【课件】新教材高中生物第3章细胞的基本结构3细胞核的结构和功能课件新人教版必修1

第3节细胞核的结构和功能基础预习自查问题一:细胞核的功能有哪些?1.细胞核的分布:(1)无细胞核的细胞:高等植物_______________、哺乳动物_____________、原核细胞等。(2)有细胞核的细胞:几乎所有的_________。成熟的筛管细胞成熟的红细胞真核细胞2.细胞核功能的实验探究:(1)黑白美西螈核移植实验。①实验过程:②实验结论:美西螈皮肤颜色遗传受_______控制。细胞核(2)蝾螈受精卵横缢实验:①实验过程:②实验结论:蝾螈的细胞分裂、分化受_______控制。细胞核(3)变形虫切割实验:①实验过程:②实验结论:变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受_______控制。细胞核(4)伞藻嫁接与核移植实验:①实验过程:图1嫁接后,伞藻①和伞藻②帽的形状分别为_______和_____。图2核移植后,伞藻③帽的形状为_______。②实验结论:伞藻帽的形状是由_______控制的。菊花形伞形菊花形细胞核3.细胞核的功能:(1)细胞核是___________。(2)细胞核控制着细胞的___________。遗传信息库代谢和遗传问题二:细胞核有什么结构特点?1.细胞核的结构:2.染色质与染色体:判断下列有关染色质和染色体说法的正误:(1)染色质主要由DNA和蛋白质组成,而染色体主要由RNA和蛋白质组成。 ()提示:染色质和染色体是同一物质,主要由DNA和蛋白质组成。(2)染色质和染色体都易被酸性染料染成深色。 ()提示:染色质和染色体都易被碱性染料染成深色。(3)细胞分裂时,染色质缩短变粗形成染色体;分裂结束时,染色体解开螺旋形成细丝状的染色质。 ()(4)染色体是遗传物质的主要载体。 ()××√√3.细胞核的功能:下列与细胞核功能有关的表述,不合理的是:_______。①因为DNA全部分布于细胞核中,所以细胞核是遗传信息库②细胞核位于细胞中央,因此它是细胞的控制中心③细胞中生命活动的有序性与细胞核的调控有关④原核细胞没有成形的细胞核,因此原核细胞中的生命活动是紊乱的⑤细胞核对代谢的控制与核孔有关①②④【微思考】1.细胞核控制着细胞的代谢和遗传,起关键作用的结构是什么?提示:细胞核中的DNA储存着遗传信息。2.原核细胞没有细胞核,什么结构来控制遗传和代谢?提示:拟核,拟核里面含有DNA。问题三:尝试制作真核细胞的三维结构模型1.模型的形式很多,主要包括_____模型、_____模型、_____模型等。2.在设计并制作细胞模型时,_______、_______是第一位的,其次才是模型的美观与否。3.物理模型:以_____或_____形式直观地表达认识对象的特征,例如DNA双螺旋结构模型。物理概念数学科学性准确性实物图画核心互动探究探究点一细胞核功能的有关实验1.探究实验分析(科学探究):(1)探讨以下四个实验的实验结论:实验内容得出结论实验一:美西螈细胞核移植_____________________________________实验二:横缢蝾螈受精卵_____________________________________实验三:变形虫切割实验__________________________________________________实验四:伞藻嫁接与核移植_________________________________美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由细胞核控制的伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的(2)实验一设置不完善,该如何修改?提示:需要设置对照组:将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植入黑色美西螈去核卵细胞,结果发育成的美西螈全是白色的。(3)实验四为什么进行嫁接实验后还要进行核移植实验?提示:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明细胞核控制伞藻“帽”的形状。2.细胞核的功能(科学思维,科学探究):细胞核控制着细胞的代谢和遗传,以上四个实验中哪些实验能分别体现控制细胞的代谢和遗传?控制细胞代谢的实验:___________。控制细胞遗传的实验:___________。实验二、三实验一、四【探究总结】1.细胞核和细胞质与生物性状的关系:(1)细胞核是细胞遗传特性的控制中心。(2)细胞质中也有遗传物质DNA,控制生物的部分性状。2.细胞核和细胞质与细胞代谢的关系:(1)细胞核是细胞代谢的控制中心。(2)细胞核所需要的能量、物质都是由细胞质提供的。(3)细胞质相对于细胞核来说,并不是完全被动地接受控制,可以说,细胞的生长发育是细胞核和细胞质共同作用的结果。【定向训练】1.如图说明细胞能正常完成各项生命活动的前提条件是 (

)A.具有细胞核 B.具有细胞膜C.具有细胞质 D.细胞必须保持完整性【解析】选D。分析题图可知,细胞核离开细胞质不能生存,细胞质离开细胞核也不能生存,去核的细胞质移入细胞核后,能生存并能进行分裂,这就说明细胞只有保持完整性,才能完成正常的生命活动。2.(2020·沈阳高一检测)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。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(如图)。下列相关叙述错误的是 (

)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的帽形随嫁接的伞柄而改变D.上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关【解析】选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项正确;图2中的③与图1中①的帽形相同,都是菊花形帽,B项正确;图1中①、②的帽形不会因嫁接而改变,C项错误;上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关,D项正确。【补偿训练】下图为两种单细胞伞藻的幼体相互嫁接的实验示意图,请据图回答:(1)上述实验的大体过程如下:①将甲种伞藻的部分________________嫁接到乙种伞藻的_____________

上;②将乙种伞藻的部分________________嫁接到甲种伞藻的_____________

上。(2)该实验的结果如下:①

_____________

;②

_____________

。(3)实验结果说明:

_____________

。【解题指南】解答本题的关键:(1)根据图示的两种嫁接组合叙述实验过程。(2)根据长出的帽形状得出实验结论。【解析】由题图可以看出,甲种的帽为伞形,乙种的帽为菊花形。将甲种的带核假根与乙种的部分伞柄嫁接,长出帽的形状与甲种的相同,为伞形;乙种的带核假根与甲种的部分伞柄嫁接,长出的帽形状与乙种的相同,为菊花形。上述实验说明帽的形状可能是由细胞核内的遗传物质控制的,这里没有排除假根的作用。答案:(1)伞柄带核的假根伞柄带核的假根(2)甲种伞柄长出乙种帽乙种伞柄长出甲种帽(3)帽形状可能是由细胞核内的遗传物质控制的

探究点二细胞核的结构【图表情境】以下是细胞核的结构图示,据图分析:1.核膜和核孔(生命观念):(1)小分子物质和大分子物质主要通过哪种结构进出细胞核?提示:小分子物质主要通过核膜进出细胞核,大分子物质主要通过核孔进出细胞核。(2)核膜和核孔对进出细胞核的物质具有选择透过性吗?提示:核膜和核孔对进出细胞核的物质具有选择透过性。(3)结合细胞核的结构分析,核膜外连的膜结构是什么?提示:核膜通常与内质网膜直接相连,其上附着有核糖体。2.遗传信息库(生命观念、科学思维):(1)细胞生命活动的“蓝图”是什么?主要存在于哪里?提示:DNA上储存着遗传信息,遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”。细胞的这个“蓝图”,主要存在于细胞核中。(2)一般来说,同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都一样吗?提示:都一样。(3)细胞核能作为遗传信息库的原因是_________________________________________________________________________。DNA上储存着遗传信息,它主要位于细胞核中,少数位于线粒体、叶绿体和细胞质中【探究总结】对细胞核结构及功能理解的易错提醒(1)细胞核不是具有双层膜的细胞器:细胞核不是细胞器,它是具有双层膜的细胞结构。(2)核孔不是物质能随意通过的通道:核孔具有选择性,RNA和某些蛋白质等大分子物质可通过核孔,而DNA不能通过核孔进入细胞质。(3)核孔数量及核仁大小不是固定不变的:核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。(4)核糖体的形成不是都与核仁有关:原核细胞没有核仁,但依然存在核糖体。【定向训练】1.细胞核能够控制细胞的代谢和遗传,与其结构是分不开的,下列有关细胞核的结构和功能的叙述,错误的是 (

)A.核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开B.核孔:是大分子物质如RNA、DNA和蛋白质等进出细胞核的通道C.核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关D.染色质:主要由DNA和蛋白质组成,染色体与染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态【解析】选B。核膜具有双层膜结构,把核内物质与细胞质分开,A正确;核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,核孔具有选择性,大分子物质如RNA和蛋白质等能通过核孔进出细胞核,但DNA不会通过核孔出细胞核,B错误;核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关,C正确;染色体和染色质主要由DNA和蛋白质组成,是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态,D正确。2.(2020·成都高一检测)如图为细胞核结构模式图,下列有关叙述正确的是 (

)A.①在细胞分裂时高度螺旋化在光学显微镜下清晰可见B.②是产生核糖体、RNA和蛋白质的场所C.蛋白质、DNA等生物大分子可以穿过④进出细胞核D.细胞核是细胞进行代谢和遗传的中心【解析】选A。①是染色质,在细胞分裂时高度螺旋化形成染色体,在光学显微镜下清晰可见,A项正确;②是核仁,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,而蛋白质的合成场所是核糖体,RNA是在细胞核中经过DNA转录形成的,B项错误;④是核孔,是某些生物大分子的运输通道,具有选择性,DNA不能通过,C项错误;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,D项错误。【补偿训练】如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答:(在[

]内填标号,“____”上填相应名称)(1)[3]_________

主要由在细胞质中合成的蛋白质以及______

一起组成,前者通过[

]______进入细胞核内。单位面积的[2]结构数目与细胞类型和代谢水平有关,你认为人的胰腺细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目______(选填“多”或“少”)。(2)图中可见[1]________和[

]________相连通,使细胞质和细胞核的联系更为紧密。【解题指南】解答本题需要明确:(1)一个成分:染色质主要由蛋白质和DNA构成;(2)核孔与物质运输的关系。【解析】图中所示为细胞核亚显微结构模式图,需在电子显微镜下才能观察到。[3]是染色质,主要由蛋白质和DNA组成,蛋白质等大分子物质通过[2]核孔进入细胞核;[1]是内质网,与核膜的外层相连通。答案:(1)染色质DNA

[2]核孔多(2)内质网[5]核膜

细胞核的结构分裂时分裂结束DNA和蛋白质成分细胞核的功能决定细胞代谢的控制中心遗传的控制中心变形虫切割实验蝾螈受精卵横缢实验实验证据黑白美西螈核移植实验伞藻嫁接实验实验证据大分子物质运输的通道功能与某种RNA和核糖体形成有关功能易被碱性染料染成深色特点情境素养探究1.【实验情境】为了研究细胞核是否为活细胞所必需,一位生物学家做了这样的实验。他研究了100个细胞,把每个细胞都分成含有细胞核和不含细胞核两个部分,然后把这些细胞放在同样的条件下培养,结果如下:时间/d细胞无核部分的存活个数细胞有核部分的存活个数18179262783207740741006730065探究:(1)如果你是这位生物学家,你怎样解释上述数据?你能得出什么结论?提示:细胞无核部分随着培养天数的增加,死亡个数迅速增加,第4天就没有存活的了,这是因为没有细胞核,细胞的生命活动就无法进行。而细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长,说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。(2)细胞核的作用既然如此重要,那么你能针对人的成熟红细胞没有细胞核提供一种合理的解释吗?提示:红细胞在形成时,其代谢程序已由有核的造血干细胞确定;或为红细胞含有的血红蛋白提供了必要的空间,以加强血红蛋白对氧气的运输。2.【实验情境】某生物工作者曾做了如下实验:将鲫鱼受精卵中的细胞核提取出来,移植到除去细胞核的鲤鱼受精卵中,获得一个重组细胞,该细胞最终可发育成一个新个体(如图所示)。该新个体既具有鲫鱼的性状,又具有鲤鱼的性状。探究:(1)该新个体既具有鲫鱼的性状,又具有鲤鱼的性状,这一事实说明什么?提示:生物的性状是由细胞核和细胞质共同控制的。(2)该新个体的性状更相似于鲫鱼,原因是什么?提示:生物的性状主要由细胞核控制。课堂素养达标1.细胞核控制着细胞的代谢和遗传。下列关于细胞核结构与功能的叙述正确的是________。

①核仁与中心体的形成有关②核孔的数量与细胞代谢呈正相关③染色质中有细胞生命活动的“蓝图”④原核细胞不存在控制细胞代谢的结构⑤染色质与染色体之间的转换对于生命活动没有意义⑥细胞失去细胞核之后,会立即停止生命活动【解析】选②③。核仁与核糖体的形成有关,与中心体的形成无关,①错误。细胞代谢旺盛,核质之间的物质交换与信息交流频繁,需要更多核孔,②正确。染色质含有DNA,DNA中的遗传信息就是细胞生命活动的“蓝图”,③正确。原核细胞虽然没有核膜,但有拟核,该区域有一个大型的环状的裸露的DNA分子,原核细胞就是通过它来控制细胞代谢的,④错误。染色质与染色体之间的转换对于生命活动是有积极意义的,⑤错误。细胞失去细胞核后,因为承担生命活动的物质还在,还能进行短暂的生命活动,⑥错误。2.下列人体细胞中,存活时间明显短于其他三种的是 (

)A.心肌细胞B.小肠绒毛上皮细胞C.血液中成熟的红细胞D.神经细胞【解析】选C。人体成熟的红细胞没有细胞核,不能正常地完成各项生命活动,因此寿命较短。3.如图为某种生物的细胞核及相关结构示意图,有关叙述正确的是 (

)A.核孔是大分子物质进出的通道,不具有选择性B.图示中有中心体说明该生物为低等植物或动物C.染色质或粗或细,由DNA和蛋白质组成D.黑藻和蓝细菌均无图示结构【解析】选B。核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出的通道,但核孔对物质的进出具有选择性,A项错误;中心体存在于低等植物细胞和动物细胞中,图示中有中心体说明该生物为低等植物或动物,B项正确;染色质是极细的丝状物,主要由DNA和蛋白质组成,C项错误;黑藻是真核生物,有图示结构,D项错误。4.生物体中有两类特殊的细胞:人成熟的红细胞和精子,经研究发现,这两类细胞的寿命都较短,这一事实体现了 (

)A.环境因素的影响B.功能对寿命的影响C.遗传因素的影响 D.核、质的相互依存关系【解析】选D。细胞只有保证结构的完整性,才能完成正常的生命活动,细胞质和细胞核是相互依存、不可分割的。人成熟的红细胞无细胞核,精子几乎没有细胞质,两者的寿命都较短,体现了核、质的相互依存关系。5.(2020·永州高一检测)下列有关