高中生物第3章第3节细胞核-系统的控制中心学案新人教版必修1

1第3节细胞核——系统的控制中心学习目标1．阐明细胞核的结构和功能。(重点)2．尝试制作真核细胞的三维结构模型。(重点)3．认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。(难点),知识结构细胞核的功能1．细胞核功能的研究实验22.细胞核的功能(1)细胞核是遗传信息库。细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的主要场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核通过控制酶和蛋白质的合成，进而控制细胞代谢和生物性状。细胞核是细胞遗传特性和细胞代谢的控制中心，但并不是所有细胞都有细胞核。(1)原核细胞并没有成形的细胞核，只有核区(拟核)，DNA不与蛋白质结合，是祼露的。(2)高等植物的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞也没有细胞核。(3)细胞核与细胞质相互依存，不可分割。教材第52～53页参考答案问题探讨31．细胞核在细胞的生命活动中起控制作用，如细胞核内储存的遗传物质携带着遗传信息，可以控制蛋白质的合成，而蛋白质是生命活动的主要承担者，所以细胞核可以比喻为部队的司令部等。2．不能。3．不能。4．不能，细胞生长需要蛋白质等多种物质作基础，细胞分裂需要遗传物质的复制和相关蛋白质的合成，如果没有细胞核，这些生命活动都不能进行。资料分析1．美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的。生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的，因为细胞核中有DNA，DNA是主要的遗传物质。DNA上有许多基因，通过指导蛋白质的合成，控制生物的性状。2．没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。3．细胞核是细胞生命活动的控制中心。4．生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。5．细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。【例1】有人把变形虫的核取出，观察无核变形虫短期内一系列生理变化特点后，预测出a～d四个现象，并提出相应推测理由①～④。(1)推测现象a．失去核的变形虫，虽然停止伸出伪足，但几天后核将再生，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，虽然会进行数次分裂，但结果还是死亡。d．除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞分裂将更加旺盛。(2)推测理由①核能抑制细胞的过度分裂。②没有核的细胞也具备分裂的能力。③如果没有核，就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸。④许多生物结构都有再生能力，核也能再生。请选出预测现象和推理均正确的组合()A．a与④B．b与③C．c与②D．d与①解析：细胞核是遗传物质储存和复制的场所，失去后不可能再生。变形虫失去细胞核以后，细胞质中指导蛋白质合成的RNA就不再合成，蛋白质最终失去来源，几天之内细胞就会4死亡。失去细胞核的变形虫，细胞质的活动明显减弱，不能进行细胞分裂。因此推测现象中仅b正确。在推测理由中，也只有③与之对应。答案：B点拨：细胞核和细胞质具有相互依存和相互制约的关系，细胞质为细胞核提供物质和能量，而细胞核控制着细胞的代谢和遗传，即生物的性状、繁殖主要是由细胞核控制的。细胞核的结构1．细胞核的结构细胞核主要由核膜、染色质、核仁等组成(如图3­3­1所示)。图3­3­12．核膜(1)组成：它由内外两层平行的膜组成，在双层核膜中，面向细胞质的一层膜为外膜，其表面附有大量的核糖体颗粒，有些部位与内质网相连，因此可将核外膜看做内质网膜的一个特化区域。(2)功能：核膜是细胞核的界膜，把细胞质与核内的物质分开。核膜是选择透过性膜，氨基酸、葡萄糖、离子和小分子等可透过核膜。由于核膜上有多种酶，可进行多种生化反应。3．核孔(1)形成：核的内外膜在一些位点上融合形成环状开口，称为核孔。(2)功能：核孔是沟通核质与胞质物质交流的渠道，可以选择性地转运核内外的物质，因而对细胞的活动起重要的调控作用。例如细胞核内形成的RNA可通过核孔进入细胞质内，细胞质的某些蛋白质(酶)可通过核孔进入细胞核。(3)核孔数量与代谢状况有很大关系，代谢旺盛的细胞往往核孔较多。4．核仁(1)在大多数真核细胞分裂间期的细胞核内，核仁是最显著的结构，因为它折光性较强，与其他结构容易区分。(2)核仁呈圆形或椭圆形颗粒状，无膜，是匀质的球形小体。(3)核仁富含蛋白质和RNA分子，核糖体中的RNA就来自核仁。核糖体是合成蛋白质的场所，所以蛋白质合成旺盛的细胞常有较大和较多的核仁。5．染色质5(1)概念：主要指细胞核内易被龙胆紫、醋酸洋红或苏木精等碱性染料染成深色的物质，叫染色质。(2)组成：主要由DNA和蛋白质组成，其中DNA是遗传信息的载体。DNA上储存着遗传信息，在细胞分裂时，DNA携带的遗传信息由亲代细胞传给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。细胞依据遗传信息，进行物质合成、能量转换和信息交流，完成生长、发育、衰老和凋亡。(3)染色质和染色体的关系教材第54页参考答案旁栏思考题同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的(除非发生体细胞突变或细胞癌变)。生物体内细胞形态、结构和功能的多种多样，是细胞分化的结果。【例2】下列关于细胞核的叙述，正确的是()A．核膜为双层膜，外膜的外表面附着有很多核糖体B．不同的细胞内，核仁的大小和数目都是一定的C．细胞核内的液体叫做细胞液D．核孔是包括DNA在内的大分子物质任意通过的通道解析：在不同的细胞内，核仁大小和数量是不同的，经研究发现，在蛋白质合成旺盛的细胞(如植物的分生组织细胞和动物的肿瘤细胞等)中核仁数目较多，体积较大；而在一些蛋白质合成不活跃的细胞(如精细胞、肌细胞等)中，核仁很小或根本没有(因为核仁和核糖体的形成有关)。细胞核内的核孔虽是某些大分子物质的运输通道，但并不是任何物质都能通6过的，并且细胞核内的DNA分子一般只在核内储存、复制，并不进入细胞质。核膜由双层膜构成，外膜的外表面附着有许多核糖体。答案：A点拨：细胞的代谢旺盛程度与核仁大小和数量有关。核孔在物质运输上存在着选择性。尝试制作真核细胞的三维结构模型真核细胞(以动物细胞为例)的结构包括细胞质及其内含的各种细胞器，主要有线粒体、中心体、高尔基体、内质网、核糖体、溶酶体等，以及细胞核。在建立模型时，可选用琼脂(或明胶)作为细胞质，用各色彩泥(有些地区可选用胶泥、面团儿)捏制各种细胞器，并固定于琼脂中，即可成为一个动物真核细胞的模型。细胞核与细胞质的关系细胞正常的生长发育要依靠细胞核和细胞质的相互作用。(1)细胞核对于细胞特性以及正常生长发育起着决定作用。真核细胞的基因主要存在于细胞核中，它包含着细胞正常生长发育的遗传信息，决定细胞的各种特性，也决定着生物个体的表现型。(2)细胞质相对于细胞核来说，并不是完全被动的接受控制，对细胞核正常功能的发挥具有不可缺少的作用，甚至对细胞核有着相当大的影响。细胞质对细胞核影响的主要原因，首先是细胞核处在细胞质的环绕中，核物质代谢所需的原料都要依赖于细胞质，核内大分子合成所需的能量也要靠细胞质中形成的ATP；其次细胞核中的蛋白质也是在细胞质中合成的，如组蛋白、非组蛋白、各种酶等，特别是在细胞质中合成的基因调控因子，控制着核中基因的特异性表达。【例3】蛙成熟的未受精卵处于活跃的DNA合成状态，而脑组织细胞则不能分裂。科学家进行了如图3­3­2所示的核移植实验，请分析回答下列问题：(1)蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶是在细胞质基质中的________上合成的，并通过________进入细胞核。除此以外，细胞质还为细胞核代谢提供所需的________________等。(2)脑细胞的无核部分仍能存活一段时间，但最终死亡的原因是7______________________________________________________________________________________________________。(3)单独的细胞核不能存活的原因是__________________。(4)本实验证明了__________________________________。解析：(1)蛋白质在核糖体上合成；核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道。(2)细胞质为细胞核提供物质和能量，细胞核离不开细胞质。(3)细胞核决定细胞的代谢和遗传，细胞质离不开细胞核。答案：(1)核糖体核孔原料、能量(ATP)(2)脑细胞细胞质中所含有的营养物质只能维持一段时间的生命活动，物质和能量耗尽后，脑细胞便会死亡(3)无物质和能量供应(4)细胞质和细胞核是相互依存的统一整体点拨：本题为探究性实验题，应先分析图示，明确实验目的。细胞核与细胞质是相互依存的统一整体，两者分开后都不能长期存活。