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第3节 细胞核的结构和功能
问题探讨
乙
甲
体细胞
卵母细胞
克隆牛技术流程图
提取
提取
取核
去核
体外培养
早期胚胎
胚胎移植
丙
生产
克隆牛
我是美女哟!
重组细胞
讨论
:克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的,这说明了什么?
说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。
一个真核细胞,一般只有一个细胞核。
哺乳动物成熟红细胞和植物的筛管细胞没有细胞核。
草履虫有两个细胞核,
骨骼肌细胞有多个细胞核。
草履虫
红细胞
筛管细胞
骨骼肌细胞
真核细胞的细胞核数量与分布
一、细胞核的功能
思考:
细胞核在细胞的生命活动中起什么作用呢?
资料分析:细胞核具有什么功能?
通过以下四个实验进行归纳总结。
白美西螈
黑美西螈
实验1: 美西螈核移植实验
思考·讨论:P54
白美西螈
黑美西螈
实验1: 美西螈核移植实验
属两栖动物,卵细胞体积大,易于操作。
思考·讨论:P54
资料1:美西螈核移植实验
白色美西螈
黑色美西螈
卵细胞
胚胎细胞
黑色美西螈
去核卵细胞
细胞核
结果:子代美西螈全是黑色的
结论:子代美西螈的肤色由细胞核控制的。
实验1 美西螈核移植实验
将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出,移植到黑色美西螈的去核卵细胞中。
移植后发育长大的美西螈,全部是白色的。
【讨论】若要增加一组实验进一步增强实验的说服力,该如何做?
讨论1:
美西螈皮肤的颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系?这一合成过程是由细胞核还是由细胞质控制的?
黑色素的合成过程由细胞核控制的。因为DNA主要存在于细胞核中,而DNA是主要的遗传物质。
参考答案:
细胞内若能够合成黑色素,则皮肤颜色为黑色;若细胞内不能合成黑色素,则皮肤颜色为白色。
实验2 蝾螈受精卵横缢实验
实验过程
蝾螈
受精卵
无核部分
有核部分
横溢
不分裂
分裂
挤入一个核
发育为正常胚胎
发育为正常胚胎
(慢)
(快)
实验2 蝾螈受精卵横缢实验
从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系?
结论:细胞核控制细胞的分裂和分化。
本实验既有相互对照,又有自身对照。
①实验过程与结果
从资料2可以看出细胞核与细胞的分、分化有什么关系?
蝾螈
受精卵
无核部分
有核部分
横溢
不分裂
分裂
挤入
一个核
发育为正常胚胎
发育为正常胚胎
(慢)
(快)
没有细胞核,细胞就不能分裂、分化。
讨论
②实验结论:
细胞的分裂与分化受细胞核的控制。
本实验既有相互对照,又有自身对照。
实验2 蝾螈受精卵横缢实验
①实验过程与结果
②实验结论:
变形虫的分裂、生长、再生等生命活动受细胞核控制
本实验既有相互对照,又有自身对照。
即细胞核是变形虫生命活动的控制中心。
实验3 变形虫切割与核移植实验
实验3 变形虫切割与核移植实验
实验发现细胞核或细胞质单独存在时,都很快死亡,这说明什么问题?
细胞核与细胞质是相互依存的,细胞只有保持结构的完整性,才能完成正常的生命活动。
实验3 变形虫切割与核移植实验
切
有核部分
无核部分
死亡
死亡
死亡
取出核
一段时间后
植入细胞核
正常生活
细胞核
1. 实验发现细胞核或细胞质单独存在时,都很快死亡,这说明什么问题?
细胞核与细胞质是相互依存的,细胞只有保持结构的完整性,才能完成正常的生命活动。
2. 该实验是如何设计对照的?
一半有核,一半没核形成对照,有核部分后又取出核形成前后对照,取出核后又再次植入细胞核形成前后对照。
实验4 伞藻嫁接与核移植实验
伞形伞藻
菊花形伞藻
“帽”
柄
假根
细胞核
伞藻是单细胞生物,其结构可以分为帽、柄、假根三个部分;细胞核位于假根。
②伞藻的嫁接实验
结论:
实验过程与结果如下图所示:
伞藻的形态(伞帽)与伞藻的假根有关。
实验4 伞藻嫁接与核移植实验
③伞藻的核移植实验
结论: 伞藻的形态(伞帽)受细胞核控制。
排除了假根中其他物质的干扰
实验4 伞藻嫁接与核移植实验
细胞核的功能总结
资料1:黑白美西螈核移植实验
资料4:伞藻嫁接与核移植实验
肤色遗传受细胞核控制
伞藻形态遗传受细胞核控制
细胞核控制细胞的遗传
资料2:蝾螈横溢实验
资料3:变形虫切割实验
细胞分裂、分化等受细胞核控制
细胞分裂、生长等受细胞核控制
细胞核控制细胞的代谢
结论:细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
细胞核是细胞的控制中心。
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。如图所示,下列有关评价合理的是
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.①② B.①③ C.②④ D.③④
√
【检测】下列关于细胞核的功能说法错误的是( )
A. 蝾螈受精卵横缢实验说明没有细胞核就不能进行细胞的分裂和分化
B. 伞藻嫁接实验说明生物体形态结构的建成与细胞核有关
C. 克隆猴产生的过程说明生物体性状的遗传主要是由细胞核控制
D. 细胞核是细胞的控制中心,因为细胞核位于细胞的正中央
D
二、细胞核的结构
1.细胞核由哪几部分构成?
2.它们的作用分别是什么?
3.体会生物学中结构与功能相适应的观点
细胞核结构模式图
阅读教材P56并思考以下问题
1.由内外两层膜组成。
2.膜上有小孔即核孔。
细胞核的结构
1、核膜:
结构:
功能:
1.将细胞质与核内物质分开。
2.保护细胞核内的DNA分子免 受机械损伤。
3.核孔-大分子物质通过的地方
核内产生的RNA出核,
细胞质产生的蛋白质入核。
核孔
核仁
染色质
注意:DNA不能通过
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
细胞核的结构
2、核仁
合成核糖体RNA (rRNA),
与核糖体形成有关。
核仁
染色质
核孔
【思考】核仁在不同细胞里面一样大小吗?
不一样。蛋白质合成量越多的细胞,核仁越大越多
细胞核的结构
核孔
染色质
核仁
3、染色质
概念:主要指细胞核 内容易被碱性染料染成深色的物质。
化学成分:主要是DNA和蛋白质
细胞核的结构
非分裂期
分裂期
分裂间期
分裂期
高度螺旋化、缩短变粗
解螺旋
染色质
[丝状]
染色体
[杆状]
染色质与染色体: 是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态。
染色质和染色体:
染色体
DNA
蛋白质
染色质
分裂间期
分裂期
螺旋化、变粗、变短
解螺旋
染色质
[丝状]
染色体
[杆状]
题组二 细胞核的结构
5.下列有关细胞核的叙述错误的是
A.核膜为双层膜,外膜通常与内质网膜相连
B.核孔有选择性地控制物质进出,核内DNA不能通过核孔进入细胞质
C.核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
D.染色质与染色体在形态转化的同时伴随成分的变化
√
小本P154
【讨论】
请结合细胞核的结构解释为什么细胞核能够控制细胞的代谢和遗传?
细胞核中有染色质,染色质中有DNA,DNA是遗传信息的载体,遗传信息能够指导细胞进行一系列的生命活动。
正是因为携带遗传信息的DNA位于细胞核中,细胞核才能够控制细胞的代谢和遗传。
细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
细胞在生命系统中的地位
(1)结构特点
①结构复杂而精巧。
②各组分之间_________成为一个整体。
(2)地位
①生物体结构的_________。
②_________________ 的基本单位。
分工合作
基本单位
生物体代谢和遗传
细胞是一个统一的整体
(1)细胞膜 控制着细胞内外的物质交换和信息交流。
(2)细胞质基质 是细胞代谢的主要场所。
(3)细胞核 是细胞代谢和遗传的控制中心。
综上所述,细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体代谢和遗传的基本单位。
总结
一、细胞核的形态、数目
二、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心(4个资料分析)
三、细胞核的结构:
核膜
核仁:
染色质
染色体
外膜
内膜
核孔
蛋白质
DNA
螺旋浓缩
解旋
作用:大分子物质(RNA、蛋白质)进出细胞核的通道,实现核质之间的物质交换和信息交流
核糖体RNA合成、与核糖体形成有关
四、核质关系---相互协调相互依存
细胞只有保持结构完整性,才能进行正常的生命活动。
使细胞核内的物质与细胞质分隔开来
总结
1、判断
(1)核孔是物质进出细胞核的唯一通道( )
(2)蛋白质和DNA可以通过核孔进出细胞核( )
(3)核仁被破坏,该细胞蛋白质的合成将不能正常进行( )
(4)细胞中核糖体的形成一定与核仁有关( )
(5)细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心( )
2.下列关于细胞核结构和功能的叙述,正确的是
A.核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关
B.染色质和染色体是两种不同的物质
C.核孔是DNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道
D.核膜是单层膜,把核内物质与细胞质分隔开
√
×
×
√
×
×
3.下列有关细胞结构和功能的叙述,错误的是
A.线粒体和叶绿体中含有DNA分子
B.细胞是生物体代谢和遗传的基本单位
C.核孔是所有物质进出细胞核的唯一通道
D.细胞器在细胞质中的分布与细胞的功能相适应
√
科学方法: 建构模型
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;有的借助于具体的实物或者其他形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达。
模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、数学模型等。
物理模型: 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。
照片不属于模型
科学方法: 建构模型
概念模型: 以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。
科学方法: 建构模型
数学模型: 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
科学方法: 建构模型
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。下列有关模型的叙述错误的是
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.设计并制作细胞膜的流动镶嵌模型时,科学性、准确性比美观与否更重要
C.画概念图是构建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.模型要体现事物的本质和规律性的联系
√
以下关于物理模型的说法,正确的是( )
A.通过抽象的形式来表达认识对象的特征
B.把事物的共同特点抽出来加以概括
C.用空间形式和数量关系来描述认识对象的特征
D.以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征
D
14.据图回答下列问题:
(1)右图是动、植物细胞的亚显微结构图。判断它们是真核细胞的主要理由是________________
_________。
有以核膜为界限
的细胞核
(4)乙图中的[⑥]是____,它与核糖体的形成有关。
(5)甲图若是蓝细菌,只应该有的细胞器是甲图中的[ ]________。
核仁
8
核糖体
(6)与高等植物相比,动物细胞进行增殖时特有的结构是[ ]________。
中心体
(7)若某细胞同时有甲、乙图中各种细胞器,则为_________细胞。
低等植物
小本P159
15.如图为高等动物细胞亚显微结构模式图。请回答下列问题:([ ]中填序号,______上填写名称)
(1)能大大增大细胞内膜面积的是[ ]______
(填细胞器名称)。
(2)为了研究某种分泌蛋白的合成,向细胞中注射3H标记的亮氨酸,放射性依次出现在___________________(用图中数字和箭头表示)→⑤细胞膜及分泌物中。
③
内质网
②→③→⑥→⑦→⑥
(3)从图中可以看出,[⑧]溶酶体起源于[ ]__________,细胞从外界吞入颗粒物后形成吞噬泡与溶酶体融合,其中的水解酶将颗粒物降解后排出。这种融合的过程依赖于膜的_______(特性)。
⑦
高尔基体
流动性
(4)构建了一个能自己移动和改变形态的“类细胞”模型,由膜外壳和填入物构成。科学家利用改造后的该结构定向运输抗癌药物,仅与癌细胞密切接触并释放药物而不伤害正常细胞,这利用了细胞膜的_________功能。
信息交流
8.如图所示,图中功能多、联系广的细胞结构a是指
A.高尔基体膜
B.叶绿体膜
C.内质网膜
D.液泡膜
√
小本P152
10.“分子伴侣”是一类蛋白质,它在细胞中能识别正在合成的多肽或部分折叠的多肽,并与多肽的一定部位相结合,帮助这些多肽转运、折叠或组装,但其本身不参与最终产物形成。推测“分子伴侣”主要存在于
A.核糖体 B.内质网
C.高尔基体 D.溶酶体
√
小本P150
11.(2022·北京昌平高一期中)如图中①~④表示某细胞
的部分细胞器,据图判断,下列有关叙述不正确的是
A.该图属于亚显微结构图,此细胞是动物细胞
B.④在原核细胞和真核细胞中普遍存在,②与细胞的
有丝分裂有关
C.在结构①②③④中,含有核酸的是①④,含有蛋白质的是①②③④
D.细胞有氧呼吸的主要场所是①,在动植物细胞中普遍存在,但功能不
同的是③
√
小本P150
12.将某动物细胞各部分结构用差速离心法分离后,取其中三种细胞器测定它们的有机物含量,结果如下表所示。下列有关说法正确的是
项目 蛋白质/% 脂质/% 核酸/%
细胞器a 67 20 微量
细胞器b 59 40 0
细胞器c 61 0 39
A.细胞器a可能是线粒体或叶绿体
B.细胞器b是具有单层膜结构的细胞器
C.细胞器c与SARS病毒的组成成分不一样
D.蓝细菌细胞与此细胞共有的细胞器可能有a和c
√
小本P150
15.如图是细胞内某些重要化合物的元素组成及其相互关系的概念图,其中x、y代表元素,a、b、c、d代表小分子,A、B、C代表生物大分子,请据图分析回答下列问题:
(1)若A为存在于植物细胞中的储能物质,则 A 表示的物质是_____,人体摄入的 A,必须经过消化分解成_______,才能被细胞吸收利用。若 A 广泛存在于甲壳类动物和昆虫的外骨骼中,则 A 表示 的物质是_______。
淀粉
葡萄糖
几丁质
小本P145
(2)B是细胞内含量最多的有机物,由多个b 通过_________的方式形成,进入人体消化道的B,要经过酶的作用分解成氨基酸才能被吸收。
1
(3)C 是细胞内携带遗传信息的物质,包括两大类:一类是____________
(中文全称);另一类是_________(中文全称)。二者在化学组成上的区别是_____________________________________________________________
__________________________。
(4)若d是由一分子甘油与三分子脂肪酸发生反应而形成的酯,则d是____。
脱水缩合
脱氧核糖核酸
核糖核酸
DNA中含有的是脱氧核糖,特有的碱基是胸腺嘧啶;RNA中含有的是核糖,特有的碱基是尿嘧啶
脂肪
1、细胞核行使遗传功能的重要结构是( )
A.核膜 B.核仁 C.染色质 D.核孔
2、细胞能够正常地完成各项生命活动的前提是( )
A.细胞核内有遗传物质 B.细胞保持完整的结构
C.细胞膜的流动性 D.线粒体提供能量
C
B
3、下列关于细胞核的说法不正确的是( )
A 细胞核是遗传物质储存和复制的场所;
B 细胞核控制细胞的代谢和遗传;
C 细胞核位于细胞的正中央,所以它是细胞
的控制中心;
D DNA主要存在于细胞核内。
4、下列不具有双层膜结构的是( )
A.核膜 B.细胞膜
C.叶绿体膜 D.线粒体膜
C
B
5.下列关于染色质和染色体的叙述,正确的是( )
A、同种物质在同一时期的两种形态。
B、不同物质在同一时期的两种形态。
C、不同物质在细胞不同时期的两种形态。
D、同种物质在不同时期的两种形态。
6.下列结构中,既具双膜又含有DNA,同时是遗传的
控制中心的是( )
A、线粒体 B、细胞核 C、叶绿体 D、核糖体
D
B
模型建构
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念性的描述
类型
物理模型
数学模型
概念模型
物理模型
数学模型
概念模型