1、第四节 细胞核是细胞生命活动的控制中心1.说出细胞核的结构组成,并说出各结构的功能。2.基于对伞藻嫁接与变形虫切割实验的分析,认同细胞核的功能。3.能利用一些常见材料制作细胞核结构模型。1.通过比较分析细胞核各部分的功能,形成良好的结构与功能观。2.建构细胞核的结构模型,并分析细胞核各部分的构成,培养科学思维能力。3.分析与细胞核功能有关的科学实验,明确细胞核在细胞代谢和遗传中的控制作用,培养科学探究能力。一、遗传物质主要储存在细胞核中1.细胞核的数量(1)大多数细胞只有 1个核。(2)少数细胞有多个核,如横纹肌细胞。(3)极少数真核细胞的核消失了,如哺乳动物成熟的红细胞。2.细胞核的结构(1
2、)核膜:是细胞核的边界,由双层膜构成,外层常与粗面内质网相连。(2)核仁:是细胞核中呈球形或椭球形的结构;是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。(3)染色质:由DNA和蛋白质及少量RNA组成,容易被碱性染料染色。(4)双层核膜并不是连续的,内、外层核膜常在某些部位相互融合形成环形开口,称为核孔。核孔是RNA、蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道。(5)核基质:细胞核内以蛋白质为主的网络结构,为细胞核提供支架,也是多种酶的结合位点,与核内遗传物质的复制、染色体的装配等生理活动密切相关。1.核基质位于核内膜中,呈液态,为什么不会从核孔溢出?试分析原因。提示:说明核孔具有选择性,不允许物质随
3、便进出。2.染色质与染色体具有怎样的关系?提示:染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。二、细胞核控制细胞的遗传和代谢1.探究细胞核功能的实验(1)伞藻“嫁接”实验。实验结果:a再生的伞帽与地中海伞藻相同;b再生的伞帽与细圆齿伞藻相同。实验结论:伞帽的形状可能受细胞核的控制。(2)变形虫切割实验。2.细胞核的功能细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心。一般没有细胞核,细胞还能存活或进行相关生命活动吗?发挥自己的想象力,把细胞核比喻成什么才既形象又贴切?提示:一般没有细胞核细胞将不能正常进行生命活动。细胞核可以比喻为部队的司令部等。三、活动:尝试制作真核细胞的结构模型1.实验目的尝试制作
4、真核细胞的三维结构模型,并体验建构物理模型的过程。2.实验材料与操作(1)选取常见的材料,如橡皮泥、纸张、铁丝等。(2)具体操作。确定各细胞器之间及细胞器与细胞的比例;确定细胞器或细胞结构在细胞中的位置。模拟制作出细胞核典型结构,如核膜的双层结构、内外膜融合而成的核孔等。自主学习检测教材基础熟记于心1.不同细胞中细胞核的数量不同,有的细胞中可能不止一个细胞核。()2.细胞核外层核膜常与光面内质网相连。()提示:细胞核的外层核膜常与粗面内质网相连,形成一种物质快速交换的通道。3.核孔是脱氧核糖核酸与蛋白质等大分子出入的通道。()提示:核孔是RNA和蛋白质等大分子出入细胞核的通道,具有选择性。4.
5、染色体和染色质成分相同,凝聚程度不同,是细胞分裂不同时期形状各异的同一种物质。()5.核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。()6.伞藻“柄”的种类决定形成的“帽”的形状。()提示:伞藻“假根”的种类决定形成的“帽”的形状。7.电镜下拍摄到的细胞核结构图像属于物理模型。()提示:电镜下拍摄到的细胞核结构图像是真实存在的,不属于任何模型。8.变形虫去核实验证明细胞核是细胞代谢的中心。()提示:变形虫去核实验证明细胞核是细胞代谢的控制中心。任务一细胞核的结构与功能任务突破1分析细胞核的结构与功能(1)核孔运输特性:虽然可以允许大分子物质通过,但也是针对特定分子,如细胞核内合成的某些R
6、NA可以通过核孔进入细胞质发挥作用,细胞质的核糖体合成的某些蛋白质进入细胞核发挥作用,并且上述物质出入细胞核时需要消耗能量。(2)核孔与核仁的数量多少与代谢的关系:核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数多,核仁较大。(3)核仁与核糖体的关系:真核细胞中核糖体的形成与核仁有关,但是原核细胞中核糖体生物的形成不需要核仁。(4)染色质与染色体的关系:染色质与染色体是同一种物质,组成相同,但是在细胞分裂时,染色质与染色体可以发生转化。迁移应用典例1-1 下列关于真核细胞细胞核的说法,正确的是(D)A.核膜由两层磷脂分子构成B.细胞核是细胞代谢和遗传的中心C.核孔
7、复合体是蛋白质和DNA分子出入细胞核的通道D.核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所解析:核膜是双层膜,由四层磷脂分子构成;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心;核孔复合体是大分子出入细胞核的通道,且具有选择性,如蛋白质和RNA可以通过,DNA不能通过;核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。任务突破2 辨析染色体与染色质项目染色质染色体不同点形态细长的丝光镜下观察呈圆柱状或杆状存在时期分裂间期或非分裂细胞分裂期相同点成分主要是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关系同一种物质在不同时期的两种存在状态,转化关系为染色质(丝状)染色体(杆状)迁移应用典
8、例1-2 下列关于染色质和染色体的叙述错误的是(D)A.染色质是细胞核内易被龙胆紫染液或醋酸洋红液染成深色的物质B.染色质或染色体只存在于真核细胞中C.染色质或染色体的主要成分是DNA和蛋白质D.染色质和染色体的形态结构、化学成分完全相同解析:染色质是细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质,如龙胆紫染液或醋酸洋红液;染色质或染色体只存在于真核细胞中,原核细胞中没有成形的细胞核,也没有染色质;染色体或染色质主要是由DNA和蛋白质组成的;染色质和染色体的化学成分完全相同,但形态结构不同,是细胞中同一种物质在不同时期的两种存在状态。任务突破3 明确生物学中的物理模型与实例(1)定义:以实物或模拟图、流
9、程图等形式直观表达认识对象的特征。(2)典型物理模型:DNA双螺旋结构模型,细胞膜的流动镶嵌模型、细胞器与细胞核模型、染色体模型等。(3)制作材料:尽可能地利用可再生、环保的材料,常见的材料为橡皮泥、纸张、铁丝等。迁移应用典例1-3 实物模型是一种物理模型,它应体现原型的本质特征。以下关于制作高等植物细胞的三维结构实物模型的描述,错误的是(C)A.将模拟细胞壁的结构放在细胞膜的外侧B.将模拟内质网的结构放在核膜和细胞膜之间C.将模拟中心体的结构放在细胞核附近D.细胞核模型上的孔洞表示核孔解析:细胞壁在细胞结构的最外面,故将模拟细胞壁的结构放在细胞膜的外侧;内质网是具单层膜的细胞器,有的内质网膜
10、与核膜的外膜直接相连,有的内质网膜与细胞膜直接相连,故将模拟内质网的结构放在核膜和细胞膜之间;中心体存在于动物细胞和低等植物细胞,高等植物细胞不存在中心体,故不放置中心体;细胞核模型上的孔洞表示核孔。任务二综合分析与细胞核功能相关的实验任务突破1 分析伞藻嫁接实验实验名称伞藻嫁接与核移植实验过程实验结论伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的实验分析伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响,从而证明实验结论迁移应用典例2-1 如图表示伞藻的某实验过程图,下列叙述正确的是(D)A.本实验中的伞藻是多细胞生物B.本实验能说明“帽”的形状是由足决定的C.本实验能说明代谢的中心和遗传物质在“柄”或“足”中D.
11、本实验能说明“帽”不是控制细胞代谢和遗传的结构解析:本实验中的伞藻是单细胞生物;本实验能说明“帽”的形状是由柄或足决定的,但无法确定具体是由哪部分决定的;本实验不能说明代谢的中心,能说明遗传物质在“柄”或“足”中;本实验能说明“帽”不是控制细胞代谢和遗传的结构。任务突破2 分析变形虫切割实验实验名称变形虫切割实验实验过程实验结论变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的实验分析既有相互对照,又有自身前后对照迁移应用典例2-2 如图表示在相同且适宜环境中做的两个实验:第一个是用玻璃针将一变形虫做一分为二的切割实验;第二个是将另一变形虫做核、质分离实验。根据这两个实验现象,可以得出的结论是(
12、B)A.DNA是变形虫的遗传物质B.完整的细胞结构是变形虫进行正常生命活动的基础C.变形虫细胞膜变形依赖于膜的选择透过性D.变形虫生命活动所需能量都来自线粒体解析:根据这两个实验证明完整的细胞结构是变形虫进行正常生命活动的基础。典例2-3 为探究细胞核的功能,科学家进行了如下实验:将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈去核卵细胞中,植入核的卵细胞发育成的美西螈是黑色的。用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,结果有核的一半能分裂,无核的一半停止分裂。将变形虫的核取出,无核变形虫失去摄食能力,对外界刺激不再发生反应。将菊花形帽伞藻的假根嫁接到去掉假根和帽的伞形帽伞藻的柄上,新长出的帽是菊花形帽。下列有关上述实验的说法正确的是(C)A.实验说明美西螈体色等所有的遗传性状都由细胞核控制B.实验说明没有细胞核的细胞不能进行代谢活动C.实验说明变形虫的代谢活动受细胞核控制D.实验说明伞藻的帽形是由细胞核控制合成的解析:实验说明美西螈体色由细胞核控制,但是不能说明其他性状都受细胞核控制;实验说明没有细胞核的细胞不能分裂;实验说明变形虫的代谢活动受细胞核控制;实验说明伞藻的帽形由假根控制,但是假根内既有细胞核也有细胞质,不能完全说明伞藻的帽形是由细胞核控制合成的,若证明帽形由细胞核控制,需做一个核移植实验进一步证明。
