2023-2024学年 苏教版 必修一遗传信息主要储存在细胞核中 学案

第3课时遗传信息主要储存在细胞核中阐明遗传信息主要储存在细胞核中。1.生命观念——说明细胞核的结构与功能相适应的特点。2.科学思维——构建真核细胞三维结构模型。3.科学探究——设计合理的对照实验，验证细胞核的功能。一、细胞核的结构1．结构(1)核膜①组成：内、外两层膜。②作用：把细胞质和细胞核内的物质隔开，保证细胞的生命活动更加有序地进行。(2)核孔①作用：细胞核和细胞质之间进行物质交换和信息交流的主要通道。②举例：细胞核内外的蛋白质、RNA等生物大分子是通过核孔进出的。(3)核仁①形态：细胞核中球状或椭球状的颗粒结构，没有膜包被。②作用：与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关，所以，在蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。③变化：在细胞分裂过程中，核仁会周期性地消失和重建。(4)染色质①组成：主要由DNA和蛋白质组成。②形态：细长的丝状。③染色体：杆状或圆柱状。④染色质和染色体的关系a．在细胞分裂期，丝状染色质经过高度螺旋化等过程形成染色体。b．二者是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态。(5)核基质①组成：包括以蛋白质成分为主的网架结构体系，以及网孔中充满的液体。②作用：是细胞核的骨架，与DNA复制、基因表达及染色体的组装与构建存在密切关系。2．分布、形态、大小和变化(1)分布①除哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞外，真核生物的细胞都有细胞核。②一般来说，一个细胞只有一个细胞核，有的有多个细胞核。(2)形态：通常呈球形，也有椭球形、扁平形和不规则的形态。(3)大小：约占细胞总体积的10%。平均直径为5～15μm。(4)变化：在细胞的生长发育过程中，细胞核的形态和核中的DNA含量也会发生有规律的变化。3．观察DNA和RNA在细胞中的分布DNARNA染色剂甲基绿派洛宁颜色反应绿色红色(主要)分布细胞核细胞质二、细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心1．探究细胞核功能的实验(1)变形虫的分割实验①实验过程：科学家先将变形虫分割成两部分，一部分有完整的细胞核，另一部分没有细胞核，再将分割后的两部分分别培养，观察两部分的生命活动。②实验现象：a．有核的部分能摄取和消化食物，生长到正常大小，并产生新一代变形虫；b．无核的部分许多细胞器退化，对外界刺激也不再产生反应，生命活动减弱，不久便死亡。③实验结论：细胞核可以调控细胞的代谢过程。(2)伞藻移植实验①对照组甲乙甲伞藻：伞形帽，乙伞藻：菊花形帽。甲剪去伞形帽→培养柄和假根→重新长出伞形帽。乙剪去菊花形帽→培养柄和假根→重新长出菊花形帽。②实验组甲的假根＋乙的柄→移植体→长出甲的伞形帽。(3)结果及结论结果：伞藻“帽”的形态与有细胞核的假根部分相关。结论：伞藻“帽”的形态是由细胞核控制的。2．功能细胞核不仅控制细胞的代谢过程，也控制生物体的遗传性状，是细胞代谢和遗传的调控中心。三、制作真核细胞亚显微结构模型1．模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态、生理形态或运动形态，是原型的某个表征和特征，也是对原型的抽象和概括。2．物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的。它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的细胞结构模型就是物理模型。(正确的打“√”，错误的打“×”)1．某些细胞无细胞核，说明细胞核不是细胞进行生命活动所必需的。 ()2．细胞核控制生物体的遗传性状，是细胞代谢的中心。 ()3．核膜上的核孔可以让蛋白质和DNA自由进出。 ()4．代谢旺盛的细胞，核孔数目较多。 ()5．染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质。 ()提示：1．×极少数细胞由于特殊的功能无细胞核，真核细胞都有细胞核，细胞核是细胞生命活动必需的。2．×细胞核是细胞代谢的调控中心。3．×核孔具有选择性，DNA不能进出，蛋白质的进入是有选择的。4．√5．×染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种不同形态。细胞核的结构1．核膜与核孔(1)核膜eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(①膜结构：双层膜，由内、外两层膜构成，,其上分布有核孔),\a\vs4\al(②与其他膜结构的联系：外膜与内质网膜,相连接，其上有核糖体附着)))(2)核孔eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(①数量特点：代谢旺盛的细胞中物质交换,和信息交流量大，因此核孔数目多),②结构与功能的联系：细胞核和细胞质,之间物质交换的通道，蛋白质和RNA,等大分子物质可有选择地通过核孔，,离子和小分子物质则通过核膜进出细,胞核))2．核仁的作用及特点核仁与核糖体的形成有关，在蛋白质合成旺盛的细胞中，需要的核糖体数目多，核仁的体积大。3．染色质与染色体的关系染色质染色体存在时间分裂间期分裂期形态细长的丝状杆状或圆柱状成分主要是DNA和蛋白质特性易被碱性染料染成深色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：染色质染色体细胞核结构的四点认识(1)并不是所有物质都能通过核孔，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。(2)大分子物质是通过核孔进出细胞核的，所以穿过膜的层数为0层。(3)核仁不是遗传物质的储存场所，细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。(4)染色体和染色质只是形态不同，成分完全相同。1．(多选)如图为细胞核结构模式图，下列有关叙述不正确的是()A．①是由DNA和蛋白质组成的环状结构B．②是产生核糖体、某种RNA和蛋白质的场所C．细胞核是细胞新陈代谢的主要场所D．核孔是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道ABC[①是染色质，主要是由DNA和蛋白质组成的丝状结构，A错误；②是核仁，与核糖体的形成和某种RNA的合成有关，蛋白质合成场所是核糖体，B错误；细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，细胞质基质是细胞新陈代谢的主要场所，C错误；蛋白质、RNA等生物大分子是通过核孔进出细胞核的，核孔对物质的运输具有选择性，因此，核孔是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道，D正确。]细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心1．教材实验拓展实验名称实验过程及结果实验分析实验结论一、黑白美西螈细胞核移植该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中形成重组卵细胞进行培养作为对照组美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制二、蝾螈受精卵横缢该实验既有相互对照(有核与无核)，又有自身对照(先无核观察，后挤入细胞核)蝾螈的细胞分裂和分化受细胞核控制三、变形虫切割该实验既有相互对照(有核与无核)，又有自身对照(先有核后去核再移植细胞核)变形虫的生长、分裂、再生、应激性受细胞核控制四、伞藻嫁接与核移植伞藻核移植实验是对伞藻嫁接实验的补充，可排除假根中其他物质的作用伞藻“帽”的形状由细胞核控制2．拓展实验分析(1)实验一中缺乏对照实验，可增加“将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中”的对照组，以增强结论的说服力。(2)实验二、三都既有相互对照，又有自身对照。实验四有相互对照。(3)由实验二、三还说明细胞只有保持结构的完整性，才能完成正常的生命活动。3．细胞核与细胞质的关系存活时间原因分析单独的细胞核很快死亡缺乏细胞质提供的营养和能量单独的细胞质存活一段时间后死亡细胞质中由细胞核控制合成的物质在一段时间内仍可发挥作用细胞核＋细胞质正常生活细胞核与细胞质是相互依存的统一整体2．(2022·江苏镇江期末改编)下列有关细胞核的叙述，正确的是()A．与线粒体一样，细胞核也属于具有双层膜的细胞器B．染色质和染色体是形态和成分都不相同的两种结构C．伞藻移植实验不能充分证明细胞核控制伞藻伞帽的形状D．变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是细胞代谢的主要场所C[与线粒体一样，细胞核也具有双层膜，但细胞核不是细胞器，A错误；染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种形态，成分相同，B错误；伞藻移植实验不能充分证明伞藻伞帽的形状是由细胞核控制的，因为无法排除假根中其他物质的作用，C正确；变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞质基质才是细胞代谢的主要场所，D错误。]3．(2022·江苏徐州期中改编)伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。科学家用伞形帽的伞藻和菊花形帽的伞藻做嫁接和核移植实验(如图1、2所示)。下列相关叙述错误的是()图1伞藻嫁接实验图2伞藻核移植实验A．图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止B．图2中的③与图1中①的帽形相同，都是菊花形帽C．图1中①、②的帽形因嫁接而改变D．题述实验说明生物体形态结构的建成与细胞核有关C[图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止，A正确；图2中的③与图1中①的帽形相同，都是菊花形帽，B正确；图1中①、②的帽形不会因嫁接而改变，C错误；题述实验说明生物体形态结构的建成与细胞核有关，D正确。]由于人类过度捕杀和栖息地受到破坏，苏门答腊犀牛已成为极度濒危动物，全球仅存200余头，当美国加州圣迭戈动物园里的一头苏门答腊雌犀牛快要死于疝痛的时候，科学家正在它的身边守候着，虽然他们已无法把它从死亡线上拯救回来，但他们要确保它能留下自己的“根”。由材料分析知：科学家保留下了极度濒危动物——苏门答腊雌犀牛的“根”，由此形成科学思维的学科素养。(1)科学家保留的卵细胞中哪部分结构是该犀牛的“根”？(科学思维)提示：细胞核。(2)若要利用其保留下来的“根”来“复活”该犀牛，“复活”后的犀牛和原来的犀牛性状相同吗？为什么？(科学思维)提示：不完全相同。生物体的性状不只由细胞核控制，还与环境等有关。[课堂小结]知识网络构建要点强化识记1.核膜是不连续的双层膜，其上有核孔。2.核孔是RNA和蛋白质等生物大分子进出的通道。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、加工以及核糖体的形成有关。5.核基质是细胞核的骨架，与DNA复制、基因表达及染色体的组装与构建存在密切关系。6.细胞核不仅控制细胞的代谢过程，也控制生物体的遗传性状，是细胞代谢和遗传的调控中心。1．(多选)下列关于细胞核结构的叙述，错误的是()A．所有细胞都有细胞核B．不同细胞的细胞核数量和结构都是相同的C．核孔是DNA、RNA和蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道D．染色质的主要成分是RNA和蛋白质ABCD[不同细胞的细胞核数量不同，如原核细胞无成形的细胞核，一般来说一个真核细胞含有一个细胞核，但有些特殊的真核细胞含有多个细胞核，有些真核细胞不含细胞核，A、B错误；核孔是RNA和蛋白质等生物大分子物质出入细胞核的通道，而DNA不能通过核孔，C错误；染色质是指细胞核内能被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成，D错误。]2．下图表示某细胞部分结构示意图。下列说法正确的是()A．甲是细胞中最显著的细胞器B．甲表示核仁，与核糖体的形成有关C．乙表示核膜，将细胞质与核内物质完全分开D．这只能表示多细胞高等生物的细胞核B[甲表示细胞核中的核仁，与核糖体的形成有关，不属于细胞器；乙表示核膜，没有将细胞质与细胞核完全分开，核质之间能进行频繁的物质交换和信息交流；题图可表示真核细胞的细胞核，包括单细胞低等生物，如酵母菌、草履虫等。]3．变形虫在细胞核被移除之后仍能消化已吞噬的食物，但不能再摄取食物，也不能对外界刺激作出反应，电镜下可以观察到退化的高尔基体等细胞器。由此可以说明()A．细胞核是遗传信息库B．细胞核是细胞生命活动的调控中心C．细胞核是遗传的调控中心D．细胞核是细胞新陈代谢的主要场所B[由题干信息可知，移除细胞核后变形虫的生命活动受到影响，由此可说明细胞核是细胞生命活动的调控中心。]4．下图所示为科学家进行的蝾螈受精卵横缢实验。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D[蝾螈受精卵横缢为两部分，无核部分与有核部分相互对照，后来无核部分挤进细胞核后与之前自身前后对照，均说明细胞核控制着细胞的分裂和分化。]5．下图为典型细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答下列问题：(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______