2021-2022学年-人教版-必修一-细胞核系统的控制中心-学案

第3节细胞核——系统的控制中心学习目标1.说明细胞核的结构和功能。2.尝试制作真核细胞的三维结构模型。素养要求1.生命观念：认同细胞核是细胞生命活动的控制中心。2.科学思维：真核细胞的亚显微结构的物理模型。一、细胞核的功能1．细胞核功能的探究实验(1)美西螈胚胎细胞的核移植实验实验结论：美西螈的皮肤颜色是由细胞核控制的。(2)蝾螈受精卵横缢实验实验结论：蝾螈细胞的分裂、分化受细胞核控制。(3)变形虫的切割实验实验结论：变形虫的摄食、应激性及生长和分裂等各项生命活动都离不开细胞核，细胞核是细胞生命活动的控制中心。(4)伞藻嫁接与核移植实验①伞藻嫁接实验②伞藻核移植实验③实验结论：伞藻“帽〞的形状是由细胞核控制的。特别提醒探究细胞核功能实验的四点提醒(1)蝾螈受精卵横缢实验、变形虫切割实验和伞藻嫁接与核移植实验均设置了对照实验。(2)伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步验证细胞核的功能。(3)由蝾螈受精卵横缢实验和变形虫切割实验，还能够说明细胞只有保持完整性，才能完成正常的生命活动。(4)细胞核并不是细胞代谢的中心，而是细胞代谢的控制中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。2．细胞核的功能(1)细胞核是遗传信息库。细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核控制着细胞的物质合成、能量转换和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。(1)伞藻嫁接实验说明伞帽类型是由细胞核决定的()(2)伞藻核移植实验说明细胞质对伞帽形态建成不起作用()(3)细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞的控制中心()答案(1)√(2)×(3)√伞藻是单细胞绿藻，其高度可达10厘米。生物学上常用它来研究细胞核的有关功能，下面是伞藻嫁接实验和核移植实验过程示意图，请完成以下问题：(1)嫁接实验的结果可以说明伞帽形态可能由细胞核决定(或伞帽形态可能与细胞核有关)。(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，为什么再做核移植实验？因为嫁接后细胞中既有细胞核，又有细胞质，这样就不能确定伞帽形态是否由细胞核决定。(3)根据所学知识，请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用。构建伞帽的各种物质是在细胞质中通过多种代谢途径产生的。(4)指出选择伞藻作为研究细胞有关功能的实验材料有什么好处(要求写两点)：①大型单细胞；②伞帽形态差异明显；③不同伞藻间容易嫁接。二、细胞核的结构1．细胞核的结构及各局部功能特别提醒代谢旺盛的细胞中，核仁较大，核孔数量多，蛋白质合成和核质之间物质交换越频繁。2．染色质和染色体比拟工程染色质染色体不同点存在时期分裂间期分裂期形态极细的丝状呈圆柱状或杆状相同点成分主要是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(1)染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态()(2)细胞核内行使遗传功能的结构是核仁()(3)RNA通过核孔进入细胞质穿过2层膜()答案(1)√(2)×(3)×请结合细胞核的结构示意图分析：(1)核膜外层有时附着有核糖体，这说明什么？提示外层核膜和内质网相连，也是细胞代谢的场所。(2)大分子物质(RNA和蛋白质)也能通过核孔进出细胞核，是否说明核孔不具有选择性？提示不是。核孔也具有选择性，如核内合成的RNA可以通过核孔到细胞质中，但是DNA和染色质就不能通过核孔到细胞质中。三、模型建构和细胞的概述1．模型建构(1)概念：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。(2)类型：物理模型、数学模型、概念模型等。如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型。拓展提升真核细胞三维结构模型建构的过程是：确定模型种类→确定材料用具→确定实施过程和具体分工→完成模型制作→模型检查、修补→表达和交流。2．细胞是一个整体(1)细胞作为根本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。(2)细胞既是生物体结构的根本单位，也是生物体代谢和遗传的根本单位。(1)DNA双螺旋结构模型属于物理模型()(2)细胞只有保持其结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动()(3)拍摄洋葱鳞片叶表皮的显微照片属于物理模型()答案(1)√(2)√(3)×1．科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。如下图，以下有关评价合理的是()①该实验证明了假根能控制伞帽的形状②该实验证明了细胞核是代谢的调控中心③欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验④该实验证明了细胞质是遗传的控制中心A．①②B．①③C．②④D．③④答案B解析因为实验是将伞柄嫁接到假根上，所以证明了伞藻的伞帽的形状由假根决定，①合理；该实验没有证明细胞核是代谢的调控中心，②不合理；甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽，这说明乙的伞帽形成可能与细胞核有关，该实验中缺少对照实验，不能证明细胞核的功能，要证明细胞核的功能必须再增添对照实验，③合理；该实验没有证明细胞质是遗传的控制中心，④不合理。2．细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，与其结构是分不开的，以下有关细胞核的结构和功能的表达，错误的选项是()A．核膜——双层膜，把核内物质与细胞质分开B．染色质——主要由DNA和蛋白质组成，染色体与染色质是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态C．核仁——与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关D．核孔——是大分子物质如RNA、DNA和蛋白质等进出细胞核的通道答案D解析细胞核具有双层膜，把核内物质和细胞质分开，A正确；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的载体，在分裂期，染色质高度螺旋化，缩短变粗成为染色体，B正确；核仁与核糖体的形成及某种RNA的合成有关，C正确；核孔实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流，是大分子物质如蛋白质和RNA等进出细胞核的通道，但DNA不会通过核孔进出细胞核，D错误。3．科学家用显微技术除去变形虫的细胞核后，发现其细胞代谢减弱，运动停止；当重新植入细胞核后，细胞代谢加强，运动恢复。这说明了细胞核是()A．细胞代谢的主要场所B．细胞遗传特性的控制中心C．遗传物质的储存和复制场所D．细胞生命活动的控制中心答案D解析细胞代谢的主要场所是细胞质基质，A错误；细胞核是细胞遗传的控制中心，是遗传物质储存和复制的场所，但与题干所述现象无关，B、C错误；除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止；当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复，说明细胞核是细胞生命活动的控制中心，D正确。4．模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的。以下有关模型的表达错误的选项是()A．罗伯特森拍摄的细胞膜的电镜照片，能直观地表达认识对象的特征，属于物理模型B．设计并制作物理模型时，科学性、准确性比美观与否更重要C．画概念图是建构概念模型的一种方法，可以梳理所学知识，建立良好的知识结构D．DNA双螺旋结构模型是物理模型答案A解析物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，罗伯特森拍摄的细胞膜的电镜照片是实物，不属于模型，A错误。5．细胞是一个有机的统一整体，以下表达与这一观点不相符的是()A．细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动B．病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在活的宿主细胞中才能完成C．离开细胞的细胞器，如叶绿体和线粒体等也能独立地完成各项生命活动D．去掉细胞核的变形虫最终会死亡答案C解析离开细胞的细胞器，在适宜的条件下只能完成局部生命活动，不能完成所有的生命活动，C错误。6．如图表示细胞核结构模式图，请答复以下问题：(1)图中对核内物质起屏障作用的是[]__________，它是由________层膜构成的，细胞质中合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的[]________进入细胞核的。(2)细胞核行使遗传功能的重要结构是[]_________________________________________，遗传信息存在于其组分的________上。(3)结构[②]________的功能是______________________________________________。(