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1、一、细胞核的结构,1.核膜:不连续的双层膜,把核内物质与细胞质分开, 随细胞周期周期性地消失和重建。,2.核孔:位于核膜上,是大分子物质(蛋白质、RNA) 进出细胞核的通道,蛋白质合成旺盛的细胞核孔的数量 多。注意DNA不能穿过核孔。,3.核仁:与rRNA的合成和核糖体的形成有关,蛋白质 合成旺盛的细胞核仁大而明显,随细胞周期周期性地消 失和重建。,4.染色质:由DNA和蛋白质组成,是遗传信息的主 要载体。在细胞分裂前期高度螺旋化变粗变短形成 染色体,染色体在分裂末期解螺旋变细变长形成染色质 。染色体和染色质是同种物质在不同时期的两种形 态。,二、细胞核的功能,1.细胞核是遗传信息库。,2.细
2、胞核是 细胞代谢和遗传的控制中心。,三、尝试制作真核细胞的三维结构模型,1.模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做 的一种简化的概括性的描述。模型的形式很多,包括物 理模型、 概念模型、数学模型等。以实物或图画形 式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是 物理模 型。,2.方案设计提示:真核细胞(以动物细胞为例)的结构中 包括细胞质及其内含的各种细胞器,主要有 线粒体、 中心体、高尔基体、内质网、核糖体、溶酶体等。在 建立模型时,可选用琼脂(或明胶)作细胞质,用各色彩泥,(有些地区可选用胶泥、面团儿)捏制各种细胞器,并把 它们固定于琼脂中,即可成为一个动物真核细胞的模型 。,一、细胞核的
3、功能,1.细胞核功能的实验研究,思维误区规避,只有伞藻嫁接实验不能说明伞藻“帽”的形状是由 细胞核控制的,因无法排除假根中其他物质的作用,伞 藻嫁接和核移植实验共同说明实验结论。,2.细胞核和细胞质相互依存、不可分割,(1)凡是没有细胞核的细胞,既不能生长也不能分裂,人 工去核的细胞,一般也不能存活太久。如哺乳动物成熟 的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞等,它们存活的时 间都较短。,(2)只有细胞核没有细胞质的细胞,其存活的时间也不 长,如精子和人工获得的细胞核。因为细胞核能为细胞 质提供由DNA转录产生的mRNA,可以指导细胞质内 蛋白质的合成,细胞质可以为细胞核提供营养物质和能,量。,(3)
4、只有细胞保持完整性,细胞内的各项生命活动才能 高效、有序地进行。即细胞完成正常生命活动的前提 条件是保持细胞结构的完整性。,思维误区规避,1.细胞核是细胞代谢的控制中心,但不是细胞代谢的中 心,因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。,2.并非所有的真核细胞都有细胞核,如高等植物成熟的 筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等没有细胞核。,典例1 (2012年浙江温州十校联考)有人把变形虫的核取出,观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后,预测出ad四个现象,并提出相应的推测理由。请选出预测现象和推测理由均正确的一个组合 ( ),预测现象:a.失去核的变形虫,虽然停止伸出伪足,但几 天后核将再生,能正常活
5、动 b.失去核的变形虫,细胞质 功能逐渐衰退,几天后将死亡 c.失去核的变形虫,虽将 会反复进行数次无丝分裂,但结果还是死亡 d.除去核 以后,细胞质活动反而暂时提高,因此细胞分裂将更加 旺盛,推测理由:核能抑制细胞的过度分裂 没有核的细胞也具备分裂的能力 如果没有核,就不能制造出合成众多蛋白质所需的核酸 许多生物结构都有,再生能力,核也能再生,A.a B.b,C.c D.d,【思路剖析】本题考查对教材上变形虫相关实验的 分析,意在考查考生对实验结果的分析推理能力。解 答本题的关键是把握蛋白质是生命活动的主要承担 者,而蛋白质的合成是在细胞核的控制下完成的。失 去核的变形虫无法实现再生,其细胞
6、质的功能逐渐衰 退,几天后会死亡,因为没有细胞核,将不能控制合成 蛋白质,导致生命活动无法正常进行。,【答案】B,典例2 (2013年辽宁开原月考)下图示 科学家进行的蝾螈受精卵横缢实验。该图最能说明 ( ),A.细胞质控制着细胞的代谢,B.细胞结构必须完整才能正常进行生命活动,C.细胞质是细胞遗传特性的控制中心,D.细胞核是控制细胞分裂和分化的中心,【思路剖析】解答本题的关键是注意图中显示的相 互对照和自身前后对照,找出自变量,分析其说明的问 题。图示可见,无核的一半细胞不能分裂,有核的一半 细胞能发育为正常的胚胎。,【答案】D,二、细胞核的结构,1.细胞核各结构的特点与功能,2.核孔的数量
7、、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。,3.分析:细胞是一个有机的统一整体,(1)从结构上看:细胞核与细胞质通过核孔可以互相沟 通;内质网膜与核膜、细胞膜等互相连接构成细胞完整 的“生物膜系统”。,(2)从功能上看:细胞各部分结构的功能虽不相同,但它 们是相互联系、分工合作、协调一致的,共同完成各项,生命活动。细胞的各结构在功能上的关系举例如下:,(3)从调控上看:细胞核内携带遗传信息的DNA是决定细胞结构和功能的主要因素,因此细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的,从而使细胞形成一个整体的调控系统。,(4)从与外界的关系上看:细胞的整体性还表
8、现在每一 个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换,而与 外界环境直接接触的细胞都要与外界环境进行物质交 换和能量转换,因此,细胞与外界环境之间形成一个统 一的整体。,规律精讲精析,染色质和染色体的关系,典例3 (2012年北京宣武区质检)下图 为细胞核结构模式图,有关细胞核的叙述正确的是 ( ),A.是由DNA和蛋白质组成的环状结构,B.是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所,C.核膜由2层磷脂分子组成,蛋白质、RNA大分子可以 穿过核膜进出细胞核,D.细胞核是遗传物质贮存与复制的主要场所,【思路剖析】本题主要考查真核细胞细胞核的结构 与各部分的作用,意在考查考生的识图与记忆理解能 力。解答
9、本题的关键是明确细胞核中行使遗传功能 的结构是染色质,因为其中含有遗传物质DNA。图中,为染色质,由丝状DNA和蛋白质构成;为核仁,其 功能是合成核糖体RNA,不合成mRNA和蛋白质;核膜 为双层生物膜,由4层磷脂分子组成,蛋白质、RNA等 大分子物质通过核孔完成细胞质与细胞核之间的物 质交换和信息交流。细胞中的遗传物质是DNA,而 DNA主要存在于细胞核的染色质中,故细胞核是遗传 物质贮存、复制和转录的主要场所。,【答案】D,典例4 (2012年福建厦门双十期中)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,有利于各种化学 反应的顺利进行,B.在电镜下观察分裂间期
10、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,【思路剖析】本题考查与细胞核结构相关的一些易混淆的内容,意在考查考生的审题与思考分析能力。解答本题的关键是要理解因外层核膜与内质网相连,故其上和粗面内质网一样也可分布有核糖体和多种酶。真核细胞的核膜是双层膜,外层核膜上附着有多,种酶,有利于各种化学反应的顺利进行,故A项正确;分 裂间期的细胞核中应是以染色质的形态存在,故B项 错误;细胞核中DNA不能通过核孔进入细胞质,故C项 错误;原核细
11、胞的拟核没有核膜,也没有核仁和染色质 等,故D项错误。,【答案】A,1.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.核膜为双层膜,内膜的外表面附着有很多核糖体,细胞液是指植物细胞液泡中的液体,细胞核内的液体 称为核液或核基质;外层核膜上附着有许多核糖体。,【答案】A,【思路剖析】细胞核内的染色质易被碱性染料染成 深色;核仁与核糖体的形成有关,不同的细胞中核糖体 的数量不同,则不同的细胞内核仁的大小和数量不同;,2.(2012年广州模拟)细胞核和细胞质在个体发育中的 相互作用表现在 (
12、 ),A.细胞核通过mRNA决定细胞质中蛋白质的合成,B.细胞质为细胞核的代谢提供酶、ATP和原料等,C.细胞核是遗传和代谢的调控中心,但必须通过细胞质 才能实现,D.细胞质基质中的DNA决定着细胞核基因的选择性表达,【思路剖析】细胞核是遗传和代谢的调控中心。细 胞核中的基因先转录出mRNA,以mRNA为直接模板 在核糖体中合成蛋白质。,【答案】C,3. (2012年锦州期中)用一根玻璃针将一个变形虫切成 两半,有核的一半能继续生活,无核的一半死亡。如果 将一个变形虫的核取出,无核部分能短期生存,但不能 繁殖后代,单独的细胞核则无法生存。如果在去核后三 天,再植回一个细胞核,这个变形虫生活正常
13、。如下图 所示。,请根据上述结果,分析回答下列问题:,(1)正常细胞中核与质的关系是 。,(2)去核后的变形虫仍能生活一段时间的原因是,。,(3)单独的细胞核不能生存的原因是 。,【思路剖析】此题意在考查学生的识图能力及分析 问题的能力。在细胞的结构中,细胞核与细胞质是相 互依存的,细胞质为细胞核提供营养物质和能量,细胞 核指导细胞质内蛋白质的合成,去掉核的变形虫体内 仍有一部分由核转录的信使RNA,可指导蛋白质的合 成,故能短期生存,但单独的细胞核得不到营养和能,量,不能单独生存。只有细胞保持完整性,才能完成正 常的生命活动。在进行核移植后,后代所表现出来的 性状与提供细胞核的个体是相同的,
14、也说明了细胞核 是细胞代谢和遗传的控制中心。,【答案】(1)相互依存 (2)细胞质中仍存在变形虫生 活必需的蛋白质等物质 (3)无细胞质,细胞核得不到 变形虫生活所必需的物质和能量,一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分),1.(基础再现)以下关于细胞核的叙述正确的是 ( ),A.核膜为双层膜,外膜的外表面附着有很多核糖体,B.同种生物的细胞内,核仁的大小和数量都是一定的,C.细胞核内的核仁与某种DNA及核糖体形成有关,D.核孔是包括DNA在内的大分子物质通过的通道,【思路剖析】不同细胞中核仁的大小及数量随细胞 功能复杂化程度而异;细胞核内的核仁与某种RNA及 核糖体形成有关;核孔可允
15、许mRNA及有关酶通过但,不允许DNA通过。,【答案】A,2.(视角拓展)观察右图所示的模式图,相关说法不正确 的是 ( ),A.此图表示的是真核细胞细胞核结构模式图,B.图中2为核孔,通过该结构不仅可实现核质之间的物质交换,还可实现信息交流,C.图示中4为核膜,它是一种双层生物膜,可将核内物质 与细胞质分开,【思路剖析】具有核膜、染色质、核仁等结构的细 胞肯定是真核细胞;核孔不仅可实现核质之间的物质 交换,还可实现信息交流。染色质的化学成分应包括 DNA和蛋白质等,不同于原核细胞的裸露的拟核DNA 分子。,【答案】D,D.图示中1为染色质,该结构与原核细胞中拟核的化学 本质相同,均为DNA分
16、子,3.(基础再现)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.信息交流的功能,C.双层膜结构,D.附有大量的多种酶,有利于各种化学反应的顺利进行,的顺利进行”是细胞膜和核膜均具有或能体现的。 细胞膜为单层膜结构,核膜为双层膜结构。,【答案】C,【思路剖析】“物质交换的功能”、“信息交流的 功能”、“附有大量的多种酶,有利于各种化学反应,4.(高度提升)大量事实表明,在蛋白质合成旺盛的细胞 中常有较大的核仁。这可支持下列哪种说法 ( ),A.细胞中的蛋白质主要是由核仁合成的,B.核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关,C.无核仁的细胞往往不能合成蛋白质,D.
17、DNA的转录与翻译通常发生在核仁中,关,故蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁,故B 项正确;原核细胞无核仁,但可以合成蛋白质,故C项错 误;DNA的转录主要发生在细胞核中,而不是在核仁 中,翻译过程发生在细胞质中,故D项错误。,【答案】B,【思路剖析】细胞中蛋白质的合成场所是核糖体,故 A项错误;核仁与某种RNA的合成和核糖体的形成有,5.(高度提升)下列有关细胞核的叙述,不正确的是( ),A.核孔是核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道,B.细胞核不仅是遗传信息库,也是细胞代谢与遗传的控 制中心,C.在细胞周期中,当染色质成为染色体时,核膜、核仁 逐渐消失,D.在细胞衰老时,细胞核变小,核
18、膜内折,染色质收缩,染 色加深,【思路剖析】RNA和酶等大分子可通过核孔,故A项 正确;细胞核是遗传物质DNA贮存和复制的场所,故细 胞核不仅是遗传信息库,也是细胞代谢与遗传的控制 中心,故B项正确;在有丝分裂的前期,染色质成为染色 体时,核膜、核仁逐渐消失,故C项正确;细胞衰老时细 胞核体积是变大的,故D项错误。,【答案】D,6.(视角拓展)如图,用动物受精卵做下列三个实验,关于 该实验的说法中不正确的是 ( ),A.提取受精卵的核单独培养不久就退化消失,说明细胞 核离开细胞质则不能生存,B.把去掉核的细胞单独培养不久消失,说明细胞质离开,细胞核则不能生存,C.该实验说明只要保持细胞核的完整
19、性,细胞就能正常 地进行生命活动,D.细胞核是细胞代谢的控制中心,【思路剖析】细胞完成正常生命活动的前提条件是 细胞结构的完整性。细胞核和细胞质之间是相互依 存的关系,即细胞核和细胞质相互分离之后则不能生 存。但是,细胞核和细胞质在细胞的代谢过程中发挥 的作用是不同的,细胞核是细胞代谢的控制中心,细胞,质是细胞代谢的主要场所。,【答案】C,7.(高度提升)阅读材料:分别将已分裂10次和分裂30 次的成纤维细胞的细胞核互换,重组成的 “老核新质 ”和“新核老质”细胞能分别再分裂20次和40次。 鸟类红细胞有核,但不能复制和转录。癌细胞核很活 跃,既能复制也能转录。现将鸟的红细胞核移入去核的 癌细
20、胞中,鸟的红细胞核开始复制和转录。以上实验不 能说明 ( ),A.细胞分裂次数是由细胞核中物质决定的,B.细胞质中存在影响细胞分裂的物质,C.细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的,D.只要有适当的细胞质,细胞核就能表现出全能性,【思路剖析】由题可知,细胞分裂与细胞质和细胞核 的关系密切,但并没有体现出这些细胞能分化成完整 个体,所以不能说明只要有适当的细胞质,细胞核就能 表现出全能性。,【答案】D,8.(能力综合)下列选项中,不能体现细胞的结构与功能 相适应的是 ( ),A.代谢旺盛的细胞中核孔数目相对较多,B.变形虫的伸缩泡能增加膜表面积与体积比,提高物质 交换效率,C.草履虫出现两个细胞核
21、,保证了正常的核质比,有利 于生命活动正常进行,D.控制细胞器进行物质合成的基因,主要是通过核孔从 细胞核到达细胞质的,【思路剖析】细胞核内DNA上的基因不能从细胞核 中游离出来,只有mRNA才能通过核孔进入细胞质。 代谢旺盛的细胞中细胞核与细胞质之间物质交换和 信息交流频繁,核孔数目多。变形虫的伸缩泡是一种 膜结构,可以扩大膜面积,从而使膜面积与体积之比大 大增加,提高了细胞与外界进行物质交换的效率。核 质比是指一个细胞的核与细胞质在量(容积或体积)上 的比例,一般来说,细胞核不会随细胞的体积增大而增 大,因此,细胞体积增大,细胞核的“负担”就会相应 增大,有些生物会通过增多细胞核的数目来维
22、持正常,的核质比,从而使生命活动正常进行。,【答案】D,9.(基础再现,15分)下图为真核细胞的部分结构示意图, 请据图分析回答下列问题:,二、非选择题(本题共4小题,共52分),(2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是 。,(3)核膜由 层膜组成,其 层膜与 膜相连,从而加强了细胞核与细胞质在生命活动过程 中的联系。,(4)细胞核的功能是 ,是细胞 的控制中心,在细胞的各项生命活动中起着决定性的作用。,(5)与某种RNA合成及核糖体的形成有关的结构是 ,(1)此图是 细胞亚显微结构示意图, 判断的理由是 。,。,(6)图中2的主要成分是 ,可用 来鉴定。,(7)机体受病原体刺激后,免疫系统会
23、产生相应抗体。 在 细胞内 转录出mRNA,mRNA 通过 进入细胞质,在细胞质内的核糖体上合成 抗体蛋白。,【思路剖析】本题考查真核细胞的结构与功能。因 图示的真核细胞中有7中心体,故该细胞可能是动物,细胞也可能是低等植物细胞。核膜是双层膜,其外层 核膜与内质网膜相连,核膜上的6核孔是某些大分子 物质的运输通道。4核仁与某种RNA合成及核糖体 的形成有关。图中2指的是染色质,其主要成分为 DNA和蛋白质,可用双缩脲试剂检测其中的蛋白质成 分,用甲基绿检测其中的DNA。B细胞受抗原刺激后 增殖分化为浆(效应B)细胞,其中的抗体蛋白基因转录 出mRNA,通过核孔进入细胞质中,与细胞质中的核糖 体
24、结合翻译产生抗体蛋白。,【答案】(1)动物或低等植物 有中心体 (2)6核孔 (3)两 外 8内质网 (4)遗传信息库 遗传和代谢,(5)4核仁 (6)蛋白质和DNA 双缩脲试剂、甲基绿,(7)浆(效应B) 抗体蛋白基因 核孔,10.(视角拓展,11分)下图为典型的细胞核及其周围部分 结构示意图,请据图回答:(在 中填标号, 上 填相应的名称),(1)只有在 细胞中,使用 显微镜可以 看到此图所表示的结构。,(2)在有丝分裂过程中 可在某时期转化为,形式,它主要由在细胞质中翻译形成的物质以 及 一起组成,前者是通过 进入细 胞核的。,(3)图中可见 和 相连通, 使细胞质和核内物质的联系更为紧
25、密。,(4)以下各种细胞中具有该结构的是 。,A.炭疽杆菌 B.蓝藻,C.SARS病毒 D.草履虫,【思路剖析】图示中1表示与细胞核核膜直接相连的 内质网膜,2为核孔,3为染色质,4为核仁,5为核膜,只有 真核细胞才具有图中所示的细胞核。若能显示染色 质、核膜、内质网膜等结构,应为电子显微镜下的亚 显微结构。,【答案】(1)真核 电子 (2)3染色质 染色体 DNA 2核孔 (3)1内质网膜 5核膜 (4)D,11.(高度提升,13分)为了研究细胞核的作用,一位生物 学家研究了100个细胞,他把每个细胞都分成含有细胞 核和不含细胞核两个部分,然后把这些细胞放在同样的 条件下培养,结果如下:,(
26、1)此实验可用以说明细胞核的什么功能? 。简要描述细胞核发挥该功能的主要途径: 。,(2)有核部分在30天内仍有21%35%的细胞死亡率,其 原因是 ; 。,(3)细胞核的作用既然如此重要,那么你能对人的成熟 红细胞没有细胞核提供一种合理的解释吗? 。,【思路剖析】(1)细胞核是细胞遗传和代谢的控制中 心,表中数据显示,细胞核的有无与细胞存活有关,故 可确定该实验说明细胞核具有控制细胞代谢的功能 。核中DNA转录形成mRNA通过核孔进入细胞质中 与核糖体结合,以mRNA为模板翻译产生蛋白质,从而 影响细胞的代谢。(2)可能由于分割为有核和无核部 分的操作时部分细胞损伤,或者因细胞的正常衰老和
27、凋亡,导致有核部分在30天内仍有21%35%的细胞死,亡。(3)红细胞中血红蛋白具有运输氧气的功能,人的 成熟红细胞无细胞核,可以为运输氧气的血红蛋白提 供必要空间。,【答案】(1)控制代谢 通过转录产生mRNA,指导有 关结构蛋白或酶蛋白的合成,进而控制细胞代谢 (2) 实验操作使部分细胞损伤,进而导致其中一些细胞 死亡 部分细胞正常衰老、凋亡 (3)为红细胞中 大量的血红蛋白提供必要的空间,以加强血红蛋白对 氧气的运输(或红细胞在形成时,其代谢程序已由有核,的造血干细胞确定),12.(能力综合,13分)伞藻是一类大型的单细胞海生绿 藻,细胞核位于基部的假根内,成熟后伞藻的顶部长出 一个伞帽
28、,伞帽的形状因伞藻的种类不同而异,生物学 上常用它来研究细胞的有关功能。下图为伞藻的嫁接 和核移植实验示意图。,(1)伞藻嫁接实验的结果可以说明: 。,(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实 验,还有必要再做核移植实验吗? ,说出你的理,由: 。,(3)根据所学知识,请你推测并简述伞藻的细胞质在伞 帽形成过程中的作用: 。,(4)指出伞藻作为研究细胞有关功能的实验材料有什么 好处(要求写出两点): 。,【思路剖析】本题考查细胞核与生物性状间的关系, 意在考查考生的实验分析与推理能力。(1)嫁接实验 的结果显示伞帽的形状取决于含有细胞核的假根,故 可以说明伞帽的形态可能由细胞核决定。
29、(2)因假根 中除细胞核外也含有一定量的细胞质,故需排除细胞 质对结果的影响,所以有必要再做核移植实验。(3)细 胞代谢的控制中心是细胞核,但细胞代谢的主要场所 是细胞质,即伞帽的各组成物质是在细胞质中合成的 。(4)伞藻是大型的单细胞生物,便于进行嫁接和核移 植操作;伞帽的形态差异明显,便于观察;不同伞藻间,嫁接容易成功等。,【答案】(1)伞帽的形态可能由细胞核决定(伞帽的形 态与细胞核有关) (2)有必要 因为嫁接后的细胞 中,有部分细胞质来自伞柄,部分细胞质来自假根,故 不能确定伞帽的形成是由细胞核决定的 (3)组成伞 帽的各种物质是在细胞质中通过多种代谢途径产生 的 (4)伞藻是大型单细胞生物;伞藻的伞帽形态差异 明显;不同伞藻间容易嫁接(答出其中两点即可,其他 合理答案亦可),