第3課時遺傳信息主要儲存在細胞核中闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中。1.生命觀念——說明細胞核的結構與功能相適應的特點。2.科學思維——構建真核細胞三維結構模型。3.科學探究——設計合理的對照實驗，驗證細胞核的功能。一、細胞核的結構1．結構(1)核膜①組成：內、外兩層膜。②作用：把細胞質和細胞核內的物質隔開，保證細胞的生命活動更加有序地進行。(2)核孔①作用：細胞核和細胞質之間進行物質交換和信息交流的主要通道。②舉例：細胞核內外的蛋白質、RNA等生物大分子是通過核孔進出的。(3)核仁①形態(tài)：細胞核中球狀或橢球狀的顆粒結構，沒有膜包被。②作用：與核糖體中RNA的合成、加工以及核糖體的形成有關，所以，在蛋白質合成旺盛的細胞中常有較大的核仁。③變化：在細胞分裂過程中，核仁會周期性地消失和重建。(4)染色質①組成：主要由DNA和蛋白質組成。②形態(tài)：細長的絲狀。③染色體：桿狀或圓柱狀。④染色質和染色體的關系a．在細胞分裂期，絲狀染色質經過高度螺旋化等過程形成染色體。b．二者是細胞中同一種物質在不同時期的兩種不同形態(tài)。(5)核基質①組成：包括以蛋白質成分為主的網架結構體系，以及網孔中充滿的液體。②作用：是細胞核的骨架，與DNA復制、基因表達及染色體的組裝與構建存在密切關系。2．分布、形態(tài)、大小和變化(1)分布①除哺乳動物成熟的紅細胞和高等植物成熟的篩管細胞外，真核生物的細胞都有細胞核。②一般來說，一個細胞只有一個細胞核，有的有多個細胞核。(2)形態(tài)：通常呈球形，也有橢球形、扁平形和不規(guī)則的形態(tài)。(3)大小：約占細胞總體積的10%。平均直徑為5～15μm。(4)變化：在細胞的生長發(fā)育過程中，細胞核的形態(tài)和核中的DNA含量也會發(fā)生有規(guī)律的變化。3．觀察DNA和RNA在細胞中的分布DNARNA染色劑甲基綠派洛寧顏色反應綠色紅色(主要)分布細胞核細胞質二、細胞核是細胞代謝和遺傳的調控中心1．探究細胞核功能的實驗(1)變形蟲的分割實驗①實驗過程：科學家先將變形蟲分割成兩部分，一部分有完整的細胞核，另一部分沒有細胞核，再將分割后的兩部分分別培養(yǎng)，觀察兩部分的生命活動。②實驗現象：a．有核的部分能攝取和消化食物，生長到正常大小，并產生新一代變形蟲；b．無核的部分許多細胞器退化，對外界刺激也不再產生反應，生命活動減弱，不久便死亡。③實驗結論：細胞核可以調控細胞的代謝過程。(2)傘藻移植實驗①對照組甲乙甲傘藻：傘形帽，乙傘藻：菊花形帽。甲剪去傘形帽→培養(yǎng)柄和假根→重新長出傘形帽。乙剪去菊花形帽→培養(yǎng)柄和假根→重新長出菊花形帽。②實驗組甲的假根＋乙的柄→移植體→長出甲的傘形帽。(3)結果及結論結果：傘藻“帽”的形態(tài)與有細胞核的假根部分相關。結論：傘藻“帽”的形態(tài)是由細胞核控制的。2．功能細胞核不僅控制細胞的代謝過程，也控制生物體的遺傳性狀，是細胞代謝和遺傳的調控中心。三、制作真核細胞亞顯微結構模型1．模型模擬的是被研究事物(原型)的結構形態(tài)、生理形態(tài)或運動形態(tài)，是原型的某個表征和特征，也是對原型的抽象和概括。2．物理模型就是根據相似原理，把真實事物按比例放大或縮小制成的。它可以模擬真實事物的某些功能和性質。我們制作的細胞結構模型就是物理模型。(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．某些細胞無細胞核，說明細胞核不是細胞進行生命活動所必需的。 ()2．細胞核控制生物體的遺傳性狀，是細胞代謝的中心。 ()3．核膜上的核孔可以讓蛋白質和DNA自由進出。 ()4．代謝旺盛的細胞，核孔數目較多。 ()5．染色質和染色體是存在于細胞核中的兩種不同物質。 ()提示：1．×極少數細胞由于特殊的功能無細胞核，真核細胞都有細胞核，細胞核是細胞生命活動必需的。2．×細胞核是細胞代謝的調控中心。3．×核孔具有選擇性，DNA不能進出，蛋白質的進入是有選擇的。4．√5．×染色質和染色體是同一種物質在不同時期的兩種不同形態(tài)。細胞核的結構1．核膜與核孔(1)核膜eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(①膜結構：雙層膜，由內、外兩層膜構成，,其上分布有核孔),\a\vs4\al(②與其他膜結構的聯系：外膜與內質網膜,相連接，其上有核糖體附著)))(2)核孔eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(①數量特點：代謝旺盛的細胞中物質交換,和信息交流量大，因此核孔數目多),②結構與功能的聯系：細胞核和細胞質,之間物質交換的通道，蛋白質和RNA,等大分子物質可有選擇地通過核孔，,離子和小分子物質則通過核膜進出細,胞核))2．核仁的作用及特點核仁與核糖體的形成有關，在蛋白質合成旺盛的細胞中，需要的核糖體數目多，核仁的體積大。3．染色質與染色體的關系染色質染色體存在時間分裂間期分裂期形態(tài)細長的絲狀桿狀或圓柱狀成分主要是DNA和蛋白質特性易被堿性染料染成深色功能遺傳物質的主要載體關系同一種物質在不同時期的兩種存在狀態(tài)，轉化關系為：染色質染色體細胞核結構的四點認識(1)并不是所有物質都能通過核孔，如細胞核中的DNA不能通過核孔進入細胞質。(2)大分子物質是通過核孔進出細胞核的，所以穿過膜的層數為0層。(3)核仁不是遺傳物質的儲存場所，細胞核中的遺傳物質分布在染色體(染色質)上。(4)染色體和染色質只是形態(tài)不同，成分完全相同。1．(多選)如圖為細胞核結構模式圖，下列有關敘述不正確的是()A．①是由DNA和蛋白質組成的環(huán)狀結構B．②是產生核糖體、某種RNA和蛋白質的場所C．細胞核是細胞新陳代謝的主要場所D．核孔是實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流的通道ABC[①是染色質，主要是由DNA和蛋白質組成的絲狀結構，A錯誤；②是核仁，與核糖體的形成和某種RNA的合成有關，蛋白質合成場所是核糖體，B錯誤；細胞核是細胞遺傳和代謝的控制中心，細胞質基質是細胞新陳代謝的主要場所，C錯誤；蛋白質、RNA等生物大分子是通過核孔進出細胞核的，核孔對物質的運輸具有選擇性，因此，核孔是實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流的通道，D正確。]細胞核是細胞代謝和遺傳的調控中心1．教材實驗拓展實驗名稱實驗過程及結果實驗分析實驗結論一、黑白美西螈細胞核移植該實驗無對照組，可將白色美西螈胚胎細胞的細胞核移植到黑色美西螈去核卵細胞中形成重組卵細胞進行培養(yǎng)作為對照組美西螈皮膚顏色遺傳受細胞核控制二、蠑螈受精卵橫縊該實驗既有相互對照(有核與無核)，又有自身對照(先無核觀察，后擠入細胞核)蠑螈的細胞分裂和分化受細胞核控制三、變形蟲切割該實驗既有相互對照(有核與無核)，又有自身對照(先有核后去核再移植細胞核)變形蟲的生長、分裂、再生、應激性受細胞核控制四、傘藻嫁接與核移植傘藻核移植實驗是對傘藻嫁接實驗的補充，可排除假根中其他物質的作用傘藻“帽”的形狀由細胞核控制2．拓展實驗分析(1)實驗一中缺乏對照實驗，可增加“將白色美西螈胚胎細胞的細胞核移植到黑色美西螈的去核卵細胞中”的對照組，以增強結論的說服力。(2)實驗二、三都既有相互對照，又有自身對照。實驗四有相互對照。(3)由實驗二、三還說明細胞只有保持結構的完整性，才能完成正常的生命活動。3．細胞核與細胞質的關系存活時間原因分析單獨的細胞核很快死亡缺乏細胞質提供的營養(yǎng)和能量單獨的細胞質存活一段時間后死亡細胞質中由細胞核控制合成的物質在一段時間內仍可發(fā)揮作用細胞核＋細胞質正常生活細胞核與細胞質是相互依存的統(tǒng)一整體2．(2022·江蘇鎮(zhèn)江期末改編)下列有關細胞核的敘述，正確的是()A．與線粒體一樣，細胞核也屬于具有雙層膜的細胞器B．染色質和染色體是形態(tài)和成分都不相同的兩種結構C．傘藻移植實驗不能充分證明細胞核控制傘藻傘帽的形狀D．變形蟲去核后代謝會漸漸停止，是因為細胞核是細胞代謝的主要場所C[與線粒體一樣，細胞核也具有雙層膜，但細胞核不是細胞器，A錯誤；染色質和染色體是同一種物質在細胞不同時期的兩種形態(tài)，成分相同，B錯誤；傘藻移植實驗不能充分證明傘藻傘帽的形狀是由細胞核控制的，因為無法排除假根中其他物質的作用，C正確；變形蟲去核后代謝會漸漸停止，是因為細胞核是細胞代謝的控制中心，細胞質基質才是細胞代謝的主要場所，D錯誤。]3．(2022·江蘇徐州期中改編)傘藻是一種能進行光合作用的單細胞綠藻，由傘帽、傘柄和假根三部分構成，細胞核在假根內。科學家用傘形帽的傘藻和菊花形帽的傘藻做嫁接和核移植實驗(如圖1、2所示)。下列相關敘述錯誤的是()圖1傘藻嫁接實驗圖2傘藻核移植實驗A．圖2中移去細胞核的甲傘藻的生命活動將逐漸減緩直至停止B．圖2中的③與圖1中①的帽形相同，都是菊花形帽C．圖1中①、②的帽形因嫁接而改變D．題述實驗說明生物體形態(tài)結構的建成與細胞核有關C[圖2中移去細胞核的甲傘藻的生命活動將逐漸減緩直至停止，A正確；圖2中的③與圖1中①的帽形相同，都是菊花形帽，B正確；圖1中①、②的帽形不會因嫁接而改變，C錯誤；題述實驗說明生物體形態(tài)結構的建成與細胞核有關，D正確。]由于人類過度捕殺和棲息地受到破壞，蘇門答臘犀牛已成為極度瀕危動物，全球僅存200余頭，當美國加州圣迭戈動物園里的一頭蘇門答臘雌犀牛快要死于疝痛的時候，科學家正在它的身邊守候著，雖然他們已無法把它從死亡線上拯救回來，但他們要確保它能留下自己的“根”。由材料分析知：科學家保留下了極度瀕危動物——蘇門答臘雌犀牛的“根”，由此形成科學思維的學科素養(yǎng)。(1)科學家保留的卵細胞中哪部分結構是該犀牛的“根”？(科學思維)提示：細胞核。(2)若要利用其保留下來的“根”來“復活”該犀牛，“復活”后的犀牛和原來的犀牛性狀相同嗎？為什么？(科學思維)提示：不完全相同。生物體的性狀不只由細胞核控制，還與環(huán)境等有關。[課堂小結]知識網絡構建要點強化識記1.核膜是不連續(xù)的雙層膜，其上有核孔。2.核孔是RNA和蛋白質等生物大分子進出的通道。3.染色質和染色體是同樣的物質在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)，主要成分是DNA和蛋白質。4.核仁與某種RNA的合成、加工以及核糖體的形成有關。5.核基質是細胞核的骨架，與DNA復制、基因表達及染色體的組裝與構建存在密切關系。6.細胞核不僅控制細胞的代謝過程，也控制生物體的遺傳性狀，是細胞代謝和遺傳的調控中心。1．(多選)下列關于細胞核結構的敘述，錯誤的是()A．所有細胞都有細胞核B．不同細胞的細胞核數量和結構都是相同的C．核孔是DNA、RNA和蛋白質等大分子物質出入細胞核的通道D．染色質的主要成分是RNA和蛋白質ABCD[不同細胞的細胞核數量不同，如原核細胞無成形的細胞核，一般來說一個真核細胞含有一個細胞核，但有些特殊的真核細胞含有多個細胞核，有些真核細胞不含細胞核，A、B錯誤；核孔是RNA和蛋白質等生物大分子物質出入細胞核的通道，而DNA不能通過核孔，C錯誤；染色質是指細胞核內能被堿性染料染成深色的物質，主要由DNA和蛋白質組成，D錯誤。]2．下圖表示某細胞部分結構示意圖。下列說法正確的是()A．甲是細胞中最顯著的細胞器B．甲表示核仁，與核糖體的形成有關C．乙表示核膜，將細胞質與核內物質完全分開D．這只能表示多細胞高等生物的細胞核B[甲表示細胞核中的核仁，與核糖體的形成有關，不屬于細胞器；乙表示核膜，沒有將細胞質與細胞核完全分開，核質之間能進行頻繁的物質交換和信息交流；題圖可表示真核細胞的細胞核，包括單細胞低等生物，如酵母菌、草履蟲等。]3．變形蟲在細胞核被移除之后仍能消化已吞噬的食物，但不能再攝取食物，也不能對外界刺激作出反應，電鏡下可以觀察到退化的高爾基體等細胞器。由此可以說明()A．細胞核是遺傳信息庫B．細胞核是細胞生命活動的調控中心C．細胞核是遺傳的調控中心D．細胞核是細胞新陳代謝的主要場所B[由題干信息可知，移除細胞核后變形蟲的生命活動受到影響，由此可說明細胞核是細胞生命活動的調控中心。]4．下圖所示為科學家進行的蠑螈受精卵橫縊實驗。該圖最能說明()A．細胞質控制著細胞的性狀B．細胞核控制著細胞的性狀C．細胞質與細胞分裂、分化密切相關D．細胞核與細胞分裂、分化密切相關D[蠑螈受精卵橫縊為兩部分，無核部分與有核部分相互對照，后來無核部分擠進細胞核后與之前自身前后對照，均說明細胞核控制著細胞的分裂和分化。]5．下圖為典型細胞核及其周圍部分結構示意圖。請據圖回答下列問題：(1)只有在________細胞中，使用電子顯微鏡才可以看到此圖所表示的結構。(2)在細胞有絲分裂過程中，[]________高度螺旋化，成為________。(3)由圖中可見[1]________和[]________的連通，使細胞質和核內物質的聯系更為緊密。(4)圖中[2]的功能是______________________________。[3]主要是由______