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第二章　第二節　細胞——生命活動的基本單位
遺傳信息主要儲存在細胞核中
第3課時
學習目標
1.闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中。
2.結合相關實驗，理解細胞核是生命系統的控制中心。
3.嘗試制作真核細胞亞顯微結構模型。
一、細胞核的結構
內容索引
課時對點練
二、細胞核是細胞代謝和遺傳的調控中心
一
細胞核的結構
教材梳理
1.細胞核的結構
兩
細胞核
細胞質
物質交換
信息交流
蛋白質
液體
核糖體中RNA的合成、加工以及
核糖體的形成
消失
重建
DNA
蛋白質
染色體
2.細胞核的形態、大小和數量
(1)細胞核的形態通常是球形，但也有橢球形、扁平形和不規則形。
(2)細胞核一般約占細胞總體積的10%，平均直徑為5～15 μm。
(3)大多數真核細胞有一個核；少數真核細胞有多個核，如_______細胞；極少數真核細胞無核，如哺乳動物成熟的_______，高等植物成熟的____
_____等。
骨骼肌
紅細胞
篩管
細胞
3.利用甲基綠—派洛寧染色液染色DNA和RNA
甲基綠
綠色
細胞核
派洛寧
紅色
細胞質
(1)核仁被破壞，該細胞蛋白質的合成將不能正常進行(　　)
(2)染色質和染色體是存在于細胞核中的兩種不同物質(　　)
(3)核基質包括以磷脂為主的網架及其中的液體(　　)
×
×
√
任務一：分析核孔的結構和功能
核孔結構復雜，至少由50種蛋白質構成，稱為核孔復合體，大分子憑借自身的核定位信號與核孔復合體蛋白質(主要是中央運輸蛋白)上的受體結合而實現物質運輸過程。
(1)據以上信息能否說明各
種大分子物質都能自由進
出核孔？并說明理由。
核心探討
提示　不能。核孔具有選擇性，例如：允許某些RNA和蛋白質等生物大分子通過，DNA不能通過。
(2)核孔是物質進出細胞核的唯一通道嗎？并說明理由。
提示　不是。核孔是某些大分子物質進出細胞核的通道，小分子物質是經過核膜進出細胞核的。
(3)代謝旺盛的細胞中，蛋白質合成量越大，核質之間的物質交換越頻繁。那么核仁大小、核孔數量與細胞代謝程度有什么關系？
提示　代謝旺盛的細胞，往往核仁較大，核孔數量多。
(4)某些RNA和蛋白質等生物大分子進出細胞核穿過生物膜的層數為多少層？
提示　0層。
核心歸納
染色質與染色體的關系
項目 組成 形態 存在時期 形成過程
染色質 DNA和蛋白質(主要) 細絲狀 分裂結束時 染色體解螺旋
染色體 DNA和蛋白質(主要) 圓柱狀或桿狀 細胞分裂時 細胞核解體，染色質高度螺旋化縮短變粗
關系 同一種物質在細胞不同時期的兩種不同狀態 1.(多選)(2023·江蘇南京高一階段練習)下列關于細胞核結構的敘述，正確的是
A.DNA主要分布于細胞核中
B.不同細胞的細胞核數量和結構都是相同的
C.核孔是DNA、RNA和蛋白質等大分子物質出入細胞核的通道
D.染色質的主要成分是DNA和蛋白質
典題應用
√
√
DNA主要分布于細胞核中，在線粒體和葉綠體中也有少量分布，A正確；
不同細胞的細胞核數量不同，有的細胞無成形的細胞核，有的細胞含有一個細胞核，有些特殊的細胞含有多個細胞核，B錯誤；
核孔是細胞核與細胞質之間進行物質交換和信息交流的主要通道，細胞核內外的蛋白質、RNA等生物大分子可以通過核孔進出，而DNA不能通過核孔，C錯誤；
染色質是指細胞核內能被堿性染料染成深色的物質，主要由DNA和蛋白質組成，D正確。
2.如圖為真核細胞的部分結構示意圖，請據圖分析并回答下列問題：
(1)細胞核是由③________、④_____和⑤核
膜、核孔、核基質等構成的。
(2)細胞中大分子物質進出細胞核的通道是
②_____。核糖體的形成與圖中___(填序號)
結構有關。
(3)細胞核是由___層核膜組成，其外層膜與①________膜相連，從而加強了細胞內各種膜結構在生命活動過程中的聯系。
染色質
核仁
核孔
④
2
內質網
二
細胞核是細胞代謝和遺傳的調控中心
教材梳理
1.變形蟲切割實驗
(1)實驗過程
生長、分裂、攝食
(2)實驗結論：______________________________。
細胞核可以調控細胞的代謝過程
2.傘藻是一類單細胞生物，可分為____、____和假根三個部分，不同類型的傘藻，____的形態也不同。
3.細胞核的功能
細胞核不僅控制細胞的_________，也控制生物體的_________，是_____
___________的調控中心。
帽
柄
帽
代謝過程
遺傳性狀
細胞
代謝和遺傳
4.制作真核細胞亞顯微結構模型
(1)模型模擬的是被研究事物(原型)的結構形態、生理形態或運動形態，是原型的某個表征和特征，也是對原型的_____和_____。模型不再包括原型的_________，但能體現原型的_________。
(2)物理模型就是根據相似原理，把真實事物按比例放大或縮小制成的。它可以模擬真實事物的某些功能和性質。我們制作的_________________
____模型就是物理模型。
抽象
概括
全部特征
本質特征
真核細胞亞顯微結
構
(1)無細胞核的單細胞生物不會死亡(　　)
(2)細胞核是細胞代謝的中心(　　)
(3)用橡皮泥捏成的線粒體屬于物理模型(　　)
(4)細胞核功能的實現與細胞核中的染色質密切相關(　　)
×
√
√
×
任務二：分析細胞核的功能
1.現有兩種類型的傘藻，一種是傘形帽傘藻，另一種是菊花形帽傘藻。為了探究細胞核在細胞中的作用，某人用傘藻做了如圖所示的實驗。
①將兩種傘藻的傘帽和傘柄分
別剪掉，留下假根。
②將傘形帽傘藻的傘柄嫁接到
菊花形帽傘藻的假根上。
③將嫁接后的傘藻放在適宜的條件下培養一段時間，結果發現，在傘形帽傘藻的傘柄上長出了菊花形傘帽。
核心探討
根據上述實驗，回答下面的問題。
(1)該實驗是一個不完整的實驗，
應該設計一個對照實驗，該對
照實驗為_____________________________________________。
(2)為了更清楚地說明細胞核(排除假根中細胞質的影響)的作用，除上述實驗外，還可以通過移植細胞核來完成，實驗過程如下：
A組：將菊花形帽傘藻假根中的細胞核移出，并移入去掉傘帽和細胞核的傘形帽傘藻的假根中。
B組：_________________________________________________________
______________________。
將菊花形帽傘藻的傘柄嫁接到傘形帽傘藻的假根上
將傘形帽傘藻假根中的細胞核移出，并移入去掉傘帽和細胞核的菊花形帽傘藻的假根中
(3)預測實驗現象
A組：___________________________________。
B組：___________________________________。
(4)通過以上實驗，得出的結論是__________________________________。
在傘形帽傘藻的傘柄上長出了菊花形帽
在菊花形帽傘藻的傘柄上長出了傘形帽
細胞核是細胞代謝和遺傳的調控中心
2.細胞切割實驗
(1)如果你是研究者，該怎樣描述下表數據？你能得出什么結論？
時間/d 細胞無核部分的存活個數 細胞有核部分的存活個數
0 100 100
1 81 79
2 62 78
3 20 77
4 0 74
10 0 67
30 0 65
提示　結果：與有核部分相比，細胞無核部分隨著培養天數的增加，存活個數更少(或減少的速度更快)，第4天就沒有存活的細胞了。結論：細胞核是活細胞所必需的結構。
(2)有人質疑這位生物學家，要求他對這么多細胞有核部分的死亡作出合乎邏輯的解釋。請你嘗試為這位生物學家作出解釋。
提示　一是實驗過程中人為因素對細胞造成了傷害，導致部分細胞死亡；二是細胞的正常死亡。
核心歸納
細胞核與細胞質的關系
項目 存活時間 原因分析
單獨的細胞核 很快死亡 缺乏細胞質提供的營養和能量
單獨的細胞質 存活一段時間后死亡 細胞質中由細胞核控制合成的物質在一段時間內仍可發揮作用
細胞核＋細胞質 正常生活 細胞核與細胞質是相互依存的統一整體
3.傘藻是一種單細胞綠藻，由帽、柄和假根三個部分構成，細胞核在假根內。科學家用傘形帽和菊花形帽兩種傘藻做嫁接和核移植實驗，如圖所示。下列相關敘述正確的是
A.圖1中①②的帽形因傘柄嫁
接實驗而改變
B.圖1實驗說明生物體形態結構的建成主要與細胞核有關
C.圖1中①與圖2中③的帽形相同，都是傘形帽
D.圖2中移去細胞核的甲傘藻的生命活動將逐漸減緩直至停止
典題應用
√
圖1說明傘藻的帽形與嫁接什么樣的傘柄無直接關系，而與假根有關，故圖1中①②的帽形不會因傘柄嫁接實驗而改變，①還是菊花形帽，②還是傘形帽，A錯誤；
圖1實驗只能說明傘帽
的性質與傘藻的假根有
關，假根中還含有細胞質部分；而圖1和圖2實驗才能說明了生物體形態結構的建成主要與細胞核有關，B錯誤；
由題圖分析可知，圖2中的③與圖1中①的帽形相同，都是菊花形帽，C錯誤；
細胞核和細胞質是相互依
存的關系，圖2中移去細胞
核的甲傘藻的生命活動將逐漸減緩直至停止，D正確。
4.如圖表示變形蟲的切割和核移植實驗。該實驗不能得出的結論是
A.細胞核是遺傳物質儲存和復
制的場所
B.細胞核是細胞新陳代謝的調
控中心
C.細胞核和細胞質相互依存，相互影響
D.細胞結構的完整性是細胞生存的基礎
√
網絡構建第3課時　遺傳信息主要儲存在細胞核中
[學習目標]　1.闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中。
2.結合相關實驗，理解細胞核是生命系統的控制中心。
3.嘗試制作真核細胞亞顯微結構模型。
一、細胞核的結構
1．細胞核的結構
2．細胞核的形態、大小和數量
(1)細胞核的形態通常是球形，但也有橢球形、扁平形和不規則形。
(2)細胞核一般約占細胞總體積的10%，平均直徑為5～15 μm。
(3)大多數真核細胞有一個核；少數真核細胞有多個核，如骨骼肌細胞；極少數真核細胞無核，如哺乳動物成熟的紅細胞，高等植物成熟的篩管細胞等。
3．利用甲基綠—派洛寧染色液染色DNA和RNA
判斷正誤
(1)核仁被破壞，該細胞蛋白質的合成將不能正常進行(　　)
(2)染色質和染色體是存在于細胞核中的兩種不同物質(　　)
(3)核基質包括以磷脂為主的網架及其中的液體(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×
任務一：分析核孔的結構和功能
核孔結構復雜，至少由50種蛋白質構成，稱為核孔復合體，大分子憑借自身的核定位信號與核孔復合體蛋白質(主要是中央運輸蛋白)上的受體結合而實現物質運輸過程。
(1)據以上信息能否說明各種大分子物質都能自由進出核孔？并說明理由。
提示　不能。核孔具有選擇性，例如：允許某些RNA和蛋白質等生物大分子通過，DNA不能通過。
(2)核孔是物質進出細胞核的唯一通道嗎？并說明理由。
提示　不是。核孔是某些大分子物質進出細胞核的通道，小分子物質是經過核膜進出細胞核的。
(3)代謝旺盛的細胞中，蛋白質合成量越大，核質之間的物質交換越頻繁。那么核仁大小、核孔數量與細胞代謝程度有什么關系？
提示　代謝旺盛的細胞，往往核仁較大，核孔數量多。
(4)某些RNA和蛋白質等生物大分子進出細胞核穿過生物膜的層數為多少層？
提示　0層。
　染色質與染色體的關系
項目 組成 形態 存在時期 形成過程
染色質 DNA和蛋白質(主要) 細絲狀 分裂結束時 染色體解螺旋
染色體 DNA和蛋白質(主要) 圓柱狀或桿狀 細胞分裂時 細胞核解體，染色質高度螺旋化縮短變粗
關系 同一種物質在細胞不同時期的兩種不同狀態
1．(多選)(2023·江蘇南京高一階段練習)下列關于細胞核結構的敘述，正確的是(　　)
A．DNA主要分布于細胞核中
B．不同細胞的細胞核數量和結構都是相同的
C．核孔是DNA、RNA和蛋白質等大分子物質出入細胞核的通道
D．染色質的主要成分是DNA和蛋白質
答案　AD
解析　DNA主要分布于細胞核中，在線粒體和葉綠體中也有少量分布，A正確；不同細胞的細胞核數量不同，有的細胞無成形的細胞核，有的細胞含有一個細胞核，有些特殊的細胞含有多個細胞核，B錯誤；核孔是細胞核與細胞質之間進行物質交換和信息交流的主要通道，細胞核內外的蛋白質、RNA等生物大分子可以通過核孔進出，而DNA不能通過核孔，C錯誤；染色質是指細胞核內能被堿性染料染成深色的物質，主要由DNA和蛋白質組成，D正確。
2．如圖為真核細胞的部分結構示意圖，請據圖分析并回答下列問題：
(1)細胞核是由③____________、④__________和⑤核膜、核孔、核基質等構成的。
(2)細胞中大分子物質進出細胞核的通道是②__________。核糖體的形成與圖中______(填序號)結構有關。
(3)細胞核是由__________層核膜組成，其外層膜與①________膜相連，從而加強了細胞內各種膜結構在生命活動過程中的聯系。
答案　(1)染色質　核仁　(2)核孔　④　(3)2　內質網
二、細胞核是細胞代謝和遺傳的調控中心
1．變形蟲切割實驗
(1)實驗過程
(2)實驗結論：細胞核可以調控細胞的代謝過程。
2．傘藻是一類單細胞生物，可分為帽、柄和假根三個部分，不同類型的傘藻，帽的形態也不同。
3．細胞核的功能
細胞核不僅控制細胞的代謝過程，也控制生物體的遺傳性狀，是細胞代謝和遺傳的調控中心。
4．制作真核細胞亞顯微結構模型
(1)模型模擬的是被研究事物(原型)的結構形態、生理形態或運動形態，是原型的某個表征和特征，也是對原型的抽象和概括。模型不再包括原型的全部特征，但能體現原型的本質特征。
(2)物理模型就是根據相似原理，把真實事物按比例放大或縮小制成的。它可以模擬真實事物的某些功能和性質。我們制作的真核細胞亞顯微結構模型就是物理模型。
判斷正誤
(1)無細胞核的單細胞生物不會死亡(　　)
(2)細胞核是細胞代謝的中心(　　)
(3)用橡皮泥捏成的線粒體屬于物理模型(　　)
(4)細胞核功能的實現與細胞核中的染色質密切相關(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√
任務二：分析細胞核的功能
1．現有兩種類型的傘藻，一種是傘形帽傘藻，另一種是菊花形帽傘藻。為了探究細胞核在細胞中的作用，某人用傘藻做了如圖所示的實驗。
①將兩種傘藻的傘帽和傘柄分別剪掉，留下假根。
②將傘形帽傘藻的傘柄嫁接到菊花形帽傘藻的假根上。
③將嫁接后的傘藻放在適宜的條件下培養一段時間，結果發現，在傘形帽傘藻的傘柄上長出了菊花形傘帽。
根據上述實驗，回答下面的問題。
(1)該實驗是一個不完整的實驗，應該設計一個對照實驗，該對照實驗為將菊花形帽傘藻的傘柄嫁接到傘形帽傘藻的假根上。
(2)為了更清楚地說明細胞核(排除假根中細胞質的影響)的作用，除上述實驗外，還可以通過移植細胞核來完成，實驗過程如下：
A組：將菊花形帽傘藻假根中的細胞核移出，并移入去掉傘帽和細胞核的傘形帽傘藻的假根中。
B組：將傘形帽傘藻假根中的細胞核移出，并移入去掉傘帽和細胞核的菊花形帽傘藻的假根中。
(3)預測實驗現象
A組：在傘形帽傘藻的傘柄上長出了菊花形帽。
B組：在菊花形帽傘藻的傘柄上長出了傘形帽。
(4)通過以上實驗，得出的結論是細胞核是細胞代謝和遺傳的調控中心。
2．細胞切割實驗
(1)如果你是研究者，該怎樣描述下表數據？你能得出什么結論？
時間/d 細胞無核部分的存活個數 細胞有核部分的存活個數
0 100 100
1 81 79
2 62 78
3 20 77
4 0 74
10 0 67
30 0 65
提示　結果：與有核部分相比，細胞無核部分隨著培養天數的增加，存活個數更少(或減少的速度更快)，第4天就沒有存活的細胞了。結論：細胞核是活細胞所必需的結構。
(2)有人質疑這位生物學家，要求他對這么多細胞有核部分的死亡作出合乎邏輯的解釋。請你嘗試為這位生物學家作出解釋。
提示　一是實驗過程中人為因素對細胞造成了傷害，導致部分細胞死亡；二是細胞的正常死亡。
　細胞核與細胞質的關系
項目 存活時間 原因分析
單獨的細胞核 很快死亡 缺乏細胞質提供的營養和能量
單獨的細胞質 存活一段時間后死亡 細胞質中由細胞核控制合成的物質在一段時間內仍可發揮作用
細胞核＋細胞質 正常生活 細胞核與細胞質是相互依存的統一整體
3．傘藻是一種單細胞綠藻，由帽、柄和假根三個部分構成，細胞核在假根內。科學家用傘形帽和菊花形帽兩種傘藻做嫁接和核移植實驗，如圖所示。下列相關敘述正確的是(　　)
A．圖1中①②的帽形因傘柄嫁接實驗而改變
B．圖1實驗說明生物體形態結構的建成主要與細胞核有關
C．圖1中①與圖2中③的帽形相同，都是傘形帽
D．圖2中移去細胞核的甲傘藻的生命活動將逐漸減緩直至停止
答案　D
解析　圖1說明傘藻的帽形與嫁接什么樣的傘柄無直接關系，而與假根有關，故圖1中①②的帽形不會因傘柄嫁接實驗而改變，①還是菊花形帽，②還是傘形帽，A錯誤；圖1實驗只能說明傘帽的性質與傘藻的假根有關，假根中還含有細胞質部分；而圖1和圖2實驗才能說明了生物體形態結構的建成主要與細胞核有關，B錯誤；由題圖分析可知，圖2中的③與圖1中①的帽形相同，都是菊花形帽，C錯誤；細胞核和細胞質是相互依存的關系，圖2中移去細胞核的甲傘藻的生命活動將逐漸減緩直至停止，D正確。
4．如圖表示變形蟲的切割和核移植實驗。該實驗不能得出的結論是(　　)
A．細胞核是遺傳物質儲存和復制的場所
B．細胞核是細胞新陳代謝的調控中心
C．細胞核和細胞質相互依存，相互影響
D．細胞結構的完整性是細胞生存的基礎
答案　A

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