2024-2025學年新教材高中生物第2章細胞的結(jié)構(gòu)第4節(jié)細胞核是細胞生命活動的控制中心教案浙科版必修第一冊

PAGE11-第四節(jié)細胞核是細胞生命活動的限制中心課標內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接1.闡明遺傳信息主要貯存在細胞核中。2．嘗試制作真核細胞的結(jié)構(gòu)模型。1.建構(gòu)并運用細胞模型，闡明細胞各部分結(jié)構(gòu)通過分工，實現(xiàn)細胞水平的各項生命活動。(生命觀念、科學思維、科學探究)2．通過制作真核細胞的結(jié)構(gòu)模型，體驗構(gòu)建物理模型的過程。(科學探究)一、遺傳物質(zhì)主要儲存在細胞核中細胞核主要由核膜、核仁、染色質(zhì)、核基質(zhì)等部分組成。1．核膜與核孔(1)核膜是細胞核的邊界，由雙層膜構(gòu)成，外層常與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。雙層核膜并不是連續(xù)的，內(nèi)、外層核膜常在某些部位相互融合形成環(huán)形開口，稱為核孔。核孔四周鑲嵌有很多蛋白質(zhì)，構(gòu)成一種困難的結(jié)構(gòu)，限制著物質(zhì)的進出。核孔是蛋白質(zhì)、RNA等大分子出入細胞核的通道。(2)核仁是細胞核中呈球形或橢球形的結(jié)構(gòu)，其大小、數(shù)目、形態(tài)隨生物種類、細胞類型不同而不同。核仁是核糖體RNA合成、加工和核糖體裝配的重要場所。2．染色質(zhì)與染色體細胞核中的DNA與蛋白質(zhì)及少量RNA構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)，簡單被堿性染料染色，稱為染色質(zhì)。細胞分裂過程中，染色質(zhì)高度螺旋，凝合成在光學顯微鏡下很簡單視察到的染色體。3．核基質(zhì)核基質(zhì)是細胞核內(nèi)以蛋白質(zhì)為主的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。核基質(zhì)為細胞核供應(yīng)支架，也是多種酶的結(jié)合位點，與核內(nèi)遺傳物質(zhì)的復(fù)制、染色體的裝配等生理活動親密相關(guān)。二、細胞核限制細胞的遺傳和代謝1．傘藻“嫁接”試驗與變形蟲切割試驗(1)傘藻屬是海生的單細胞藻類，細胞長2～5cm，可分為傘帽、傘柄和假根三個部分。細胞核位于傘柄基部的假根內(nèi)。(2)該屬內(nèi)不同種類傘藻的傘帽形態(tài)不同。例如，地中海傘藻的傘帽呈倒放的傘狀，細圓齒傘藻的傘帽呈花朵狀。(3)若將傘帽切去，不久傘藻便會再生出一個形態(tài)與之前一樣的新傘帽。將這兩種傘藻細胞都切成傘帽、傘柄和假根三個部分，然后將假根交換后，再讓傘柄與其接合。兩種“嫁接”的結(jié)果特別好玩：若令傘柄與同種傘藻的假根接合，則再生出來的傘帽與原來的一樣；若令傘柄與另一種傘藻的假根接合，則再生出來的傘帽與另一種的一樣。(4)變形蟲是一類單細胞生物，沒有固定的外形，可以依靠細胞膜的流淌性隨意變更體形。(5)科學家將變形蟲緩慢地切成兩半，一半有細胞核，一半無細胞核。有核的部分具有應(yīng)激性，仍能生長、分裂、再生；無核的部分雖然仍能消化吞噬的食物，但不能攝取食物，無應(yīng)激性，不再分裂增殖，沒多久就死亡了。但是，假如無核的部分被剛好植入一個完整的細胞核，將復(fù)原生長和分裂等生理功能。2．細胞核的功能從傘藻“嫁接”試驗和變形蟲切割試驗可以看出，細胞核是生物遺傳和維持正常生命活動所必需的。DNA儲存著遺傳信息，是細胞進行生命活動的“藍圖”。DNA主要儲存在細胞核中，因此，細胞核是細胞遺傳和代謝的限制中心。三、嘗試制作真核細胞的結(jié)構(gòu)模型1．建立模型建立模型是科學探討的常用方法，是人們依據(jù)某一目的，抓住對象的本質(zhì)特征，將困難的、微觀的現(xiàn)象或事物構(gòu)建成抽象的、概括性的描述，是對探討對象簡潔的表述。2．模型類型模型的類型有多種，包括數(shù)學模型、概念模型、物理模型等。物理模型是以實物或圖畫形式直觀地表達相識對象的特征，如表示生物膜結(jié)構(gòu)的流淌鑲嵌模型。3．活動目的本活動是運用物理模型的方法，以實物的形式直觀地表現(xiàn)真核細胞的三維結(jié)構(gòu)。4．活動提示(1)查閱資料，了解各細胞器之間以及細胞器與細胞的比例，了解細胞器在細胞內(nèi)的位置。(2)可依據(jù)實際狀況自主選取制作材料，如橡皮泥、紙張、鐵絲等。(3)可獨立自主設(shè)計完成，也可多名同學分工合作完成。(4)選擇廢舊物品時應(yīng)留意衛(wèi)生和平安。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．真核細胞都有一個細胞核。 ()2．生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。 ()3．真核細胞中，DNA主要儲存于細胞核中。 ()4．核孔是蛋白質(zhì)、RNA等大分子出入細胞核的通道。 ()5．核仁是DNA合成的重要場所。 ()6．染色質(zhì)與染色體的組成物質(zhì)相同。 ()提示：1.×大多數(shù)細胞只有一個細胞核，少數(shù)細胞有多個細胞核。2．×有細胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。3．√4.√5．×核仁是核糖體RNA合成的重要場所。6．√細胞核的結(jié)構(gòu)1．走出對細胞核相識的三個誤區(qū)(1)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(2)并不是全部物質(zhì)都能進出核孔核孔是由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成的困難結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出明顯的選擇性，如細胞核中的DNA不能通過核孔進入細胞質(zhì)。(3)誤認為核孔的數(shù)量與核仁大小是固定的核孔的數(shù)量、核仁的大小與細胞代謝活動的強弱有關(guān)，如代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細胞，核孔數(shù)量多，核仁較大。2．細胞核結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系合作探究：視察下面的細胞核結(jié)構(gòu)圖，探討相關(guān)問題：(1)結(jié)合細胞核的結(jié)構(gòu)分析，小分子物質(zhì)和大分子物質(zhì)主要通過哪種結(jié)構(gòu)進出細胞核？提示：小分子物質(zhì)主要通過核膜；大分子物質(zhì)主要通過核孔。(2)細胞生命活動的“藍圖”是什么？主要存在于哪里？提示：DNA上貯存著遺傳信息，遺傳信息就像細胞生命活動的“藍圖”。細胞的這個“藍圖”，主要存在于細胞核中。(3)細胞核能作為遺傳信息庫的緣由是什么？提示：DNA上貯存著遺傳信息，它主要位于細胞核中，少數(shù)位于線粒體和葉綠體。1.視察如圖所示的模式圖。下列敘述錯誤的是()A．此圖表示真核細胞的細胞核結(jié)構(gòu)模式圖B．圖中④為核孔，通過該結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)核質(zhì)之間的物質(zhì)交換C．圖中③為核被膜，它是雙層生物膜，將核內(nèi)物質(zhì)與細胞溶膠分開D．圖中①為染色質(zhì)，該物質(zhì)與染色體是不同物質(zhì)D[由圖可知，該圖具有核膜包圍的細胞核結(jié)構(gòu)，屬于真核細胞，A正確；④核孔的功能是實現(xiàn)細胞核與細胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換和信息溝通，B正確；③核膜為雙層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開，C正確；①為染色質(zhì)，該結(jié)構(gòu)易被堿性染料染成深色，染色質(zhì)和染色體是同樣物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)，D錯誤。]2．大量事實表明，在蛋白質(zhì)合成旺盛的細胞中，常有較大和較多的核仁，這是因為()A．核仁把核物質(zhì)與細胞質(zhì)分開B．細胞中的蛋白質(zhì)主要是由核仁合成的C．核仁可以經(jīng)核孔進入細胞質(zhì)中合成蛋白質(zhì)D．核仁可能與組成核糖體的必需物質(zhì)的合成有關(guān)D[核膜具有雙層膜，將核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開，A項錯誤；細胞質(zhì)的蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體，B項錯誤；氨基酸是蛋白質(zhì)的合成原料，核仁不能為蛋白質(zhì)的合成供應(yīng)原料，C項錯誤；細胞核內(nèi)的核仁與某種RNA(rRNA)的合成以及核糖體的形成有關(guān)，因此在蛋白質(zhì)合成旺盛的細胞中，常有較大和較多的核仁，D項正確。]3．下列關(guān)于染色質(zhì)和染色體的敘述中，不正確的是()A．染色質(zhì)是指細胞核內(nèi)簡單被堿性染料染成深色的物質(zhì)B．染色質(zhì)主要由RNA和蛋白質(zhì)組成C．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形態(tài)D．染色質(zhì)在細胞分裂時高度螺旋形成染色體，經(jīng)染色在光學顯微鏡下清楚可見B[染色質(zhì)是指細胞核內(nèi)簡單被堿性染料染成深色的物質(zhì)，A正確；染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，B錯誤；在細胞分裂時，染色質(zhì)高度螺旋形成染色體，經(jīng)染色在光學顯微鏡下清楚可見，細胞分裂結(jié)束時，染色體解螺旋，重新成為細絲狀的染色質(zhì)，因此染色質(zhì)和染色體是同樣的物質(zhì)在細胞不同時期的兩種形態(tài)，故C、D正確。]染色質(zhì)與染色體的關(guān)系的歸納染色質(zhì)染色體同種物質(zhì)成分相同主要是DNA和蛋白質(zhì)特性相同易被堿性染料染成深色功能相同遺傳物質(zhì)的主要載體不同時期分裂間期分裂期兩種形態(tài)瘦長的絲光鏡下能看到呈圓柱狀或桿狀結(jié)構(gòu)細胞核的功能探究1．傘藻“嫁接”試驗的分析(1)試驗過程(2)試驗結(jié)論：傘藻“帽”的形態(tài)是由細胞核限制的。2．變形蟲切割試驗(1)試驗過程合作探究：為了探討細胞核的作用，一位生物學家探討了100個細胞，他把每個細胞都分成含有細胞核和不含細胞核兩個部分，然后把這些細胞放在同樣的條件下培育，結(jié)果如下表。回答下列有關(guān)問題：時間/天123456細胞無核部分的存活個數(shù)816220000細胞有核部分的存活個數(shù)7978777467651.第1天無核部分比有核存活率高，是否說明去掉細胞核有利于細胞生存？提示：第1天無核部分比有核存活率高，不能說明去掉細胞核有利于細胞生存，有可能是統(tǒng)計誤差，或樣本數(shù)量不夠大造成的。2．有核部分有20～30%的死亡率，可能的緣由是什么？提示：有核部分的細胞個別死亡最可能是由于人為損害或細胞正常凋亡。3．該試驗是否還應(yīng)設(shè)置空白比照組？提示：該試驗中含有細胞核那一組與無核的一組形成對比試驗，不須要設(shè)置空白比照組。4．從該試驗的結(jié)果可以得出怎樣的試驗結(jié)論？提示：細胞核是細胞進行生命活動所必需的。1．如下圖為科學家進行的蠑螈受精卵橫縊試驗。你認為該圖最能說明()A．細胞質(zhì)限制著細胞的代謝B．細胞核與細胞的分裂、分化有關(guān)C．細胞質(zhì)是細胞遺傳的限制中心D．細胞核是細胞遺傳的限制中心B[由圖中信息可知，受精卵分裂過程中，只有含細胞核的細胞才能正常分裂、分化，發(fā)育成胚胎，說明細胞核與細胞的分裂、分化有關(guān)，B正確。]2．科學家已知傘藻的細胞核位于假根中，他們假設(shè)傘藻的傘帽形態(tài)主要由細胞核限制，并用傘形帽和菊花形帽兩種傘藻進行了一個“嫁接”試驗，如圖表示其中的一組。對此試驗的有關(guān)分析錯誤的是()A．傘柄和假根中都有細胞質(zhì)，但細胞質(zhì)中沒有遺傳物質(zhì)B．本試驗中的另一組應(yīng)當將甲的傘柄移植到乙的假根上C．由本試驗可以推想傘帽的形態(tài)可能主要與細胞核有關(guān)D．若要進一步驗證細胞核的功能，還應(yīng)進行核移植試驗A[傘柄和假根中都有細胞質(zhì)，但細胞質(zhì)的線粒體中有少量的遺傳物質(zhì)DNA，A錯誤；圖示的試驗是將乙的傘柄移植到甲的假根上，因此本試驗中的另一組應(yīng)當將甲的傘柄移植到乙的假根上，B正確；題圖顯示：傘藻的細胞核位于假根中，將乙的傘柄移植到甲的假根上，長出的傘帽與甲的相同，由本試驗可以推想傘帽的形態(tài)可能主要與細胞核有關(guān)，但不能解除假根中其他物質(zhì)的作用，若要進一步驗證細胞核的功能，還應(yīng)進行核移植試驗，以解除假根中其他物質(zhì)的作用，從而證明是細胞核限制傘藻“帽”的形態(tài)，C、D正確。]本題以教材中的資料為依托，考查細胞核的功能。解答此題的先決條件是：從試驗過程到試驗結(jié)論的形成角度去分析教材中的資料，抓住圖中呈現(xiàn)的信息“嫁接后的傘藻長出的傘帽形態(tài)與供應(yīng)細胞核的個體一樣”，據(jù)此分析各選項。嘗試制作真核細胞的結(jié)構(gòu)模型1．模型的概念模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對相識對象所作的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于詳細的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。2．物理模型的概念與構(gòu)建步驟(1)概念依據(jù)相像原理，把真實事物按比例放大或縮小制成的模型，其狀態(tài)變更和原事物基本相同，可以模擬客觀事物的某些功能和性質(zhì)。(2)構(gòu)建的一般步驟：①了解構(gòu)建模型的基本構(gòu)造；②制作模型構(gòu)建的基本原件(單位)；③了解各基本原件之間的關(guān)系；④依據(jù)相互關(guān)系連接各基本原件；⑤檢驗與修補。合作探究：某科學家構(gòu)建了一個能自己移動和變更形態(tài)的“類細胞”模型，由膜外殼和填入物構(gòu)成。(1)該生物模型屬于什么類型？推斷的依據(jù)是什么？提示：物理模型是以實物或圖畫形式直觀地表達相識對象的特征，可見，該生物模型屬于物理模型。(2)該模型中類似于能產(chǎn)生囊泡的兩種細胞器是什么？提示：細胞中能產(chǎn)生囊泡的細胞器有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體。(3)科學家想利用該結(jié)構(gòu)運輸抗癌藥物到達患者的體內(nèi)，且僅與癌細胞親密接觸并釋放藥物。請從細胞膜的功能角度分析，應(yīng)當在該結(jié)構(gòu)的膜外殼中加入能與癌細胞特異性結(jié)合的什么物質(zhì)？提示：糖蛋白。1．模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對相識對象所作的一種簡化的概括性的描述。關(guān)于模型的敘述，錯誤的是()A．模型要體現(xiàn)事物的本質(zhì)和規(guī)律性的聯(lián)系B．DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是物理模型C．實物模型的制作要首先考慮是否美觀D．數(shù)學模型可以用特定的公式、圖表等表示C[在設(shè)計并制作模型時，科學性、精確性是第一位的，其次才是模型的美觀與否。]2．模型構(gòu)建方法是現(xiàn)代科學方法的核心內(nèi)容之一。模型包括物理模型、數(shù)學模型和概念模型等類型。下列不屬于模型探討方法的是()A．利用紙片等材料制作DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型B．用光學顯微鏡視察并拍攝某植物細胞的顯微結(jié)構(gòu)圖C．某生物愛好小組成員利用計算機軟件制作真核細胞的三維結(jié)構(gòu)圖D．某同學通過探討某種細菌繁殖不同時間段后產(chǎn)生的細菌細胞數(shù)目繪制成的曲線圖B[利用紙片等材料制作DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，屬于物理模型，A項錯誤；用光學顯微鏡視察并拍攝某植物細胞的顯微結(jié)構(gòu)圖，不屬于模型探討方法，B項正確；某生物愛好小組成員利用計算機軟件制作真核細胞的三維結(jié)構(gòu)圖，運用了物理模型的探討方法，C項錯誤；某同學通過探討某種細菌繁殖不同時間段后產(chǎn)生的細菌細胞數(shù)目繪制成的曲線圖，運用了數(shù)學模型的探討方法，D項錯誤。][課堂小結(jié)]學問網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句背誦1.細胞核主要由核膜、核仁、染色質(zhì)、核基質(zhì)等部分組成。(1)核膜是細胞核的邊界，由雙層膜構(gòu)成，核孔是蛋白質(zhì)、RNA等大分子出入細胞核的通道。(2)核仁是核糖體RNA合成、加工和核糖體裝配的重要場所。(3)細胞核中的DNA與蛋白質(zhì)及少量RNA構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)，簡單被堿性染料染色，稱為染色質(zhì)。細胞分裂過程中，染色質(zhì)高度螺旋，凝合成在光學顯微鏡下很簡單視察到的染色體。(4)核基質(zhì)是細胞核內(nèi)以蛋白質(zhì)為主的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。核基質(zhì)為細胞核供應(yīng)支架，也是多種酶的結(jié)合位點，與核內(nèi)遺傳物質(zhì)的復(fù)制、染色體的裝配等生理活動親密相關(guān)。2.DNA儲存著遺傳信息，是細胞進行生命活動的“藍圖”。DNA主要儲存在細胞核中，因此，細胞核是細胞遺傳和代謝的限制中心。3.建立模型是科學探討的常用方法，是人們依據(jù)某一目的，抓住對象的本質(zhì)特征，將困難的、微觀的現(xiàn)象或事物構(gòu)建成抽象的、概括性的描述，是對探討對象簡潔的表述。1．下列關(guān)于細胞核的敘述，錯誤的是()A．有些真核細胞可以有多個或沒有細胞核B．細胞中核仁的體積和數(shù)量并不是固定不變的C．核膜是包被細胞核的單層膜，其外層可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連D．核孔數(shù)目的多少與核質(zhì)間物質(zhì)交換和信息溝通頻率有關(guān)C[有些真核細胞可以有多個或沒有細胞核，如人的骨骼肌細胞中有多個細胞核，人的成熟的紅細胞沒有細胞核，A正確；細胞中核仁的體積和數(shù)量并不是固定不變的，如非洲爪蛙細胞有兩個核仁，人類的細胞只有一個核仁，蛋白質(zhì)合成旺盛的細胞中，其核仁較大，B正確；核膜是包被細胞核的雙層膜，其外層可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連，C錯誤；核孔數(shù)目的多少與核質(zhì)間物質(zhì)交換和信息溝通頻率有關(guān)，代謝旺盛的細胞，核質(zhì)之間物質(zhì)交換頻繁，核孔數(shù)量多，D正確。]2．小麥的遺傳信息儲存于它的()A．DNA分子，存在于細胞核中B．DNA或RNA分子，存在于細胞核與細胞質(zhì)中C．DNA和RNA分子，存在于細施核與細胞質(zhì)中D．DNA分子，存在于細胞核與細胞質(zhì)中D[真核細胞中有DNA和RNA兩種核酸，其中DNA是遺傳物質(zhì)，遺傳信息儲存在DNA中，DNA存在于細胞核與細胞質(zhì)中，所以D正確，A、B、C錯誤。]3．下列有關(guān)細胞核結(jié)構(gòu)與功能的敘述，不正確的是()A．核膜共具有兩層磷脂分子層，蛋白質(zhì)分布其中B．核孔是細胞核和細胞質(zhì)之間進行物質(zhì)交換的通道C．染色質(zhì)存在于細胞核中，是遺傳物質(zhì)的主要載體D．細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的限制中心A[核膜共具有四層磷脂分子層，蛋白質(zhì)分布其中，A錯誤；核孔是細胞核與細胞質(zhì)之間進行物質(zhì)交換和信息溝通的通道，核內(nèi)外大分子物質(zhì)的交換離不開核孔，B正確；染色質(zhì)存在于細胞核中，是遺傳物質(zhì)的主要載體，C正確；細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的限制中心，D正確。]4．以動物受精卵為試驗材料進行以下試驗，有關(guān)分析正確的是()A．試驗①和試驗③說明白細胞核對維持細胞正常生命活動的重要性B．試驗②和試驗③說明白細胞質(zhì)對維持細胞正常生命活動的重要性C．該試驗可以證明細胞核的功能D．該試驗結(jié)果可以說明細胞只有保持結(jié)構(gòu)完整性才能正常進行各項生命活動D[三組試驗說明細胞核和細胞質(zhì)是相互依存的關(guān)系，是統(tǒng)一的整體，細胞是最基本的生命系統(tǒng)，只有保持細胞結(jié)構(gòu)完整性