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生物必修①·人教版新课标导学第三章细胞的基本结构第3节细胞核——系统的控制中心学习目标课程标准1.掌握细胞器之间的协调配合。2．简述生物膜系统的组成及功能。(重、难点)3．讨论细胞中结构与功能的统一性，部分与整体的统一性。1.阐明细胞核的结构和功能。2．尝试建立真核细胞的模型。1自主学习2新知解读3指点迷津4核心素养7训练巩固8课时作业5问题释疑6知识构建自主学习一、细胞核的结构和功能1．大量事实表明，细胞核控制着细胞的________和________。2．细胞核(1)功能：是______________，是细胞____________的控制中心。(2)结构：①核膜：________层膜，把核内物质与细胞质分开。②核孔：实现核质之间频繁的__________和__________。代谢遗传遗传信息库代谢和遗传两物质交换信息交流③核仁：与某种RNA的合成以及__________的形成有关。④染色质：成分：主要有__________和__________。特性：容易被__________染成深色。同染色体的关系：同样的物质在______________的两种存在状态。DNA上贮存__________。核糖体DNA蛋白质碱性染料不同细胞时期遗传信息二、细胞的概述细胞作为基本的____________，其________复杂而精巧，各组分之间__________成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中__________，高度有序地进行。生命系统结构分工合作自我调控三、尝试制作真核细胞的三维结构模型1．模型：人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种______________的描述。这种描述可以是定性的，也可以是________的。2．模型的形式：物理模型、________模型、________模型等。制作步骤：(1)讨论确定制作模型的种类；(2)确定使用的__________；(3)确定模型制作的实施过程和分工；(4)制作各部分配件，并将配件组合在一起；(5)检查、修补模型。简化的概括性定量概念数学材料用具？思考1．有人将细胞核比喻为人的“大脑”，具有整体指挥和调控功能，你认为细胞核中哪种成分真正起到指挥调控功能？提示：主要是染色质中的DNA行使整体调控作用。2．细胞核的核膜上有核孔，大分子物质可以自由进出细胞核吗？提示：不可以，细胞核所需的物质才能进入细胞核，核膜也是具有选择透过性的。判断题1．真核细胞染色体上主要含有核糖核酸和蛋白质。()2．细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心。()3．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。()4．蓝藻细胞具有细胞核且DNA分子呈环状。()5．细胞核控制着细胞的代谢和遗传，真核细胞都有细胞核。()×××××6．核仁的大小与细胞合成蛋白质的多少有关，蛋白质合成旺盛的细胞，核糖体多，核仁大。()7．控制细胞器进行物质合成、能量转换等的指令，主要是通过核孔从细胞核到达细胞质的。()8．拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是构建了细胞的物理模型。()9．染色体和染色质是不同物质在同一时期细胞中的两种形态。()√√××新知解读1．细胞核功能的实验探究知识点1细胞核功能的相关实验分析实验内容实验方法及结果得出结论一、两种美西螈细胞核移植黑色美西螈胚胎细胞的核↓移入白色美西螈去核卵细胞――→发育美西螈全是黑色美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的实验内容实验方法及结果得出结论二、横缢蝾螈受精卵蝾螈细胞的分裂和分化是由细胞核控制的三、将变形虫切成两半变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的四、伞藻嫁接与核移植伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的(1)实验一缺乏对照实验，若增加“将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中”的实验步骤，将增强结论的说服力。实验二至四遵循了对照原则。(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。2．细胞核的功能理解(1)细胞核是遗传信息库，细胞核是遗传物质DNA贮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。细胞核控制着生物代谢，并不是细胞核能进行一切生命活动，离开细胞质后，细胞核也不能正常存活。知识贴士如图所示为再生能力很强的原生动物喇叭虫，将其切成①②③三截(图中a.纤毛；b.大核；c.根部)，能再生成喇叭虫的是()A．①B．②C．③D．①②③典题1[解析]细胞只有保持完整性，才能进行各项生命活动，②中既有细胞核又有细胞质，故B项正确。B〔变式训练1〕细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(见图)进行探究：①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂；②b部分分裂到16～32个细胞时，将一个细胞核挤入不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，发育成胚胎。下列有关叙述中，错误的是()BA．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关B．实验①中，a部分细胞属于对照组C．实验②中a部分的操作与实验①中a部分形成对照D．实验还能说明细胞只有保持完整性才能完成正常的生命活动[解析]在实验①中有细胞核的一部分能正常发育，而没有细胞核的部分不能分裂、分化，也就是不能正常发育，所以经对照后说明细胞核与细胞分裂、分化密切相关，同时也能说明细胞只有保持完整性才能完成正常的生命活动；在实验①中b部分为正常状态，所以b部分为对照组；实验①中a部分没有细胞核，而实验②中的a部分又有了细胞核，所以两部分形成前后对照。一、结构图示知识点2细胞核的结构二、相关结构及功能分析1．核膜(1)结构①双层膜，外膜上附着许多核糖体，常与内质网相连。②核膜不是完全连续的，其上具有核孔。(2)功能①起屏障作用，把核内物质与细胞质分开。②控制离子和小分子物质进出细胞核。③核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多。2．核仁(1)核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。(2)蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大。3．染色质与染色体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：染色质高度螺旋化、缩短变粗分裂时解螺旋、成为细丝状分裂结束染色体(1)核膜上有核孔，但并不是所有大分子都能随意进出细胞核，核孔上的亲核蛋白对物质进出细胞核具有选择性。(2)大分子物质是通过核孔进出细胞核的，所以穿过的膜的层数为0层。知识贴士典题2如图是细胞核的结构模式图，下列关于各结构及功能的叙述正确的是()A．①属于生物膜系统的组成，把核内物质与细胞质分开B．②是所有生物遗传物质的载体C．③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有关D．④有利于DNA、RNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换A[解析]选项A，结构①是核膜，它是生物膜系统中生物膜的一种，将细胞核与细胞质分开；选项B，结构②是染色质，它是真核生物特有的结构，原核生物和病毒中均没有此结构；选项C，③是核仁，它与某种RNA的合成和核糖体的形成有关；选项D，④是核孔，它是大分子物质进出细胞核的通道，但是细胞核中的DNA分子是不出细胞核的。〔变式训练2〕蛋白质分子能够通过的结构有()A．线粒体膜和叶绿体膜B．细胞膜和液泡膜C．选择透过性膜D．细胞壁和核孔[解析]蛋白质分子是生物大分子，不能透过各种具有生物活性的膜结构，但能自由通过间隙很大的细胞壁(全透性)和核孔。D指点迷津染色质和染色体的比较项目染色质染色体成分相同主要成分是蛋白质和DNA特性相同易被龙胆紫溶液等碱性染料染成深色同样的物质功能相同遗传物质的主要载体不同形态细丝状圆柱状或杆状相互转化染色质高度螺旋化、缩短、变粗解螺旋，成为细丝状染色体下列关于染色体和染色质的叙述中，错误的是()A．染色质和染色体是同一种物质的两种存在状态B．染色质和染色体都是遗传物质的主要载体C．染色质和染色体都可以被龙胆紫溶液染成深色D．染色质只分布在细胞核中，染色体分布在细胞核和细胞质中[解析]染色质和染色体都分布在细胞核中，细胞质中无染色体或染色质。典题3D核心素养细胞是一个有机的统一整体构成细胞的不同部分具有不同的形态、结构与功能，但细胞却是一个有机的整体。(1)从结构上看①细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。②核膜、内质网膜、细胞膜等相互连接构成细胞完整的“生物膜”。③内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可以通过具膜小泡相互转变。(2)从功能上看细胞的不同结构虽具有不同的生理功能，但却是协调合作的，如线粒体能为其他结构的代谢提供能量；核糖体能为其他结构的构成或代谢提供蛋白质或酶；蛋白质类分泌物的分泌是由核糖体合成、内质网运输、线粒体供能、高尔基体加工分泌而协调完成的。(3)从调控上看细胞核是代谢的调控中心。细胞核内的DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控细胞内的生命活动，使细胞成为一个可调控的统一整体。(4)从与外界环境关系上看从与外界的联系上看，细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换，而与外界环境直接接触的细胞都要与外界环境进行物质交换和能量转换，因此，细胞与外界环境之间形成一个统一整体。(5)从细胞核与细胞质的关系看①细胞核不能脱离细胞质而独立生存，这是因为细胞核在生命活动中所需的物质和能量均由细胞质提供。②无核的细胞质也不能长期生存，这是由细胞核的功能决定的，如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命较短。③细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系，说明细胞只有保持结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动。问题释疑(一)问题探讨1．提示：细胞核在细胞的生命活动中起控制作用，如细胞核内贮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体现者，所以细胞核可以比喻成部队的司令部等。2．不能。3．不能。4．提示：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。(二)资料分析1．提示：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。(三)旁栏思考题提示：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。(四)技能训练1．细胞无核部分随着培养天数的增加，死亡个数迅速增加，第4天就没有存活的了，这是因为没有细胞核，细胞的生命活动就无法进行。而细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。2．提示：细胞有核部分出现死亡现象的可能原因有两方面，一是实验过程中人为因素对细胞造成伤害，导致部分细胞死亡，二是细胞的正常凋亡。知识构建