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3.3細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能
2023-2024學(xué)年高一生物學(xué)人教版（2019）必修一
【新知導(dǎo)學(xué)】
細(xì)胞核的功能
1.實(shí)驗(yàn)一：黑白美西螈核移植實(shí)驗(yàn)
（1）該實(shí)驗(yàn)中，黑美西螈提供細(xì)胞核，白美西螈提供細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)，結(jié)果后代全部發(fā)育成 的。
（2）實(shí)驗(yàn)一說明美西螈皮膚顏色是由 控制的。
2.實(shí)驗(yàn)二：蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)
（1）甲組實(shí)驗(yàn)中，A部分無細(xì)胞核，不會(huì)分裂；B部分有細(xì)胞核， 分裂。
（2）乙組實(shí)驗(yàn)中，從B部分向A部分?jǐn)D入一個(gè)細(xì)胞核后，A部分有細(xì)胞核，細(xì)胞 分裂，但會(huì)慢一些；B部分有細(xì)胞核，會(huì)分裂。
（3）經(jīng)對(duì)照分析可以看出，細(xì)胞核控制著細(xì)胞的分裂、分化。蠑螈受精卵的橫縊實(shí)驗(yàn)說明：沒有 ，細(xì)胞就不能分裂、分化。
3.實(shí)驗(yàn)三：變形蟲切割實(shí)驗(yàn)
（1）由實(shí)驗(yàn)三可知，變形蟲的攝食、應(yīng)激性及生長(zhǎng)和分裂等各項(xiàng)生命活動(dòng)都離不開 。
（2）通過變形蟲的切割實(shí)驗(yàn)得出： 細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心。
4.實(shí)驗(yàn)四：傘藻嫁接、核移植實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)四中，不論在嫁接實(shí)驗(yàn)還是在核移植實(shí)驗(yàn)中，新長(zhǎng)出的傘帽都跟提供細(xì)胞核的傘藻的傘帽相同。所以生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建主要與 有關(guān)。
細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)
1.分布
（1）除了高等植物成熟的篩管細(xì)胞和哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等極少數(shù)細(xì)胞外， 細(xì)胞都有細(xì)胞核。
（2）原核細(xì)胞 細(xì)胞核。
2.細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)
（1）核膜： 層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開。
（2）核孔：實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的 和信息交流。
（3）核仁：與某種RNA的合成以及 的形成有關(guān)。
（4）染色質(zhì)
①物質(zhì)組成：主要由DNA和 組成，其中DNA是遺傳信息的載體。
②形態(tài)及特點(diǎn)：極細(xì)的絲狀物，易被堿性染料染成深色。
③與染色體的關(guān)系：是同一物質(zhì)在細(xì)胞 的兩種存在狀態(tài)。
3.細(xì)胞核的功能：細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞代謝和 的控制中心。
4.細(xì)胞在生命系統(tǒng)中的地位
（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
①細(xì)胞作為基本的生命系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精巧。
②各組分之間分工合作成為一個(gè)統(tǒng)一的整體。
（2）地位
既是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位，也是生物體代謝和遺傳的基本單位。
5.模型構(gòu)建
（1）概念：模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種概括性的描述。
（2）類型：物理模型、 模型、數(shù)學(xué)模型等。
（3）舉例：沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型屬于 模型，它形象而概括地反映了所有DNA分子結(jié)構(gòu)的共同特征。
【問題思考】
1.核仁與核糖體的形成有關(guān)，是否核糖體的形成一定與核仁有關(guān)呢？
2.核孔是不是一個(gè)真實(shí)的孔？大分子物質(zhì)（蛋白質(zhì)和RNA）也能通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核，是否說明核孔不具有選擇性？舉例說明。
3.精子幾乎無細(xì)胞質(zhì)，哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞無細(xì)胞核，它們的存活時(shí)間都很短，為什么？
【易錯(cuò)辨析】
1.藻帽的形狀都由細(xì)胞核控制，傘藻的其他性狀也都是由細(xì)胞核控制的。（ ）
2.凡是無核的真核細(xì)胞，既不能生長(zhǎng)也不能分裂。（ ）
3.某些細(xì)胞無細(xì)胞核，說明細(xì)胞核不是細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)所必需的。（ ）
4.拍攝洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的顯微照片就是構(gòu)建了細(xì)胞的物理模型。（ ）
5.細(xì)胞只有保持完整性，才能正常地完成其生命活動(dòng)。（ ）
6.代謝旺盛的細(xì)胞，核孔數(shù)目較多。（ ）
【成果檢測(cè)】
1.細(xì)胞核的主要功能是( )
A.細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心 B.合成蛋白質(zhì)
C.貯存能源物質(zhì)的中心 D.細(xì)胞物質(zhì)代謝和能量代謝的主要場(chǎng)所
2.傘藻由“帽”、柄和假根三部分構(gòu)成,細(xì)胞核在基部。科學(xué)家用傘形帽和菊花形帽兩種傘藻做嫁接和核移植實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。由此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是( )
A.細(xì)胞核是生物遺傳性狀的控制中心
B.生物形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成與細(xì)胞質(zhì)有關(guān)
C.單細(xì)胞傘藻的“帽”的形狀由柄決定
D.單細(xì)胞傘藻代謝活動(dòng)在假根中完成
3.如圖為細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)示意圖，以下對(duì)該圖的敘述，正確的是( )
A.①為核膜，因?yàn)橛泻丝坠蕦儆谌感阅?br/>B.②為細(xì)胞核，是遺傳信息庫(kù)，也是遺傳和代謝的控制中心
C.③為細(xì)胞器，其中線粒體含少量DNA
D.④為核孔，可以實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流
4.以下關(guān)于細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的敘述，正確的是( )
A.核膜是雙層膜能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連
B.所有的細(xì)胞都具有細(xì)胞核
C.細(xì)胞核是進(jìn)行物質(zhì)合成和能量轉(zhuǎn)換的主要場(chǎng)所
D.核孔是DNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道
5.細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，下列有關(guān)細(xì)胞核的敘述正確的是( )
A.細(xì)胞核內(nèi)的核仁被破壞，會(huì)影響到蛋白質(zhì)的合成
B.細(xì)胞核控制生物體的一切性狀
C.所有分子均可通過核膜上的核孔
D.細(xì)胞核內(nèi)所需的大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過核膜進(jìn)入細(xì)胞核
6.下列有關(guān)細(xì)胞核的敘述，正確的是( )
A.細(xì)胞核是細(xì)胞新陳代謝的主要場(chǎng)所
B.細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心
C.DNA和RNA主要存在于細(xì)胞核中
D.對(duì)真核細(xì)胞來說，沒有細(xì)胞核的細(xì)胞是不能存活的
7.大量事實(shí)表明，在蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中，常有較大和較多的核仁。根據(jù)這一事實(shí)可以推測(cè)( )
A.細(xì)胞中的蛋白質(zhì)主要由核仁合成
B.核仁可能與組成核糖體的必需物質(zhì)的合成有關(guān)
C.無核仁的細(xì)胞往往不能合成蛋白質(zhì)
D.核仁中有DNA，并控制蛋白質(zhì)的合成
8.下圖為典型的細(xì)胞核及其周圍部分結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題（在[___]中填標(biāo)號(hào)，在_____上填相應(yīng)的名稱）。
（1）只有在_____細(xì)胞中，使用_____顯微鏡才能觀察到如圖所示的結(jié)構(gòu)。
（2）[3]_____主要由在細(xì)胞質(zhì)中合成并加工的物質(zhì)以及_____共同組成，前者進(jìn)入細(xì)胞核的通道是[___]_____，此通道在細(xì)胞內(nèi)具有重要的功能，在細(xì)胞生長(zhǎng)、代謝旺盛但分化程度較低的細(xì)胞中，其數(shù)目_____。
（3）與某種RNA的合成以及核糖體形成有關(guān)的結(jié)構(gòu)是[___]_____。
答案以及解析
【新知導(dǎo)學(xué)】
黑色 細(xì)胞核 會(huì) 會(huì) 細(xì)胞核 細(xì)胞核 細(xì)胞核 真核 無 雙 物質(zhì)交換 核糖體 蛋白質(zhì) 不同時(shí)期 遺傳 細(xì)胞 概念 物理
【問題思考】
1.不一定。原核細(xì)胞中沒有核仁，也能形成核糖體。
2.核孔不是一個(gè)真實(shí)的孔，而是一個(gè)蛋白質(zhì)復(fù)合體。核孔具有選擇性，例如細(xì)胞核內(nèi)的DNA就不能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。也并不是所有的蛋白質(zhì)都能通過核孔。
3.因?yàn)榧?xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一的整體。細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)是相互依存的。
【易錯(cuò)辨析】
× √ × × √ √
【成果檢測(cè)】
1.答案：A
解析：本題考查細(xì)胞核的主要功能的相關(guān)知識(shí)。細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞遺傳和代謝的控制中心；合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體；貯存能源物質(zhì)不是細(xì)胞核的功能；進(jìn)行新陳代謝的主要場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
2.答案：A
解析：傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)是先把兩種形態(tài)的傘藻都分成有核（假根和無核（傘柄和傘帽）部分，這兩部分都有細(xì)胞質(zhì)，區(qū)別是有無細(xì)胞核，然后嫁接，從結(jié)果分析，傘藻的形狀可能取決于假根，傘藻核移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，傘藻的形狀由細(xì)胞核決定，可得出的結(jié)論是細(xì)胞核是生物遺傳性狀的控制中心，A符合題意。
3.答案：D
解析：核孔具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的功能，故核膜也屬于選擇透過性膜，A錯(cuò)誤；②為核仁，與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)，B錯(cuò)誤；③為染色質(zhì)，主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，C錯(cuò)誤；④為核孔，與核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流有關(guān)，D正確。
4.答案：A
解析：核膜是雙層膜，其外膜能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連，A正確；原核細(xì)胞不具有細(xì)胞核，B錯(cuò)誤；細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)貯存和復(fù)制的主要場(chǎng)所，C錯(cuò)誤；核孔是蛋白質(zhì)和RNA大分子物質(zhì)選擇性地進(jìn)出細(xì)胞核的通道，DNA不能進(jìn)出核孔，D錯(cuò)誤。
5.答案：A
解析：核仁與核糖體的形成有關(guān)，蛋白質(zhì)在核糖體上合成，因而核仁被破壞，會(huì)影響到蛋白質(zhì)的合成，A正確；細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，但生物體的性狀并非都由細(xì)胞核控制，B錯(cuò)誤；核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，但并非所有分子均可通過核孔，如DNA，C錯(cuò)誤；細(xì)胞核內(nèi)所需大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過核孔進(jìn)入細(xì)胞核，D錯(cuò)誤。
6.答案：B
解析：細(xì)胞新陳代謝的主要場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)，A錯(cuò)誤；細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，B正確；DNA主要存在于細(xì)胞核中，而RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中，C錯(cuò)誤；對(duì)真核細(xì)胞來說，沒有細(xì)胞核的細(xì)胞可以存活，但存活時(shí)間很短，D錯(cuò)誤。
7.答案：B
解析：細(xì)胞中的蛋白質(zhì)是在核糖體中合成的，A錯(cuò)誤；在蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中，常有較大和較多的核仁，說明核仁可能與組成核糖體的必需物質(zhì)的合成有關(guān)，B正確；原核細(xì)胞沒有核仁，但是有核糖體，可以合成蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤；核仁與某種RNA的合成及核糖體的形成有關(guān)，D錯(cuò)誤。
8.（1）答案：真核；電子
解析：題圖所示細(xì)胞核結(jié)構(gòu)是真核細(xì)胞才具有的，而且是通過電子顯微鏡觀察到的亞顯微結(jié)構(gòu)。
（2）答案：染色質(zhì)；DNA；2；核孔；較多
解析：題圖中1是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；2是核孔，是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道；3是染色質(zhì)，主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，在細(xì)胞生長(zhǎng)、代謝旺盛但分化程度較低的細(xì)胞中，核孔數(shù)目較多。
（3）答案：4；核仁
解析：4是核仁，與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。

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