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3.3细胞核的结构和功能学案
【学习目标】
1.阐明细胞核的结构和功能。
2.根据对细胞整体与局部的认识尝试制作真核细胞的三维结构模型。
3.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。
【学习重难点】
教学重点：1、细胞核的结构和功能；
2、制作真核细胞的三维结构模型。
教学难点：制作真核细胞的三维结构模型。
【预习新知】
细胞核的功能
1．细胞核的分布：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。
2．细胞核的功能
(1)资料1：美西螈核移植实验
①实验过程：该实验中，黑色美西螈提供细胞核，白色美西螈提供细胞质、细胞膜等结构。
②实验结果：子代美西螈全部发育成黑色。
③实验结论：美西螈的皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的。
(2)资料2：蝾螈受精卵横缢实验
①实验过程：步骤一：将受精卵横缢成有核一半和无核一半；步骤二：向无核一半挤入细胞核。
②实验结果：结果一：有核一半能分裂，无核一半停止分裂；结果二：挤入细胞核后，无核一半开始分裂。
③实验结论：细胞的分裂、分化是由细胞核控制的。
(3)资料3：变形虫切割和核移植实验
①实验过程：步骤一：将变形虫切割成有核一半和无核一半；步骤二：用显微钩针将有核一半的细胞核钩出，然后再及时植入另一同种变形虫的细胞核。
②实验结果：结果一：有核一半能摄食、生长、分裂、再生，对刺激有反应，无核一半不能摄食、生长、分裂，对刺激无反应；结果二：去核后生命活动丧失，加核后生命活动恢复。
③实验结论：变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由细胞核控制的。
(4)资料4：伞藻嫁接实验与核移植实验
①实验过程
a．去帽→换柄→培养。
b．去帽、去核→植入核→培养。
②实验结果：在伞藻的嫁接实验中，新长出的伞帽跟提供假根的伞藻的伞帽相同；在伞藻核移植实验中，新长出的伞帽跟提供细胞核的伞藻的伞帽相同。
③实验结论：核移植实验进一步说明生物体形态结构的建成与细胞核有关。
综上所述，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。
细胞核的结构
1．结构
(1)核膜
①结构
a．____层膜，外膜上附着许多________，常与________相连。
b．核膜不是完全连续的，其上具有______。
②功能
a．起______作用，把核内物质与细胞质分开。其上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行。
b．核膜控制离子和小分子物质进出细胞核，对物质进出具有____________。
c．核孔是______________等大分子物质进出细胞核的通道，但染色体不能通过核孔进入细胞质，因此仍具有____________。代谢旺盛的细胞中，核孔数目较____。
(2)核仁
①核仁与________的合成以及________的形成有关。(原核细胞中无核仁，其核糖体形成与核仁无关)
②蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较____。
③在细胞分裂周期中，核仁表现出周期性的____________。
2．构建模型
(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________的描述。
(2)类型：物理模型、________、数学模型等。
(3)举例：沃森和克里克制作的________________模型属于物理模型，它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。
【易错提示】
(1)不是所有物质进出都要通过核孔，核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道，小分子物质可通过核膜进出细胞核。
(2)核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质中。
(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。
(4)核仁不是遗传物质的储存场所，细胞核中的遗传物质分布在染色体(染色质)上。
(5)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞。
【巩固训练】
1.如图，用动物受精卵做下列三个实验。以下实验不能说明的是( )
A.核单独培养不久就退化消失，说明细胞核不能单独生存
B.去核细胞不久也消失，说明细胞质不能单独生存
C.细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动
D.细胞核是系统的控制中心，细胞质是系统的代谢中心
2.Sehl蛋白是核孔的重要组成成分，能够控制核质之间的物质交换和信息交流。研究发现，随着小鼠年龄的增长，小鼠神经细胞Seh1蛋白的表达量明显减少。下列相关叙述正确的是( )
A.Sehl蛋白是在核仁中由氨基酸脱水缩合形成的
B.核中DNA通过Seh1蛋白进入细胞质中
C.细胞代谢的中心是细胞核
D.随着小鼠年龄的增长，神经细胞核质之间的信息交流减慢
3.伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(如图1、2所示)。下列相关叙述错误的是( )
A.通过图1实验可得出细胞核控制伞藻帽形的结论
B.图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将会逐渐减缓直至停止
C.图2中的帽形与图1中的相同，都是菊花形帽
D.细胞核是遗传信息库，控制伞藻的代谢和遗传
4.以动物受精卵为实验材料进行下面实验，有关分析正确的是( )
A.实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
B.实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
C.实验①说明了细胞核对细胞质的重要性，实验②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只有保持结构的完整性才能正常进行各项生命活动
5.细胞核是细胞生命活动的控制中心，细胞核的模式图如下图所示，关于其结构与功能的相关叙述正确的是( )
A.核膜由2层磷脂分子构成 B.细胞核是细胞代谢的主要场所
C.a是蛋白质和DNA出入核的通道 D.c主要由DNA和蛋白质组成
参考答案
1.答案：D
解析：A、提取受精卵的核单独培养不久就退化，说明细胞核离开细胞质不能生存，A正确;B、把去掉核的细胞单独培养不久消失，说明细胞质离开细胞核不能生存，B正确;C、该实验说明，细胞核和细胞质之间是相互依存的关系，即细胞核和细胞质相互分离之后则不能生存，只有保持细胞的完整性，细胞才能正常地进行生命活动，C正确;D、细胞核和细胞质在细胞的代谢过程中发挥的作用是不同的;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞质是代谢的主要场所，D错误。
2.答案：D
解析：A、蛋白质的合成场所在核糖体，Seh1蛋白在核糖体上合成，A错误；
B、核中DNA不能进入细胞质中，B错误；
C、细胞代谢的中心是细胞质基质，C错误；
D、小鼠年龄增大，Seh1蛋白的含量减少，核质之间的信息交流减慢，D正确。
故选D。
3.答案：A
解析：图1说明伞藻的帽形与嫁接的伞柄无直接关系，而与假根有关，A错误；细胞核是细胞代谢的控制中心，因此图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将会逐渐减缓直至停止，B正确；图1中，的细胞核来自菊花形伞藻，应长出菊花形帽；图2为核移植实验，将菊花形伞藻的细胞核移到去掉伞帽的伞藻上，处应该会长出菊花形帽，C正确；细胞核是遗传信息库，控制伞藻的细胞代谢和遗传，D正确。
4.答案：D
解析：实验①和实验③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②和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性，B错误；实验①说明了细胞质对细胞核的重要性，实验②说明了细胞核对细胞质的重要性，C错误；该实验结果说明了细胞质和细胞核都不能单独成活，细胞只有保持结构的完整性才能正常进行各项生命活动，D正确。
5.答案：D
解析：A、核膜具有双层膜结构，由4层磷脂分子构成，A错误;B、细胞核是储存遗传信息的主要场所，细胞代谢的主要场所在细胞质基质，B错误;C、a为核孔，是蛋白质和RNA分子出入细胞核的通道，DNA不能出细胞核，C错误;D、c为染色质，染色质的成分主要是DNA和蛋白质，D正确。

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