(浙科版2019必修1)细胞核是细胞生命活动的控制中心(解析版)公开课.docx

第08讲 细胞核是细胞生命活动的控制中心

【学习目标】
1. 遗传物质主要储存在细胞核中
2. 细胞核控制细胞的遗传和代谢
3. 尝试制作真核细胞的结构模型

【基础知识】
一、遗传物质主要储存在细胞核中
1.结构：
（1）核膜：双层膜把核内物质和细胞质分开。
（2）染色质：
①组成成分，主要是DNA和蛋白质
②功能：其中的DNA是遗传物质
③染色质和染色体关系：同一种物质在不同时期的不同存在形式
（3）核仁：与rRNA的合成及核糖体的形成有关
（4）核孔：实现核质直接物质交换和信息交流（蛋白质等通过核孔进入核内；RNA通过核孔出细胞核进入细胞质等）
（5）核基质：核中除染色质和核仁以外的成分，包括核液和核骨架等
2功能
（1）细胞核是细胞内遗传物质储存和负责的主要场所，是遗传的信息库
（2）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
3细胞核的结构与功能

二、细胞核控制细胞的遗传和代谢
1.伞藻“嫁接”实验
（1）研究问题：伞藻形态结构的形成与细胞核的关系
（2）实验过程与结果如下图所示：

2.变形虫切割实验
（1）研究问题：变形虫的生长与繁殖与细胞核的关系
（2）实验过程与结果如下图所示：

3.结论：从伞藻“嫁接”实验和变形虫切割实验可以看出，细胞核是生物遗传和维持正常生命活动所必须的。DNA主要储存在细胞核内，因此细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心。

三、尝试制作真核细胞的结构模型
1.模型的概念
模型是人们为了某种特定的目的，而对认识对象所做的一种简化的概括性描述，包括定性和定量两种。
2.生物模型的分类

3.构建模型的一般程序

【考点剖析】
考点一：遗传物质主要储存在细胞核中
例1．关于“遗传物质主要储存在细胞核中”相关知识填空：
（1）细胞核是遗传信息库，是细胞　 　的控制中心。
（2）细胞内的遗传物质DNA主要存在于_________________中的_____________上。另外还有少量的DNA存在于细胞质的________________和 ______________中
（3）遗传物质的主要载体是_________________。
【解析】 （1）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
（2）细胞内的遗传物质DNA主要存在于_细胞核_中的染色体（质）上。另外还有少量的DNA存在于细胞质的线粒体和叶绿体中
（3）遗传物质的主要载体是染色体（质）
故答案为：
（1） 代谢和遗传 （2） 细胞核 染色质（体） 线粒体 叶绿体 （3） 染色体（质）
考点二：细胞核控制细胞的遗传和代谢
例2．伞藻是单细胞绿藻，其高度可达9厘米．生物学上常用它来研究细胞的有关功能．下面是伞藻嫁接实验和核移植实验过程示意图，请完成以下问题：

（1）嫁接实验的结果可以说明什么？　 　．
（2）在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，还有必要再做核移植实验吗？（填有或没有）　 　．说出你的理由：　 　．
（3）根据所学知识，请你推测并简述伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用：　 　．
（4）指出选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料有什么好处（要求写两点）：①　 　；②　 　．
【解析】 （1）由图，该嫁接试验可以说明控制伞帽形状的遗传物质存在于细胞核内或伞帽形态可能与细胞核有关．
（2）由于在嫁接后的细胞中，有部分细胞质来自伞柄，部分细胞质来自假根．这样就不能肯定伞帽形态是否由细胞核决定，所以在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，还有必要再做核移植实验．
（3）伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用是通过多种代谢途径产生构建伞帽的各种物质．
（4）选择伞藻作研究细胞有关功能的实验材料的原因有：①伞藻为大型单细胞，②伞帽形态差异明显，③不同伞藻间容易嫁接．
故答案为：
（1）伞帽形态可能由细胞核决定（或伞帽形态可能与细胞核有关）
（2）有 因为嫁接后细胞中，有部分细胞质来自伞柄，部分细胞质来自假根．这样就不能肯定伞帽形态是否由细胞核决定
（3）构建伞帽的各种物质是在细胞质中通过多种代谢途径产生的
（4）①大型单细胞 ②伞帽形态差异明显 ③不同伞藻间容易嫁接（任选两条）
考点三：尝试制作真核细胞的结构模型
例3如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　 　（真核/原核）细胞中，使用　 　显微镜才可以看到此图所表示的结构．
（2）结构4是　 　，它与核糖体的形成有关．
（3）[3]　 　的主要成分是蛋白质和　 　．蛋白质等大分子物质通过[　 　]进入细胞核．
（4）图中可见[1]　 　和[5]核被膜的连通，使细胞溶胶和核内物质的联系更为紧密．
【解析】 （1）图示细胞核具核膜，是真核细胞的细胞核，此图为亚显微结构图，只有在电子显微镜下才能看到．
（2）结构4是核仁，它与核糖体的形成有关．
（3）3是染色质，主要成分是蛋白质和DNA．核孔是蛋白质和RNA等大分子的通道，因此蛋白质在细胞质中合成后通过核孔进入细胞核．
（4）内质网外连细胞膜内连核膜，是物质运输的通道，并使细胞质和核内物质的联系更为紧密．
故答案为：
（1）真核 电子
（2）核仁
（3）染色质 DNA 2
（4）内质网

【真题演练】
1. （2019.4浙江高考）细胞核中与核糖体形成有关的主要结构是
A．核仁 B．核基质
C．核被膜 D．核孔复合体
【解析】核仁是细胞核中呈圆形或椭圆形的结构，与核糖体的形成有关，A选项正确；核基质是核中除染色质与核仁以外的成分，包括核液与核骨架两部分。核液含水、离子和酶等无形成分。核骨架是由多种蛋白质形成的三维纤维网架，对核的结构具有支持作用，与核糖体的形成无关，B选项错误；核被膜是指包被细胞核的双层膜，其外层与粗面内质网膜相连，核被膜上有核孔复合体，是控制蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道，核糖体的形成无关，C、D选项错误。
故选 ：A
2. 【2017.11浙江高考】细胞核的模式图如下,①~④表示其中的结构。下列叙述正确的是

A．①由DNA、蛋白质和少量RNA构成
B．②是形成mRNA和核糖体的场所
C．③是由四层单位膜构成的核被膜
D．④是蛋白质和DNA分子出入细胞核的通道
【解析】本题考查细胞核的结构和功能相关知识，识记细胞核的结构，理解细胞核组成结构相对应的功能是解题关键 A．①是染色质，主要是由DNA和蛋白质组成，另外含有少量RNA，A正确
B．②是核仁，与rRNA合成和核糖体形成相关，不合成mRNA，B错误
C．③是核膜，由两层膜4层磷脂分子组成，C错误
D．④是核孔允许某些大分子物质进出，但不允许DNA进出，D错误．
答案选：A
3. （2016.全国卷）如图表示通过核移植等技术获得某种克隆哺乳动物的流程，请回答下列问题。

（1）图中A表示正常______________，图中①代表的过程是______________②代表的过程是____________
（2）与克隆羊“多莉”培育成功一样，其它克隆动物培育成功也都证明了细胞核是___________信息库。
【解析】（1）将早期胚胎移入代孕个体的技术是胚胎移植（2）克隆动物培育成功也都证明了已经分化的细胞的细胞核是遗传信息库。
答案为：（1）细胞核 去核 胚胎移植 （2）遗传

【过关检测】
1．下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是（　　）
A．核被膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定
B．核被膜上有核孔复合体，可调控核内外的物质交换
C．核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关
D．染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
【解析】 A、核被膜是双层膜结构，可以维持核内环境的相对稳定，A错误；
B、核被膜上分布着核孔，核孔复合体可以调控物质进出细胞核，B正确；
C、核仁主要与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，C错误；
D、染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。
故选：B。
2．核孔蛋白基因变异会导致肾病综合征（NS），是儿童常见的一种肾小球疾病，想要研究该疾病需要对核孔及围绕核孔的相关蛋白有更深刻的认识。下列关于核孔及核孔蛋白相关的叙述，正确的是（　　）
A．核孔蛋白的合成很可能需要经过核糖体、内质网、高尔基体等细胞结构
B．豚鼠胰腺腺泡细胞合成分泌蛋白旺盛，核仁的体积较大，核孔数目较多
C．核孔可以让蛋白质和RNA自由进出，这种过膜方式是耗能的
D．衰老细胞中核膜内折，核孔数目会大量增加，可导致染色质等物质从核内渗出
【解析】 A、分泌蛋白的合成需要经过核糖体、内质网、高尔基体等细胞器，而核孔蛋白的合成属于内在蛋白，不需要内质网、高尔基体等细胞结构，A错误；
B、核仁与核糖体形成有关，豚鼠胰腺腺泡细胞代谢旺盛，在代谢旺盛的细胞内，核仁的体积较大、核孔数量较多，B正确；
C、核孔可以让蛋白质和RNA进出，但不是自由通过，这种过膜方式是耗能的，C错误；
D、衰老的细胞中，核膜内折，染色质固缩、染色变深，核孔数目减少，D错误。
故选：B。
3．下列关于细胞膜和细胞核的叙述，错误的是（　　）
A．细胞膜和核膜都由两层磷脂分子组成
B．细胞膜功能的复杂程度由蛋白质的种类和数量决定
C．物质通过细胞膜或核膜都是有选择性的
D．细胞核中染色体和染色质是同种物质的不同形态
【解析】 A、细胞膜是由两层磷脂分子组成，而核膜是由四层磷脂分子组成，A错误；
B、细胞膜主要由蛋白质和脂质组成，其功能的复杂程度由蛋白质的种类和数量决定，B正确；
C、物质通过细胞膜或核膜都是有选择性的，C正确；
D、细胞核中染色体和染色质是同种物质的不同时期的两种形态，D正确。
故选：A。
4．细胞核是细胞的遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。下列叙述错误的是（　　）
A．生物体全部的遗传信息都储存在细胞核中的染色体上
B．具有活力的真核细胞中核糖体的形成与核仁有关
C．不同活性的细胞，核膜上核孔的数量以及核仁的大小不同
D．核孔是物质出入细胞核的通道，可完成物质运输和信息传递
【解析】 A、生物的遗传信息主要是指DNA，DNA主要存在细胞核的染色体上，线粒体和叶绿体也含有少量的DNA，A错误；
B、真核细胞的细胞核中核仁与某种RNA的形成的有关，与核糖体的形成有关，B正确；
C、细胞核上核孔的数量和核仁大小与细胞代谢强弱有关，不同活性的细胞，核膜上核孔的数量以及核仁的大小不同，C正确；
D、核孔是核质之间物质出入的通道，可完成物质运输和信息传递，D正确。
故选：A。
5．下列对图中各结构的判断及描述，不正确的是（　　）

A．①为核膜：具有选择透过性，可让某些小分子物质通过
B．②为核孔：大分子物质进出细胞核的通道，DNA分子可自由进出
C．③为内质网：具有较大的膜面积，为多种酶提供附着位点
D．④为核糖体：由RNA和蛋白质构成，是合成蛋白质的场所
【解析】 A、①为核膜，核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，具选择透过性，可让某些小分子物质通过，A正确；
B、②为核孔，是大分子物质进出细胞核的通道，但具有这择性，因此DNA分子不可以通过核孔自由进出，B错误；
C、③为内质网，单层腹结构，具有较大的膜面积，可以为许多种酶提供附着位点，C正确；
D、④为核糖体，是由RNA和蛋白质构成，是合成蛋白质的场所，D正确。
故选：B。
6．科学家用变形虫进行下列实验：步骤一，将完整的变形虫切成两半，一半有核，一半无核并进行单独培养；步骤二，将有核部分的细胞核取出，无核部分和取出的细胞核单独培养；步骤三，将有同种活力的细胞核植入无核部分进行培养。下列对上述实验一段时间内出现变化的分析错误的是（　　）
选项
现象
分析
A
步骤一中无核部分不能继续生长最终死亡，有核部分继续生长和分裂
细胞核可控制细胞的生长和分裂
B
步骤二中无核部分能短时间存活
细胞质中尚存在代谢活动所需要的物质
C
步骤二中单独培养的细胞核短时间存活
细胞核中不进行代谢活动
D
步骤三中无核部分植入细胞核后，能分裂产生与亲代相似的子代变形虫
细胞核可控制细胞的遗传
A．A B．B C．C D．D
【解析】 A、无核部分不能继续生长最终死亡，有核部分继续生长和分裂，说明细胞核与细胞的生长、分裂有关，A正确；
B、由于细胞质中已合成的蛋白质仍能发挥作用，所以细胞去核后仍可以生活一段时间，B正确；
C、单独培养的细胞核短时间存活，说明缺少细胞质的细胞核不能单独生存，不能说明细胞核中不进行代谢活动，C错误；
D、无核的部分及时植入一个完整的细胞核，能分裂产生与亲代相似的子代变形虫，说明细胞核可控制细胞的遗传，D正确。
故选：C。
7．下列关于细胞核结构和功能的叙述，错误的是（　　）
A．若破坏核仁则会影响细胞质中蛋白质的合成
B．细胞核的核膜、核孔对物质的通过具有选择性
C．细胞核是遗传物质贮存的场所、细胞代谢的中心
D．生命活动的“蓝图”是指DNA上储存的遗传信息
【解析】 A、核仁与核糖体的形成有关，核糖体是蛋白质合成场所，因此若核仁被破坏会影响细胞质中蛋白质的合成，A正确；
B、细胞核的核膜、核孔对物质的通过具有选择性，B正确；
C、细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞代谢和遗传的控制中心，而细胞的代谢中心是细胞质基质，C错误；
D、细胞核的DNA中储存着大量的遗传信息，故是生命活动的“蓝图”，D正确。
故选：C。
8．核孔复合体是由多个蛋白质镶嵌在核孔上的一种双向亲水核质运输通道。下列说法错误的是（　　）
A．不同类型的细胞中核孔复合体数目有所不同
B．核孔复合体的双向性是指物质均可以双向进出核孔
C．核孔复合体是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的结构基础
D．若组成核孔复合体的蛋白质结构改变，可能会使核孔出现运输障碍
【解析】 A、蛋白质合成旺盛的细胞中核孔数量较多，核孔复合体数量较多，所以不同类型的细胞中核孔复合体数目有所不同，A正确；
B、核孔复合体的双向性是指核内合成的mRNA等物质可以运出细胞核，核外某些蛋白质（如DNA聚合酶）、小分子物质（复制所需原料）等可以运进细胞核，但DNA不能经核孔复合体运出细胞核，核孔复合体具有选择性，B错误；
C、核孔复合体具有选择性，是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的结构基础，C正确；
D、由于结构与功能相适应，因此若组成核孔复合体的蛋白质结构改变，可能会使核孔出现运输障碍，D正确。
故选：B。
9．心房颤动（房颤）是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病之一。最新研究表明，其致病机制是核孔复合物的运输障碍。下列说法不正确的是（　　）
A．RNA在细胞核内合成，运出细胞核发挥作用与核孔复合物有关
B．房颤可能与核质间的信息交流异常有关
C．与心肌细胞相比，人体成熟的红细胞中核孔复合物功能正常
D．核孔复合物的运输具有选择性
【解析】 A、RNA是生物大分子，在细胞核内形成，需要经过核孔进入细胞质发挥作用，与核孔复合物有关，A正确；
B、由题意知，心房颤动致病机制是核孔复合物的运输障碍，因此房颤与核质间的信息交流异常有关，B正确；
C、人体成熟的红细胞无细胞核，更没有核孔复合物，C错误；
D、核孔复合物具有选择性，如DNA不能通过核孔出细胞核，D正确。
故选：C。
10．如图为细胞核等结构的示意图，下列说法错误的是（　　）

A．在代谢旺盛的细胞中，④和⑥都较多
B．⑤与核糖体RNA的合成有关
C．③处一条线可表示两层磷脂分子
D．②与③的连接有利于物质运输
【解析】 A、在代谢旺盛的细胞中，⑤核仁较大，⑥核孔数目较多，④染色质数目不变，A错误；
B、⑤核仁与核糖体RNA的合成及核糖体的形成有关，B正确；
C、③处一条线表示一层膜，即两层磷脂分子，C正确；
D、②内质网与③核膜的连接有利于物质运输，D正确。
故选：A。
11．下列关于细胞核的说法，不正确的是（　　）
A．细胞核控制着细胞的代谢和遗传
B．细胞核因为位于细胞的正中央，所以是细胞的控制中心
C．核质之间的物质交换和信息交流主要通过核孔实现
D．细胞核是遗传物质贮存和复制的场所
【解析】 A、DNA主要存在于细胞核内，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，A正确；
B、细胞核是细胞控制中心的原因是其含有遗传物质，而不是因为其位于细胞中央，B错误；
C、核孔是某些大分子的运输孔道，核质之间的物质交换和信息交流主要通过核孔实现，C正确；
D、DNA主要存在于细胞核内，细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，D正确。
故选：B。
12．下列有关细胞核的叙述，正确的是（　　）
A．真核细胞的全部遗传信息都储藏在细胞核中
B．细胞核中可进行遗传信息复制和表达的全过程
C．细胞核内生命活动所需的能量由细胞核自主提供
D．细胞核与细胞质之间通过核孔实现频繁的信息交流
【解析】 A、真核细胞的遗传信息主要储藏在细胞核中，其次是线粒体和叶绿体，A错误；
B、遗传信息的表达包括转录和翻译，遗传信息复制和转录的主要场所在细胞核，翻译的场所是核糖体，B错误；
C、细胞核内生命活动所需的能量由线粒体提供，C错误；
D、核孔实现了细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流，D正确。
故选：D。
13．如图表示研究人员在相同且适宜环境中做的两个实验：实验一为变形虫一分为二的切割实验；实验二为变形虫的核质分离实验。下列根据这两个实验现象得出的结论，正确的是（　　）

A．图中b切割后会立即停止所有生命活动
B．变形虫的遗传物质是细胞核DNA
C．细胞核是变形虫的遗传物质储存和复制的场所
D．细胞核是变形虫的细胞遗传和代谢的控制中心
【解析】 A、由于细胞质中含有切割之前合成的一些酶类，因此图中b切割后并不会立即停止所有生命活动，A错误；
BC、根据分析可知，上述实验可说明细胞核与细胞的生长与分裂有关，完整的细胞结构是变形虫进行正常生命活动的基础，但不能说明变形虫的遗传物质是细胞核DNA，也不能说明细胞核是变形虫的遗传物质储存和复制的场所，BC错误；
D、上述实验中没有细胞核的部分不能生长，也不能分裂形成子细胞，说明细胞核是变形虫的细胞遗传和代谢的控制中心，D正确。
故选：D。
14．科学家用黑白两种美西螈做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。植入核的卵细胞发育成为黑色美西螈。下列相关叙述错误的是（　　）
A．该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的
B．为使实验结论更加准确，应再增加一组对照实验
C．该实验没说明生命活动离不开细胞结构的完整性
D．白色美西螈的细胞质在肤色形成中也发挥一定作用
【解析】 A、该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的，A正确；
B、为使实验结论更加准确，应再增加一组对照实验：将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到黑色美西螈的去核卵细胞中，观察植入核的卵细胞发育情况，B正确；
C、该实验没有说明生命活动离不开细胞结构的完整性，C正确；
D、将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。植入核的卵细胞发育成为黑色美西螈，该实验没有体现白色美西螈的细胞质在肤色形成中的作用，D错误。
故选：D。
15．如图为典型的细胞核及其周围部分结构的模型图，①～⑤表示细胞核的各种结构，⑥和⑦表示两种细胞器。下列说法错误的是（　　）

A．⑥是内质网
B．人体成熟的红细胞中①的数目较少，影响到物质的运输
C．②③⑥参与构成了细胞的生物膜系统
D．⑤与⑦的形成有关
【解析】 A、根据以上分析已知，图中⑥是内质网，A正确；
B、①是核孔，与核质的物质交换和信息交流有关，人体成熟的红细胞没有细胞核，不含①核孔，B错误；
C、细胞生物膜系统主要由细胞膜、核膜与各种具膜细胞器组成，故②核外膜、③核内膜、⑥内质网参与构成了细胞的生物膜系统，C正确；
D、⑤是核仁，与某种RNA和⑦核糖体的形成有关，D正确。
故选：B。
16．如图1是细胞核结构模式图，1～5表示相关结构。请回答下列问题：

（1）结构1是　内质网　，其与核膜外膜相连加强了细胞质与细胞核之间的联系。结构2是　核孔　，是蛋白质、RNA等生物大分子进出细胞核的通道。结构4　没有　（填“有”或“没有”）膜包被，与核糖体RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关。
（2）细胞核具有什么功能？科学家进行了相关实验进行探究。
实验一：科学家用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只是很少的细胞质相连。结果，无核的一半（a）停止分裂，有核的一半（b）能继续分裂。当b部分分裂到16～32个细胞时，将一部分细胞核挤入到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂。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得慢一些。如图2所示：

实验①中，　b　部分细胞属于对照组。实验②中，　a　部分的操作与实验①中的相应部分形成对照。实验结果说明：细胞核与细胞的分裂、分化的关系是　没有细胞核，细胞就不能分裂、分化　。
实验二：伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分组成，细胞核在基部。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3所示：

实验结果说明　生物体形态结构的建成主要与细胞核有关　。因为控制生物性状的遗传信息主要贮存在结构3的　DNA（脱氧核糖核酸）　中。
【解析】（1）结构1是内质网，其与核膜外膜相连加强了细胞质与细胞核之间的联系。结构2是核孔，是蛋白质、RNA等生物大分子进出细胞核的通道。结构4是核仁，没有膜包被，核仁与核糖体RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关。
（2）实验一：实验①中a部分相当于去核和重新植入核，是实验组，b部分是对照组。实验①中的a部分无核、实验②中a部分有核形成了前后对照，最终有核或植入核的部分能分裂、分化，无核的部分则停止分裂，说明细胞核与细胞的分裂、分化有关。
实验二：伞藻的嫁接与核移植实验结果显示，伞帽的形态与提供细胞核的伞藻的伞帽形态相同，是菊花形。 说明伞藻的形态结构主要与细胞核有关。细胞核是遗传的控制中心，生物性状的遗传信息主要贮存在于细胞核内的DNA中。
故答案为：
（1）内质网 核孔 没有
（2）b a 没有细胞核，细胞就不能分裂、分化 生物体形态结构的建成主要与细胞核有关 DNA（脱氧核糖核酸）

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