第11课时　细胞核——系统的控制中心

目标导航　1.简述细胞核的结构和功能。2.尝试制作真核细胞的三维结构模型。3.认同细胞核是生命系统的控制中心。

一、细胞核

1．分布

除了高等植物______________细胞和哺乳动物__________细胞等极少数的细胞外，真核细胞都有细胞核。

2．功能

细胞核是____________库，是细胞________和________的控制中心。

3．结构

(1)图中a的名称是________，其功能是__________________。

(2)图中d的名称是________，其功能是实现核质之间频繁的________________________。

(3)图中c的名称是________，其功能是与某种________的合成以及__________的形成有关。

(4)图中b的名称为________，主要由________和________组成，呈极细的丝状，易被____________染成深色。

二、细胞的概述及模型构建

1．细胞在生命系统中的地位

(1)细胞是最基本的____________。

(2)细胞是生物体______________的基本单位，也是生物体________和________的基本单位。

2．模型构建

(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、____________、____________等。

(3)举例：沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于____________，它形象而概括地反映了所有DNA分子结构的共同特征。

知识点一　细胞核功能的实验探究分析

1.如图，科学家对单细胞伞藻进行幼体嫁接，将甲种伞藻的伞柄嫁接到乙种伞藻的假根上，长出了伞帽。下列有关评价合理的是(　　)

A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心

B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心

C．欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验

D．第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同

2．用一根玻璃针，将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果去核后三天，再植回一个细胞核，这个变形虫则生活正常。根据上述结果回答：

(1)正常细胞中细胞核与细胞质的关系是____________________________________。

(2)无核部分最终死亡的原因是____________________________________________。

(3)单独的细胞核不能生存的原因是_______________________________。

(4)如果去核后三天，再植入一个细胞核，这个变形虫则生活正常，该实验与(2)进行对比说明：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

知识点二　细胞核的结构

3．以下关于细胞核的叙述，正确的是(　　)

A．核内存在易被碱性染料染成深色的物质

B．在不同的细胞内，核仁的大小和数量相同

C．细胞核内的液体叫做细胞液

D．核孔是包括DNA在内的高分子物质任意通过的通道

4．下列关于细胞核的叙述正确的是(　　)

A．真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行

B．在显微镜下观察真核细胞，可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色体

C．真核细胞的核膜上有核孔，脱氧核糖核酸等大分子物质可以通过核孔进入细胞质

D．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别

基础落实

1．下列有关细胞核的叙述中，错误的是(　　)

A．是细胞新陈代谢的主要场所

B．是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心

C．是遗传物质贮存和复制的场所

D．具有双层膜的结构

2．科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止；当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。这说明了细胞核是(　　)

A．细胞代谢的主要场所

B．遗传物质的储存和复制场所

C．细胞遗传特性的控制中心

D．细胞生命活动的控制中心

3．下列关于模型方法的叙述，错误的是(　　)

A．DNA的双螺旋结构模型是物理模型

B．模型要体现事物的本质和规律性联系

C．实物模型的制作首先要考虑是否美观

D．数学模型可以用特定的公式、图表等表示

4．人成熟的红细胞和精子的寿命都很短，这一事实体现了(　　)

A．环境因素的影响 B．功能对寿命的影响

C．遗传因素的影响 D．核、质的相互依存关系

5．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

6．在细胞核中，易被碱性染料染成深色的物质的主要成分是(　　)

①果胶　②纤维素　③蛋白质　④磷脂　⑤DNA　⑥RNA

A．③⑤ B．①③

C．②④ D．③⑥

7．下图所示为科学家进行的蝾螈受精卵横缢实验。你认为该图最能说明(　　)

A．细胞质控制着细胞的性状

B．细胞核控制着细胞的性状

C．细胞质与细胞分裂、分化密切相关

D．细胞核与细胞分裂、分化密切相关

能力提升

8．大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中，常有较大和较多的核仁。根据这一事实可以推测(　　)

A．细胞中的蛋白质主要由核仁合成

B．核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关

C．无核仁的细胞往往不能合成蛋白质

D．核仁中有DNA，并控制蛋白质的合成

9．2009年，有3位科学家因构建了显示不同抗生素是如何抑制核糖体功能的三维模型而获得诺贝尔化学奖。下列有关说法错误的是(　　)

A．抑制细菌核糖体的功能，细菌就难以存活

B．三维模型可用于研发新抗生素和治疗疾病

C．三维模型的构建与蛋白质和RNA的空间结构相关

D．核糖体中的核酸中含有T

10．细胞是一个有机的统一整体，下列叙述与这一观点不相符的是(　　)

A．细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动

B．病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在宿主细胞中才能完成

C．离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等也能独立地完成各项生命活动

D．离开细胞的细胞器如叶绿体和线粒体等不能独立地完成各项生命活动

11．真核细胞单位核膜面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是(　　)

A．胰岛细胞 B．造血干细胞

C．浆细胞 D．口腔上皮细胞

12．对染色质和染色体的错误叙述是(　　)

A．染色质是细胞核内易被碱性染料染成深色的物质

B．染色质和染色体的形态结构、化学成分完全相同

C．染色质或染色体的主要成分是DNA和蛋白质

D．染色质或染色体只存在于真核细胞的细胞核中

13．如图所示为植物细胞部分膜结构示意图，它们分别属于哪一部分，按①②③④顺序依次是(　　)

A．细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜、核膜

B．细胞膜、叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜

C．线粒体膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜

D．叶绿体膜、细胞膜、线粒体膜、核膜

综合拓展

14．下图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答：

(1)只有在________细胞中，使用电子显微镜才可以看到此图所表示的结构。

(2)结构4是________。

(3)[3]________的主要成分是蛋白质和________。蛋白质类物质通过[　]进入细胞核。

(4)图中可见[1]________和[5]________的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。

(5)人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞核核膜中含有蛋白质成分。

①实验课题：__________________________________________________________。

②实验目的：利用化学试剂检测细胞核核膜中的蛋白质成分。

③实验原理：___________________________________________________________。

④实验材料：细胞核核膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。

⑤实验步骤：

第一步：取洁净的试管2支，编号为甲、乙；

第二步：向甲试管中滴加2mL的细胞核核膜样液，___________________________；

第三步：________________________________________________________________。

⑥实验现象：_____________________________________________________________。

⑦实验结论：____________________________________________________________。

答案知识清单

一、1.成熟的筛管　成熟的红　2.遗传信息　代谢　遗传3．(1)核膜　把核内物质与细胞质分开　(2)核孔　物质交换和信息交流　(3)核仁　RNA　核糖体　(4)染色质　DNA　蛋白质　碱性染料

二、1.(1)生命系统　(2)结构　代谢　遗传　2.(1)简化的概括性　(2)概念模型　数学模型　(3)物理模型

对点训练

1．C　[细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，但要通过实验证明细胞核决定伞帽的特征，需要同时进行对照实验，以增加实验的说服力；因假根中除细胞核外还有其他物质或结构，故该实验不能证明细胞核是遗传的控制中心或代谢的调控中心，故A、B错；因性状的表达除受细胞核中的遗传物质控制外，还受细胞质中遗传物质及原有的遗传物质控制合成的物质和外界环境因素的影响，故D错。]

实验链接　实验的对照原则

对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置对照实验，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。如上述例题中，因无对照实验，故不能证明细胞核的功能。

2．(1)相互依存的统一整体　(2)失去了细胞核的控制和调节作用　(3)细胞核失去了细胞质中营养物质和能量的供应　(4)细胞只有保持结构的完整性才能正常完成各种生命活动

解析　大量的科学实验表明，在真核细胞中，凡是失去细胞核的细胞，既不能生长也不能分裂，如人或哺乳动物成熟的红细胞、植物韧皮部中成熟的筛管细胞等。人工去核后的细胞也不能存活多久，离开细胞质的细胞核存活的时间比离开细胞核的细胞质存活的时间还要短。如变形虫去除细胞核以后，细胞质的代谢逐渐减慢，运动也减慢并逐渐趋于停止，最后死亡，但当在其死亡之前植入一个新的细胞核后，又能恢复生命活动。离开细胞质的细胞核将很快死亡。这个实验表明，变形虫的正常生长、发育和繁殖是在细胞核和细胞质共同作用下完成的。细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动。

知识链接　正确理解细胞质、细胞核与代谢的关系

(1)细胞质与代谢的关系

①活细胞中的细胞质不断流动，有利于细胞内物质运输和细胞器的移动，从而为细胞代谢提供所需物质和有关条件。

②细胞质基质是活细胞进行新陈代谢的主要场所，为新陈代谢提供所需的物质和一定的环境条件。

③各种细胞器都有其独特的结构和功能，在代谢活动中既各司其职，又相互协调，共同完成复杂的生命活动。

(2)细胞核与代谢的关系

①细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢活动的控制中心。

②细胞核控制细胞质的代谢活动，细胞质为细胞核提供营养和能量，细胞核和细胞质是相互依存的统一整体。

3．A　[细胞核内的染色质易被碱性染料染成深色；在不同的细胞内，核仁的大小和数量是不同的，在蛋白质合成活跃的细胞中，核仁的数目较多，体积较大，这是因为核仁与核糖体的形成有关；细胞核内的液体称为核液或核基质，而细胞液主要指植物液泡中的液体；核孔虽是某些大分子的运输通道，但并不是任意通过的通道，并且细胞核内的DNA不通过核孔进入细胞质，只在核中储存和复制。]

思路导引　本题主要考查细胞核的结构，解答时应事先突破以下知识点：

(1)染色质(或染色体)的成分和特性。

(2)核膜、核孔的结构及特点。

(3)核仁的功能。

4．A　[A项核膜属于生物膜，其上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行。B项染色体只有在细胞分裂时才可用显微镜观察到，细胞不分裂时呈染色质状态，观察不到。C项核孔是大分子物质进出细胞核的孔道，但核内DNA分子不能通过核孔进入细胞质，而只在核内储存和复制。D项原核细胞的拟核没有核膜、核仁和染色体，但有DNA。]

思路导引　本题考查真核细胞细胞核的结构以及与原核细胞拟核的区别。解答本题时应明确真核细胞细胞核的结构及其所具有的功能，再结合原核细胞的结构等有关知识予以分析判断。

知识链接　图解染色质与染色体间的关系

课后作业

1．A　[新陈代谢的主要场所是细胞质基质。]

2．D　[细胞核是细胞生命活动的控制中心。]

3．C　[本题考查模型构建的知识，实物模型的制作首先要模拟真实，然后考虑美观。]

4．D　[在细胞的结构中，细胞核和细胞质是相互依存的，细胞质为细胞核提供物质和能量，细胞核又指导细胞质内蛋白质的合成，人成熟的红细胞尽管没有了细胞核，但细胞质中尚存在其生活所必需的蛋白质等物质；而人的精细胞在形成精子的过程中把大部分的细胞质和除线粒体外的几乎所有细胞器都丢掉了，剩余的细胞质主要在尾部，而头部主要是细胞核，所以二者的寿命都是较短的。]

5．D　[细胞壁具有全透性、核孔是大分子物质进出细胞核的通道。]

6．A　[在细胞核中，易被碱性染料染成深色的物质是染色体，其主要由DNA和蛋白质构成。]

7．D　[蝾螈受精卵横缢为两部分：无核部分与有核部分相互对照；后来无核部分挤进细胞核后与之前自身前后对照，均说明细胞核控制着细胞的分裂和分化。]

8．B　[核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关，根据题意可知，核仁应与组成核糖体的必需物质的合成有关。]

9．D　[核糖体由RNA和蛋白质组成，RNA中无T。]

10．C　[各种细胞结构只有在细胞这个统一整体中，才能完成各自的生命活动，离开了细胞的各种细胞器，都不能独立地完成各自的生命活动；病毒不具有细胞结构，但病毒的一切生命活动只有在宿主细胞内才能完成，从这一意义上可以说，细胞是生物体结构和功能的基本单位。]

11．D　[本题考查了细胞结构与功能的适应。胰岛细胞具有分泌激素的功能；造血干细胞能够增殖分化为血细胞；浆细胞能够分泌抗体。这三种细胞的代谢旺盛，核孔数目较多；口腔上皮细胞是高度分化的体细胞，不能分裂增殖，也不具有分泌功能，代谢不旺盛，因此核孔数目最少。]

12．B　[染色质是指细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质，主要成分是DNA和蛋白质，染色质在分裂间期的细胞核中，形态为细长的丝状，在细胞进入分裂期时，每条染色质细丝就高度螺旋化，缩短变粗，成为一条圆柱状或杆状的染色体。由此可见，染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种存在状态。染色质或染色体只存在于真核细胞的细胞核中。只有B项叙述错误。]

13．D　[细胞膜为单层膜，而叶绿体、线粒体、核膜都为双层膜结构，但线粒体的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，核膜上有许多核孔。]

14．(1)真核　(2)核仁　(3)染色质　DNA　2　(4)内质网核膜　(5)①验证细胞核核膜中含有蛋白质成分③蛋白质与双缩脲试剂发生反应呈现紫色　⑤向乙试管中滴加2mL的蒸馏水　向甲、乙两试管中各滴加等量的双缩脲试剂，振荡摇匀，观察颜色变化　⑥甲试管中液体变为紫色，乙试管中液体无颜色变化　⑦细胞核核膜中含有蛋白质成分

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