第3節(jié)細胞核的結(jié)構(gòu)和功能課標(biāo)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(yīng)。2．科學(xué)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．科學(xué)探究——通過對細胞核功能的實驗分析，掌握對照實驗的設(shè)置。知識導(dǎo)圖

學(xué)霸記憶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(guān)。4．細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。必備知識?夯實雙基一、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____________和哺乳動物的______________等極少數(shù)細胞外，真核細胞都有細胞核。篩管細胞

成熟紅細胞

2．結(jié)構(gòu)與功能核膜

細胞質(zhì)

染色質(zhì)

DNA

核仁

RNA

核糖體

核孔

物質(zhì)交換

信息交流

二、模型建構(gòu)1．含義：模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對認識對象所作的一種________________的描述。2．類型：____________、____________、____________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________模型。簡化的概括性

物理模型

概念模型

數(shù)學(xué)模型

物理

三、細胞概述1．結(jié)構(gòu)特點(1)細胞作為基本的____________，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精巧。(2)各組分之間____________成為一個整體，使生命活動能夠在變化的環(huán)境中____________、____________地進行。2．地位細胞既是生物體________的基本單位，也是生物體______________的基本單位。生命系統(tǒng)

分工合作

自我調(diào)控

高度有序

結(jié)構(gòu)

代謝和遺傳

(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。

(

)活學(xué)巧練×

×

×

√

(5)制作模型時，首先要考慮其科學(xué)性、準(zhǔn)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(guān)，是否核糖體的形成一定與核仁有關(guān)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。4．每個細胞核的核孔數(shù)量是固定不變的嗎？為什么？提示：核孔數(shù)量不是固定不變的。代謝越旺盛的細胞，物質(zhì)進出細胞核越頻繁，核孔的數(shù)量越多。課內(nèi)探究?名師點睛知識點

細胞核的功能實驗分析：(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(fù)制的主要場所，DNA攜帶遺傳信息，并通過復(fù)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，一般也不能存活太久。(2)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1典例剖析下列相關(guān)敘述錯誤的是

(

)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(guān)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(guān)。C

1．科學(xué)家用顯微技術(shù)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(dāng)重新植入細胞核后，發(fā)現(xiàn)其生命活動又能恢復(fù)。這說明了

(

)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(fù)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。變式訓(xùn)練A

知識點

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。細胞核的結(jié)構(gòu)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(guān)。(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)和染色體的比較典例2典例剖析D

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(guān)，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(dǎo)：(1)核孔是由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)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。2．(不定項)下圖是細胞核的結(jié)構(gòu)模式圖，下列關(guān)于各結(jié)構(gòu)及其功能的敘述錯誤的是

(

)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(guān)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)交換變式訓(xùn)練BC

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(guān)；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(guān)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(guān)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(fù)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。

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：典例3(1)正常細胞中核與質(zhì)的關(guān)系是______________________。(2)無核部分最終死亡的原因是______________________________。(3)單獨的細胞核不能生存的原因是____________________________________________。(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：________________________________________________________。相互依存的統(tǒng)一整體

失去了細胞核的控制和調(diào)節(jié)作用

細胞核失去了細胞質(zhì)中營養(yǎng)

物質(zhì)和能量的供應(yīng)

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(dǎo)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(yīng)，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)生體細胞基因突變或細胞癌變)。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(xí)與應(yīng)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(guān)，與所處的位置無關(guān)。二、拓展應(yīng)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(fù)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。克隆人的身份難以認定，他們與被克隆者之間的關(guān)系無法納入現(xiàn)有的倫理體系；克隆技術(shù)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(xùn)練鞏固?課堂達標(biāo)1．哺乳動物成熟的紅細胞既不生長也不分裂，變形蟲去核后不能存活多久，這些現(xiàn)象說明在細胞的生命活動中，起決定作用的是

(

)A．細胞核

B．細胞質(zhì)C．線粒體

D．核糖體解析：哺乳動物成熟的紅細胞中沒有細胞核，它既不生長也不分裂；沒有細胞核的變形蟲不能存活太久，這些現(xiàn)象說明細胞核在細胞的生命活動中起決定作用。A

2．(不定項)對染色