《细胞核的结构和功能》素养导学

第3节细胞核的结构和功能一、探究细胞核功能的实验1.黑、白美西螈核移植实验:(1)实验过程:(2)实验结论:___________________________。美西螈皮肤颜色受细胞核控制2.蝾螈受精卵横缢实验:(1)实验过程:(2)实验结论:_________________________________。蝾螈细胞的分裂、分化受细胞核控制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、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制4.伞藻嫁接与核移植实验:(1)伞藻嫁接实验过程:二、细胞核的结构、功能1.细胞核的结构:2.染色质与染色体:(1)染色:易被_________染成深色。(2)转化。①细胞分裂时:___________________________。②细胞分裂结束时:_______________________。(3)关系:_____________________________________。碱性染料染色质高度螺旋化成为染色体染色体解螺旋成为染色质同一物质在细胞不同时期的两种存在状态3.细胞核的功能:下列与细胞核功能有关的表述,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无关。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。⑥DNA、RNA、蛋白质等大分子能进出核孔是细胞核控制代谢过程的必要条件。⑤三、建构模型1.模型的含义: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:判断关于模型类型说法的正误:(1)用橡皮泥捏成的线粒体属于物理模型。 ()提示:以实物或图画形式直观表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。√(2)光学显微镜下拍摄的细胞照片为物理模型。()提示:物体本身的照片不属于模型。(3)利用坐标图或数学公式描述生物学现象的模型属于数学模型。 ()×√知识点一探究细胞核功能的实验1.黑白美西螈核移植实验:该实验无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照。2.蝾螈受精卵横缢实验:该实验既有相互对照,又有自身前后对照。3.变形虫切割实验:该实验既有相互对照,又有自身前后对照。4.伞藻嫁接与核移植实验:伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状。【思考·讨论】将黑色美西螈的细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中,将来发育成新个体。(生命观念)(1)与黑色美西螈性状比较,性状___________(填“不完全相同”或“完全相同”)。(2)原因:______________________________________________。不完全相同白色美西螈细胞质中也含有DNA,会影响后代的性状【素养案例】如图所示,将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断(a),再在近杯处切断(e),将中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c),但将此杯切掉后,不能再生第二个杯(d);(e)处不能再生出其他部分;(a)处可以再生一完整个体(f),将其切断后的(g)处,还可再生一完整个体。请回答下列问题:(1)根据图示分析,该单细胞杯状藻属于_______(填“真核”或“原核”)生物。

(2)b只能再生一杯的原因可能是:________________________________________________________________。(3)与只能再生一杯的b相比,a反复再生出完整个体,原因是:________________________________________________________________。

【解题导引】解题关键是提取信息:(1)a、b、e三部分在题目中所代表的意义,如a代表假根,内含细胞核。(2)b与a相比,再生出的部分、再生的次数都有差异。【解析】(1)图中可清晰看到细胞核,因此该生物是真核生物。(2)b只能再生一杯的原因是,细胞中有相关的生命物质,能够完成再生任务。不能再生第二杯,是由于与细胞核相关的生命物质难以得到补充。(3)两者再生能力不同的原因在于有无细胞核。答案:(1)真核(2)细胞中有相关的生命物质,能够完成再生任务。不能再生第二杯,是由于与细胞核相关的生命物质难以得到补充。(3)a含有细胞核,而b不含有。【素养·探究】——母题追问(1)科学思维——分析与比较上题图中地中海杯状藻再生出来的c和f有什么区别?提示:前者没有细胞核,后者有细胞核。前者很难持续生存,后者可正常生存。(2)科学思维——分析与归纳上题图中地中海杯状藻切断后得到的e,为什么不能再生出其他部分?提示:地中海杯状藻切断后得到的e,只有细胞质而缺少细胞核,所以不能再生出其他部分。【素养·迁移】有人做过这样的实验:把变形虫的核从其体内取出,观察无核变形虫的一系列变化的特点,推测出a～d四种现象,并提出相应的推测理由①②③④,请选出推测现象和理由均正确的一个组合 (

)推测现象:a.失去核的变形虫,虽然停止伸出伪足,但在几天后核再生,就能正常活动b.失去核的变形虫,细胞质功能逐渐衰退,几天内将死亡c.失去核的变形虫,虽然反复进行数次分裂,但结果还是死亡d.除去核以后,细胞质活动反而暂时提高,因此细胞分裂变得更加旺盛推测理由:①许多生物器官都有再生能力,核也能再生②只有细胞核才是控制细胞代谢和遗传的中心③在没有核的细胞质里,也残存着分裂的能力④核能抑制细胞的过度分裂A.a～①B.b～②C.c～③D.d～④【解析】选B。细胞核不能再生,而且失去核的生物,其细胞质活动不可能更旺盛,可以排除A和D;没有细胞核,细胞质最终将缺乏由细胞核控制合成的蛋白质等物质,几天后会死亡,B项正确;细胞分裂需要细胞核,C项错误。【补偿训练】细胞核具有什么功能?科学家通过下列实验(如图)进行探究:①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,中间只有很少的细胞质相连,结果无核的一半(a)停止分裂,有核的一半(b)能继续分裂;②b部分分裂到16～32个细胞时,将一个细胞核挤入不能分裂的a部分,结果a部分开始分裂、分化,进而发育成胚胎。下列叙述中,不正确的是(

)A.实验结果说明细胞核与细胞的分裂、分化有关B.实验①中,b部分细胞属于对照组,a部分属于实验组C.实验②中,a部分的操作与实验①中的形成对照D.实验说明细胞的寿命与细胞核有关【解析】选D。有核或植入核的部分能分裂、分化,无核的部分则停止分裂,说明细胞核与细胞的分裂、分化有关,A正确;实验①中,b部分有细胞核,与正常细胞相同,作对照组,a部分无细胞核,异于正常细胞,作实验组,B正确;实验②中,a部分植入核,与实验①中的无核形成对照,C正确;整个实验并没有涉及细胞的寿命,D错误。知识点二细胞核的结构和功能1.细胞核的结构:(1)核膜。①主要化学组成:磷脂分子和蛋白质分子。②结构:核膜是双层膜结构,外膜上附着许多核糖体,常与内质网膜相连,核膜不是完全连续的,其上有核孔。③功能。a.起屏障作用,把核内物质(主要是DNA)与细胞质分隔开。b.控制细胞核与细胞质之间的信息交流与物质交换。小分子、离子等物质主要通过核膜进出,大分子物质主要通过核孔进出。c.化学反应的场所之一,核膜上有酶附着,利于多种化学反应的进行。(2)核仁。①结构:光学显微镜下为折光性较强的致密小体。②功能。a.核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。b.蛋白质合成旺盛的细胞中,核仁较大。(3)染色质和染色体。①染色质和染色体的比较:染色质染色体不同点存在时期分裂结束时分裂时形态极细的丝状物光学显微镜下能看到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②染色体和染色质的关系。同一物质在细胞不同时期的两种存在状态,两者的转化关系为:2.细胞核的功能:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。3.细胞核结构与功能的关系:【思考·讨论】一个生物体,不同的细胞代谢强度不同。这些细胞的细胞核在结构上可能会有哪些差异?(生命观念)提示:代谢旺盛的细胞可能核仁较大,核孔较多。【素养案例】基于对细胞核结构和功能的理解,观察细胞核结构模式图,请据图回答下列问题。(1)①的名称是____________,它主要是由____________和___________组成的。

(2)②与____________的形成有关,形成的该结构具有_______________的功能。

(3)③是细胞核与细胞质进行________________________________的通道。③对进出细胞核的大分子__________________(填“具有”或“没有”)选择性。【解题导引】(1)把握细胞核中各结构的特点。染色质—细丝状、核仁——折光小体、核孔—核孔复合物组成。(2)抓住细胞核中各结构的功能分工。染色质—遗传信息的主要载体、核仁—与核糖体的形成有关、核孔—核质间物质交换和信息交流。【解析】(1)①是细胞中的染色质,它的主要成分是DNA和蛋白质。(2)②是细胞核中的折光小体——核仁,它与核糖体的形成有关,核糖体进行蛋白质的合成。(3)③是核孔,是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的通道。大分子进出核孔是要经过选择的。答案:(1)染色质DNA蛋白质(2)核糖体合成蛋白质(3)物质交换和信息交流具有【素养·探究】——母题追问(1)生命观念——稳态与平衡观细胞核与细胞质之间的信息交流是单向的还是双向的?为什么?提示:双向的。细胞核对细胞质中生命活动的控制,必须建立在接受细胞质信息分子的基础上。细胞核对细胞质中生命活动的控制也要依靠细胞核向细胞质中传达信息来实现。(2)生命观念——物质与能量观大分子物质进出核孔是否需要能量?提示:需要能量。【素养·迁移】1.观察如图所示的模式图,相关说法不正确的是(

)A.图中3为核仁,与某种RNA的合成及核糖体的形成有关B.图中2为核孔,通过该结构不仅可实现核质之间的物质交换,还可实现信息交流C.图中4为核膜,它是一种双层膜结构D.图中1为染色质,该结构与原核细胞中拟核的化学本质相同,均为DNA分子【解析】选D。图中3为核仁,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,A正确;图中2为核孔,能实现核质之间的物质交换和信息交流,B正确;图中4为核膜,它是一种双层膜结构,可将核内物质与细胞质分开,C正