2019高中生物第3章第3节细胞核__系统的控制中心教案新人教版必修.pdf

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1、细胞核系统的控制中心细胞核系统的控制中心 一、细胞核的分布、结构与功能 1分布 除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物的成熟红细胞等极少数细胞外， 真核细胞都有 细胞核。 2结构 a核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。 b核仁：与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。 c染色质：主要由 DNA 和蛋白质组成，其中 DNA 是遗传信息的载体。 d核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 3功能 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 二、模型构建及细胞概述 1模型建构 (1)含义 ： 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。 (2)类型：物理模型、概

2、念模型、数学模型等。 (3)举例：沃森和克里克制作的著名的 DNA 双螺旋结构模型就是物理模型。 2.细胞在生命系统中的地位 (1)结构特点： 细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧。 各组分之间分工合作成为一个整体， 使生命活动能够在变化的环境中自我控制、 高度 有序地进行。 (2)地位：细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。 一、细胞核的功能 1仔细分析教材 P52资料分析，思考与讨论下列问题： (1)资料 1 说明了美西螈皮肤颜色是由细胞质还是细胞核控制的？为什么？ 提示：美西螈皮肤颜色是由细胞核控制的。细胞核中有 DNA，DNA 储存着遗传信息，能 通过控制蛋

3、白质合成来控制生物的性状。 (2)分析资料 2 中蝾螈受精卵的横缢实验，得出怎样的结论？ 提示：没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。 (3)分析资料 3 变形虫的切割实验，你能得出怎样的结论？ 提示：细胞核是细胞生命活动的控制中心。 (4)分析资料 4 伞藻嫁接和核移植实验，想一想生物体形态结构的构建主要与细胞质还 是细胞核有关？ 提示：生物体形态结构的构建主要与细胞核有关。 (5)综合分析资料分析中的四个实验，尝试归纳细胞核具有什么功能？ 提示：细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。 2判断下列说法是否正确： (1)细胞核位于细胞的正中央，所以它是细胞的控制中心。() (2)DNA 上储存着遗传

4、信息，DNA 是遗传信息的载体。() 二、细胞核的结构 1将下列功能与其结构连接起来 2思考并回答下列问题 (1)根据细胞核各部分结构和功能分析，什么样的细胞核孔较多、核仁较大？ 提示：代谢旺盛的细胞核孔数量较多、核仁体积相对较大。 (2)核孔是一个简单的通道吗？一切大分子物质都要由核孔通过吗？ 提示 ： 核孔不是一个简单的通道，而是包含有一个复杂而精细的结构体系。核孔是沟通 核质物质交流的通道，可以有选择地转运核内外的物质。 (3)染色质和染色体之间有什么联系？ 提示：是同一种物质在不同细胞时期的两种存在状态，转化关系为： 三、模型构建及细胞概述 判断下列说法是否正确 1拍摄洋葱鳞片叶表皮细

5、胞的显微照片就是构建了细胞的物理模型。() 2细胞只有保持完整性，才能正常地完成其生命活动。() 一、细胞核功能理解 1细胞核是遗传信息库。细胞核是遗传物质 DNA 储存和复制的主要场所，DNA 携带遗 传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。 2细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞核通过控制酶和蛋白质的合成，进而控 制细胞代谢和生物性状。 二、核孔数量、核仁大小与细胞代谢的关系 1代谢旺盛的细胞中物质交换和信息交流量大，所以核孔数目多。 2蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目多，核仁体积较大。 三、染色质与染色体 染色质染色体 存在时期分裂间期分裂期 不同点 形态极细的丝状

6、呈圆柱状或杆状 成分主要是 DNA 和蛋白质 特性易被碱性染料染成深色相同点 功能遗传物质的主要载体 关系 同一种物质在不同时期的两种存在状态，转化关系为： 特别提醒 核膜和核仁均在细胞的分裂过程中周期性地消失和重建 ； 染色体与染色质在细胞分裂过 程中周期性地相互转化。 四、对细胞是一个统一整体的理解 1结构上相互联系，彼此不可代替。 2细胞膜位于细胞质的外面，保证细胞内部结构、成分的相对稳定；细胞内的各种生 物膜在功能上分工、协作，保证细胞生命活动高效、有序地进行。 3细胞核与细胞质缺一不可，它们在功能上协调一致，密切配合。 例 1 下面为典型细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答： (

7、1)只有在_细胞中，使用电子显微镜才可以看到此图所表示的结构。 (2)在细胞有丝分裂过程中， _高度螺旋化，成为_。 (3)由图中可见1_和 _的连通， 使细胞质和核内物质的联系更为 紧密。 (4)图中2的功能是_。3主要是由 _和_组成的；核糖体的合成与图中 _有关。 解析 (1)细胞核的有无是真核细胞与原核细胞的根本区别，只有在真核细胞中才能 观察到细胞核。(2)细胞核主要由核膜、核仁、染色质三部分构成。核膜把细胞核和细胞质 分开， 并控制细胞核与细胞质间的物质交换。 (3)核膜上有核孔， 是 RNA 和蛋白质的通道。 (4) 染色质是由 DNA 和蛋白质构成的，是遗传物质的主要载体，染色

8、质螺旋变粗形成染色体。核 仁与核糖体的形成有关。 答案 (1)真核 (2)3染色质 染色体 (3)内质网 5核膜 (4)实现核质之间 频繁的物质交换和信息交流 DNA 蛋白质 4核仁 例 2 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： 时间/天12341030 细胞无核部分的存活个数816220000 细胞有核部分的存活个数797877746765 (1)此实验可说明细胞核的什么功能？ _。 (2)有 核 部 分 在30 天 内 仍 有 一 定 的 细 胞 死 亡 ， 其 原 因

9、是 ： _； _。 (3)培养一天后的结果，是否能说明在第一天中无核部分的生活力比有核部分的生活力 强？为什么会出现这样的结果？_。 (4)细胞核的作用既然如此重要，那么你能针对人的成熟红细胞没有细胞核提供一种合 理的解释吗？_。 解析 (1)由表中信息可知，无核组培养三天后就全部死亡，而有核组则不会出现该 现象， 由此说明细胞核具有控制细胞代谢的作用。 (2)有核组在培养 30 天内也存着一定细胞 的死亡，可能的原因是：细胞受到创伤而死亡；细胞正常衰老死亡。(3)培养 1 天的结 果不能说明问题，因为培养时间太短，统计可能出现误差，尤其是实验样本数太少。(4)人 的成熟红细胞没有细胞核，这与

10、其携带氧、运输氧的功能相适应，成熟的红细胞失去了细胞 核，可以腾出更大的空间容纳血红蛋白，以提高运输氧的能力。 答案 (1)控制代谢(细胞核的重要作用) (2)实验操作使部分细胞损伤， 进而导致 其中一些细胞死亡 部分细胞的正常衰老、死亡 (3)不能。培养一天后的结果差异，应 是统计误差，由统计的样本不够大造成的 (4)红细胞在形成时，其代谢程序已由有核的造 血干细胞确定(或为红细胞含有的血红蛋白提供了必要的空间，以加强血红蛋白对氧气的运 输)(答案合理即可) 实验的对照原则 对照原则是设计和实施实验的原则之一。 通过设置对照实验， 既可排除无关变量的影响， 又可增加实验结果的可信度和说服力。

11、如上述题中，有细胞核与无细胞核就形成了对照。 网络构建 填充：细胞质 载体 核糖体 物质 信息 代谢 遗传 关键语句 1核膜是不连续的双层膜，其上有核孔。 2核孔是 RNA 和蛋白质等大分子进出的通道。 3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，主要成分是 DNA 和 蛋白质。 4核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。 5细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 6模型包括物理模型、概念模型和数学模型等。 1蝾螈受精卵横缢实验、伞藻核移植实验不能说明( ) A细胞分裂与细胞核有关 B伞帽的形状与细胞核有关 C伞帽的形状与细胞膜有关 D细胞核控制着细胞的代谢和遗

12、传 解析：选 C 蝾螈受精卵横缢实验结果是有核部分能够分裂发育形成胚胎，无核部分则 停止分裂发育，说明细胞核与细胞分裂有关 ； 伞藻核移植实验结果是伞帽形状总是与提供细 胞核的亲代相同，说明了伞帽的形状与细胞核有关。综合分析，细胞核控制着细胞的代谢和 遗传。 2如图所示为科学家进行的蝾螈受精卵横缢实验。你认为该图最能说明( ) A细胞质控制着细胞的性状 B细胞核控制着细胞的性状 C细胞质与细胞分裂、分化密切相关 D细胞核与细胞分裂、分化密切相关 解析：选 D 胚胎发育过程是由一系列细胞分裂和细胞分化过程来完成的。该实验中保 留细胞核的一侧组织细胞发育成了完整胚胎， 而没有细胞核的一侧不发育，

13、说明细胞核对细 胞分裂、分化起重要作用。 3细胞核与细胞质之间的大分子物质交换的通道是( ) A核膜 B胞间连丝 C核孔 D核仁 解析：选 C 核孔是细胞核与细胞质之间进行大分子物质交换的通道。 4细胞核是由核膜、染色质、核仁、核孔组成的，下列有关叙述中，不正确的是( ) A核膜是双层膜结构，能把核内物质与细胞质分开 B染色质主要由 DNA 和蛋白质组成 C核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关 D核孔实现了细胞间的信息交流 解析：选 D 核孔是细胞质与细胞核物质变换的通道，实现了核质之间的物质交换，但 并不是细胞间的信息交流，细胞间信息交流应是不同细胞之间的关系。 5关于染色质和染色

14、体关系的叙述，正确的是( ) A不同细胞分裂时期的不同物质 B不同细胞分裂时期的同一物质 C同一细胞分裂时期的同一物质 D同一细胞分裂时期的不同物质 解析：选 B 染色质和染色体的组成相同，都是由 DNA 和蛋白质组成的。它们的形态不 同，在间期是丝状的染色质状态，在分裂期是具有一定结构的染色体，因此，它们是同一物 质在细胞不同分裂时期的两种形态。 6下面为细胞核结构模式图，据图回答： (1)图中对核内物质起屏障作用的是 _，它是由_层膜构成的，细 胞质合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的 _进入细胞核的。 (2)细胞核行使遗传功能的重要结构是 _，遗传信息存在于其组分的 _上。 (3)结构_的功

15、能是_。 (4)简 要 指 出 原 核 细 胞 的 拟 核 与 图 中 细 胞 核 在 结 构 上 存 在 的 差 异 。 _。 解析：细胞核由核膜(上有核孔)、染色质、核仁等组成，染色质由 DNA 和蛋白质组成。 原核细胞没有由核膜包被的细胞核，只有拟核，DNA 分子是裸露的。 答案 ： (1)核膜 两 核孔 (2)染色质 DNA (3)核仁 与某种 RNA 的合 成以及核糖体的形成有关 (4)原核细胞的拟核无核膜、 核孔、 核仁和染色质等结构， 其 DNA 分子是裸露的 (时间：25 分钟；满分：50 分) 一、选择题(每小题 3 分，共 24 分) 1将一只黑色公绵羊的体细胞核移入到白色

16、绵羊的去核卵细胞中，并将此卵植入另一 只黑色绵羊子宫内发育，生出的小绵羊即克隆羊。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 解析：选 A 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是相同的。 2下列有关细胞核的叙述中，正确的是( ) A是细胞新陈代谢的主要场所 B是蛋白质合成的场所 C是遗传物质贮存和复制的场所 D是具有单层膜的结构 解析：选 C 细胞核是细胞中最重要的部分，是细胞的“大脑” ，外层包裹着核膜。核 膜具有双层膜结构并具有核孔。 蛋白质合成的场所是核糖体。 细胞中新陈代谢的主要场所是

17、 细胞质。 3下列有关细胞核结构的叙述，正确的是( ) A代谢旺盛的细胞核 DNA 数量上升 B细胞核的核膜对物质的通过具有选择性，核孔没有 C不同细胞中核仁的功能不同 D细胞核行使遗传功能的重要结构是染色体 解析：选 D 核仁均与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。核膜、核孔对物质的进 出都有选择性。细胞核的主要功能是遗传代谢的控制中心，其行使者是 DNA，而 DNA 是染色 体的主要成分之一。 4RNA 在细胞核中合成，并从细胞核中出来与核糖体结合的过程中，通过的生物膜有 ( ) A0 层 B1 层 C2 层 D3 层 解析：选 A RNA 在细胞核内合成后，通过核孔进入细胞质核糖体

18、上，没有穿过生物膜 结构，即通过的生物膜为 0 层。 5. 如图是细胞核的结构模式图，关于各结构及功能的叙述错误的是( ) A属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开 B是遗传物质的主要载体 C参与蛋白质的合成及核糖体的形成 D有利于 RNA 从细胞核进入细胞质，实现核质之间的信息交流 解析：选 C 图中是核膜，是染色质(体)，是核仁，是核孔。核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。 6人的红细胞和精子的寿命都比较短，从细胞结构考虑， 这一事实说明了( ) A环境因素的影响 B功能决定寿命的长短 C细胞核和细胞质相互依存 D核遗传决定细胞寿命 解析：选 C 细胞尽管分化为细胞膜、细胞质和

19、细胞核等部分，且各部分功能不同，但 它们在功能上的关系是分工协作、共同完成细胞生理功能的。人的红细胞无细胞核，精子中 细胞质很少，因此寿命都比较短。 7如图甲、乙、丙分别表示细胞或细胞中部分结构的模式图，据图判断下列有关描述 错误的是( ) A图中甲、乙、丙分别表示线粒体、细胞核、细菌 B三种结构中都有由 DNA 和蛋白质构成的染色体 C从结构上看，甲和乙的相同点是都具有双层膜结构 D甲、乙、丙中都含有 DNA 解析 ： 选 B 根据细胞结构的特点可以判断甲表示线粒体，乙表示细胞核，丙表示细菌。 线粒体和细胞核均具有双层膜结构。甲是线粒体，其中含有少量的 DNA；乙是遗传物质 DNA 的主要贮

20、存场所，含有大量的 DNA；丙为原核细胞，其内含有裸露的环状 DNA 分子。三种结 构中只有细胞核中存在染色体(主要由 DNA 和蛋白质构成)，甲和丙中含有裸露的 DNA 分子， 无染色体。 8(山东高考)真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中 核孔数目最少的是( ) A胰岛细胞 B造血干细胞 C效应 B 细胞(浆细胞) D口腔上皮细胞 解析：选 D 核孔是某些大分子的运输通道，包括蛋白质和 RNA 等，核孔的数目与代谢 水平呈正相关，四个选项中合成蛋白质能力最弱的是口腔上皮细胞。 二、非选择题(共 26 分) 9(12 分)蛙成熟的未受精卵具有活跃的 DNA 合成能力

21、，而脑组织则不能分裂。科学家 进行了如图所示的核移植实验，请分析回答下列问题。 (1)蛙成熟的未受精卵中 DNA 合成所需的酶是在细胞质中的_上合成的，并通 过 _进 入 细 胞 核 中 ； 除 此 之 外 ， 细 胞 质 还 为 细 胞 核 代 谢 提 供 所 需 的 _等。 (2)脑细胞无核部分仍能够生活一段时间，但最终死亡的原因是 _。 (3)单独的细胞核不能生存的原因是_。 (4)本实验证明了_。 解析：(1)DNA 合成酶的化学本质是蛋白质，蛋白质合成的场所是细胞质中的核糖体， 合成后通过核孔进入细胞核内参与催化 DNA 的合成， 此外细胞质还为细胞核提供脱氧核苷酸 和能量等。(2)

22、脑细胞无核部分仍能生活一段时间，原因是原有的蛋白质还起作用，但最终 会死亡，因为失去了细胞核的控制，细胞质无法形成新的物质和能量。(3)单独的细胞核不 能生存的原因是缺少了细胞质提供物质和能量。(4)本实验证明了细胞核与细胞质是相互依 存的统一整体，细胞只有保持完整性，才能完成其复杂的生命活动。 答案 ： (1)核糖体 核孔 原料、能量 (2)失去细胞核的控制，细胞质无法形成新的物 质和能量 (3)无物质和能量的供应 (4)细胞质和细胞核是相互依存的统一整体 10(14 分)设计一个简单的实验方案，验证组成染色体的成分有 DNA 和蛋白质。 (1)实验原理：蛋白质遇双缩脲试剂发生紫色反应，DN

23、A 与甲基绿试剂混合呈现绿色。 (2)材料用具：染色体提取液、稀释的蛋清水溶液、DNA 提取液等(其他材料用具自选)。 (3)实验步骤： 取洁净的试管 4 支，分别编号为 1、2、3、4。 取 1、2 号试管，分别加入等量的染色体提取液和_；取 3、4 号试管， 分别加入等量的_和_。 在 1、2 号试管中滴加等量的_；在 3、4 号试管中滴加等量的 _。 对比观察 1 号和 2 号，3 号和 4 号试管中的颜色变化。 (4)实验结果：1 号和 2 号试管_，证明染色体中含有蛋白质成分；3 号和 4 号试管_，证明_。 解析：本实验遵循生物实验中常用的对照原则和单一变量原则，1、2 号试管对照

24、，变 量是含蛋白质的物质，通过颜色对比来验证染色体中含有蛋白质成分；3、4 号试管对照， 变量是含 DNA 的物质，通过颜色对比来验证染色体中含有 DNA 成分。 第一步，分组编号：取 4 支试管，编号为 1、2、3、4。 第二步，设置对照实验：因需鉴定两种成分，故应设置两个对照实验组，即向 1、2 号 试管中分别加入等量的染色体提取液和稀释的蛋清水溶液，用于鉴定蛋白质存在；向 3、4 号试管中分别加入等量的染色体提取液和 DNA 提取液，用于鉴定 DNA 的存在。 第三步，实验条件处理：依据实验原理，向 1、2 号试管中加入双缩脲试剂；向 3、4 号 试管中加入甲基绿试剂。 第四步，观察对比。分别对比 1 号和 2 号试管，3 号和 4 号试管的颜色变化。依据实验 原理，结合实验现象，分析实验结论。 答案：(3)稀释的蛋清水溶液 染色体提取液 DNA 提取液 双缩脲试剂 甲基绿 试剂 (4)都呈现紫色 都呈现绿色 染色体中含有 DNA 成分