2021-2022學(xué)年-人教版-必修一-細(xì)胞核系統(tǒng)的控制中心-學(xué)案

第3節(jié)細(xì)胞核——系統(tǒng)的控制中心學(xué)習(xí)目標(biāo)1.說明細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。2.嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。素養(yǎng)要求1.生命觀念：認(rèn)同細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心。2.科學(xué)思維：真核細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)的物理模型。一、細(xì)胞核的功能1．細(xì)胞核功能的探究實(shí)驗(yàn)(1)美西螈胚胎細(xì)胞的核移植實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：美西螈的皮膚顏色是由細(xì)胞核控制的。(2)蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：蠑螈細(xì)胞的分裂、分化受細(xì)胞核控制。(3)變形蟲的切割實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：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)都離不開細(xì)胞核，細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心。(4)傘藻嫁接與核移植實(shí)驗(yàn)①傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)②傘藻核移植實(shí)驗(yàn)③實(shí)驗(yàn)結(jié)論：傘藻“帽〞的形狀是由細(xì)胞核控制的。特別提醒探究細(xì)胞核功能實(shí)驗(yàn)的四點(diǎn)提醒(1)蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)、變形蟲切割實(shí)驗(yàn)和傘藻嫁接與核移植實(shí)驗(yàn)均設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)。(2)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)證細(xì)胞核的功能。(3)由蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)和變形蟲切割實(shí)驗(yàn)，還能夠說明細(xì)胞只有保持完整性，才能完成正常的生命活動(dòng)。(4)細(xì)胞核并不是細(xì)胞代謝的中心，而是細(xì)胞代謝的控制中心，因?yàn)榧?xì)胞代謝的主要場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。2．細(xì)胞核的功能(1)細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)。細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)(DNA)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，DNA攜帶遺傳信息，并通過復(fù)制由親代傳給子代，保證了遺傳信息的連續(xù)性。(2)細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心。細(xì)胞核控制著細(xì)胞的物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)換和信息交流，使生物體能夠進(jìn)行正常的細(xì)胞代謝。(1)傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)說明傘帽類型是由細(xì)胞核決定的()(2)傘藻核移植實(shí)驗(yàn)說明細(xì)胞質(zhì)對(duì)傘帽形態(tài)建成不起作用()(3)細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，是細(xì)胞的控制中心()答案(1)√(2)×(3)√傘藻是單細(xì)胞綠藻，其高度可達(dá)10厘米。生物學(xué)上常用它來研究細(xì)胞核的有關(guān)功能，下面是傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)和核移植實(shí)驗(yàn)過程示意圖，請(qǐng)完成以下問題：(1)嫁接實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以說明傘帽形態(tài)可能由細(xì)胞核決定(或傘帽形態(tài)可能與細(xì)胞核有關(guān))。(2)在研究過程中已經(jīng)做了傘藻的傘柄與假根的嫁接實(shí)驗(yàn)，為什么再做核移植實(shí)驗(yàn)？因?yàn)榧藿雍蠹?xì)胞中既有細(xì)胞核，又有細(xì)胞質(zhì)，這樣就不能確定傘帽形態(tài)是否由細(xì)胞核決定。(3)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，請(qǐng)你推測(cè)并簡(jiǎn)述傘藻細(xì)胞質(zhì)在傘帽形成過程中的作用。構(gòu)建傘帽的各種物質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中通過多種代謝途徑產(chǎn)生的。(4)指出選擇傘藻作為研究細(xì)胞有關(guān)功能的實(shí)驗(yàn)材料有什么好處(要求寫兩點(diǎn))：①大型單細(xì)胞；②傘帽形態(tài)差異明顯；③不同傘藻間容易嫁接。二、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)1．細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)及各局部功能特別提醒代謝旺盛的細(xì)胞中，核仁較大，核孔數(shù)量多，蛋白質(zhì)合成和核質(zhì)之間物質(zhì)交換越頻繁。2．染色質(zhì)和染色體比擬工程染色質(zhì)染色體不同點(diǎn)存在時(shí)期分裂間期分裂期形態(tài)極細(xì)的絲狀呈圓柱狀或桿狀相同點(diǎn)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(1)染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)()(2)細(xì)胞核內(nèi)行使遺傳功能的結(jié)構(gòu)是核仁()(3)RNA通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)穿過2層膜()答案(1)√(2)×(3)×請(qǐng)結(jié)合細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)示意圖分析：(1)核膜外層有時(shí)附著有核糖體，這說明什么？提示外層核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，也是細(xì)胞代謝的場(chǎng)所。(2)大分子物質(zhì)(RNA和蛋白質(zhì))也能通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核，是否說明核孔不具有選擇性？提示不是。核孔也具有選擇性，如核內(nèi)合成的RNA可以通過核孔到細(xì)胞質(zhì)中，但是DNA和染色質(zhì)就不能通過核孔到細(xì)胞質(zhì)中。三、模型建構(gòu)和細(xì)胞的概述1．模型建構(gòu)(1)概念：模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述。(2)類型：物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型等。如沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于物理模型。拓展提升真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型建構(gòu)的過程是：確定模型種類→確定材料用具→確定實(shí)施過程和具體分工→完成模型制作→模型檢查、修補(bǔ)→表達(dá)和交流。2．細(xì)胞是一個(gè)整體(1)細(xì)胞作為根本的生命系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精巧；各組分之間分工合作成為一個(gè)整體，使生命活動(dòng)能夠在變化的環(huán)境中自我調(diào)控、高度有序地進(jìn)行。(2)細(xì)胞既是生物體結(jié)構(gòu)的根本單位，也是生物體代謝和遺傳的根本單位。(1)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于物理模型()(2)細(xì)胞只有保持其結(jié)構(gòu)的完整性，才能正常地完成各項(xiàng)生命活動(dòng)()(3)拍攝洋蔥鱗片葉表皮的顯微照片屬于物理模型()答案(1)√(2)√(3)×1．科學(xué)家對(duì)單細(xì)胞傘藻的幼體嫁接，將甲的傘柄嫁接到乙的假根上，長(zhǎng)出了乙的傘帽。如下圖，以下有關(guān)評(píng)價(jià)合理的是()①該實(shí)驗(yàn)證明了假根能控制傘帽的形狀②該實(shí)驗(yàn)證明了細(xì)胞核是代謝的調(diào)控中心③欲證明細(xì)胞核的功能，需同時(shí)進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)④該實(shí)驗(yàn)證明了細(xì)胞質(zhì)是遺傳的控制中心A．①②B．①③C．②④D．③④答案B解析因?yàn)閷?shí)驗(yàn)是將傘柄嫁接到假根上，所以證明了傘藻的傘帽的形狀由假根決定，①合理；該實(shí)驗(yàn)沒有證明細(xì)胞核是代謝的調(diào)控中心，②不合理；甲的傘柄嫁接到乙的假根上，長(zhǎng)出了乙的傘帽，這說明乙的傘帽形成可能與細(xì)胞核有關(guān)，該實(shí)驗(yàn)中缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不能證明細(xì)胞核的功能，要證明細(xì)胞核的功能必須再增添對(duì)照實(shí)驗(yàn)，③合理；該實(shí)驗(yàn)沒有證明細(xì)胞質(zhì)是遺傳的控制中心，④不合理。2．細(xì)胞核能夠控制細(xì)胞的代謝和遺傳，與其結(jié)構(gòu)是分不開的，以下有關(guān)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能的表達(dá)，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．核膜——雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開B．染色質(zhì)——主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，染色體與染色質(zhì)是同樣的物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)C．核仁——與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)D．核孔——是大分子物質(zhì)如RNA、DNA和蛋白質(zhì)等進(jìn)出細(xì)胞核的通道答案D解析細(xì)胞核具有雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)分開，A正確；染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，是遺傳物質(zhì)的載體，在分裂期，染色質(zhì)高度螺旋化，縮短變粗成為染色體，B正確；核仁與核糖體的形成及某種RNA的合成有關(guān)，C正確；核孔實(shí)現(xiàn)了核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流，是大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)和RNA等進(jìn)出細(xì)胞核的通道，但DNA不會(huì)通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核，D錯(cuò)誤。3．科學(xué)家用顯微技術(shù)除去變形蟲的細(xì)胞核后，發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞代謝減弱，運(yùn)動(dòng)停止；當(dāng)重新植入細(xì)胞核后，細(xì)胞代謝加強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)恢復(fù)。這說明了細(xì)胞核是()A．細(xì)胞代謝的主要場(chǎng)所B．細(xì)胞遺傳特性的控制中心C．遺傳物質(zhì)的儲(chǔ)存和復(fù)制場(chǎng)所D．細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心答案D解析細(xì)胞代謝的主要場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，A錯(cuò)誤；細(xì)胞核是細(xì)胞遺傳的控制中心，是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所，但與題干所述現(xiàn)象無關(guān)，B、C錯(cuò)誤；除去變形蟲的細(xì)胞核，其新陳代謝減弱，運(yùn)動(dòng)停止；當(dāng)重新植入細(xì)胞核后，發(fā)現(xiàn)其生命活動(dòng)又能恢復(fù)，說明細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心，D正確。4．模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(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。以下有關(guān)模型的表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A．羅伯特森拍攝的細(xì)胞膜的電鏡照片，能直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征，屬于物理模型B．設(shè)計(jì)并制作物理模型時(shí)，科學(xué)性、準(zhǔn)確性比美觀與否更重要C．畫概念圖是建構(gòu)概念模型的一種方法，可以梳理所學(xué)知識(shí)，建立良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)D．DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是物理模型答案A解析物理模型是指以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象特征的模型，羅伯特森拍攝的細(xì)胞膜的電鏡照片是實(shí)物，不屬于模型，A錯(cuò)誤。5．細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一整體，以下表達(dá)與這一觀點(diǎn)不相符的是()A．細(xì)胞只有保持完整性，才能正常地完成各項(xiàng)生命活動(dòng)B．病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，病毒的生命活動(dòng)只有在活的宿主細(xì)胞中才能完成C．離開細(xì)胞的細(xì)胞器，如葉綠體和線粒體等也能獨(dú)立地完成各項(xiàng)生命活動(dòng)D．去掉細(xì)胞核的變形蟲最終會(huì)死亡答案C解析離開細(xì)胞的細(xì)胞器，在適宜的條件下只能完成局部生命活動(dòng)，不能完成所有的生命活動(dòng)，C錯(cuò)誤。6．如圖表示細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模式圖，請(qǐng)答復(fù)以下問題：(1)圖中對(duì)核內(nèi)物質(zhì)起屏障作用的是[]__________，它是由________層膜構(gòu)成的，細(xì)胞質(zhì)中合成的組蛋白等蛋白質(zhì)是通過其上的[]________進(jìn)入細(xì)胞核的。(2)細(xì)胞核行使遺傳功能的重要結(jié)構(gòu)是[]_________________________________________，遺傳信息存在于其組分的________上。(3)結(jié)構(gòu)[②]________的功能是______________________________________________。(