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精品达标测试

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1.生命观念——运用结构与功能观分析细胞核的结构与其功能相适应。
2.科学思维——通过制作真核细胞的三维结构模型,掌握模型制作的方法。
3.科学探究——通过对细胞核功能的实验分析,掌握对照实验的设置。
目标一、 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.细胞核功能的实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验
(2)蝾螈受精卵横缢实验
(3)变形虫切割实验
(4)伞藻嫁接和核移植实验
3.细胞核的功能
细胞核控制着细胞的 代谢和遗传 ,是细胞的“控制中心”。
探究一：探究细胞核的功能
阅读教材“思考·讨论”中资料1～4，回答下列问题：
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：美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的。
(4)延伸：从实验设计的原则上分析，该实验的设计并不严密，请指出不严密之处并进行完善。
提示 该实验没有设置对照；可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中，进行培养作为对照，增强实验的说服力。
2．资料4：伞藻嫁接实验和核移植实验
(1)实验过程
①伞藻嫁接实验：去帽→换柄→培养。
②伞藻核移植实验：去帽、去核→植入核→培养。
(2)实验结果：在伞藻嫁接实验中，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)延伸：伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验中，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。
(4)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。
3．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。
4．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个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，植入核后生命活动恢复。
(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)延伸：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。
(5)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。
细胞核功能的实验探究之间的关系
【习题巩固】
1．(2023·安徽皖北地区高一联考)伞藻是一种单细胞生物，由伞帽、伞柄和假根三部分组成，细胞核在基部(假根中)。如图是科学家用两种伞藻做嫁接和核移植实验的示意图。下列相关叙述正确的是( )
A．实验甲说明伞帽的形状完全由细胞核控制
B．实验甲说明伞帽的形状与伞柄无直接关系
C．实验乙中菊花形帽伞藻的形成不需要细胞质的作用
D．两个实验结果均可说明细胞核是细胞代谢中心
答案 B
解析 实验甲说明伞帽形状与假根中的细胞核有关，与伞柄无直接关系，但不能充分证明伞帽的形状是完全由细胞核控制的，A错误，B正确；伞藻核移植实验中伞藻的形成需要细胞质的作用，因为细胞质为细胞核提供物质和能量，C错误；两个实验结果均可说明细胞核是遗传的控制中心，细胞代谢中心是细胞质，D错误。
2．(2023·浙江温州高一期末)如图将变形虫切成两半，有核部分能继续生活；取出核，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核也无法生存；去核后及时植入一个细胞核，可恢复正常生活。根据实验结果，下列推测不合理的是( )
A．细胞质能为细胞核维持正常功能提供物质
B．细胞核能为细胞质维持正常功能提供物质
C．无核部分能短期生存说明核功能可由质替代
D．细胞结构的完整性是变形虫正常生存的基础
答案 C
解析 无核部分只能短期生存，说明细胞核与细胞质相互依存、形成统一整体共同完成生命活动，C符合题意。
目标二、细胞核的结构
1.结构
2.染色质的组成及特点
(1)主要组成: DNA 和蛋白质。
(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 ,如下图所示:
3.细胞是一个统一的整体
4．尝试制作真核细胞的三维结构模型
(1)模型概述
(2)建构模型的基本步骤
探讨二：探讨细胞核各组分的结构特点
1．核孔
资料 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)根据以上信息能否说明各种大分子物质都能自由进出核孔？为什么？
提示 不能；核孔具有选择性，如：允许某些RNA和蛋白质通过，而DNA不能通过。
(2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？为什么？
提示 不是；核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质是通过核膜进出细胞核的。
(3)代谢越旺盛的细胞中，蛋白质合成量越大，核质之间的物质交换越频繁。那么核仁大小、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，核孔数量较多。
2．染色质和染色体
资料1 用电镜观察染色质，发现它是由很多串珠状结构聚合在一起形成的。用DNA酶处理细胞核，发现“珠子”间连线消失，但“珠子”还在；用蛋白酶处理，“珠子”被分解，连线尚在。
(1)根据以上信息分析染色质是由什么组成的？
提示 染色质是由蛋白质和DNA组成。
资料2 染色质与染色体的关系示意图
(2)据图概括染色质和染色体之间的关系。
提示 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。
细胞核的结构和相应的功能
【习题巩固】
3．(2023·陕西西安高一期末)细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，与其结构特点是分不开的。下列叙述正确的是( )
A．染色体和染色质是不同物质在同一时期细胞中的两种形态
B．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
C．核孔是大分子物质如RNA、DNA和蛋白质等进出细胞核的通道
D．细胞核不是遗传信息库，因为线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA
答案 B
解析 染色体和染色质是同一物质在不同时期细胞中的两种存在状态，A错误；核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，在有丝分裂过程中，核仁有规律地消失和重建，B正确；核孔是大分子物质如RNA和蛋白质等进出细胞核的通道，但核孔具有选择透过性，DNA不能通过核孔，C错误；细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，因此它是遗传信息库，D错误。
4.(2023·海南高一检测)细胞核是细胞的控制中心，如图是细胞核的模式图，下列有关叙述正确的是( )
A．真核细胞都有细胞核，细胞核控制着细胞的代谢和遗传
B．②表示核孔，②数量的多少与细胞代谢的强弱呈负相关
C．细胞分裂时，③的形态会发生变化，变化后在光学显微镜下可见
D．①表示内质网，⑤表示核膜，二者都由2层磷脂双分子层组成
答案 C
解析 有些真核细胞不具有细胞核，例如，哺乳动物成熟的红细胞，A错误；②表示核孔，②数量的多少与细胞代谢的强弱呈正相关，代谢越强的细胞，核孔的数量越多，B错误；细胞分裂时，③染色质会螺旋缩短成染色体，染色体经染色后可用光学显微镜观察到，C正确；①表示内质网，由1层磷脂双分子层组成，⑤表示核膜，核膜是双层膜，由2层磷脂双分子层组成，D错误。