人教版（2019）高中生物必修1导学案：第3单元 细胞的基本结构 第3课时 细胞核——系统的控制中心（含答案）

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第3单元 细胞的基本结构
第3课时　细胞核——系统的控制中心
1.阐明细胞核的结构和功能。
2.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。
3.理解细胞结构的完整性是细胞进行正常生命活动的基础,细胞是一个统一的整体。
4.尝试制作真核细胞的三维结构模型。
课程重点:1.细胞核的结构和功能;2.理解细胞核是生命
系统的控制中心。
课程难点:理解细胞核是细胞生命系统的控制中心。
教学建议:建议教师在教学过程中,可在上一节内容学习期间,布置学生以小组为单位尝试制作真核细胞的三维结构模型。本节课上,通过小组之间展示真核细胞的模型,以及交流“问题探讨”中的讨论题,引发学生对细胞核功能的探究兴趣,进而探讨与核功能相适应的特点。通过综合分析,构建起细胞核是细胞生命系统控制中心的认识。
　　一、细胞核的功能
除了高等植物成熟的①　筛管细胞　和哺乳动物成熟的②　红细胞 　等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。大量的事实表明,细胞核控制着细胞的③　代谢和遗传　。
二、细胞核的结构
1.在细胞核中,核膜具有双层膜,把④　核内物质　与⑤　细胞质　分开;染色质由⑥　DNA　和⑦　蛋白质　组成,其中⑧　DNA　是遗传信息的载体;核仁与RNA的合成以及⑨　核糖体　的形成有关;核孔可实现核质之间频繁的⑩　物质交换　和　信息交流　。
2.细胞核中有DNA,DNA和蛋白质紧密结合成染色质。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。
3.DNA上贮存着　遗传信息　。在细胞分裂时,DNA携带的　遗传信息　从亲代细胞传递给子代细胞,保证了亲子代细胞在　遗传性状　上的一致性。
4.对细胞核功能的较为全面的阐述应该是:细胞核是　遗传信息　库,是细胞　代谢和遗传　的控制中心。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。
5.模型的形式很多,包括　物理模型、数学模型　、概念模型等。
1.下列不属于细胞核功能的是(　　)。
A.遗传物质储存和复制的场所
B.细胞物质代谢和能量代谢的主要场所
C.控制细胞代谢活动的中心
D.控制生物遗传的中心
【解析】细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,是细胞遗传和细胞代谢活动的控制中心。
【答案】B
2.对染色质和染色体的叙述错误的是(　　)。
A.染色质是细胞核内易被碱性染料染成深色的物质
B.染色质和染色体的主要成分是DNA和蛋白质
C.染色质和染色体的形态结构完全相同
D.染色质或染色体只存在于真核细胞的细胞核中
【解析】染色体和染色质是同一物质在不同时期的两种形态,主要成分为DNA和蛋白质,只存在于真核细胞中;原核细胞在拟核区不含染色体,含有一个大型环状的DNA分子。染色体(质)易被碱性染料染成深色。
【答案】C
3.下列真核细胞结构与成分,对应有误的是(　　)。
A.细胞膜:脂质、蛋白质、糖类
B.染色体:核糖核酸、蛋白质
C.核糖体:蛋白质、核糖核酸
D.细胞骨架:蛋白质
【解析】细胞膜的组成成分包括脂质、蛋白质和糖类,主要成分是磷脂和蛋白质;染色体的主要成分是脱氧核糖核酸和蛋白质;核糖体的组成成分是核糖核酸和蛋白质;细胞骨架指真核细胞中的蛋白纤维网络结构,它所组成的结构体系称为细胞骨架系统。
【答案】B
4.某同学在学过细胞的基本结构之后,用生活中的材料制作了真核细胞的模型。该模型属于(　　)。
A.物理模型　　　　　　B.概念模型
C.数学模型 D.软件模型
【解析】以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型;数学模型指的是用来描述系统或它的性质和本质的一系列数学形式;概念模型是以概念图的形式直观地体现概念之间的关系。根据物理模型的概念,该同学制作的是物理模型。
【答案】A
5.(2014年济宁高一检测)将一只黑色公绵羊的体细胞核移入白色绵羊的去核卵细胞中,并将此卵植入另一只黑色绵羊的子宫内发育,生出的小绵羊即克隆羊。那么,此克隆绵羊为(　　)。
A.黑色公绵羊 B.黑色母绵羊
C.白色母绵羊 D.白色公绵羊
【解析】生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的,因为“克隆绵羊”的遗传物质来自细胞核,所以它的性状与供核绵羊是相同的。
【答案】A
知识点一:细胞核功能实验探究
1.两种美西螈细胞核移植实验中,由黑色美西螈胚胎细胞核与白色美西螈去核卵细胞形成的重组细胞发育而来的个体都是黑色的,该实验可得出的结论是什么
答案:美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的。
2.两种美西螈核移植实验存在什么缺陷 应如何补充
答案:该实验没有对照组。应将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中,形成重组细胞进行培养作为对照。
3.横缢蝾螈受精卵实验中,有核的一半能分裂、分化,无核的一半能否分裂、分化
答案:不能。
4.将变形虫切成两半的实验可说明变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞的什么结构控制的
答案:细胞核。
5.伞藻嫁接与核移植实验的结果始终是“帽”的形状与什么部分一致 该实验说明了什么
答案:“帽”的形状与具有细胞核的假根一致。说明了伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。
知识总结
在研究细胞核功能实验时,认真比较它们的实验方法、结果及结论。正确理解细胞核与细胞质的相互关系,细胞核不能脱离细胞质而独立生存,这是因为细胞核在生命活动中所需要的物质和能量均由细胞质提供,无核的细胞质也不能长期生存,这是由细胞核的功能决定的。说明细胞核和细胞质是相互依存、不可分割的关系,进而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。
例1　科学家将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断,再在近杯处切断(a),此中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c),但将此杯切断后,不能再生第二杯(d)。这个实验可以说明(　　)。
　　A.决定杯状藻藻杯形态的遗传信息来自细胞核
B.决定杯状藻藻杯形态的遗传信息来自细胞质
C.杯状藻藻杯的形态是由细胞核和细胞质的遗传信息共同作用的结果
D.条件不足,不能得出实验结论
【解析】b中虽无核,但存在来自核内的物质,所以能再生一杯c;由于c杯无核,原来自核内产生的物质被消耗,也无核物质,所以不能再生第二杯d,此实验可以说明决定杯状藻藻杯形态的遗传信息来自细胞核。
【答案】A
　 技巧归纳
解此题要紧紧围绕细胞核这个核心:真核细胞具有细胞核,遗传物质DNA主要存在于细胞核中,DNA中蕴藏着遗传信息,遗传信息控制合成的物质进入细胞质,控制细胞代谢从而控制生物的性状,所以决定生物主要性状的遗传信息来自核内DNA。
知识点二:了解细胞核的结构和功能
1.请简述细胞核的结构。
答案:细胞核由核膜、染色体和核仁构成。其中核膜具双层膜,上有核孔。染色体易被碱性染料染成深色。
2.染色质和染色体是同一种物质吗 组成成分相同吗 形态相同吗 若不同,则它们分别是什么形态
答案:是同一种物质,主要成分都是蛋白质和DNA,但它们的形态不同,染色质是细长的丝状,染色体是棒状、杆状。
3.请简述细胞核的功能。
答案:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
4.真核细胞单位面积的核孔数目与细胞代谢有什么关系
答案:核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,细胞代谢越旺盛则核孔的数目越多,反之越少。
知识总结
通过本知识点的学习,掌握细胞核的亚显微结构。细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,是遗传物质贮存和复制的主要场所。对于细胞核功能的掌握,一是要熟记,二是要区分开哪些体现了细胞核是细胞遗传的控制中心,哪些体现了细胞核是细胞代谢的控制中心,这样在解有关细胞核功能的题目时,就会得心应手。
例2　以下关于细胞核的叙述正确的是(　　)。
A.核膜为双层膜,外膜可与内质网直接相连
　　B.不同的细胞内,核仁的大小和数量都是一定的
C.细胞核内的液体叫作细胞液
D.核孔是包括DNA在内的高分子物质任意通过的通道
【解析】在不同的细胞内,核仁的大小和数量是不同的。在蛋白质合成活跃的细胞中,核仁的数目较多,体积较大,这是因为核仁与核糖体的形成有关;细胞液是指植物细胞液泡中的液体。核孔虽是某些大分子的运输通道,但并不是任意物质通过的通道,并且细胞核内的DNA分子一般只在核内储存或复制,并不进入细胞质。
【答案】A
　 技巧归纳
在细胞核结构的知识体系中,有关核孔、双层膜结构的内容出现在试题中的机会较大,而且容易出错。如核孔,要记住它是大分子物质如某些蛋白质、RNA进出细胞核的通道,且跨膜层数为0;细胞中具有双层膜的结构仅有叶绿体、线粒体和细胞核三种,而不要错误地认为细胞膜也具双层膜。
1.(2014年菏泽高一检测)科学家用显微技术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。这说明了细胞核是(　　)。
A.细胞代谢的主要场所
B.遗传物质储存和复制的场所
C.细胞遗传特性的控制中心
D.细胞生命活动的控制中心
【解析】根据题意,去核后变形虫代谢减弱,运动停止,植入核后又恢复,可知细胞核是细胞生命活动的控制中心。
【答案】D
2.(2015届安溪一中高一月考)下图是细胞核的结构模式图,下列关于各结构及功能的叙述正确的是(　　)。
A.①属于生物膜系统,把核内物质与细胞质分开
B.②是所有生物遗传物质的载体
C.③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有关
D.④在所有细胞中的大小和含量是不变的
【解析】根据图示可知:①是核膜,属于生物膜系统,可以把核内物质与细胞质分开。②是染色质,由DNA和蛋白质组成,是真核生物遗传物质(DNA)的主要载体。③是核仁,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。④是核孔,有利于mRNA等大分子物质从细胞核进入细胞质,实现核质之间的物质交换和信息交流,代谢旺盛的细胞,核孔数目相对多。
【答案】A
3.(2014年深圳高一检测)为了研究细胞核的作用,一位生物学家研究了100个细胞,他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,结果如下表。下列有关叙述错误的是(　　)。
时间(天) 1 2 3 4 5 6
细胞无核部分的存活个数 81 62 20 0 0 0
细胞有核部分的存活个数 79 78 77 74 67 65
　　A.可以证明细胞核是细胞生命活动的控制中心
B.表中数据说明细胞核与细胞质相互依存、相互制约
C.有核部分的细胞个别死亡最可能是由于人为伤害或凋亡
D.本实验选用100个细胞使实验偶然性小,实验数据较可靠
【解析】细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,表中数据显示,细胞核的有无与细胞存活有关,故可证明细胞核有控制细胞代谢的功能,但不能说明细胞核和细胞质相互依存、相互制约。
【答案】B
4.一同学将下图乙伞藻的细胞核与伞部去掉,并将甲伞藻的细胞核移入乙中,则存活下来的乙伞藻其外形是(　　)。
【解析】根据题中甲、乙两图分析,甲伞藻的细胞核移入去掉核与伞部的乙伞藻中,因伞藻的伞形主要由细胞核控制,故存活下来的乙伞藻其外形应与B项图形最相似。
【答案】B
5.如下图,用动物受精卵做下列三个实验,请回答有关问题:
(1)提取受精卵的核单独培养,不久核退化消失,说明　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)把去掉核的细胞单独培养,不久细胞无核部分也消失,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)给去掉核的受精卵重新移入新核进行培养,不仅能正常生活,而且能进行细胞分裂。这说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　【解析】细胞核和细胞质有相互依存关系,细胞只有保持结构的完整性,才能进行正常的生命活动。
【答案】(1)细胞核离开细胞质不能独立生存　(2)细胞质离开细胞核不能独立生存　(3)细胞只有保持结构的完整性,才能进行正常的生命活动
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列四组生物中,均具有核膜的一组是(　　)。
A.病毒和蘑菇　　　　　B.大肠杆菌和草履虫
C.蓝藻和酵母菌 D.衣藻和变形虫
【解析】A项病毒无细胞结构,B和C项中的大肠杆菌和蓝藻属于原核生物,无核膜包被的细胞核。
【答案】D
2.细胞核与细胞质之间的大分子物质交换的通道是(　　)。
A.核膜 B.胞间连丝
C.核孔 D.核仁
【解析】核孔是细胞核与细胞质之间进行大分子物质交换的通道。
【答案】C
3.右图所示为再生能力很强的原生动物喇叭虫(图中a.纤毛;b.大核;c.根部),将之切成①、②、③三截,能再生成喇叭虫的是(　　)。
A.①　　　　　　　　　B.②
C.③ D.①、②或③
【解析】因为细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,所以,只有含细胞核的部分才能再生成喇叭虫。
【答案】B
4.在制作模型时,下列各项首先要考虑的是(　　)。
A.实用性 B.科学性
C.美观性 D.趣味性
【解析】模型是对特定认识对象所作的一种简化的概括性的描述,这种描述首先必须是正确的、科学的,其次再考虑其实用性、美观性和趣味性。
【答案】B
5.在真核生物细胞的下列结构中,与噬菌体的成分最相似的是(　　)。
A.叶绿体 B.染色体
C.线粒体 D.核糖体
【解析】染色体主要由DNA和蛋白质构成;噬菌体是DNA病毒,主要由蛋白质外壳和其内的DNA构成。
【答案】B
6.大量事实表明,在蛋白质合成旺盛的细胞中,常有较大的核仁。这有力支持的科学结论是(　　)。
A.细胞中蛋白质主要是由核仁合成的
B.核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关
C.无核仁的细胞往往不能合成蛋白质
D.肺炎双球菌、酵母菌的遗传物质分别是RNA、DNA
【解析】本题主要考查细胞核的功能,题干信息说明核仁与核糖体的合成有关,B项正确。细胞中蛋白质是在核糖体上合成的,故A项错误;无核仁的细胞如原核细胞能合成蛋白质,故C项错误;所有细菌、真菌等细胞生物的遗传物质均为DNA。
【答案】B
7.关于细胞核结构与功能的统一性的叙述中,正确的是(　　)。
A.真核细胞核膜上有核孔,DNA等大分子物质可以通过核孔进入细胞质
B.原核细胞的核膜具有两层膜,有利于控制物质的进出
C.核仁中的DNA控制着细胞代谢
D.染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息
【解析】A项,核膜上的核孔是某些大分子物质的进出通道,如蛋白质、mRNA等,但DNA不能通过其进入细胞质,细胞核内的DNA只能在细胞核中储存、复制、转录;B项,原核细胞无核膜,即无成形的细胞核;C项,控制细胞代谢的DNA是指染色质中的DNA;D项,染色质由DNA和蛋白质组成,DNA上的碱基排列顺序代表着遗传信息。
【答案】D
8.人成熟的红细胞和精子的寿命都很短,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】在细胞的结构中,细胞核和细胞质是相互依存的,细胞质为细胞核提供物质和能量,细胞核又指导细胞质内蛋白质的合成。人成熟的红细胞尽管没有了细胞核,但细胞质中尚存在其生活所必需的蛋白质等物质;而人的精细胞在形成精子的过程中把大部分的细胞质和除线粒体外的几乎所有细胞器都丢掉了,剩余的细胞质主要在尾部,而头部主要是细胞核。所以,二者的寿命都较短。
【答案】D
9.下图为细胞核结构模式图,请回答:
(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[③]　　　　的功能是　　　　　　　　　　。
(4)简要指出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上存在的差异:　　　　　　　　　　　　　　　。
【解析】图中①②③④所指的结构分别为核膜、核质(染色质)、核仁和核孔。
【答案】(1)[①]核膜　双　[④]核孔　(2)[②]染色质　DNA　(3)核仁　与某种RNA和核糖体的形成有关　(4)原核细胞的拟核没有核膜,拟核内没有染色质和核仁
10.RNA在细胞核中合成,并从细胞核中出来与核糖体结合的过程中,通过的生物膜为(　　)。
A.0层　　　B.1层　　　C.2层　　　D.3层
【解析】RNA在细胞核内合成后,通过核孔进入细胞质,没有穿过生物膜结构,即通过的生物膜为0层。
【答案】A
11.(2014年衡阳高一检测)如图,科学家对单细胞伞藻进行幼体嫁接,将甲种伞藻的伞柄嫁接到乙种伞藻的假根上,嫁接后的伞藻长出了伞帽。下列有关评价合理的是(　　)。
A.该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B.该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C.欲证明细胞核的功能,需同时进行对照实验
D.第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同
【解析】细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,但要通过实验证明细胞核决定伞帽的特征,需要同时进行对照实验,以增加实验的说服力;因假根中除细胞核外还有其他物质或结构,故该实验不能证明细胞核是遗传的控制中心或代谢的调控中心,故A、B项错;因性状的表达除受细胞核中遗传物质控制外,还受细胞质中遗传物质及原有的遗传物质控制合成的物质和外界环境因素的影响,故D项错。
【答案】C
12.(2014年绍兴高二检测)下图表示非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验,据图回答问题:
(1)上述实验所用的方法为　。
(2)只有在　　　　(填“真核”或“原核”)细胞中才能观察到图中结构。
(3)代谢旺盛的细胞的核膜上　　　　数目多,它的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)从图中可知亲核蛋白进入细胞核由其　　　　部决定。
(5)人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞核核膜中含有蛋白质成分。
①实验课题:　。
②实验目的:利用化学试剂检测细胞核核膜中的蛋白质成分。
③实验原理:蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。
④实验材料:细胞核核膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。
⑤实验步骤:
第一步:取洁净的试管2支,编号为甲、乙。
第二步:向甲试管中滴加2 mL细胞核核膜样液,
　。
第三步:向甲、乙两试管中各滴加等量的双缩脲试剂,振荡摇匀,观察颜色变化。
⑥实验结果及结论。
【解析】(1)根据放射性的位置来判断物质的移动,所以实验所用方法为同位素标记法。(2)真核生物具有细胞核,而原核生物不含有细胞核。(3)核孔是物质进出和信息交流的通道,代谢越旺盛,物质进出越频繁,核膜上核孔越多。(4)通过图中②③对照,说明尾部决定亲核蛋白进入细胞核。(5)根据实验目的来确定实验课题,实验是依据蛋白质与双缩脲试剂的颜色反应来判断蛋白质的存在与否;用加等量蒸馏水的试管作为对照。
【答案】(1)同位素标记法　(2)真核　(3)核孔　实现核质之间的物质交换和信息交流　(4)尾　(5)①验证细胞核核膜中含有蛋白质成分　⑤向乙试管中滴加2 mL 蒸馏水
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