1011学年高中生物 第三章细胞的基本结构第3节同步学案 新人教版必修1.docx

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1011学年高中生物第三章细胞的基本结构第3节同步学案新人教版必修1

第3节细胞核——系统的控制中心

　　　　　　　　细胞核功能的实验探究

序号

实验内容

实验方法

实验结果

得出结论

一

两种美西

螈细胞核

移植

将黑色美西螈胚胎细胞核移植到白色美西螈去核卵细胞中

发育成的美西螈都是黑色的

美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的

二

横缢蝾螈

受精卵

用头发横缢蝾螈受精卵，一半有核，一半无核

有核的一半能分裂、分化，无核的一半则不能

蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的

三

将变形虫

切成两半

切成的一半有核，一半无核

有核部分能生长、分裂、再生，具有应激性；无核部分只能消化食物

变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的

四

伞藻嫁接

与核移植

将两种伞藻的“帽”、柄、假根分开后，相互嫁接与核移植

“帽”的形状与具有细胞核的假根部分一致

伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的

【思维拓展】　1号实验缺乏对照，若增加“将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中”的实验步骤，将增强结论的说服力。

实验2～4遵循了对照原则。

　　　　　　　　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

【活学技巧】　细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，可以简记为“一库两中心”。

　　　　　　　　细胞核的结构

1．结构

（1）核膜

①结构：

a.核膜是双层膜，外膜上附有许多核糖体，常与内质网相连；b.核孔是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道；c.在代谢旺盛的细胞中，核孔的数目较多。

②化学成分：

主要是脂质分子和蛋白质分子。

③功能：

起屏障作用，把核物质与细胞质分隔开；控制细胞核与细胞质之间的信息交流和物质交换。

（2）核仁：

参与RNA的合成以及核糖体的形成。

在有丝分裂过程中，核仁有规律地消失和重建。

（3）染色质：

细胞核中易被碱性染料染成深色的物质，其主要成分是DNA和蛋白质。

染色质与染色体的关系如下：

染色质

染色体

同

种

物

质

成分相同

主要是DNA和蛋白质

特性相同

易被碱性染料染成深色

功能相同

遗传物质的主要载体

出现时期

不分裂和分裂间期

分裂期

两种形态

细长的丝

光镜下能看到呈圆

柱状或杆状结构

（4）核质：

细胞核中的液体部分，含有蛋白质和酶等，是细胞核完成各种生理功能有利的内部环境。

2．染色质、染色体及DNA的关系

DNA、染色质、染色体的关系可表示为：

DNA蛋白质

染色质

染色体

　　　　　　　　尝试制作真核细胞的三维结构模型

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简化

的、概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的。

2．形式

（1）物理模型：

如DNA双螺旋结构模型。

（2）概念模型：

如呼吸作用概念模型。

（3）数学模型：

如数学公式、曲线等。

3．注意问题

制作模型注意科学性、准确性是第一位。

其次才是模型的美观性。

【例1】　伞藻是一种海生的单细胞藻类，细胞核位于伞柄基部的假根中。

如图所示为伞形帽伞藻和菊花形帽伞藻的幼体相互嫁接的实验示意图。

（1）上述实验的大体过程是：

①将伞形帽伞藻的部分　　　　　　　　嫁接到菊花形帽伞藻的　　　　　　　上。

②将菊花形帽伞藻的部分　　　　　嫁接到伞形帽伞藻的　　　　　　上。

（2）该实验的结果是：

①　；

②________________________________________________________________________。

（3）实验结果说明：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

易错点提示　细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

解析　由图看出，种甲的帽为伞形，种乙的帽为菊花形。

将种甲的带核部分与种乙的伞柄（不带核）嫁接，长出的帽形状与种甲的帽形状相同，为伞形；将种乙的带核部分与种甲的伞柄（不带核）嫁接，长出的帽形状与种乙的帽的形状相同，为菊花形。

说明帽的形状是由细胞核内的遗传物质控制的。

答案　

（1）伞柄中段　带核的假根段　伞柄中段　带核的假根段　

（2）伞形帽伞藻中段长出菊花形帽伞藻　菊花形帽伞藻中段长出伞形帽伞藻　（3）细胞核内有控制性状发育的物质，伞帽的形状由细胞核内的遗传物质控制

伞藻嫁接实验是证明细胞核功能的经典实验，该实验设计严谨，采取了对照措施：

把伞形帽伞藻和菊花形帽伞藻的帽去除，分别将伞柄嫁接到对方的假根上。

在伞藻的核移植实验中，还应该增加一组：

将伞形帽伞藻的细胞核取出，移植到去核、去帽的菊花形帽的伞藻假根中，其柄上将长成伞形帽。

从而充分证明细胞核与生物体形态结构的构成息息相关。

【例2】　观察模式图，据图回答：

（1）此图表示细胞中　　　　的结构。

（2）一般认为大分子物质出入该结构的通道是[　]　　　。

（3）在细胞分裂期将成为染色体的是[　]　　　　。

（4）[　]　　　　是附着于核膜外侧能将氨基酸合成蛋白质的场所。

（5）将用放射性同位素标记的某种物质注入金丝雀体内后，经检测，新生细胞的细胞核具有放射性。

注入的物质可能是：

（　　）

A．脱氧核苷酸

B．脱氧核糖核酸

C．氨基酸

D．核糖核酸

易错点提示　脱氧核糖核酸和核糖核酸为大分子物质，不容易进入细胞核。

因此注入的物质可能是脱氧核苷酸。

解析　本题主要考查识图能力和有关细胞结构的功能。

其中，大分子物质进出的通道是核孔，附着于外层核膜外侧并能将氨基酸合成蛋白质的场所是核糖体。

答案　

（1）细胞核　

（2）2　核孔　（3）1　染色质

（4）6　核糖体　（5）A

此题考查的是细胞核的结构及功能。

掌握细胞整体模式图的识图规律和方法：

（1）

—

（2）在真核细胞中，无叶绿体和大液泡的细胞不一定就是动物细胞，如植物根尖分生区细胞。

（3）有中心体的细胞不一定是动物细胞，也可能是低等植物细胞。

（4）有叶绿体和细胞壁的细胞一定是植物细胞。

1．细胞代谢活动的控制中心是（　　）

A．细胞质基质B．细胞器

C．细胞核D．细胞膜

答案　C

解析　细胞核是细胞代谢活动的控制中心。

2．大分子蛋白质能够通过的结构是（　　）

A．线粒体膜和叶绿体膜B．细胞膜和液泡膜

C．细胞膜D．细胞壁和核孔

答案　D

解析　细胞壁是多孔性的结构，大分子蛋白质能够通过；核孔是大分子物质出入细胞核的通道。

3．下列关于细胞核的叙述，正确的是（　　）

A．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

B．在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

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　A

解析　B中用显微镜无法观察到核膜，在间期以染色质状态

存在，不能观察到染色体；C中脱氧核糖核酸即DNA不能出来；D中原核细胞既无核膜又无核仁。

4．以下关于染色质和染色体关系的叙述中，正确的是（　　）

A．同一细胞不同细胞分裂时期的不同物质

B．同一细胞不同细胞分裂时期的同一物质

C．不同细胞同一细胞分裂时期的同一物质

D．不同细胞同一细胞分裂时期的不同物质

答案　B

解析　本题考查染色质和染色体的关系

5．如图为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，长出了伞帽。

下列有关评价合理的是（　　）

A．该实验证明了细胞核是遗传的调控中心

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．第一次新长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同

答案　C

一、资料分析

1．资料1说明美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的。

2．资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化的关系。

3．资料3得出的结论是细胞核是细胞生命活动的控制中心。

4．资料4说明生物体形态结构的建成，主要与细胞核有关。

二、细胞核的功能

细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。

三、细胞核的结构

1．核膜：

具有双层膜结构，把核内物质与细胞质分开。

2．染色质：

由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。

3．染色质和染色体的关系：

同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。

DNA＋蛋白质

染色质

染色体

4．核仁：

与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

5．核孔：

实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

四、尝试制作真核细胞的三维结构模型

1．模型的形式

物理模型：

如DNA双螺旋结构模型

概念模型：

如呼吸作用概念模型

数学模型：

如数学公式、曲线等

2．制作模型注意科学性、准确性是第一位。

其次才是模型的美观性。

知识点一、细胞核功能的实验探究

1．汉麦林（Hammerlin）的实验如下图所示，将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断（a），再在近杯处切断（e），此中间的茎（b）置于海水中可再生一杯（c），但将此杯切掉后，不能再生第二个杯（d）；（e）处不能再生出其他部分；（a）处可以再生一完整个体（f），将其切断后的（g）处，还可再生一完整个体。

这个实验可以说明（多选）（　　）

A．决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息来自细胞质

B．决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息可能来自于细胞核

C．杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同作用的结果

D．（b）能再生一杯是因为（b）中含有与藻杯发生有关的物质

答案　BD

解析　茎（b）中含有细胞质，但不能再生第二杯（d），而且顶部（e）不能再生出其余部分，说明决定藻杯形态发生的遗传信息不可能来自于细胞质。

茎（b）中无细胞核，最终不能再生第二杯（d），而（a）处可以再生一完整的个体，可推测决定藻杯形态发生的遗传信息可能来自于细胞核。

由题目所做实验不能确定杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质共同作用的结果。

茎（b）可再生一杯，说明地中海杯状藻中间茎内有与藻杯发生有关的物质。

知识点二、细胞核的功能

2．将一黑色公绵羊的体细胞核移入到白色绵羊的去核卵细胞中，并将此卵细胞植入一黑色绵羊的子宫内发育，生出的小绵羊即是克隆羊。

那么，此克隆绵羊为（　　）

A．黑色公绵羊B．黑色母绵羊

C．白色母绵羊D．白色公绵羊

答案　A

解析　生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的，因为“克隆绵羊”的遗传物质来自细胞核，所以它的性状与供核绵羊的性状是相同的。

知识点三、细胞核的结构

3．以下关于细胞核的叙述，正确的是（　　）

A．核内存在易被碱性染料染成深色的物质

B．在不同的细胞内，核仁的大小和数量相同

C．细胞核内的液体叫做细胞液

D．核孔是包括DNA在内的高分子物质任意通过的通道

答案　A

解析　细胞核内的染色质易被碱性染料染成深色；在不同的细胞内，核仁的大小和数量是不同的，在蛋白质合成活跃的细胞中，核仁的数目较多，体积较大，这是因为核仁与核糖体的形成有关；细胞核内的液体称为核液或核基质，而细胞液指的是液泡中的液体；核孔是某些大分子的运输通道，但不是任意物质的通道，并且细胞核内DNA不通过核孔进入细胞质，只在核内储存和复制。

知识点四、尝试制作真核细胞的三维结构模型

4．下列说法正确的是（　　）

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．细胞内的各种细胞器之间各司其职，互不联系

C．控制细胞器进行物质合成、能量转换等的指令，主要是通过核孔从细胞核到达细胞质的

D．拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是建构了细胞的物理模型

答案　C

解析　染色体和染色质是同一物质在不同时期的两种形态；细胞器之间既有分工又协调配合，如分泌蛋白的合成和运输；模型是对认识对象的简化和概括性的描述，而照片并没有

对实物对象进行概括、简化。

一、选择题

1．细胞核最重要的功能是（　　）

A．合成蛋白质的主要场所

B．进行能量转换和代谢的主要场所

C．直接调节生物体对外界刺激发生反应的场所

D．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心

答案　D

解析　细胞核最重要的功能是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

2．细胞核行使遗传功能的重要结构是（　　）

A．核膜及核膜孔B．球状结构的核仁

C．网状的染色质丝D．染色体中的蛋白质

答案　C

3．组成染色质的主要物质成分是（　　）

A．DNA和蛋白质B．DNA和RNA

C．RNA和蛋白质D．磷脂和DNA

答案　A

4．既具有双层膜结构，又能让某些大分子穿过的生物膜是（　　）

A．线粒体膜B．液泡膜

C．叶绿体膜D．核膜

答案　D

解析　具有双层膜结构的有线粒体膜、叶绿体膜和核膜。

核膜上有核孔，允许大分子的物质进出。

其他膜都是细胞器膜，只允许小分子物质进出。

5．细胞核中与核糖体的形成有关的结构是

A．核膜B．染色质C．核仁D．核孔

答案　C

6．在核膜和细胞膜的结构和功能中，核膜独有的是（　　）

A．物质交换的功能

B．双层膜结构

C．糖蛋白在细胞生命活动中具有重要功能

D．附有大量的多种酶，有利于各种化学反应的顺利进行

答案　B

解析　核膜是双层膜结构，细胞膜是单层膜结构。

7．细菌、放线菌和蓝藻等细胞与动植物细胞的主要区别是（　　）

A．没有以生物膜为基础分化而成的核膜和细胞器

B．遗传信息量少，以一个环状DNA分子为载体

C．体积小，进化地位原始

D．分布广泛，对生态环境的适应性强

答案　A

解析　细菌、放线菌和蓝藻等细胞属于原核细胞。

与动植物细胞的主要区别是无成形的细胞核。

8．细胞能够正常地完成各项生命活动的基本条件是（　　）

A．细胞膜具有选择透过性

B．线粒体供能充足

C．保持细胞的完整性

D．细胞核内有遗传物质

答案　C

解析　细胞的完整性是细胞完成各项生命活动的基本条件。

9．洋葱根尖生长点细胞中的DNA主要存在于（　　）

A．高尔基体B．叶绿体

C．细胞核D．核糖体

答案　C

解析　DNA主要存在于细胞核内，少量DNA存在于线粒体和叶绿体中，洋葱根尖细胞内不含叶绿体。

10．细胞是一个有机的统一整体，下列叙述与这一观点不相符的是（　　）

A．细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动

B．病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在宿主细胞中才能完成

C．离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等也能独立地完成各项生命活动

D．离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等不能独立地完成各项生命活动

答案　C

解析　各种细胞结构只有在细胞这个统一整体中，才能完成各自的生命活动，离开了细胞的各种细胞器，都不能独立地完成各自的生命活动；病毒不具有细胞结构，但病毒的一切生命活动只有在宿主细胞内才能完成，从这一意义上可以说，细胞是生物体结构和功能的基本单位。

二、非选择题

11．下图所示是植物细胞的亚显微结构，请据图回答：

（1）细胞核是[　]，它由[　]　　　　、[7]　　　　和[8]　　　　等部分组成。

（2）[　]　　　　容易被碱性染料染色，它的主要化学成分是　　　　和　　　　，在细胞分裂间期呈　　　　形态，

在细胞分裂期呈　　　　形态。

（3）在细胞分裂过程中，周期性的消失和重建的是[　]_______________________________________________。

（4）[15]的功能是_________________________________________________。

答案　

（1）15　6　核仁　染色质　核膜

（2）7　染色质　DNA　蛋白质　染色质　染色体

（3）6　核仁　（4）是遗传信息库，是代谢和遗传的控制中心

12．某学生在电子显微镜下观察甲、乙、丙三种生物材料，其中有菠菜叶细胞、大肠杆菌和鼠的肝脏细胞。

发现它们细胞内有四种结构，分别为a、b、c、d，它们具有下列特征：

a、b、c均有双层膜，其中a的膜上有小孔，而b、c没有小孔；c由囊状结构堆叠而成；d的单层膜与核膜相连。

根据观察结果整理如下表，请判断出三种生物材料的名称并回答下列问题：

（注：

“＋”表示存在，“－”表示不存在。

）

细胞结构

a

b

c

d

材料甲

－

－

－

－

材料乙

＋

＋

＋

＋

材料丙

＋

＋

－

＋

（1）三种生物材料的名称分别是：

甲是________________，乙是________________，丙是________________。

（2）生物甲不具有上述细胞结构，这说明它是一种________生物。

此类生物应当具有的细胞器是________。

（3）写出四种结构的名称：

a______、b________、c______、d________。

答案　

（1）大肠杆菌　菠菜的叶肉细胞　鼠的肝脏细胞

（2）原核　核糖体