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第3章 细胞的基本结构
必修一 分子与细胞
我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更为精巧。
细胞核的结构和功能
第3章 第3节
目录
一、新课导入
二、任务探究
三、课堂练习
1.通过对“细胞核有什么功能”资料的分析和讨论，阐明细胞核的功能。
2.通过阅读教材和绘制细胞核的结构示意图，阐明细胞核的结构。
3.通过资料分析、模型建构，结合对细胞整体结构与功能的认识，认同细胞核是系统的控制中心。
4.通过尝试制作真核细胞的三维结构模型，体验建构模型的方法和过程。
学习目标
任务一 阅读P54-55“细胞核的功能”，回答以下问题。
资料1：美西螈核移植实验
实验过程：该实验中，提供细胞核的是 提供细胞质、细胞膜等结构的是
实验结果：
实验结论：
黑色美西螈
白色美西螈
移植后发育长大的美西螈，全部是黑色的。
细胞核可以控制皮肤色素这一性状，同时说明细胞核控制着个体的遗传。
白色美西螈
卵细胞
取核
去核
胚胎细胞
核移植
重组细胞
黑色美西螈
一、细胞核的功能
任务一 阅读P54-55“细胞核的功能”，回答以下问题。
资料2：蝾螈受精卵横缢实验
步骤一 实验过程：将受精卵横缢成 一半和 一半；实验结果：步骤二 实验过程：向无核一半挤入 。实验结果：
实验结论：
有核
无核
有核的一半能分裂，无核的一半则停止分裂。
一个细胞核
新挤入细胞核的一般也会开始分裂。最后两半都能发育成正常的胚胎，只是原来无核的一半发育的慢些。
细胞核控制着个体的生长和发育。
一、细胞核的功能
资料3：变形虫切割和核移植实验
有核部分
无核部分
死亡
死亡
死亡
取出核
一段
时间后
植入
细胞核
正常生活
细胞核
任务一 阅读P54-55“细胞核的功能”，回答以下问题。
一、细胞核的功能
步骤一 实验过程：将变形虫切割成有核一半和无核一半；实验结果：
步骤二 实验过程：用显微钩针将有核一半的 钩出，然后再及时
实验结果：
实验结论：
无核的一般虽然能消化已吞噬的食物，但不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应；电镜下可以观察到退化的高尔基体、内质网等。有核的一半情况则大不相同，照样摄食，对刺激仍有发你用；失去的伸缩泡可以再生，还能生长和分裂；失去的伸缩泡可以再生，还能生长和分裂。
细胞核
植入另一个同种变形虫的细胞核
被钩出细胞核的一半的行为就会像上述无核的一半一样。植入细胞核的一半各种生命活动又会恢复。
细胞核控制着个体的代谢、应激性及分裂生长。
资料3：变形虫切割和核移植实验
任务一 阅读P54-55“细胞核的功能”，回答以下问题。
一、细胞核的功能
资料4：伞藻嫁接实验与核移植实验（1）伞藻嫁接实验
实验过程：去帽→换柄→培养。实验结果：
任务一 阅读P54-55“细胞核的功能”，回答以下问题。
一、细胞核的功能
（2）伞藻核移植实验
实验过程：去帽、去核→植入核→培养。实验结果：
细胞核控制着伞藻的形态结构。
任务一 阅读P54-55“细胞核的功能”，回答以下问题。
一、细胞核的功能
实验结论：根据以上资料，总结出细胞核的功能：
细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
任务一 阅读P54-55“细胞核的功能”，回答以下问题。
一、细胞核的功能
通过上述资料的分析你认为细胞核具有什么功能？
结论：细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的控制中心。
资料1：生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的
资料4：生物体形态结构的建成主要与细胞核有关
代谢
资料2：细胞核与细胞的分裂分化有关
资料3：变形虫的生命活动主要由细胞核控制
遗传
细胞核的功能总结
任务一 阅读P54-55“细胞核的功能”，回答以下问题。
一、细胞核的功能
核膜
核仁
染色质
核孔
双层膜，把核内物质与细胞质分开
由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
任务二 阅读教材P56“细胞核的结构”前两段和图3-10，完成以下填空和问题。
二、细胞核的结构
细胞核立体结构模式图
细胞核平面结构模式图
外膜
内膜
核仁
染色质
核孔
二、细胞核的结构
关于细胞核的几点说明
1.核膜
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，核仁较大。
二、细胞核的结构
3.核孔
核孔不是孔，是一种运输蛋白，对物质进出细胞具有选择性。
二、细胞核的结构
任务二 阅读教材P56“细胞核的结构”前两段和图3-10，完成以下填空和问题。
2．染色质的组成及特点（1） 特点：容易被 染成深色。
（2）与染色体的关系：
碱性染料
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。
细胞分裂时，细胞核染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂结束时，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质，被包围在新形成的细胞核里。
二、细胞核的结构
DNA上储存着遗传信息。在细胞分裂时，DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性（意义）。
遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”，细胞依据这个“蓝图”，进行物质合成、能量转化和信息交流，完成生长、发育、衰老和凋亡。正是由于这张“蓝图”储藏在细胞核里，细胞核才具有控制细胞代谢的功能。
因此，对细胞核功能较为全面的阐述应该是：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
二、细胞核的结构
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、概念模型、数学模型等。
3.模型建构时应考虑的要点
注意科学性、准确性应放第一位，还应考虑艺术性、成本低廉等，其次才是美观与否。
三、制作细胞核的结构模型
类 型
物理模型
概念模型
数学模型
以实物或图片形式直观表达认识对象的特征。
如：细胞膜的流动镶嵌模型。
指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。可以理解为概念，如种群、群落的概念。
用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
如：数学方程式、坐标曲线。
概念模型
数学模型
一、细胞核的功能
细胞核控制着细胞的代谢和遗传，细胞的控制中心。
二、细胞核的结构
核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开
核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
染色质：由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
三、制作细胞核的结构模型
1.模型的概念
2.类型：物理模型、概念模型、数学模型等
3.模型建构时应考虑的要点
课堂小结
课堂练习
1. (2023·山西省·假期作业)下列对于细胞结构功能和实验的相关叙述，不正确的是（ ）
A. 甲图主要体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能
B. 乙图是蝾螈受精卵横缢实验，能说明细胞的分裂和分化与细胞核有关
C. 丙图为细胞核的结构示意图，①为核膜，含有四层磷脂分子，具有选择透过性
D. 丙图③为染色质，细胞分裂时变为染色体，染色体和染色质是细胞在不同时期存在的两种物质
课堂练习
【分析】
本题结合题图考查了细胞膜和细胞核的相关知识，意在考查学生对所学知识的识记。
【解答】
A.甲图中，内分泌细胞分泌的激素，随血液运输到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，主要体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能，A正确；
B.乙图是蝾螈受精卵横缢实验，将受精卵分为有核一半和无核的另一半，一开始含有细胞核的一半能够进行分裂分化，不含有细胞核的一半不能进行分裂分化，但将一个细胞核挤到无核的另一半时，这一半也会开始分裂分化，说明细胞的分裂和分化与细胞核有关，B正确；
C.丙图为细胞核的结构示意图，①为核膜，为双层膜，含有四层磷脂分子，具有选择透过性，C正确；
D.丙图③为染色质，细胞分裂时变为染色体，染色体和染色质是同种物质在细胞不同时期的两种存在形态，D错误。
故选D。
课堂练习
2. (2023·广东省·期末考试)以两种不同帽形（伞形帽和菊花形帽）的伞藻为实验材料进行实验，以探究细胞核的功能。图中丙来自伞形帽伞藻，丁来自菊花形帽伞藻。下列叙述错误的是（ ）
A. 若将乙中C段与甲中B段移接在一起，则再长出的帽形为菊花形
B. 若将甲、乙中的细胞核移去，伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止
C. 若将丁中的细胞核移植至去核的丙中，则再长出的帽形为菊花形
D. 伞藻是一种单细胞生物，其形态结构特点取决于细胞核
课堂练习
【解析】
【分析】
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心：
（1）细胞核是遗传物质储存和复制的场所，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）细胞核控制着物质合成、能量转换和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢，DNA可以控制蛋白质的合成，从而决定生物的性状。
【详解】
A、若将乙中C段与甲中B移接在一起，由于C段不含细胞核，所以再长出的帽形为伞形，A正确；
B、细胞核是细胞中的遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。若将甲、乙中的细胞核移去，伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止，B正确；
C、若将丁中的细胞核移植至去核的丙中，则再长出的帽形为菊花形，C错误；
D、伞藻是一种单细胞生物，从上面的实验中看出，细胞核决定了伞藻的结构特点，D正确；
课堂练习
3.(2023·山东省·单元测试)甲图表示细胞核结构模式图，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。乙图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，结合两图回答问题：
（1）核膜主要由________（填有机物名称）构成，核膜同其他生物膜相同的功能特点是具有________性，代谢旺盛的细胞，核膜上的________数目多。
（2）人红细胞中K＋的浓度比血浆中高30倍，Na＋的浓度却只有血浆中的1／6，维持这种K＋、Na＋分布不均匀是由膜成分中的________所控制。红细胞膜上糖蛋白的糖支链具有高度的特异性，若去掉这些糖支链，红细胞就不会发生凝集反应。从免疫学的角度来说，红细胞膜上的糖蛋白相当于________。人成熟红细胞失去全能性的原因是________。
（3）从乙图可知亲核蛋白进入细胞核由其________部决定，并需要消耗能量，其运输方式与葡萄糖进入红细胞________（填“相同”或“不同”）。细胞核和细胞质之间通过________实现频繁的物质交换和信息交流。细胞核中的染色质易被________染料染成深色。染色体与染色质的不同点是________________________________________________________（写出两点）。
（4）甲图中结构②是指________，其作用是________________________________________。
课堂练习
课堂练习
【解析】
本题主要考查细胞核的功能，意在考查学生的识记理解能力和图形分析能力。
【解答】
（1）核膜属于生物膜，其主要组成成分是磷脂和蛋白质，核膜同其他生物膜相同的功能特点是具有选择透过性，代谢旺盛的细胞，核膜上的核孔（或③）数目多，因为代谢越旺盛的细胞，核质之间的信息交流越多。
（2）细胞内外离子的浓度不同是由主动运输完成的，是由膜成分中的蛋白质（载体蛋白）所控制。从免疫学的角度来说，细胞膜上的糖蛋白相当于抗原。人成熟红细胞失去全能性的原因是成熟的哺乳动物红细胞失去了细胞核。
（3）从乙图可知亲核蛋白进入细胞核由其尾部决定，并需要消耗能量，其运输方式与葡萄糖进入红细胞不同，因为核蛋白是通过核孔进入的，没有穿膜运输，而葡萄糖进入红细胞是通过协助扩散进行的。细胞核和细胞质之间通过核孔实现频繁的物质交换和信息交流。细胞核中的染色质易被碱性染料染成深色（如龙胆紫或醋酸杨红）。染色体与染色质的不同点是染色体为圆柱状或杆状，出现在细胞分裂期；染色质为细丝状，出现在细胞分裂间期（出现的时期不同、形态不同）。
（4）甲图中结构②是指核仁， 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

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