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第二章 第二节 细胞——生命活动的基本单位
遗传信息主要储存在细胞核中
第3课时
学习目标
1.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
2.结合相关实验，理解细胞核是生命系统的控制中心。
3.尝试制作真核细胞亚显微结构模型。
一、细胞核的结构
内容索引
课时对点练
二、细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心
一
细胞核的结构
教材梳理
1.细胞核的结构
两
细胞核
细胞质
物质交换
信息交流
蛋白质
液体
核糖体中RNA的合成、加工以及
核糖体的形成
消失
重建
DNA
蛋白质
染色体
2.细胞核的形态、大小和数量
(1)细胞核的形态通常是球形，但也有椭球形、扁平形和不规则形。
(2)细胞核一般约占细胞总体积的10%，平均直径为5～15 μm。
(3)大多数真核细胞有一个核；少数真核细胞有多个核，如_______细胞；极少数真核细胞无核，如哺乳动物成熟的_______，高等植物成熟的____
_____等。
骨骼肌
红细胞
筛管
细胞
3.利用甲基绿—派洛宁染色液染色DNA和RNA
甲基绿
绿色
细胞核
派洛宁
红色
细胞质
(1)核仁被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行( )
(2)染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质( )
(3)核基质包括以磷脂为主的网架及其中的液体( )
×
×
√
任务一：分析核孔的结构和功能
核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。
(1)据以上信息能否说明各
种大分子物质都能自由进
出核孔？并说明理由。
核心探讨
提示 不能。核孔具有选择性，例如：允许某些RNA和蛋白质等生物大分子通过，DNA不能通过。
(2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？并说明理由。
提示 不是。核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质是经过核膜进出细胞核的。
(3)代谢旺盛的细胞中，蛋白质合成量越大，核质之间的物质交换越频繁。那么核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？
提示 代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔数量多。
(4)某些RNA和蛋白质等生物大分子进出细胞核穿过生物膜的层数为多少层？
提示 0层。
核心归纳
染色质与染色体的关系
项目 组成 形态 存在时期 形成过程
染色质 DNA和蛋白质(主要) 细丝状 分裂结束时 染色体解螺旋
染色体 DNA和蛋白质(主要) 圆柱状或杆状 细胞分裂时 细胞核解体，染色质高度螺旋化缩短变粗
关系 同一种物质在细胞不同时期的两种不同状态 1.(多选)(2023·江苏南京高一阶段练习)下列关于细胞核结构的叙述，正确的是
A.DNA主要分布于细胞核中
B.不同细胞的细胞核数量和结构都是相同的
C.核孔是DNA、RNA和蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道
D.染色质的主要成分是DNA和蛋白质
典题应用
√
√
DNA主要分布于细胞核中，在线粒体和叶绿体中也有少量分布，A正确；
不同细胞的细胞核数量不同，有的细胞无成形的细胞核，有的细胞含有一个细胞核，有些特殊的细胞含有多个细胞核，B错误；
核孔是细胞核与细胞质之间进行物质交换和信息交流的主要通道，细胞核内外的蛋白质、RNA等生物大分子可以通过核孔进出，而DNA不能通过核孔，C错误；
染色质是指细胞核内能被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成，D正确。
2.如图为真核细胞的部分结构示意图，请据图分析并回答下列问题：
(1)细胞核是由③________、④_____和⑤核
膜、核孔、核基质等构成的。
(2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是
②_____。核糖体的形成与图中___(填序号)
结构有关。
(3)细胞核是由___层核膜组成，其外层膜与①________膜相连，从而加强了细胞内各种膜结构在生命活动过程中的联系。
染色质
核仁
核孔
④
2
内质网
二
细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心
教材梳理
1.变形虫切割实验
(1)实验过程
生长、分裂、摄食
(2)实验结论：______________________________。
细胞核可以调控细胞的代谢过程
2.伞藻是一类单细胞生物，可分为____、____和假根三个部分，不同类型的伞藻，____的形态也不同。
3.细胞核的功能
细胞核不仅控制细胞的_________，也控制生物体的_________，是_____
___________的调控中心。
帽
柄
帽
代谢过程
遗传性状
细胞
代谢和遗传
4.制作真核细胞亚显微结构模型
(1)模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态、生理形态或运动形态，是原型的某个表征和特征，也是对原型的_____和_____。模型不再包括原型的_________，但能体现原型的_________。
(2)物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的。它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的_________________
____模型就是物理模型。
抽象
概括
全部特征
本质特征
真核细胞亚显微结
构
(1)无细胞核的单细胞生物不会死亡( )
(2)细胞核是细胞代谢的中心( )
(3)用橡皮泥捏成的线粒体属于物理模型( )
(4)细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关( )
×
√
√
×
任务二：分析细胞核的功能
1.现有两种类型的伞藻，一种是伞形帽伞藻，另一种是菊花形帽伞藻。为了探究细胞核在细胞中的作用，某人用伞藻做了如图所示的实验。
①将两种伞藻的伞帽和伞柄分
别剪掉，留下假根。
②将伞形帽伞藻的伞柄嫁接到
菊花形帽伞藻的假根上。
③将嫁接后的伞藻放在适宜的条件下培养一段时间，结果发现，在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形伞帽。
核心探讨
根据上述实验，回答下面的问题。
(1)该实验是一个不完整的实验，
应该设计一个对照实验，该对
照实验为_____________________________________________。
(2)为了更清楚地说明细胞核(排除假根中细胞质的影响)的作用，除上述实验外，还可以通过移植细胞核来完成，实验过程如下：
A组：将菊花形帽伞藻假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的伞形帽伞藻的假根中。
B组：_________________________________________________________
______________________。
将菊花形帽伞藻的伞柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上
将伞形帽伞藻假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的菊花形帽伞藻的假根中
(3)预测实验现象
A组：___________________________________。
B组：___________________________________。
(4)通过以上实验，得出的结论是__________________________________。
在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形帽
在菊花形帽伞藻的伞柄上长出了伞形帽
细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心
2.细胞切割实验
(1)如果你是研究者，该怎样描述下表数据？你能得出什么结论？
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
0 100 100
1 81 79
2 62 78
3 20 77
4 0 74
10 0 67
30 0 65
提示 结果：与有核部分相比，细胞无核部分随着培养天数的增加，存活个数更少(或减少的速度更快)，第4天就没有存活的细胞了。结论：细胞核是活细胞所必需的结构。
(2)有人质疑这位生物学家，要求他对这么多细胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。请你尝试为这位生物学家作出解释。
提示 一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常死亡。
核心归纳
细胞核与细胞质的关系
项目 存活时间 原因分析
单独的细胞核 很快死亡 缺乏细胞质提供的营养和能量
单独的细胞质 存活一段时间后死亡 细胞质中由细胞核控制合成的物质在一段时间内仍可发挥作用
细胞核＋细胞质 正常生活 细胞核与细胞质是相互依存的统一整体
3.伞藻是一种单细胞绿藻，由帽、柄和假根三个部分构成，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，如图所示。下列相关叙述正确的是
A.图1中①②的帽形因伞柄嫁
接实验而改变
B.图1实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关
C.图1中①与图2中③的帽形相同，都是伞形帽
D.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
典题应用
√
图1说明伞藻的帽形与嫁接什么样的伞柄无直接关系，而与假根有关，故图1中①②的帽形不会因伞柄嫁接实验而改变，①还是菊花形帽，②还是伞形帽，A错误；
图1实验只能说明伞帽
的性质与伞藻的假根有
关，假根中还含有细胞质部分；而图1和图2实验才能说明了生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，B错误；
由题图分析可知，图2中的③与图1中①的帽形相同，都是菊花形帽，C错误；
细胞核和细胞质是相互依
存的关系，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，D正确。
4.如图表示变形虫的切割和核移植实验。该实验不能得出的结论是
A.细胞核是遗传物质储存和复
制的场所
B.细胞核是细胞新陈代谢的调
控中心
C.细胞核和细胞质相互依存，相互影响
D.细胞结构的完整性是细胞生存的基础
√
网络构建第3课时 遗传信息主要储存在细胞核中
[学习目标] 1.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
2.结合相关实验，理解细胞核是生命系统的控制中心。
3.尝试制作真核细胞亚显微结构模型。
一、细胞核的结构
1．细胞核的结构
2．细胞核的形态、大小和数量
(1)细胞核的形态通常是球形，但也有椭球形、扁平形和不规则形。
(2)细胞核一般约占细胞总体积的10%，平均直径为5～15 μm。
(3)大多数真核细胞有一个核；少数真核细胞有多个核，如骨骼肌细胞；极少数真核细胞无核，如哺乳动物成熟的红细胞，高等植物成熟的筛管细胞等。
3．利用甲基绿—派洛宁染色液染色DNA和RNA
判断正误
(1)核仁被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行( )
(2)染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质( )
(3)核基质包括以磷脂为主的网架及其中的液体( )
答案 (1)√ (2)× (3)×
任务一：分析核孔的结构和功能
核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。
(1)据以上信息能否说明各种大分子物质都能自由进出核孔？并说明理由。
提示 不能。核孔具有选择性，例如：允许某些RNA和蛋白质等生物大分子通过，DNA不能通过。
(2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？并说明理由。
提示 不是。核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质是经过核膜进出细胞核的。
(3)代谢旺盛的细胞中，蛋白质合成量越大，核质之间的物质交换越频繁。那么核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？
提示 代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔数量多。
(4)某些RNA和蛋白质等生物大分子进出细胞核穿过生物膜的层数为多少层？
提示 0层。
染色质与染色体的关系
项目 组成 形态 存在时期 形成过程
染色质 DNA和蛋白质(主要) 细丝状 分裂结束时 染色体解螺旋
染色体 DNA和蛋白质(主要) 圆柱状或杆状 细胞分裂时 细胞核解体，染色质高度螺旋化缩短变粗
关系 同一种物质在细胞不同时期的两种不同状态
1．(多选)(2023·江苏南京高一阶段练习)下列关于细胞核结构的叙述，正确的是( )
A．DNA主要分布于细胞核中
B．不同细胞的细胞核数量和结构都是相同的
C．核孔是DNA、RNA和蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道
D．染色质的主要成分是DNA和蛋白质
答案 AD
解析 DNA主要分布于细胞核中，在线粒体和叶绿体中也有少量分布，A正确；不同细胞的细胞核数量不同，有的细胞无成形的细胞核，有的细胞含有一个细胞核，有些特殊的细胞含有多个细胞核，B错误；核孔是细胞核与细胞质之间进行物质交换和信息交流的主要通道，细胞核内外的蛋白质、RNA等生物大分子可以通过核孔进出，而DNA不能通过核孔，C错误；染色质是指细胞核内能被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成，D正确。
2．如图为真核细胞的部分结构示意图，请据图分析并回答下列问题：
(1)细胞核是由③____________、④__________和⑤核膜、核孔、核基质等构成的。
(2)细胞中大分子物质进出细胞核的通道是②__________。核糖体的形成与图中______(填序号)结构有关。
(3)细胞核是由__________层核膜组成，其外层膜与①________膜相连，从而加强了细胞内各种膜结构在生命活动过程中的联系。
答案 (1)染色质 核仁 (2)核孔 ④ (3)2 内质网
二、细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心
1．变形虫切割实验
(1)实验过程
(2)实验结论：细胞核可以调控细胞的代谢过程。
2．伞藻是一类单细胞生物，可分为帽、柄和假根三个部分，不同类型的伞藻，帽的形态也不同。
3．细胞核的功能
细胞核不仅控制细胞的代谢过程，也控制生物体的遗传性状，是细胞代谢和遗传的调控中心。
4．制作真核细胞亚显微结构模型
(1)模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态、生理形态或运动形态，是原型的某个表征和特征，也是对原型的抽象和概括。模型不再包括原型的全部特征，但能体现原型的本质特征。
(2)物理模型就是根据相似原理，把真实事物按比例放大或缩小制成的。它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的真核细胞亚显微结构模型就是物理模型。
判断正误
(1)无细胞核的单细胞生物不会死亡( )
(2)细胞核是细胞代谢的中心( )
(3)用橡皮泥捏成的线粒体属于物理模型( )
(4)细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√
任务二：分析细胞核的功能
1．现有两种类型的伞藻，一种是伞形帽伞藻，另一种是菊花形帽伞藻。为了探究细胞核在细胞中的作用，某人用伞藻做了如图所示的实验。
①将两种伞藻的伞帽和伞柄分别剪掉，留下假根。
②将伞形帽伞藻的伞柄嫁接到菊花形帽伞藻的假根上。
③将嫁接后的伞藻放在适宜的条件下培养一段时间，结果发现，在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形伞帽。
根据上述实验，回答下面的问题。
(1)该实验是一个不完整的实验，应该设计一个对照实验，该对照实验为将菊花形帽伞藻的伞柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上。
(2)为了更清楚地说明细胞核(排除假根中细胞质的影响)的作用，除上述实验外，还可以通过移植细胞核来完成，实验过程如下：
A组：将菊花形帽伞藻假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的伞形帽伞藻的假根中。
B组：将伞形帽伞藻假根中的细胞核移出，并移入去掉伞帽和细胞核的菊花形帽伞藻的假根中。
(3)预测实验现象
A组：在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形帽。
B组：在菊花形帽伞藻的伞柄上长出了伞形帽。
(4)通过以上实验，得出的结论是细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心。
2．细胞切割实验
(1)如果你是研究者，该怎样描述下表数据？你能得出什么结论？
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
0 100 100
1 81 79
2 62 78
3 20 77
4 0 74
10 0 67
30 0 65
提示 结果：与有核部分相比，细胞无核部分随着培养天数的增加，存活个数更少(或减少的速度更快)，第4天就没有存活的细胞了。结论：细胞核是活细胞所必需的结构。
(2)有人质疑这位生物学家，要求他对这么多细胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。请你尝试为这位生物学家作出解释。
提示 一是实验过程中人为因素对细胞造成了伤害，导致部分细胞死亡；二是细胞的正常死亡。
细胞核与细胞质的关系
项目 存活时间 原因分析
单独的细胞核 很快死亡 缺乏细胞质提供的营养和能量
单独的细胞质 存活一段时间后死亡 细胞质中由细胞核控制合成的物质在一段时间内仍可发挥作用
细胞核＋细胞质 正常生活 细胞核与细胞质是相互依存的统一整体
3．伞藻是一种单细胞绿藻，由帽、柄和假根三个部分构成，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，如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．图1中①②的帽形因伞柄嫁接实验而改变
B．图1实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关
C．图1中①与图2中③的帽形相同，都是伞形帽
D．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
答案 D
解析 图1说明伞藻的帽形与嫁接什么样的伞柄无直接关系，而与假根有关，故图1中①②的帽形不会因伞柄嫁接实验而改变，①还是菊花形帽，②还是伞形帽，A错误；图1实验只能说明伞帽的性质与伞藻的假根有关，假根中还含有细胞质部分；而图1和图2实验才能说明了生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，B错误；由题图分析可知，图2中的③与图1中①的帽形相同，都是菊花形帽，C错误；细胞核和细胞质是相互依存的关系，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，D正确。
4．如图表示变形虫的切割和核移植实验。该实验不能得出的结论是( )
A．细胞核是遗传物质储存和复制的场所
B．细胞核是细胞新陈代谢的调控中心
C．细胞核和细胞质相互依存，相互影响
D．细胞结构的完整性是细胞生存的基础
答案 A
