2019-2020学年人教版高中生物必修一教案：3.3 细胞核——系统的控制中心

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1、第 3 节 细胞核系统的控制中心一、细胞核的功能1.细胞核功能的探究实验(1)美西螈胚胎细胞的核移植实验实验结论：美西螈的皮肤颜色是由细胞核控制的。(2)蝾螈受精卵横缢实验受精卵 横 缢 有 核 一 半 分 裂 发 育 正 常 胚 胎 无 核 一 半 不 分 裂 挤 入 细 胞 核分 裂 发 育 正 常 胚 胎实验结论：蝾螈细胞的分裂、分化受细胞核控制。补充材料 蝾螈由头、颈、躯干、四肢和尾 5 部分组成。蝾螈犁骨齿裂呈“”形，前端汇合；颅骨卵圆形；前颌骨 1 枚，鼻突不与额骨相连，左右鼻骨相接；额鳞弧粗壮；上颌骨甚短，翼骨甚小，二者相距远。(3)变形虫的切割实验实验结论：变形虫的摄食、应激性

2、及生长和分裂等各项生命活动都离不开细胞核，细胞核是细胞生命活动的控制中心。(4)伞藻嫁接与核移植实验伞藻嫁接实验伞藻核移植实验实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。特别提醒 探究细胞核功能实验的四点提醒(1)蝾螈受精卵横缢实验、变形虫切割实验和伞藻嫁接与核移植实验均设置了对照实验。(2)伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步验证细胞核的功能。(3)由蝾螈受精卵横缢实验和变形虫切割实验，还能够说明细胞只有保持完整性，才能完成正常的生命活动。(4)细胞核并不是细胞代谢的中心，而是细胞代谢的控制中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。2.细胞核的功能(1)细

3、胞核是遗传信息库。细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的场所，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。细胞核控制着细胞的物质合成、能量转换和 信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。(1)伞藻嫁接实验说明伞帽类型是由细胞核决定的( )(2)伞藻核移植实验说明细胞质对伞帽形态建成不起作用( )(3)细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞的控制中心( )答案 (1) (2) (3) 伞藻是单细胞绿藻，其高度可达 10 厘米。生物学上常用它来研究细胞核的有关功能，下面是伞藻嫁接实验和核移植实验过程示意图，请完成以下问题：(1

4、)嫁接实验的结果可以说明_。(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，为什么再做核移植实验？_。(3)根据所学知识，请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用。_。(4)指出选择伞藻作为研究细胞有关功能的实验材料有什么好处( 要求写两点)：_。_。提示 (1)伞帽形态可能由细胞核决定( 或伞帽形态可能与细胞核有关)(2)因为嫁接后细胞中既有细胞核，又有细胞质，这样就不能确定伞帽形态是否由细胞核决定(3)构建伞帽的各种物质是在细胞质中通过多种代谢途径产生的(4)大型单细胞 伞帽形态差异明显 不同伞藻间容易嫁接 (任选两条)二、细胞核的结构1.细胞核的结构及各部分功能特别提醒 代谢

5、旺盛的细胞中，核仁较大，核孔数量多，蛋白质合成和核质之间物质交换越频繁。2.染色质和染色体比较项目 染色质 染色体存在时期 分裂间期 分裂期不同点形态 极细的丝状 呈圆柱状或杆状成分 主要是 DNA 和蛋白质特性 易被碱性染料染成深色相同点功能 遗传物质的主要载体(1)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( )(2)细胞核内行使遗传功能的结构是核仁( )(3)RNA 通过核孔进入细胞质穿过 2 层膜( )答案 (1) (2) (3) 如图表示细胞核结构模式图，请回答下列问题：(1)图中对核内物质起屏障作用的是 _，它是由_层膜构成的，细胞质中合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的 _

6、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_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：_。提示 (1) 核膜 双 核孔 (2) 染色质 DNA (3) 核仁 与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关 (4)原核细胞的拟核无核膜、核孔、核仁、染色质等结构，其DNA 是裸露的三、模型建构和细胞的概述1.模型建构(1)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括性的描述。(2)类型：物理模型、数学模型、概念模型等。如沃森和克里克制作的 DNA 双螺旋结构模型属于物理模型。拓展提升 真核细胞三维结构

7、模型建构的过程是：确定模型种类确定材料用具确定实施过程和具体分工完成模型制作模型检查、修补表达和交流。2.细胞是一个整体(1)细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。(2)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。(1)DNA 双螺旋结构模型属于物理模型( )(2)细胞只有保持其结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动( )(3)拍摄洋葱鳞片叶表皮的显微照片属于物理模型( )答案 (1) (2) (3) 1.(2019成都高一检测)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

8、上，长出了乙的伞帽。如图所示，下列有关评价合理的是( )该实验证明了假根能控制伞帽的形状该实验证明了细胞核是代谢的调控中心欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验该实验证明了细胞质是遗传的控制中心A. B. C. D.答案 B解析 因为实验是将伞柄嫁接到假根上，所以证明了伞藻的伞帽的形状由假根决定，合理；该实验没有证明细胞核是代谢的调控中心，不合理；甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽，这说明乙的伞帽形成可能与细胞核有关，该实验中缺少对照实验，不能证明细胞核的功能，要证明细胞核的功能必须再增添对照实验，合理；该实验没有证明细胞质是遗传的控制中心，不合理。2.(2019聊城高一检测)细胞核能够

9、控制细胞的代谢和遗传，与其结构是分不开的，下列有关细胞核的结构和功能的叙述，错误的是( )A.核膜双层膜，把核内物质与细胞质分开B.染色质主要由 DNA 和蛋白质组成，染色体与染色质是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态C.核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关D.核孔是大分子物质如 RNA、DNA 和蛋白质等进出细胞核的通道答案 D解析 细胞核具有双层膜，把核内物质和细胞质分开，A 正确；染色质主要由 DNA 和蛋白质组成，是遗传物质的载体，在分裂期，染色质高度螺旋化，缩短变粗成为染色体，B正确；核仁与核糖体的形成及某种 RNA 的合成有关，C 正确；核孔实现了核质之间频繁的物质交

10、换和信息交流，是大分子物质如蛋白质和 RNA 等进出细胞核的通道，但 DNA 不会通过核孔进出细胞核，D 错误。3.(2018辽宁葫芦岛期末)科学家用显微技术除去变形虫的细胞核后，发现其细胞代谢减弱，运动停止；当重新植入细胞核后，细胞代谢加强，运动恢复。这说明了细胞核是( )A.细胞代谢的主要场所B.细胞遗传特性的控制中心C.遗传物质的储存和复制场所D.细胞生命活动的控制中心答案 D解析 细胞代谢的主要场所是细胞质基质，A 错误；细胞核是细胞遗传的控制中心，是遗传物质储存和复制的场所，但与题干所述现象无关，B、C 错误；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

11、命活动又能恢复，说明细胞核是细胞生命活动的控制中心，D 正确。4.(2018湖北襄阳四中模拟)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.设计并制作物理模型时，科学性、准确性比美观与否更重要C.画概念图是建构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.DNA 双螺旋结构模型是物理模型答案 A解析 物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，罗伯特森拍摄的细胞膜的电镜照片是实物，不属于模型，A

12、错误；设计并制作物理模型时，科学性、准确性比美观与否更重要，B 正确；画概念图是建构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，C 正确； DNA 双螺旋结构模型是物理模型，D 正确。5.细胞是一个有机的统一整体，下列叙述与这一观点不相符的是( )A.细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动B.病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在活的宿主细胞中才能完成C.离开细胞的细胞器，如叶绿体和线粒体等也能独立地完成各项生命活动D.去掉细胞核的变形虫最终会死亡答案 C解析 各种细胞结构通过分工合作完成各项生命活动，细胞失去完整性，将不能独立地完成各项生命活动，A 正确；病毒无细胞结构

13、，必须寄生在活细胞内，依赖于完整的细胞才能完成其生命活动，B 正确；离开细胞的细胞器，在适宜的条件下只能完成部分生命活动，不能完成所有的生命活动，C 错误；去掉细胞核的变形虫会死亡，说明细胞是一个有机的统一整体，D 正确。6.细胞中细胞核与细胞质之间的关系问题曾经是细胞生物学家们研究的一个热点问题。下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典生物学实验。请依据所提供的材料，回答下列问题：材料一 伞藻是单细胞生物。甲、乙两种伞藻的帽形不同(如图) ，现将甲伞藻的 A 部分与乙伞藻的 B 部分嫁接在一起，发现第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。(1)分

14、析你认为第一次长出的帽状体呈中间类型的原因。_。(2)第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同，这说明核、质之间的关系是：_。材料二 当伞藻的帽状体长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说，细胞分裂与细胞核、质体积的比例有关，当细胞核的体积(h)与细胞质的体积(z)比值(即 hz)太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂。并且还做了如下实验：在伞帽已经长出、核将要分裂时，将伞帽切去，核的分裂就受到抑制，直到新的再生出来，核才恢复分裂。(3)请你利用伞藻，另外设计一个实验，作为上述实验的补充，来进一步证明上述假说。_。答案 (1)B 部分含有少量的原乙细胞

15、核指导合成的少量原乙伞藻的蛋白质；A 部分能指导合成甲伞藻的蛋白质，嫁接形成的帽状体有甲、乙两种伞藻的蛋白质，故呈中间类型 (2)细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制，最终决定生物性状的主要是细胞核 (3)在伞帽尚未长成，核不分裂时，将幼小伞帽切去，嫁接上一个长成的伞帽，这个原本不分裂的核就开始分裂了解析 (1)第一次长出的帽状体呈中间类型，说明同时含有甲、乙两种伞藻的蛋白质。(2) 最终长出的帽状体的形状是由细胞核控制的，细胞质中已存在的 RNA 和蛋白质消耗完后，就只表现核控制的性状。题组一 细胞核的功能1.某同学将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

16、伞藻的外形是( )答案 B解析 由题意可知，重组伞藻的细胞核来自甲伞藻，细胞质来自乙伞藻。由于细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，所以存活下来的乙伞藻的外形与甲伞藻相同。2.(2019江苏无锡高一检测)以动物受精卵为实验材料进行以下实验，下列有关分析正确的是( )A.实验和实验说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性B.实验和实验说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性C.实验说明了细胞核对细胞质的重要性，实验 说明了细胞质对细胞核的重要性D.该实验结果可以说明细胞是最基本的生命系统答案 D解析 实验和实验说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性，A 错误；实验和实验说明了细胞核对维持细胞

17、正常生命活动的重要性，B 错误；实验说明了细胞质对细胞核的重要性，实验说明了细胞核对细胞质的重要性，C 错误；该实验可以证明细胞核和细胞质都不能单独存活，细胞只有保持结构的完整性才能正常地进行各项生命活动，细胞是最基本的生命系统，D 正确。3.(2019长春高一检测)用一根玻璃针，将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核的部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核也无法生存。如果在去核后及时植入一个细胞核，这个变形虫则恢复正常生活(如图所示) 。下列相关叙述错误的是( )A.细胞核虽然含有遗传物质，但不能单独生活B.无核的细胞质仍能存活，说明

18、细胞质可以独立生活C.细胞核控制着生命活动，蛋白质承担生命活动D.细胞只有保持完整结构才能进行正常的生命活动答案 B解析 细胞核依靠细胞质提供物质和能量，因此没有细胞质的细胞核不能生存，A 正确；因为细胞质中已合成的蛋白质仍能发挥作用，所以细胞去核后仍可以生活一段时间，但细胞核在生命活动中起决定作用，没有细胞核的细胞质无法长时间存活，B 错误；细胞核控制着生命活动，蛋白质承担生命活动，C 正确；变形虫去除细胞核以后，新陈代谢减弱，运动停止，存活一段时间后最终死亡。但如果去核后及时植入一个细胞核，又能够恢复生命活动，正常生活，这说明细胞只有保持完整结构才能进行正常的生命活动，D 正确。4.(20

19、18大同高一检测)将一只黑色公绵羊的体细胞核植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.白色公绵羊答案 A解析 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心；克隆羊的细胞核来自黑色公绵羊，所以此克隆绵羊为黑色公绵羊。5.(2018河南郑州期末)下列有关细胞核的叙述，正确的是( )A.细胞核是遗传信息库，是细胞代谢的中心B.真核细胞都有一个细胞核C.原核细胞没有成形的细胞核，其生命活动不受任何因素的控制D.细胞核能控制细胞的代谢，根本原因在于其中储存有遗传物质 DNA答案 D解析 细胞核是遗

20、传信息库，是细胞代谢的控制中心，A 错误；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，人体的骨骼肌细胞中有多个细胞核，B 错误；原核细胞没有成形的细胞核，其生命活动主要受拟核区 DNA 的控制，C 错误；由于遗传信息储存在细胞核中，细胞核才具有控制细胞代谢的功能，D 正确。题组二 细胞核的结构6.(2018江苏扬州中学高一上学期期中) 观察如图所示的模式图，下列相关说法不正确的是( )A.图中 3 为核仁，与某种 RNA 的形成有关B.图中 2 为核孔，是 DNA 和蛋白质进出的通道C.图中 4 为核膜，是一种双层膜D.图中 1 为染色质，有时形成染色体答案 B解析 分析题图可知，图中 1 是染色质，2

21、是核孔，3 是核仁，4 是核膜。核仁与核糖体的形成及某种 RNA 的合成有关，A 正确；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，如蛋白质和 RNA 等，但 DNA 不能通过核孔进出细胞核， B 错误；核膜是一种双层膜， C 正确；染色质与染色体是同一物质在细胞分裂不同时期的两种存在状态，D 正确。7.(2018河南豫南九校联考)如图所示为某生物细胞核的结构组成，下列有关叙述错误的是( )A.从图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连B.图中有中心体，说明该生物为某些低等植物或动物C.核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，具有选择性，核膜也具有选择透过性D.核仁是与核糖体形成有关的细胞器答案 D解析 从图

22、中可以看出，内质网膜和核膜直接相连，A 正确；图中有中心体，说明该生物为某些低等植物或动物，B 正确；核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，具有选择性，核膜也具有选择透过性，C 正确；核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关，但不属于细胞器，D 错误。8.大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大和较多的核仁。根据这一事实可以推测( )A.细胞中的蛋白质主要由核仁合成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.DNA 主要存在于核仁中答案 B解析 根据题干提供的信息，蛋白质的合成与核仁有关，但蛋白质的合成发生在核糖体上；无核仁的细胞如原核细胞也

23、要进行蛋白质的合成；真核细胞中，DNA 主要存在于染色体上；综上，只有 B 选项符合题意。9.以下关于染色质和染色体关系的叙述中，正确的是( )A.原核细胞有染色质和染色体B.酵母菌没有染色体或染色质C.是同一物质在不同分裂时期的不同形态D.是同一细胞分裂时期的不同物质答案 C解析 染色质主要由 DNA 和蛋白质组成，在细胞分裂时，染色质高度螺旋化，缩短变粗成为染色体。细胞分裂结束时，染色体解螺旋重新变为细丝状的染色质，因此染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，C 正确。10.心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病之一。最新研究表明，其致病机制是核孔复合物的运

24、输障碍。下列说法不正确的是( )A.RNA 在细胞核内合成，运出细胞核发挥作用与核孔复合物有关B.房颤可能与核质间的信息交流异常有关C.人体成熟的红细胞中核孔复合物数量很少，因此红细胞代谢较弱D.核孔复合物具有选择性答案 C解析 人体成熟的红细胞没有细胞核，无核孔。11.(2018湖南衡阳第八中学月考) 一位生物学家研究了 100 个细胞，把每个细胞分成两部分，一部分含有细胞核，另一部分没有细胞核，所有细胞都放在相同且适宜的条件下培养一段时间，得到表 1、表 2 所示数据。下列解释不合理的是( )时间/d 1 2 3 4细胞无核部分的存活个数 81 62 20 0表 1时间/d 1 2 3 4

25、 10 30细胞有核部分的存活个数 79 78 77 74 67 65表 2A.出现表 1 所示实验数据是因为没有细胞核，细胞的生命活动无法正常进行B.对比表 1、表 2 所示实验数据，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的C.表 1 中无核部分没有立即死亡是因为其中含有部分代谢所需的物质、酶等D.表 1 和表 2 中的实验数据说明细胞的分裂和分化离不开细胞核答案 D解析 细胞核控制着细胞的代谢，没有细胞核，细胞的生命活动就不能正常进行，A 正确；对比表 1、表 2 实验数据，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的，B 正确；细胞代谢所需的物质、酶等大部分存在于细胞质中，所以去核后短时间内

26、，这些物质还能发挥作用，维持细胞代谢，故无核部分没有立即死亡，C 正确；细胞的分裂和分化离不开细胞核，但根据表 1 和表 2 中的实验数据无法得出这一结论，D 错误。12.(2018广西桂林中学高一上学期期中) 下列关于细胞核的结构与功能的叙述，不正确的是( )A.染色质主要由 RNA 和蛋白质组成B.除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核C.蛋 白 质 等 大 分 子 物 质 通 过 核 孔 进 入 细 胞 质 而 不 能 直 接 通 过 核 膜 ， 体 现 了 核 膜 具 有 选 择 透 过性D.细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心答案

27、 A解析 染色质主要由 DNA 和蛋白质组成，A 错误。13.(2018安徽合肥第六中学高一上学期期中) 以动物受精卵为实验材料进行以下实验，请分析并回答相关问题：实验材料 实验处理 实验结果(去质留核) A(去核留质) B受精卵(质核重组) C(1)预测三种情况下细胞的代谢情况，若用“能生活”或“ 不能生活”来概括，则属于“能生活”的是_(填表中的字母 )。(2)设置哪两个组进行对比实验，能说明细胞质对细胞核的重要性？_( 填表中的序号)。(3)细胞核在整个细胞中的地位可阐述为：细胞核是_ 库，是细胞_的控制中心。答案 (1)C (2) 与 (3)遗传信息 代谢和遗传解析 (1)受精卵的发育

28、需要细胞质为其提供营养物质，没有细胞质、只有细胞核，受精卵不能发育而死亡；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，没有细胞核、只有细胞质，受精卵不能发育而死亡；由细胞核和细胞质重组形成的重组细胞能生活。(2)组实验和组实验的自变量是有无细胞质，有细胞质，细胞能存活，没有细胞质，细胞不能存活，这说明细胞质对细胞核的重要性，细胞质为细胞核的生理活动提供了蛋白质、酶和核苷酸等物质，没有细胞质提供的这些物质，细胞核内的生理活动将无法进行。(3)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。14.(2018武汉高一检测)如图甲为细胞中某一结构的模式图，图乙表示图甲中 3 的成分及其各级结构。据图回答下列问题

29、：(1)图甲所示结构为细胞核的_结构，图甲中 1 所示的结构由 _层膜构成。(2)图甲中 2 所示结构是_。单位面积的该结构数目与细胞类型和代谢水平有关，你认为人的胰岛 B 细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目 _(填“多”或“少”)。(3)图甲中 4_的功能是_ 。(4)图乙中控制的合成，是_，检测 用_试剂。(5)图乙中在动物细胞中除了在上外，还分布在_ 中。答案 (1)亚显微 2 (2) 核孔 多 (3) 核仁 与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关 (4)DNA 分子 双缩脲 (5) 线粒体解析 (1)图甲所示结构为细胞核的亚显微结构。图甲中 1 表示核膜，具有 2 层膜。(2) 图甲中 2 所示结构是核孔，核孔是细胞核与细胞质之间物质交换和信息交流的通道，通常代谢旺盛的细胞的核孔数目相对较多，所以胰岛 B 细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目多。(3)图甲中 4 核 仁 的 功 能 是 与 某 种 RNA 的 合 成 以 及 核 糖 体 的 形 成 有 关 。 (4)图 乙 中 控 制 的 合 成 ， 表示双螺旋结构的 DNA 分子，检测蛋白质的是双缩脲试剂。(5)图乙中DNA 在动物细胞中除了在染色体上外，还分布在线粒体中。