高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞核的结构和功能学案设计

第3节细胞核的结构和功能学案

【学习目标】

1.阐明细胞核的结构与功能(重难点)。

2.认同细胞核是生命系统的控制中心(重点)。

3.尝试制作真核细胞的三维结构模型。

【基础梳理】

一、细胞核的分布与功能

1．分布：除高等植物成熟的________和哺乳动物____________等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。

2．功能

资料分析　细胞核具有什么功能？P54～55

资料1：两种美西螈(一种两栖动物)细胞核移植实验

科学家将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中，植入核的卵细胞发育成的美西螈全部是黑色的。

实验结论：美西螈皮肤颜色遗传是由________控制的。

资料3：变形虫切割实验

实验结论：变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由________控制的。

资料4：伞藻嫁接实验与核移植实验

综上所述，细胞核的功能：

实验结论：伞藻“帽”的形状是由________控制的。

(1)细胞核是____________。细胞核是遗传物质DNA____________的主要场所，DNA携带遗传信息，并通过________由亲代传给子代，保证了遗传信息的________。

(2)细胞核是细胞____________的控制中心。细胞核通过控制酶和蛋白质的合成，进而控制细胞代谢和生物体性状。

二、细胞核的结构

1．结构

(1)核膜

①结构

a．____层膜，外膜上附着许多________，常与________相连。

b．核膜不是完全连续的，其上具有______。

②功能

a．起______作用，把核内物质与细胞质分开。其上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行。

b．核膜控制离子和小分子物质进出细胞核，对物质进出具有____________。

c．核孔是______________等大分子物质进出细胞核的通道，但染色体不能通过核孔进入细胞质，因此仍具有____________。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较____。

(2)核仁

①核仁与________的合成以及________的形成有关。(原核细胞中无核仁，其核糖体形成与核仁无关)

②蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较____。

③在细胞分裂周期中，核仁表现出周期性的____________。

2．构建模型

(1)概念：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种________的描述。

(2)类型：物理模型、________、数学模型等。

(3)举例：沃森和克里克制作的________________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。

答案：

一、

1．筛管细胞　成熟的红细胞

2．细胞核　细胞核　细胞核

(1)遗传信息库　贮存和复制　复制　连续性　(2)代谢和遗传

二、

1．(1)双　核糖体　内质网　核孔　屏障　选择透过性　蛋白质、RNA　选择透过性　多

(2)某种RNA　核糖体　大　消失和重建

2．(1)概括性　(2)概念模型　(3)DNA双螺旋结构

【易错提示】

有关细胞核的四个认识误区

(1)误认为“细胞核是具有双层膜结构的细胞器”:细胞核不是细胞器，是具有双层膜的细胞结构。

(2)误认为“核孔是大、小分子都能随意进出的通道”:核孔具有选择性。RNA和某些蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道是核孔，但并不是所有的大分子都能通过核孔，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质;而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的，极少通过核孔。

(3)误认为核仁是遗传物质的储存场所，核仁不是遗传物质的储存场所，细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。

(4)误认为每个细胞有一个细胞核，有些细胞不只具有一个细胞核，如人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞。

【深化探究】

1．核孔是不是一个真实的孔？大分子物质(蛋白质和RNA)也能通过核孔进出细胞核，是否说明核孔不具有选择性？举例说明。

提示：核孔不是一个真实的孔，而是一个蛋白质复合体。核孔具有选择性，例如细胞核内的DNA就不能通过核孔进入细胞质。也并不是所有的蛋白质都能通过核孔。

2．代谢越旺盛的细胞，蛋白质合成和核质之间物质交换越频繁。请总结核孔数量、核仁大小与细胞代谢程度的关系？

提示：代谢旺盛的细胞中，核仁较大，核孔数量多。

3．染色质与染色体有什么关系？

提示：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。

【巩固练习】

1.下列关于细胞核结构和功能的叙述，错误的是(   )

A. 若破坏核仁则会影响细胞质中蛋白质的合成

B. 细胞核的核膜、核孔对物质的通过具有选择性

C. 细胞核是遗传物质贮存的场所、细胞代谢的中心

D. 生命活动的“蓝图”是指DNA上储存的遗传信息

2.核孔是由中央栓蛋白等亚基构成的相对独立的核孔复合体。离子和部分小分子可以自由通过核孔，而某些亲核蛋白是通过其特殊的核定位信号（NLS）与核孔上的核输入受体结合，进而被转运进细胞核，该过程需要ATP供能。下列说法正确的是(   )
A.切除NLS后的亲核蛋白无法进入细胞核
B.氧气供应不足时，亲核蛋白无法进入细胞核
C.核内的大分子物质都可以通过核孔进入细胞质
D.离子和部分小分子可自由通过，说明核孔没有选择性

3.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

4.下列有关细胞核结构模式图的叙述，错误的是(   )

A. 结构①是DNA和RNA进出的通道

B. 结构②是DNA的主要载体，可被碱性染料染成深色

C. 结构③在细胞有丝分裂过程中会发生周期性的消失和重现

D. 结构④由四层磷脂分子组成，把核内物质与细胞质分开

5.下列关于细胞核各结构及功能的叙述,正确的是(   )

A.核膜是连续的膜结构,可把核内物质与细胞质分隔开

B.核孔是RNA、磷脂等大分子物质出入细胞核的通道

C.染色体是所有生物的遗传物质的载体

D.蛋白质合成旺盛的细胞中核仁通常较大

6.下列有关拟核与细胞核的说法,错误的是(  )

A.拟核与细胞核的主要区别是前者无核膜

B.拟核包含一个环状DNA分子

C.真核细胞染色体的主要成分是DNA和蛋白质

D.DNA只与细胞的遗传有关

参考答案

1.答案：C

解析：A.核仁与组成核糖体的rRNA的合成有关，因此破坏核仁会影响细胞质中蛋白质的合成，A正确;

B、核膜属于生物膜，生物膜都有选择透过性,核孔也有选择性，B正确;

C、细胞核是遗传物质存和复制的主要场所，是细胞遗传和代谢的控制中心,而细胞代谢的中心是细胞质基质，C错误;

D、细胞核的DNA储存着大量的遗传信息，这是生命活动的“蓝图”，D正确。

故选C。

2.答案：A

解析：

3.答案：D

解析：去除细胞核，变形虫新陈代谢减弱，运动停止；重新植入细胞核，生命活动又能恢复，说明细胞核是细胞生命活动的控制中心。细胞代谢的主要场所是细胞质基质。细胞核是遗传物质的储存和复制场所以及细胞核是细胞遗传特性的控制中心与题干信息无关。

4.答案：A

解析：分析图像:①是核孔，②是染色质，③是核仁，④是核膜。

A、结构①是核孔，是RNA和蛋白质进出细胞核的通道，DNA不能通过核孔，A错误;

B、结构②是染色质,是DNA的主要载体，可被碱性染料染成深色，B正确:

C、结构③是核仁,在细胞有丝分裂过程中会发生周期性的消失和重现，C正确;

D、结构④是核膜，双层膜结构，由四层磷脂分子组成，能把核内物质与细胞质分开，D正确。

故选A。

5.答案：D

解析：A.核膜是不连续的膜结构，有核孔存在，A错误；
B、磷脂不属于从核孔出入的大分子，B错误；
C、真核生物中遗传物质的主要载体是染色体，C错误；
D、核仁与核糖体的形成有关，故蛋白质合成旺盛的细胞中核仁通常较大，D正确。
故选D。

6.答案：D

解析：本题考查拟核和细胞核。DNA与细胞的遗传和代谢的关系都十分密切，D项不正确。