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辽宁省沈阳市高中生物第三章细胞的基本结构3.3细胞核——系统的控制中心课件1

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? 第3节 细胞核——系统的控
制中心

? 1.知识:阐明细胞核的结构和功能。 ? 2 .情感态度与价值观: (1) 认同细胞核是
细胞生命系统的控制中心;(2)认同细胞是 基本的生命系统。 ? 3 .能力: (1) 尝试制作真核细胞的三维结 构模型;(2)进行实验数据的解释。 ? 4 .重点与难点: (1) 细胞核的结构和功能; (2)制作真核细胞的三维结构模型;(3)理解 细胞核是细胞生命系统的控制中心。

? (一)问题探讨 ? 1 .提示:细胞核在细胞的生命活动中起控制作用,如
细胞核内贮存的遗传物质携带着遗传信息,可以控制蛋 白制的合成,而蛋白质是生命活动的体现者,所以细胞 核可以比喻成部队的司令部等。 2.不能。 3.不能。 4 .提示:不能。细胞生长需要蛋白质等多种物质作基 础,细胞分裂需要遗传物质的复制和相关蛋白质的合成, 如果没有细胞核,这些生命活动都不能进行。

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? (二)资料分析 ? 1 .提示:美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的。生物
体性状的遗传主要是由细胞核控制的,因为细胞核中有 DNA , DNA 是主要的遗传物质。 DNA 上有许多基因, 通过指导蛋白质的合成,控制生物的性状。 2.没有细胞核,细胞就不能分裂、分化。 3.细胞核是细胞生命活动的控制中心。 4.生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。 5.细胞核具有控制细胞代谢和遗传的功能。

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? (三)旁栏思考题 ? 提示:同一个生物体内所有细胞的“蓝图”
都是一样的(除非发生体细胞突变或细胞癌 变)。生物体内细胞形态、结构和功能的多 种多样,是细胞分化的结果。 ? (四)技能训练 ? 1 .细胞无核部分随着培养天数的增加, 死亡个数迅速增加,第 4 天就没有存活的 了,这是因为没有细胞核,细胞的生命活 动就无法进行。而细胞有核部分存活个数 和时间都要比无核部分多和长,说明细胞 核对于细胞的生命活动是不可或缺的。

? 2.提示:细胞有核部分出现死亡现象的
可能原因有两方面,一是实验过程中人为 因素对细胞造成伤害,导致部分细胞死亡, 二是细胞的正常凋亡。

? 一、细胞核的结构和功能 ? 1 . 大 量 事 实 表 明 , 细 胞 核 控 制 着 细 胞 的 ________ 和 ? ? ? ? ? ?
________。 2.细胞核 (1)功能:是________,是细胞________的控制中心。 (2)结构: ①核膜:________层膜,把核内物质与细胞质分开。 ②核孔:实现核质之间频繁的________和________。 ③核仁:与某种RNA的合成以及________的形成有关。

? ④染色质: ? 成分:主要有________和________。 ? 特性:容易被________染成深色。 ? 同染色体的关系:同样的物质在 ________
的两种存在状态。 ? DNA上贮存________。

? 二、细胞的概述 ? 细胞作为基本的 ________,其________复
杂而精巧,各组分之间 ________成为一个 整体,使生命活动能够在变化的环境中 ________,高度有序地进行。 ? 三、尝试制作真核细胞的三维结构模型 ? 1 .模型:人们为了某种特定目的而对认 识对象所作的一种 ________的描述。这种 描述可以是定性的,也可以是________的。 ? 2 .模型的形式:物理模型、 ________ 模 型、________模型等。

? 制作步骤: ? ①讨论确定制作模型的种类;②确定使用的________; ? ? ?
③确定模型制作的实施过程和分工;④制作各部分配件, 并将配件组合在一起;⑤检查、修补模型。 答案:一、1.代谢 遗传 2.(1)遗传信息库 代谢和遗传 (2)①两 ②物质交换 信息交流 ③核糖体 ④ DNA 蛋白质 碱性染料 不同细胞时期 遗传信息 二、生命系统 结构 分工合作 自我调控 三、1.简化的概括性 定量 2.概念 数学 ②材料用具

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实验

实验过程 将黑色美西螈细胞核,移 植到白色美西螈去核 卵细胞中 用头发横缢蝾螈受精卵, 一半有核,一半无核

实验结果

实验结论 美西螈皮肤颜色遗传 是由细胞核控制 的 蝾螈的细胞分裂和分 化是由细胞核控 制的 变形虫的分裂、生长、 再生、应激性是 由细胞核控制的 伞藻“帽”的形状是 由细胞核控制的

两种美西螈细 胞核移植
横缢蝾螈受精 卵

发育成的美西螈都是 黑色
有核的一半能分裂、 分化,无核的则 不能 有核部分能生长、分 裂、再生,具有 应激性,无核部 分只能消化食物 “帽”的形状与具有 细胞核的假根部 分一致

将变形虫切成 两半

切成的一半有核,一半无 核 将两种伞藻的帽、柄、假 根分开后,相互嫁接 与核移植

伞藻嫁接与核 移植

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以上4个资料可以看出,细胞核控制着 细胞的代谢和遗传,是细胞的“大脑”和 “控制中心”。

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1下图是对变形虫进行去核和再植核的 有关实验过程,请根据图示,回答问题:

? (1)去核的部分细胞质,可以生活一段时间,
其原因是 。 ? (2)单独的核不能生存的原因是 。 ? (3)变形虫去除细胞核以后,新陈代谢减弱, 运动停止,存活一段时间后最终死亡。但 如果在去核后三天,再植回一个细胞核, 又能够恢复生命活动,生活正常 ( 如图所 示),由此可以说明 。 ? (4)正常细胞核与细胞质的关系是 。

? 解析:变形虫在去核后仍能存活一段时间,
是因为细胞质中已合成的蛋白质仍能发挥 作用。单独裸露的细胞核,失去了营养物 质和能量供应,很快死亡。变形虫失去核 以后,不能继续合成蛋白质和酶,因此, 新陈代谢减弱,运动停止,最终死亡。当 重新植回核后,又恢复正常的生命活动, 这说明了:细胞核在细胞生命活动中起着 决定性的重要作用。由以上事实可以看出, 正常细胞核与细胞质的关系是:它们相互 依存,是一个统一的整体。 ? 答案:(1)已合成的蛋白质仍可发挥作用

? 如下图所示为再生能力很强的原生动物喇
叭虫,将之切成①②③三截(图中a.纤毛; b.大核;c.根部),能再生成喇叭虫的是 ( )

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A.① B.② C.③ D.①②③ 答案:B 解析:细胞只有保持完整性,才能进行各 项生命活动,②中既有细胞核又有细胞质, 故B项正确。

? 用电子显微镜观察经过固定、染色的有丝分裂间期的真
? ?
核细胞,可以看到细胞核的主要结构有核膜、核仁和染 色质等。现分别讨论如下: 1.核膜 在细胞核的外围有双层膜结构,称为核膜。核膜是核的 边界,由内外两层单位膜组成,把细胞质与核内的物质 分开。核膜的每层膜厚约 6.5nm,两层膜间隔 10 ~ 50nm 的空隙。有的细胞中,可以看到核膜与内质网相连通。 在核膜外层的外表面上有颗粒状的核糖体,有合成蛋白 质的功能。

? 核膜并不是完全连续的,有许多部位核膜
内外两层相互连接,形成了穿过核膜的小 孔,称为核孔。核孔的密度和总数因细胞 类型不同而异。核孔在膜上分布不均匀, 有一定的区域差别,核质与细胞质之间物 质交换旺盛的部位核孔数目多。细胞核和 细胞质间存在着频繁的、大量的分子物质 的交流,核孔就成为这些大分子的理想通 道,如在核中装配好的核糖体亚单位,就 是穿过核孔进入细胞质的。但是,不是所 有的RNA都可以自由穿过核孔,只有在核 内经过处理成为mRNA后才能穿出核孔。

? 离子和比较小的分子,可以通过核膜,如
氨基酸和葡萄糖。实际上核膜同样是选择 透过性膜,它控制着细胞核与细胞质的物 质交换,对核内物质有保护作用。在核膜 上有大量的多种酶,这有利于各种化学反 应的顺利进行。 ? 注意:①核膜在细胞生活周期中,变化很 大,在有丝分裂(关于有丝分裂的知识,在 后面的章节中将陆续学*到)的分裂期时, 核膜可以暂时消失,使细胞核暂时解体。 ? ②核膜是惟一可以让大分子物质通过的生 物膜,因为其上有核孔。

? 2.核仁 ? 核仁是真核细胞间期核中最明显的结构,
因为它的折光性较强,与细胞的其他结构 很容易区分。在光镜下的染过色的细胞内, 或者在显微镜下的活细胞中,或者分离细 胞的细胞核内,都容易看到核仁,它通常 是单一的或者多个匀质的球形小体。 ? 核仁的大小、形状和数目随生物的种类、 细胞类型和细胞代谢状态而变化。蛋白质 合成旺盛、活跃生长的细胞,如分泌细胞、 卵母细胞的核仁大,可占总核体积的 25%; 不具有蛋白质合成能力的细胞,如肌肉细

? 在细胞分裂周期内,核仁是一个高度动态
的结构,在有丝分裂期间表现出周期性的 消失与重建。 ? 真核细胞的核仁具有重要功能,它是 rRNA 合成、加工和核糖体亚单位的装配 场所。 ? 注意:核膜和核仁在细胞有丝分裂过程中 都表现出周期性的消失与重建。

? 3.染色质 ? 染色质这个名词最早在 1882年由弗勒明 (Flemming) 提出,
最初指细胞间期核内能被碱性染料染成深色的物质,因 此叫做染色质。从现在意义上说,染色质是真核细胞的 间期核中DNA、蛋白质以及少量RNA所组成的一串念珠 状的复合体。它们代表了细胞间期核内遗传物质的特定 形态。在间期核内的染色质经常伸展成非光学显微镜所 能看到的网状的细纤丝,每条染色质细丝的宽度约为 10~15nm,包含着一个DNA分子和蛋白质。当细胞进入 分裂期时,每条染色质细丝就高度螺旋化,缩短变粗, 成为光学显微镜下能看到的一条圆柱状或杆状的染色体, 这是细胞分裂期遗传物质存在的特定形态。

? 有丝分裂结束进入间期,染色体解螺旋后,
又回复到细丝状的染色质状态。因此,染 色质和染色体是同一种物质在不同时期(分 裂间期和分裂期)细胞中的两种形态。 ? 现在已知染色体与遗传有密切的关系,因 为其中所含的DNA是遗传物质。

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2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 解析:蛋白质分子是生物大分子,不能透 过各种具有生物活性的膜结构,但能自由 通过间隙很大的细胞壁(全透性)和核孔。 答案:D

? 控制合成核糖体RNA的模板DNA存在于细
胞中的

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( ) A.核仁上 B.染色体上 C.线粒体内 D.叶绿体内 答案:A 解析:叶绿体和线粒体中的DNA分别控制 其相应细胞器内的物质合成。

? 构成细胞的不同部分具有不同的形态、结
构与功能,但细胞却是一个有机的整体。 ? (1)从结构上看 ? ①细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。 ? ②核膜、内质网膜、细胞膜等相互连接构 成细胞完整的“生物膜”。 ? ③内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可以通 过具膜小泡相互转变。

? (2)从功能上看 ? 细胞的不同结构虽具有不同的生理功能,
但却是协调合作的,如线粒体能为其他结 构的代谢提供能量;核糖体能为其他结构 的构成或代谢提供蛋白质或酶;蛋白质类 分泌物的分泌是由核糖体合成、内质网运 输、线粒体供能、高尔基体加工分泌而协 调完成的。 ? (3)细胞核是代谢的调控中心。细胞核内的 DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控细 胞内的生命活动,使细胞成为一个可调控

? (4)从与外界的联系上看,细胞的整体性还
表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物 质交换和能量转换,而与外界环境直接接 触的细胞都要与外界环境进行物质交换和 能量转换,因此,细胞与外界环境之间形 成一个统一整体。

? 以动物受精卵为实验材料进行以下实验,
请分析相关问题并予以回答:

? (1) 预 测 三 种 情 况 下 细 胞 的 代 谢 情 况 ( 用
“能生活”或“不能生活”回答): ? A__________ ; B____________ ; C__________。 ? (2)哪一个实验能说明细胞质对细胞核的重 要性?试举例说明。 ? (3)请描述核对质的重要作用。

? 解析:由于蛋白质是生命活动的主要体现者,因此,细
胞能否正常生活主要从蛋白质代谢是否正常的角度去分 析。去核后细胞质内仍有少量已合成的蛋白质发挥作用, 一段时间后由于无细胞核,就不能转录 mRNA ,从而不 能再合成新的蛋白质,因而不久便消失退化。单独的细 胞核,由于失去了细胞质所提供的营养和能量,因而不 久也消失死亡。

? 答案:(1)不能生活 不能生活 能生活 ? (2)①组实验能说明质对核的重要性。细胞质能为细胞核
提供ATP、蛋白质、酶、核苷酸等物质。

? (3)核对质的重要作用主要体现在核内DNA转录形成信使
RNA,信使RNA在细胞质核糖体上指导合成各种蛋白质 性质的物质。

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1.下列能充当细胞核与细胞质之间通道的是 ( ) A.核膜 B.胞间连丝 C.核孔 D.外连丝 答案:C 解析:核孔是细胞核与细胞质之间的物质交换通道。 2.细胞核行使遗传功能的重要结构是 ( ) A.核膜及核孔 B.球状结构的核仁 C.串珠状的染色质丝 D.纤维结构的核骨架 答案:C 解析:细胞核中行使遗传功能的重要结构是染色质。

? 3 .下列物质,只能通过核孔入核或出核
? ? ? ? ? ?
的是( ) A.水和脂质分子 B.组蛋白和RNA分子 C.带电荷的离子和小分子 D.不带电荷的小分子 答案:B 解析:组蛋白和RNA分子是大分子物质, 只能通过核孔出入细胞。

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4.细胞遗传特性和代谢活动的控制中心是( ) A.细胞膜 B.细胞质基质 C.线粒体 D.细胞核 答案:D 解析:细胞核中的遗传物质通过转录形成的信使 RNA在 细胞质的核糖体中合成蛋白质类物质 ( 含酶 ) ,细胞中化 学反应,代谢活动都是在酶的催化下进行的,蛋白质是 生命活动的体现者,核酸是生命活动的最终控制物质。

? 5 .细胞核中分布着一些容易被 ________
染成深色的物质,这些物质主要由 ________ 和________ 构成。在细胞分裂间 期,这些物质呈细丝状,即________;在 分裂期,它们又高度螺旋化,缩短变粗, 成 为 柱 状 或 杆 状 的 ________ 。 因 此 , ________ 和________ 是同一种物质在不同 分裂时期中的两种形态。 ? 答案:碱性染料 DNA 蛋白质 染色质 染色体 染色质 染色体

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? 解析:细胞核中分布着一些容易被洋红液
或苏木精等碱性染料染成深色的物质,是 染色质。染色质主要由DNA和蛋白质构成。 在细胞分裂间期,染色质呈细长的丝状, 并且交织成网状,这是细胞分裂间期遗传 物质存在的特定形态;在细胞分裂期,细 丝状的染色质又高度螺旋化,缩短变粗, 成为柱状或杆状的染色体。因此,染色质 和染色体是同一种物质在不同时期的两种 形态。

内部文件,请勿外传

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