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用心爱心专心1［教材优化全析］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。有些细胞是多核的，大多数细胞则是单核的。绿藻中的无隔藻、蕨藻有几个至几十个细胞核，动物的肝细胞、骨髓细胞也有多核的情况。细胞核的形状与大小相差很大，因生物的种类而异（如下图所示）。细胞核一般为圆球状或卵形，它们与细胞的形状和性质以及发育时期有关。细胞核的直径在7μm左右。在原核细胞中，DNA集中于细胞中央，但无核膜包围，故称拟核。要点提炼不同细胞所含核的数目、形状、大小各不相同，这与细胞的功能有关。一、细胞核的功能资料分析：资料1说明：生物的遗传与细胞核有关，遗传物质在细胞核中，细胞核控制生物体性状遗传。资料2说明：细胞核与细胞分裂、个体发育有关，细胞核与生物的代谢活动有关。资料3说明：细胞核与细胞的许多生命活动，如摄取食物、应激性、生长、分裂等多种生命活动有关，对它们有控制作用。资料4说明：控制生物性状遗传的遗传物质存在于细胞核中，生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。讨论（P53）答案参考以上解析。全析提示细胞核与细胞的分裂、分化、个体发育有关；细胞核与细胞代谢和生物遗传有关。生物的遗传物质是DNA，主要存在于细胞核中。DNA的储存是以染色体为载体的。细胞的遗传特性和细胞的代谢活动是由蛋白质来实现的，而蛋白质的生物合成则是由DNA直接合成的RNA（信使RNA），然后再合成各种蛋白质，所以细胞核控制着细胞的代谢与遗传，是细胞中最重要的结构。细胞核的功能是控制着细胞的代谢和遗传。知识拓展DNA是主要遗传物质，携带着生物的用心爱心专心2DNA是生物的主要遗传物质，其化学名称是脱氧核糖核酸，其基本单位是脱氧核苷酸，它又由三部分构成，如下图所示：每个DNA分子包括两条长的脱氧核苷酸长链，两者之间由氢键相连，并且形成规则的双螺旋结构，上有遗传信息，控制着生物的遗传。二、细胞核的结构：（如下图）细胞核结构1.核膜全部遗传信息，控制着生物遗传。核膜包在核的外面，由两层膜组成。核膜的每层单位膜厚约6.5nm，两层膜间隔10~50nm的空隙，称为核周腔。在有的细胞中，核膜与内质网相通。在核膜外层的外表面上有颗粒状的核糖体，有合成蛋白质的功能。核膜的主要功能：核膜将细胞质与核内物质分开，形成两大结构与功能区域：DNA、RNA的合成在核内进行；蛋白质的合成则在细胞质中完成，这样就避免了彼此干扰，使细胞的生命活动秩序井然；同时核膜还能保护细胞核内的DNA分子免受机械损伤。2.核孔核膜由两层膜组成，外膜与内质网相通。核膜并不是完全连续的，有许多部位核膜内外两层相互连接，形成了穿过核膜的小孔，称为核孔。直径约50nm~100nm，数目不定，一般均有几千个。在大的细胞，如两栖动物卵母细胞中，核孔可达百万。核孔是大分子物质进出细胞核的理想通道，例如：组成染色体组的蛋白合成DNA、RNA所需的聚合酶，在细胞质中合成后，由核孔进入细胞核，在核中装配好的核糖体亚单位、核内合成的各种RNA，可穿过核孔进入细胞质。而离子和比较小的分子，可以通过核膜，如氨基酸和葡萄糖等。核孔是大分子物质进出细胞核的理想通道；离子和比较小的分子，可以通过核膜进出细胞核。3.核仁核仁是真核细胞间期核中最明显的结构，呈圆形或椭圆形的颗粒状结构，没有外膜，因为它的折光性较强，与细胞的其他结构很容易区分。在光镜下染过色的细胞内，或者分离细胞的细胞核内，都容易看到核仁，它通常是单一的或者多个匀质的球形小体。核仁的大小、形状和数目随生物的种类、细胞类型和细胞代谢状态而变化。例如：非洲爪蛙有两个核仁，人细胞只有一个核核仁在细胞周期呈周期性变化。用心爱心专心3仁。蛋白质合成旺盛、活跃生长的细胞，如分泌细胞、卵母细胞的核仁大，可占总核体积的25%；不具蛋白质合成能力的细胞，如肌肉细胞、休眠的植物细胞，其核仁很小。在细胞分裂周期内，核仁是一个高度动态的结构，在有丝分裂期间表现出周期性的消失与重建。核仁的大小与蛋白质的合成旺盛程度有关。真核细胞的核仁具有重要功能，它是rRNA（核糖体RNA）合成、加工和核糖体亚单位的装配场所。思维训练为什么在蛋白质合成旺盛、活跃生长的细胞中，常有较大或很多核仁?答案：蛋白质的合成是在细胞质中的核糖体上，而核糖体中的RNA（rRNA）来自核仁，所以蛋白质合成旺盛、活跃生长的细胞中，常有较大或很多核仁。4.染色质核仁的功能。染色质是指细胞间期核内能被碱性染料染成深色的物质，因此叫做染色质。染色质是真核细胞的间期核中DNA、蛋白质以及少量RNA所组成的一串念珠状的复合体。它们代表了细胞间期核内遗传物质的特定形态。在间期核内的染色质经常伸展成非光学显微镜所能看到的网状的细纤丝，每条染色质细丝的宽度约为10～15nm，包含着一个DNA分子和蛋白质。当细胞进入分裂期时，每条染色质细丝就高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下能看到的一条圆柱状或杆状的染色体，这是细胞分裂期遗传物质存在的特定形态。有丝分裂结束进入间期，染色体解螺旋后，又回复到细丝状的染色质状态。根据染色体组成成分的分析，可知它在细胞分裂间期仍然存在而不是消失，只不过这时它的结构呈稀疏和分散状态。有的部分非常稀疏，因而在光镜下看不到。现在已知染色体与遗传有密切的关系，因为其中所含的DNA是遗传物质。DNA上贮存着遗传信息，遗传信息是细胞生命活动的“蓝图”，细胞依据这个“蓝图”，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。问题解析：（P54）多数生命开始于受精卵，受精卵通过细胞分裂和分化而形成新的生命个体。在此过程中，细胞内的遗传物质保持不变，所携带的遗传信息不变，所以，同一个生物个体内的所有细胞的“蓝图”都是一样的。遗传学研究表明：遗传物质（DNA）的功能单位是基因，同一个生物个体内的所有细胞的基因都是一样的，但基因的表达是受时间、空间等条件限制的，不同的细胞中，能表达出来的基因是不同的，这就是基因的选择性表达。因此，同一种生物体内的每个细胞中的基因是一样的，但不同细胞的形态、功能多样，结构也不完全相同。三、模型建构染色质和染色体是同一物质，在不同细胞时期（分裂间期和分裂期）的两种存在状态。染色质染色体染色体是遗传物质DNA的载体。模型的方法：模型是人们对认识对象所作的一种用心爱心专心4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，有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。模型的形式主要有三种：物理模型、概念模型和数学模型。以实物或图解形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。例如：沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型等。尝试制作真核细胞的三维结构模型目的要求：1.尝试制作真核细胞的三维结构模型。2.体验建构模型过程。材料用具（略）建立模型：（要点提示）1.讨论确定模型的种类和规格。（每位同学都发言，并简述自己的理由）2.确定使用的材料用具。注意：选择材料的颜色，以便突出细胞各部分的特点。3.确定制作模型的实施过程和具体分工。4.制作模型注意制作的顺序和分工合作。5.检查模型表达和交流：主要从科学性、艺术性、成本低廉等方面对各小组的模型作出评价。技能训练：解释数据对实验数据进行分析，从而总结出生物学规律和结论，这是生物学的常用方法。讨论（P56）答案：1.表一数据表明：细胞无核部分的存活个数随天数的增加迅速减少，第4天时，全部死亡。表二数据表明：细胞有核部分的存活个数随天数的增加数目不变（前4天），这说明细胞核是活细胞生活所必需的。2.细胞的生活不是凭空的，细胞生活需要不断从外界吸收营养物质而进行新陈代谢。因此，随着培养天数的增加，培养液中的营养物质会不断减少，同时代谢废物增多（尤其是10天以后），影响细胞生命活动。另一方面，在培养过程中，环境中的细菌、病毒有可能侵入细胞，也会影响细胞的生命活动。因此培养的细胞有核部分存活的个数会不断减少。简化的概括性的描述。