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解析　图中并未体现细胞核是遗传物质储存和复制的场所，A错误。4．伞藻由帽、柄和假根三部分组成。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做了如图所示的嫁接和核移植实验。出现以下实验结果的根本原因是(　　)A．细胞质控制着细胞的代谢B．细胞质是细胞遗传的控制中心C．细胞核控制着细胞的代谢D．细胞核是细胞遗传的控制中心答案　D解析　由题图实验结果可知，嫁接后的伞藻，细胞核来自哪种伞藻，伞帽的形态就与之相同，伞藻的性状是由细胞核决定的，A、B错误；由题干信息可知，该实验是研究细胞核与遗传特性的关系，不是研究细胞核与细胞代谢的关系，C错误、D正确。5．对细胞核功能较为全面的阐述是(　　)A．与生物体的遗传和变异有关B．控制细胞的代谢C．与生物繁殖后代有关，是遗传物质复制的场所D．遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心答案　D题组二　细胞核的结构6．下列有关真核细胞细胞核的叙述错误的是(　　)A．核膜为双层膜，外膜通常与内质网膜相连B．核孔有选择性的控制物质进出，核内DNA不能通过核孔进入细胞质C．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关D．染色质与染色体在形态转化的同时伴随成分的变化答案　D解析　染色质与染色体的组成成分相同，D错误。7．(2019·天津高一期末)如图为典型的细胞核及其周围部分结构的模型图，①～⑤表示细胞核的各种结构，⑥和⑦表示两种细胞器。下列说法错误的是(　　)A．⑥是内质网B．人体成熟的红细胞中①的数目较少，影响到物质的运输C．②③⑥参与构成了细胞的生物膜系统D．⑤与⑦的形成有关答案　B解析　人体成熟的红细胞没有细胞核，B错误。 题组三　真核细胞的结构及模型制作8．模型方法是生物学研究过程中常常会用到的一种方法。根据以下四图所示，下列关于模型的说法不正确的是(　　)A．图a属于物理模型   B．图b属于概念模型C．图c属于数学模型   D．图d属于物理模型答案　D解析　图d为照片，是个体的真实反映，而不是简化的概括，不属于物理模型，D项错误。9．(2019·辽宁高一期中)在制作真核细胞模型时，需要选择合适的材料来模拟细胞的结构。下列各项不恰当的是(　　)A．装有液体的保鲜袋—液泡B．表面钻有小孔的水蜜桃核—细胞核C．大米或绿豆—核糖体D．多层折叠的保鲜膜—溶酶体答案　D解析　溶酶体是由一个单位膜围成的球状体，所以多层折叠的保鲜膜并不适合于制作溶酶体，而适合制作内质网，故选D项。10．如图为典型的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表示的结构。图中序号1表示的结构为__________。(2)图中对核内物质起屏障作用的是[　　]__________，它是由______层膜构成，它的主要化学成分是______和蛋白质，其上的[　　]______可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。(3)若该细胞核内的[4]被破坏，则_____________________________________过程将不能进行。(4)简要指出原核细胞中的拟核与图中细胞核在结构上存在的差异：___________________。答案　(1)真核　内质网　(2)5　核膜　两　脂质　2　核孔　(3)某种RNA的合成和核糖体的形成　(4)原核细胞的拟核无核膜、核孔、核仁、染色质等结构，其DNA是裸露的解析　据图分析，图示为细胞核的亚显微结构示意图，1表示内质网，2表示核孔，3表示染色质，4表示核仁，5表示核膜，由内膜和外膜组成。(1)此图表示典型的细胞核亚显微结构示意图，只存在于真核细胞中，使用电子显微镜才可以看到；图中1表示内质网。(2)5表示核膜，将细胞核与细胞质分开，对核内物质起屏障作用；核膜的基本支架是磷脂双分子层；核膜上的2是核孔，是大分子物质的运输通道，可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。(3)4表示核仁，与细胞中某种RNA的合成和核糖体的形成有关。(4)原核细胞没有以核膜为界限的细胞核，只有拟核，DNA是裸露的。B组　综合强化练1．真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平密切相关，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．唾液腺细胞   D．口腔上皮细胞答案　D解析　核孔是某些大分子物质的运输通道，其数目与细胞代谢水平成正相关，四个选项中代谢水平最弱的是口腔上皮细胞，故选D。2．下列关于细胞核的叙述，正确的是(　　)A．所有的真核细胞都只有一个细胞核B．分裂旺盛的细胞核孔多、核仁大C．核孔是蛋白质和RNA自由进出细胞核的通道D．细胞核是细胞代谢的控制中心和细胞的代谢中心答案　B解析　真核细胞可能有一个或多个细胞核，也可能没有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞就没有细胞核，故A项错误；分裂旺盛的细胞蛋白质合成旺盛，蛋白质在核糖体上合成，而核仁与核糖体的形成有关，所以分裂越旺盛的细胞，核孔的数目越多，核仁的体积越大，故B项正确；蛋白质和RNA可以通过核膜上的核孔进出，但不是自由进出，核膜上的核孔对进出物质具有一定的选择性，故C项错误；细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，细胞大部分代谢活动发生在细胞质基质中，故D项错误。3．(2020·天津高一期末)有人利用真核单细胞生物a、b做了如下实验，这个实验最能说明的问题是(　　)A．控制c性状发生的遗传信息来自细胞核B．控制c性状发生的遗传信息来自细胞质C．c性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生答案　A解析　分析题图可知：单细胞生物c的细胞核来自单细胞生物a，单细胞生物c表现出的性状与单细胞生物a相同，单细胞生物b经人工处理后培养一段时间仍为单细胞生物b。可见，这个实验最能说明的问题是：控制c性状发生的遗传信息来自细胞核，但不能说明细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生。4．下列有关细胞核的叙述，正确的是(　　)A．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他结构与真核细胞的细胞核没有差别B．细胞核位于细胞的正中央，所以它是细胞的控制中心C．脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核孔进入细胞质D．细胞核中储存着遗传信息答案　D解析　原核细胞的拟核无核膜，没有与蛋白质结合形成染色体，也无核仁等结构，A项错误；细胞核是细胞的控制中心与其位置无关，并且很多细胞的细胞核不位于细胞的正中央，B项错误；DNA分子不能通过核孔，而RNA及某些蛋白质分子可以通过，C项错误；细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，D项正确。5．下列关于细胞核的叙述，正确的是(　　)A．真核细胞的核膜上有核孔，脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核孔进入细胞质B．在电子显微镜下观察分裂间期的真核细胞，可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体C．真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行D．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别答案　C解析　真核细胞的核膜上有核孔，脱氧核糖核酸不能通过核孔进入细胞质，A错误；在电子显微镜下观察分裂间期的真核细胞，可以看到染色质而看不到染色体，B错误；原核细胞的拟核除没有核膜外，也不具有核仁、染色质和核孔等结构，D错误。6．以下是对某小组制作高等植物细胞的三维结构实物模型的描述，其中错误的做法是(　　)A．用不同的颜色区分不同的细胞结构B．在核膜和细胞膜之间放置内质网C．细胞核核膜用双层膜表示，上面有孔洞表示核孔D．将中心体放置于细胞核附近答案　D解析　中心体见于动物和低等植物的细胞，高等植物细胞内不含中心体，故D项错误。7．以动物受精卵为实验材料进行以下实验，请分析相关问题并回答：实验处理实验结果受精卵①去质留核A②去核留质B③质核重组C (1)预测三种情况下细胞的代谢情况，若用“能生活”或“不能生活”来概括，则“能生活”的是________(填“A”“B”或“C”)。(2)设置________(填表中序号)两个组进行对比实验，能说明细胞质对细胞核的重要性。(3)细胞核在整个细胞中的地位可阐述为：细胞核是_________库，是细胞________________的控制中心。答案　(1)C　(2)①与③　(3)遗传信息　代谢和遗传解析　(1)受精卵的发育需要细胞质为其提供营养物质，没有细胞质、只有细胞核，受精卵不能发育导致死亡；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，没有细胞核只有细胞质，受精卵不能发育而死亡；由细胞核和细胞质重组形成的重组细胞能生活。(2)①组实验和③组实验的自变量是有无细胞质，有细胞质，细胞能存活，没有细胞质，细胞不能存活，这说明细胞质对细胞核的重要性。(3)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。8．(2019·北京高一期中)图甲为细胞中某一结构的模式图，图乙表示图甲中3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________(填细胞结构名称)，1所示结构________(填“符合”或“不符合”)流动镶嵌模型。(2)图甲中3为________，与图乙的④相比仅________________不同，二者在细胞分裂过程中能在光学显微镜下看到的是________(填标号)。(3)图甲中4为________，与人的口腔上皮细胞相比，唾液腺细胞(分泌唾液淀粉酶)中该结构的代谢强度______(填“强”或“弱”)。答案　(1)细胞核　符合　(2)染色质　螺旋化程度(或形态)　④　(3)核仁　强解析　(1)图甲可观察到核膜、染色质、核仁等，是电子显微镜下观察到的细胞核亚显微结构；1核膜是双层膜结构，由4层磷脂分子构成，也属于生物膜，符合流动镶嵌模型。(2)图甲中3所示结构是染色质，图乙中的④是染色体，染色质和染色体是同种物质在不同时期的两种形态，在细胞分裂过程中能在光学显微镜下看到的是染色体。(3)图甲中4所示结构是核仁，核仁与某种RNA合成以及核糖体的形成有关，故分泌比较旺盛的细胞如唾液腺细胞，其代谢强度越强。