第3節(jié)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能

第3節(jié)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明記在平時(shí)——核心語句必背1.闡明細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能2.根據(jù)對(duì)細(xì)胞整體與局部的認(rèn)識(shí)，嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型3.認(rèn)同細(xì)胞核是細(xì)胞生命系統(tǒng)的控制中心1.細(xì)胞核由核膜、核仁和染色質(zhì)等結(jié)構(gòu)組成2.染色質(zhì)和染色體是同樣的物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)，主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，DNA是遺傳信息的載體3.核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)4.細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心【主干知識(shí)梳理】一、細(xì)胞核的分布與功能1．分布：除了高等植物成熟的

細(xì)胞和哺乳動(dòng)物成熟的

等極少數(shù)細(xì)胞外，真核細(xì)胞都有細(xì)胞核。2．功能：細(xì)胞核是

，是細(xì)胞

的控制中心。篩管紅細(xì)胞遺傳信息庫(kù)代謝和遺傳二、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)1．細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)圖解2．染色質(zhì)及其與染色體的關(guān)系(1)物質(zhì)組成：主要由DNA和

組成，其中DNA是遺傳信息的載體。(2)形態(tài)及特點(diǎn)：極細(xì)的絲狀物，易被

染成深色。(3)與染色體的關(guān)系：是

在細(xì)胞

的兩種存在狀態(tài)。蛋白質(zhì)堿性染料同一種物質(zhì)不同時(shí)期三、細(xì)胞在生命系統(tǒng)中的地位1．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)細(xì)胞作為基本的

，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精巧。(2)各組分之間分工合作成為

。2．地位：細(xì)胞既是生物體結(jié)構(gòu)的

，也是生物體__________的基本單位。生命系統(tǒng)一個(gè)統(tǒng)一的整體基本單位代謝和遺傳四、建構(gòu)模型1．概念：模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種_____________的描述。3．舉例：沃森和克里克制作的著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型就是____模型。簡(jiǎn)化的概括性物理概念物理【教材微點(diǎn)發(fā)掘】1．連線細(xì)胞核的功能探究實(shí)驗(yàn)(教材第54頁《思考·討論》)2.世界上首個(gè)體細(xì)胞克隆猴“中中”和

“華華”在我國(guó)培育成功(教材第58頁《生物科技進(jìn)展》)。請(qǐng)思考：體細(xì)胞克隆技術(shù)(體細(xì)胞核移植)體現(xiàn)了細(xì)胞核的什么功能？提示：細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。教材問題提示(一)《思考·討論》之細(xì)胞核有什么功能(教材第54～55頁)1．美西螈皮膚的顏色是由皮膚表皮細(xì)胞內(nèi)的黑色素決定的。表皮細(xì)胞內(nèi)合成了黑色素，使皮膚呈黑色，不能合成黑色素的，皮膚呈白色。細(xì)胞內(nèi)黑色素的合成是由細(xì)胞核控制的。2．沒有細(xì)胞核，細(xì)胞就不能分裂、分化。3．細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心。4．傘藻的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)取決于細(xì)胞核。5．克隆牛是由重組的卵細(xì)胞發(fā)育成的，重組細(xì)胞包含了母牛乙的細(xì)胞核和母牛甲的細(xì)胞質(zhì)，由這一重組細(xì)胞發(fā)育成的克隆牛性狀幾乎與母牛乙一模一樣，這說明性狀是由細(xì)胞核決定的?？寺∨Ｋ械募?xì)胞都來自重組細(xì)胞的細(xì)胞分裂，其細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)與母牛乙的遺傳物質(zhì)相同。6．細(xì)胞核具有控制細(xì)胞代謝與遺傳的功能。(二)旁欄思考(教材第56頁)同一生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都來自受精卵的分裂，細(xì)胞內(nèi)的“藍(lán)圖”都是一樣的。體內(nèi)細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能多樣，是細(xì)胞分化的結(jié)果。新知探究(一)細(xì)胞核功能的探究實(shí)驗(yàn)【探究·深化】[問題驅(qū)動(dòng)]

實(shí)驗(yàn)1美西螈胚胎細(xì)胞的核移植實(shí)驗(yàn)該實(shí)驗(yàn)說明美西螈的皮膚顏色是由

控制的。細(xì)胞核(3)經(jīng)對(duì)照可以看出，

控制著細(xì)胞的分裂、分化。細(xì)胞核實(shí)驗(yàn)3變形蟲的切割實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)可以得知，變形蟲的攝食、應(yīng)激性及生長(zhǎng)和分裂等各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開

，

是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心。細(xì)胞核細(xì)胞核b．菊花形帽傘藻假根＋傘形帽傘藻柄→傘藻帽呈

形。菊花②傘藻核移植實(shí)驗(yàn)(2)結(jié)論：生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與

有關(guān)。細(xì)胞核[重難點(diǎn)撥]

1．探究實(shí)驗(yàn)分析(1)實(shí)驗(yàn)1中缺乏對(duì)照實(shí)驗(yàn)，可增加“將白色美西螈胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核移植到黑色美西螈的去核卵細(xì)胞中”的對(duì)照組，以增強(qiáng)結(jié)論的說服力。(2)實(shí)驗(yàn)2、3、4均遵循了對(duì)照原則。(3)傘藻核移植實(shí)驗(yàn)可排除假根中其他物質(zhì)的影響，是對(duì)傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，進(jìn)一步驗(yàn)證了細(xì)胞核的功能。(4)由實(shí)驗(yàn)2、3還說明細(xì)胞只有保持結(jié)構(gòu)的完整性，才能完成正常的生命活動(dòng)。2．相關(guān)實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)【典題·例析】[典例1]傘藻是一種能進(jìn)行光合作用的單細(xì)胞綠藻，由傘帽、傘柄和假根三部分構(gòu)成，細(xì)胞核在假根內(nèi)。科學(xué)家用傘形帽和菊花形帽兩種傘藻做嫁接和核移植實(shí)驗(yàn)(如下圖)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．圖2中移去細(xì)胞核的甲傘藻的生命活動(dòng)將逐漸減緩直至停止B．圖2中③與圖1中①的帽形相同，都是菊花形帽C．圖1中①②的帽形隨嫁接的傘柄而改變D．上述實(shí)驗(yàn)說明生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細(xì)胞核有關(guān)[解析]細(xì)胞核是細(xì)胞遺傳和代謝活動(dòng)的控制中心，故移去細(xì)胞核的甲傘藻的生命活動(dòng)將逐漸減緩直至停止，A正確；圖2中的③與圖1中的①的細(xì)胞核相同，二者都是菊花形帽，B正確；圖1中①②嫁接的傘柄，屬于細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)部分，故不會(huì)引起帽形的改變，C錯(cuò)誤；題中嫁接實(shí)驗(yàn)及核移植實(shí)驗(yàn)可說明生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細(xì)胞核有關(guān)，D正確。[答案]

C[典例2]以動(dòng)物受精卵為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，有關(guān)下圖中的分析正確的是

(

)A．實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③說明了細(xì)胞核對(duì)維持細(xì)胞正常生命活動(dòng)的重要性B．實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)③說明了細(xì)胞質(zhì)對(duì)維持細(xì)胞正常生命活動(dòng)的重要性C．實(shí)驗(yàn)①說明了細(xì)胞核對(duì)細(xì)胞質(zhì)的重要性，實(shí)驗(yàn)②說明了細(xì)胞質(zhì)對(duì)細(xì)胞核的重要性D．該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說明細(xì)胞是最基本的生命系統(tǒng)[解析]將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的自變量聯(lián)系起來下結(jié)論：實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③說明的是細(xì)胞質(zhì)對(duì)維持細(xì)胞正常生命活動(dòng)的重要性；實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)③說明的是細(xì)胞核的重要性。故選D。[答案]

D【應(yīng)用·體驗(yàn)】1．(2020·揚(yáng)州期中)如圖所示科學(xué)家進(jìn)行變形蟲的切割實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)最能說明

(

)A．細(xì)胞核控制細(xì)胞的分裂

B．細(xì)胞質(zhì)控制細(xì)胞的遺傳C．細(xì)胞核控制細(xì)胞的生命活動(dòng)

D．細(xì)胞質(zhì)控制細(xì)胞的分化解析：由題圖實(shí)驗(yàn)可知，將變形蟲切割后，含有細(xì)胞核的部分能正常生長(zhǎng)、攝食，不含有細(xì)胞核、只有細(xì)胞質(zhì)的部分不能攝食也不能生長(zhǎng)，這說明細(xì)胞核對(duì)于控制細(xì)胞生命活動(dòng)具有重要作用。故選C。答案：C

2．細(xì)胞核具有什么功能？科學(xué)家通過如圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究：①用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半，中間只有很少的細(xì)胞質(zhì)相連，結(jié)果無核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能繼續(xù)分裂；②b部分分裂到16～32個(gè)細(xì)胞時(shí)，將一個(gè)細(xì)胞核擠入不能分裂的a部分，結(jié)果a部分也開始分裂，最后a、b兩部分都能發(fā)育成胚胎。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

(

)A．實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說明細(xì)胞核與細(xì)胞的分裂、分化有關(guān)B．實(shí)驗(yàn)①中，a部分細(xì)胞屬于對(duì)照組C．實(shí)驗(yàn)②中，a部分的操作與實(shí)驗(yàn)①中的a部分形成對(duì)照D．實(shí)驗(yàn)還能說明細(xì)胞只有保持結(jié)構(gòu)的完整性才能完成正常的生命活動(dòng)解析：實(shí)驗(yàn)①中有細(xì)胞核的部分(b)能分裂，而沒有細(xì)胞核的部分(a)不能分裂，實(shí)驗(yàn)②中a、b兩部分最終都發(fā)育成胚胎，所以經(jīng)對(duì)照后說明細(xì)胞核與細(xì)胞的分裂、分化密切相關(guān)，同時(shí)也能說明細(xì)胞只有保持結(jié)構(gòu)的完整性才能完成正常的生命活動(dòng)；實(shí)驗(yàn)①中b部分為正常狀態(tài)，所以b部分為對(duì)照組；實(shí)驗(yàn)①中a部分沒有細(xì)胞核，而實(shí)驗(yàn)②中的a部分又有了細(xì)胞核，兩部分形成對(duì)照。故選B。答案：B

新知探究(二)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)【拓展·深化】1．核膜的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2．核仁的功能及特點(diǎn)(1)核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。(2)蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中，核仁較大。3．染色質(zhì)和染色體的異同點(diǎn)【典題·例析】[典例1]下圖表示某生物細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)組成，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A．從圖中可以看出，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核膜直接相連B．圖示中有中心體，說明該生物為低等植物或動(dòng)物C．核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，不具有選擇性，但核膜有選擇透過性D．在核仁中合成的RNA是組成核糖體的重要成分[解析]從題圖中可以看出，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和核膜直接相連，A正確；圖示中有中心體，說明該生物為低等植物或動(dòng)物，B正確；核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，也具有選擇性，如DNA不能從核孔中出來，C錯(cuò)誤；核仁能夠合成rRNA，它是組成核糖體的重要成分，D正確。[答案]

C[典例2]

下面為典型細(xì)胞核及其周圍部分結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)只有在________細(xì)胞中，使用電子顯微鏡才可以看到此圖所表示的結(jié)構(gòu)。(2)在細(xì)胞分裂過程中，[

]______高度螺旋化，成為________。(3)由圖中可見[1]______和[

]______的連通，使細(xì)胞質(zhì)和核內(nèi)物質(zhì)的聯(lián)系更為緊密。(4)圖中[2]的功能是__________________________________。[3]主要是由__________和__________組成的；核糖體的合成與圖中[

]________有關(guān)。[解析]

(1)細(xì)胞核的有無是真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的根本區(qū)別，只有在真核細(xì)胞中才能觀察到細(xì)胞核。(2)在細(xì)胞分裂過程中，染色質(zhì)高度螺旋化，成為染色體。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外連細(xì)胞膜，內(nèi)連核膜，是物質(zhì)運(yùn)輸通道，使細(xì)胞質(zhì)與核內(nèi)物質(zhì)聯(lián)系更密切。(4)染色質(zhì)主要是由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的，是遺傳物質(zhì)的主要載體，染色質(zhì)螺旋變粗形成染色體。核仁與核糖體的形成有關(guān)。[答案]

(1)真核(2)3染色質(zhì)染色體(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)5核膜(4)實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流DNA蛋白質(zhì)4核仁易錯(cuò)提醒—————————————————————————————————有關(guān)細(xì)胞核的四個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)(1)誤認(rèn)為“細(xì)胞核是具有雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器”：細(xì)胞核不是細(xì)胞器，是具有雙層膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。(2)誤認(rèn)為“核孔是大、小分子都能隨意進(jìn)出的通道”：核孔具有選擇性，RNA和某些蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)出入細(xì)胞核的通道是核孔，但并不是所有的大分子都能通過核孔，如細(xì)胞核中的DNA就不能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；而小分子物質(zhì)出入細(xì)胞核一般是通過跨膜運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的，極少通過核孔。(3)誤認(rèn)為核仁是遺傳物質(zhì)的儲(chǔ)存場(chǎng)所：核仁不是遺傳物質(zhì)的儲(chǔ)存場(chǎng)所，細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)分布在染色體(染色質(zhì))上。(4)誤認(rèn)為每個(gè)細(xì)胞有一個(gè)細(xì)胞核：有些細(xì)胞不只具有一個(gè)細(xì)胞核，如人的骨骼肌細(xì)胞中有多個(gè)細(xì)胞核。有些真核細(xì)胞不具有細(xì)胞核，如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞?！緫?yīng)用·體驗(yàn)】1．下列與真核生物細(xì)胞核有關(guān)的敘述，錯(cuò)誤的是

(

)A．細(xì)胞中的染色質(zhì)存在于細(xì)胞核中B．染色質(zhì)易被酸性染料染成深色C．細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心D．細(xì)胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)的合成需要能量解析：染色質(zhì)存在于細(xì)胞核中，主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，A項(xiàng)正確；染色質(zhì)易被堿性染料染成深色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心是細(xì)胞核，遺傳物質(zhì)的合成需要ATP提供能量，C、D兩項(xiàng)正確。答案：B

2．(2020·長(zhǎng)沙期中)觀察如圖所示的模式圖，下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是

(

)A．圖中③為核仁，與某種RNA的形成有關(guān)B．圖中②為核孔，是DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)出的通道C．圖中④為核膜，是一種雙層膜D．圖中①為染色質(zhì)，有時(shí)形成染色體解析：分析題圖可知，①是染色質(zhì)，②是核孔，③是核仁，④是核膜。核仁與核糖體及某種RNA的形成有關(guān)；核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，如蛋白質(zhì)和RNA等，但DNA不能通過核孔進(jìn)出細(xì)胞；核膜是一種雙層膜結(jié)構(gòu)；染色質(zhì)與染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞分裂不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。故選B。答案：B

科學(xué)思維——建構(gòu)模型一、模型的概念模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達(dá)。也就是說，模型是出于某一目的，對(duì)原型進(jìn)行概括性的、簡(jiǎn)化性的描述，它沒有包括原型的所有特征，但是能反映出原型的本質(zhì)特征。二、幾種常見的模型類型1．物理模型指以實(shí)物或者圖畫的形式，直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征的模型。它最顯著的特點(diǎn)是先將難以直接觀測(cè)的結(jié)構(gòu)或過程簡(jiǎn)化，把握其本質(zhì)特征，按照一定的比例放大或縮小，將這些特征通過物理模型形象化、直觀化表達(dá)，如蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模型、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型、真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型等。2．?dāng)?shù)學(xué)模型指用字母、數(shù)字及符號(hào)建立起來的等式或不等式以及圖像、圖表等描述事物特征及內(nèi)在聯(lián)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它可以描述生命現(xiàn)象，用邏輯推理、運(yùn)算、求解等來研究生命現(xiàn)象、解決生物學(xué)問題。數(shù)學(xué)模型可以將生物中的實(shí)際問題用數(shù)學(xué)的方式表現(xiàn)出來，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)合生物規(guī)律揭示事物的本質(zhì)特征。3．概念模型指用文字、圖線和符號(hào)等將有聯(lián)系的名詞或過程連接起來，將