2020-2021高中生物1學案：第3章 第3節(jié)細胞核的結(jié)構(gòu)和功能含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學年高中生物新教材人教版必修1學案：第3章第3節(jié)細胞核的結(jié)構(gòu)和功能含解析第3節(jié)細胞核的結(jié)構(gòu)和功能課標要求核心素養(yǎng)1.簡述細胞核的結(jié)構(gòu)與功能。2.嘗試制作真核細胞的三維結(jié)構(gòu)模型.1.生命觀念——結(jié)構(gòu)與功能觀：細胞核的結(jié)構(gòu)與其功能相適應。2?？茖W思維——模型與建模：通過制作真核細胞的三維結(jié)構(gòu)模型，掌握模型制作的方法。3?？茖W探究—-通過對細胞核功能的實驗分析,掌握對照實驗的設置。知識導圖新知預習·雙基夯實一、細胞核的分布、結(jié)構(gòu)與功能1．分布除了高等植物成熟的__篩管細胞__和哺乳動物的__成熟紅細胞__等極少數(shù)細胞外,真核細胞都有細胞核.2．結(jié)構(gòu)與功能圖示名稱功能a：__核膜__把核內(nèi)物質(zhì)與__細胞質(zhì)__分開b：__染色質(zhì)____DNA__的主要載體c:__核仁__與某種__RNA__的合成以及__核糖體__的形成有關d：__核孔__實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的__物質(zhì)交換__和__信息交流__二、模型建構(gòu)1．含義:模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所做的一種__簡化的概括性__的描述.2．類型：__物理模型__、__概念模型__、__數(shù)學模型__等.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__物理__模型.三、細胞概述1．結(jié)構(gòu)特點（1)細胞作為基本的__生命系統(tǒng)__，其結(jié)構(gòu)復雜而精巧。(2)各組分之間__分工合作__成為一個整體,使生命活動能夠在變化的環(huán)境中__自我調(diào)控__、__高度有序__地進行。2．地位細胞既是生物體__結(jié)構(gòu)__的基本單位，也是生物體__代謝和遺傳__的基本單位。┃┃活學巧練__■（1)所有真核細胞都有細胞核。(×)(2)細胞核是細胞的代謝中心.(×)（3)傘藻帽的形狀都由細胞核控制,傘藻的其他性狀也都是由細胞核控制的。(×)（4)凡是無核的真核細胞,既不能生長也不能分裂.（√)（5)制作模型時，首先要考慮其科學性、準確性,其次才是美觀與否。（√）(6)沃森和克里克制作的著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是物理模型。(√)（7）拍攝洋蔥鱗片葉表皮細胞的顯微照片就是構(gòu)建了細胞的物理模型。（×)（8）細胞只有保持完整性，才能正常地完成其生命活動.（√）思考:1．核仁與核糖體的形成有關，是否核糖體的形成一定與核仁有關呢？提示：不一定。原核細胞中沒有核仁,也能形成核糖體。2．細胞代謝的中心是細胞核嗎？提示:不是。細胞核是細胞代謝的控制中心，細胞代謝的中心是細胞質(zhì)基質(zhì)。3．是否所有物質(zhì)進出細胞核均需經(jīng)由“核孔”？提示:物質(zhì)進出細胞核并非都通過核孔。①核孔是蛋白質(zhì)、RNA等大分子物質(zhì)進出細胞核的通道.②小分子物質(zhì)可通過核膜進出細胞核。學霸記憶·素養(yǎng)積累重點呈現(xiàn)1．細胞核由核膜、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)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)，主要成分是DNA和蛋白質(zhì)。3．核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關.4．細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心.課內(nèi)探究·名師點睛知識點細胞核的功能1．細胞核功能的實驗探究序號實驗內(nèi)容實驗過程實驗結(jié)論1黑白兩種美西螈細胞核移植美西螈皮膚的顏色是由細胞核控制的2橫縊蠑螈受精卵蠑螈細胞的分裂和分化是由細胞核控制的3將變形蟲切成兩半變形蟲的分裂、生長、再生、應激性是由細胞核控制的4傘藻嫁接與核移植(1）傘藻嫁接實驗(2)傘藻核移植實驗傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的實驗分析：（1)實驗1缺乏對照實驗，若增加“將白色美西螈胚胎細胞的細胞核移植到黑色美西螈的去核卵細胞中”的實驗,將增強結(jié)論的說服力。實驗2、3、4遵循了對照原則.（2）傘藻核移植實驗可排除假根中其他物質(zhì)的影響，是對傘藻嫁接實驗的補充，進一步證明了細胞核的功能。2．細胞核的功能細胞核在細胞的生命活動中起著決定性作用。(1)細胞核是遺傳信息庫.細胞核是遺傳物質(zhì)（DNA）儲存和復制的主要場所，DNA攜帶遺傳信息，并通過復制由親代傳遞給子代，保證了遺傳的連續(xù)性。(2)細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心。細胞核控制細胞的物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)換和信息交流，使生物體能夠進行正常的細胞代謝。DNA通過控制蛋白質(zhì)的合成來控制生物的性狀.特別提醒：(1)凡是無核細胞,既不能生長也不能分裂，如哺乳動物和人的成熟紅細胞、血小板，植物的篩管細胞；人工去核的細胞,一般也不能存活大久.（3)有些細胞不止具有一個細胞核，如雙小核草履蟲有兩個細胞核，人的骨骼肌細胞中細胞核多達數(shù)百個.(3)原核生物的擬核是遺傳物質(zhì)儲存的主要場所，是細胞代謝和遺傳的控制中心。┃┃典例剖析__■典例1（2020·黑龍江省實驗中學高一期中）傘藻是一種能進行光合作用的單細胞綠藻，由傘帽、傘柄和假根三部分構(gòu)成，細胞核在假根內(nèi)?？茖W家用傘形帽和菊花形帽兩種傘藻做嫁接和核移植實驗（如圖）。下列相關敘述錯誤的是(C）A．乙中移去細胞核的A傘藻的生命活動將逐漸減緩直至停止B．乙中③與甲中①的帽形相同，都是菊花形帽C．甲中①②的帽形因嫁接而改變D．上述實驗說明生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細胞核有關解析：細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心，故乙中移去細胞核的A傘藻的生命活動逐漸減緩直至停止；乙中③與甲中①的細胞核相同，兩者都是菊花形帽；甲中①②嫁接的是傘柄,屬于細胞質(zhì)部分,故不會引起帽形的改變；題中嫁接實驗及核移植實驗可說明生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細胞核有關。┃┃變式訓練__■1．科學家用顯微技術除去變形蟲的細胞核，發(fā)現(xiàn)其新陳代謝減弱，運動停止；當重新植入細胞核后，發(fā)現(xiàn)其生命活動又能恢復。這說明了（A）A．細胞核是細胞進行生命活動所必需的B．細胞核是遺傳物質(zhì)儲存和復制的場所C．細胞核是細胞遺傳特性的控制中心D．人工去核的細胞一般不能存活很長時間解析：根據(jù)題干信息可得出細胞核是細胞進行生命活動所必需的.知識點細胞核的結(jié)構(gòu)1．細胞核的結(jié)構(gòu)細胞核能夠控制細胞的代謝和遺傳,是與細胞核的結(jié)構(gòu)分不開的。真核細胞細胞核的主要結(jié)構(gòu)有核膜（上有核孔）、核仁、染色質(zhì)等。2．核膜和核孔（1)結(jié)構(gòu)及成分①核膜是雙層膜，外膜有些部位與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，因此膜間腔與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔相通。②核膜是不完全連續(xù)的，其上具有核孔。③核膜是生物膜，主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成。（2）功能①核膜起屏障作用，把核內(nèi)物質(zhì)和細胞質(zhì)分開.②核膜控制離子和小分子物質(zhì)進出細胞核。③核孔是大分子物質(zhì)進出細胞核的通道。代謝旺盛的細胞中,核孔數(shù)量較多。④核膜的外膜表面附著大量的核糖體顆粒,有合成蛋白質(zhì)的功能。3．核仁（1)核仁折光性較強，易與其他物質(zhì)分開。(2)核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。（3）蛋白質(zhì)合成旺盛的細胞中，核仁體積相對較大。特別提醒：①具有核膜、核仁、染色質(zhì)（體)等結(jié)構(gòu)是真核細胞的特征，也是和與原核細胞的最主要區(qū)別。②在細胞周期中，核仁是一個高度動態(tài)化的結(jié)構(gòu),在細胞有絲分裂期間表現(xiàn)出周期性地消失與重建。4．染色質(zhì)和染色體的比較項目染色質(zhì)染色體相同點成分主要是DNA和蛋白質(zhì)特性易被堿性染料染成深色功能遺傳物質(zhì)的主要載體不同點存在時期分裂間期分裂期形態(tài)細長的絲狀光鏡下能看到呈圓柱狀或桿狀聯(lián)系染色質(zhì)和染色體是同種物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在形態(tài):eq\f（染色質(zhì),分裂間期)eq\o(,\s\up7（高度螺旋化，,變短、變粗)，\s\do5（解螺旋，變細、變長))eq\f（染色體，分裂期）┃┃典例剖析__■典例2下圖為細胞核結(jié)構(gòu)模式圖，下列有關敘述不正確的是(D)A．①是真核生物遺傳物質(zhì)的主要載體B．②與核糖體RNA的合成有關C．③為雙層膜，其主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)D．DNA和RNA等物質(zhì)能自由通過核孔，實現(xiàn)核質(zhì)之間的物質(zhì)交換解析：題圖中①為染色質(zhì)，主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，是真核生物遺傳物質(zhì)的主要載體，A敘述正確;題圖中②為核仁，與核糖體RNA的合成有關，B敘述正確;題圖中③為核膜,核膜為雙層膜，主要成分是脂質(zhì)和蛋白質(zhì),C敘述正確；RNA等大分子物質(zhì)可以通過核孔，實現(xiàn)核質(zhì)之間的物質(zhì)交換，但DNA不能通過核孔，D敘述錯誤.方法指導：（1）核孔是由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成的復雜結(jié)構(gòu),對進出核孔的物質(zhì)具有嚴格的調(diào)控作用，表現(xiàn)出明顯的選擇性。(2）核仁不是遺傳物質(zhì)的儲存場所，細胞核中的遺傳物質(zhì)分布在染色質(zhì)上.(3）一些大分子物質(zhì)是可以通過核孔進出細胞核的,所以該過程穿過膜的層數(shù)為零。┃┃變式訓練__■2．(不定項)下圖是細胞核的結(jié)構(gòu)模式圖，下列關于各結(jié)構(gòu)及其功能的敘述錯誤的是（BC)A．①屬于生物膜系統(tǒng)，將核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開B．②是所有生物遺傳物質(zhì)的載體C．③與蛋白質(zhì)的合成以及核糖體的形成有關D．④有利于RNA從細胞核進入細胞質(zhì)，實現(xiàn)核質(zhì)之間的物質(zhì)交換解析:①是核膜，屬于生物膜系統(tǒng)；②是染色質(zhì)，由DNA和蛋白質(zhì)組成，是真核生物遺傳物質(zhì)(DNA）的主要載體；③是核仁，與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關；④是核孔，有利于RNA等大分子物質(zhì)進出細胞核，實現(xiàn)核質(zhì)之間的物質(zhì)交換。指點迷津·撥云見日細胞是一個統(tǒng)一的整體細胞的各個部分并不是彼此孤立的，而是相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致地構(gòu)成有機的統(tǒng)一整體。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1．從結(jié)構(gòu)上看（1）細胞核與細胞質(zhì)通過核孔可以相互溝通。（2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)廣泛地分布在細胞質(zhì)中,既與核膜相連，又與細胞膜相連，從而將細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核連為一體。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細胞膜可通過囊泡相互轉(zhuǎn)化.2．從功能上看細胞各部分結(jié)構(gòu)的功能雖不相同，但這些結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系、分工合作、協(xié)調(diào)一致,共同完成各項生命活動.3．從細胞核與細胞質(zhì)的關系看（1)細胞核不能脫離細胞質(zhì)而獨立生存，這是因為細胞核調(diào)控生命活動時所需的物質(zhì)和能量均由細胞質(zhì)提供.(2）無核的細胞質(zhì)也不能長期生存，這是由細胞核的功能決定的，如哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核，其壽命較短。(3）細胞核與細胞質(zhì)是相互依存、不可分割的關系，說明細胞只有保持結(jié)構(gòu)的完整性,才能正常地完成各項生命活動。4．從調(diào)控上看細胞核是遺傳物質(zhì)儲存和復制的主要場所，是細胞遺傳特性和代謝活動的控制中心.核內(nèi)DNA通過控制蛋白質(zhì)的合成調(diào)控細胞的各項生命活動。┃┃典例剖析__■典例3用一根玻璃針，將一個變形蟲切成兩半,有核的一半能繼續(xù)生活，無核的一半死亡。如果將一個變形蟲的核取出，無核部分能短期生存，但不能繁殖后代，單獨的細胞核則無法生存。如果去核后三天，再植入一個細胞核，這個變形蟲則正常生活,如下圖所示。根據(jù)上述實驗回答：（1）正常細胞中核與質(zhì)的關系是__相互依存的統(tǒng)一整體__。（2）無核部分最終死亡的原因是__失去了細胞核的控制和調(diào)節(jié)作用__。(3）單獨的細胞核不能生存的原因是__細胞核失去了細胞質(zhì)中營養(yǎng)物質(zhì)和能量的供應__。（4）如果去核后三天,再植入一個細胞核，這個變形蟲則生活正常,該實驗與（2)進行對比說明:__細胞只有保持結(jié)構(gòu)的完整性,才能正常地完成各項生命活動__。解析：細胞是生命活動的基本單位,核質(zhì)是相互依存的統(tǒng)一整體，只有保持細胞的完整性,細胞才能進行正常的新陳代謝。無核部分因失去細胞核的控制和調(diào)節(jié)作用而不能繼續(xù)合成蛋白質(zhì)導致很快死亡。單獨的細胞核因缺乏營養(yǎng)物質(zhì)和能量的供應,而不能正常生存。解疑答惑問題探討?P541．提示:細胞核控制生物的性狀。思考·討論?P541．提示：美西螈表皮細胞合成黑色素，皮膚表現(xiàn)為黑色。合成過程受細胞核控制.2．提示：沒有細胞核，細胞就不能分裂、分化。3．提示：細胞核是細胞生命活動的控制中心。4．提示：傘藻的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點取決于細胞核.5．提示:生物體性狀的遺傳受細胞核控制,克隆牛的細胞核基本都來源于細胞的分裂，不來源于母牛乙，只有初始的細胞來自母牛乙.6．提示:細胞核控制著細胞的代謝和遺傳。旁欄思考?P56提示：同一個生物體內(nèi)所有細胞的“藍圖”都是一樣的(除非發(fā)生體細胞突變或細胞癌變)。生物體內(nèi)細胞的形態(tài)、功能多樣及結(jié)構(gòu)不完全相同是細胞分化的結(jié)果。練習與應用?P58一、概念檢測1．(1)√（2）×2．C細胞核內(nèi)染色質(zhì)是遺傳物質(zhì)的主要載體,行使遺傳功能.3．D細胞核的功能與攜帶遺傳信息有關,與所處的位置無關。二、拓展應用1．提示：染色質(zhì)是極細的絲狀物，有利于細胞進行遺傳信息的復制和表達并合成蛋白質(zhì);染色體高度螺旋化縮短變粗有利于細胞分裂時染色體的分離。2．提示：有性生殖遺傳物質(zhì)既有繼承又有變化,有利于生物的進化，克隆人只是單純的繼承,沒有變化,從而不利于生物進化?？寺∪说纳矸蓦y以認定,他們與被克隆者之間的關系無法納入現(xiàn)有的倫理體系；克隆技術現(xiàn)在還不成熟，克隆人可能有很多先天性生理缺陷；從生物多樣性上來說，大量基因結(jié)構(gòu)完全相同的克隆人，可能誘發(fā)新型疾病的廣泛傳播,對人類的生存不利。訓練鞏固·課堂達標1．以動物受精卵為實驗材料進行以下實驗,有關下圖中的分析正確的是(D）A．實驗①和實驗③說明了細胞核對維持細胞正常生命活動的重要性B．實驗②和實驗③說明了細胞質(zhì)對維持細胞正常生命活動的重要性C．實驗①說明了細胞核對細胞質(zhì)的重要性，實驗②說明了細胞質(zhì)對細胞核的重要性D．該實驗結(jié)果可以說明細胞是最基本的生命系統(tǒng)解析：將實驗結(jié)果與實驗的自變量聯(lián)系起來下結(jié)論：實驗①和實驗③說明的是細胞質(zhì)對維持細胞正常生命活動的重要性；實驗②和實驗③說明的是細胞核的重要性。2．(不定項）細胞核具有什么功能？科學家通過下圖實驗進行探究：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個細胞時，將一個細胞核擠入不能分裂的a部分，結(jié)果a部分開始分裂、分化，發(fā)育成胚胎。下列有關敘述中，正確的是(ABC)A．實驗結(jié)果可以說明細胞核與細胞的分裂、分化有關B．實驗①中,a、b兩部分細胞形成對照C．實驗②中a部分的操作與實驗①中a部分形成對照D．實驗說明細胞質(zhì)與細胞的分裂、分化關系密切解析：在實驗①中有細胞核的一部分能正常發(fā)育,而沒有細胞核的部分不能分裂、分化，也就是不能正常發(fā)育，所以經(jīng)對照后說明細胞核與細胞分裂、分化密切相關，A正確、D錯誤；在實驗①中a、b兩部分細胞形成對照，B正確;實驗①中a部分沒有細胞核，而實驗②中的a部分又有了細胞核,所以兩部分形成前后對照，C正確.3．下列有關細胞核的敘述，錯誤的是(C）A．蛋白質(zhì)是細胞核中染色質(zhì)的組成成分B．細胞核中存在DNA的主要載體C．小分子物質(zhì)可以通過核孔，大分