第8講細胞核的結構和功能[課標要求]1.闡明遺傳信息主要儲存在細胞核中。2.活動:嘗試制作真核細胞的結構模型。考點一細胞核的功能1.細胞核功能的實驗探究(1)黑白美西螈核移植實驗。(2)蠑螈受精卵橫縊實驗。(3)變形蟲切割實驗。(4)傘藻嫁接與核移植實驗。2.細胞核的功能提醒細胞核并非細胞代謝的中心,細胞核是細胞代謝的控制中心,是DNA復制和轉錄的主要場所。細胞代謝的中心是細胞質基質。1.判斷正誤(1)(必修1P54問題探討)克隆牛的性狀與提供細胞核的母牛完全一樣。()(2)(必修1P54正文)真核細胞都有細胞核。()(3)(必修1P55正文)細胞核是細胞代謝和遺傳的活動中心。()2.規范表達(1)(必修1P55思考·討論資料4)“嫁接”與“核移植”實驗對比,傘藻核移植實驗更具有說服力,原因是

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(2)(教材延伸)親核蛋白是指在細胞質內合成后,進入細胞核內發揮功能的一類蛋白質?？茖W家將放射性同位素標記的A蛋白注射到某細胞的細胞質中,一段時間后,放射自顯影檢測,放射性同位素出現在細胞核中(如圖所示)。研究發現,親核蛋白一般都含有核定位序列(NLS),NLS保證了整個蛋白質能夠通過核孔轉運到細胞核內。請利用放射性同位素標記的方法,設計實驗確定A蛋白的NLS是位于其頭部還是尾部。實驗思路:

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預期的實驗結果和結論:

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能力1圍繞細胞核功能的實驗,考查實驗結果的分析能力1.(2024·廣東汕頭質檢)科研人員將變形蟲(甲)置于放射性同位素標記的磷脂介質中培養一段時間后,將其被標記的細胞核取出并移植到未被標記的去核變形蟲(乙)中,置于普通培養基中繼續培養,觀察到變形蟲(乙)進行有絲分裂產生的兩個子細胞的核膜均含放射性標記。由此可以說明()[A]細胞核的核膜是由兩層磷脂分子組成的[B]分裂時細胞核中部內陷,縊裂為兩個新核[C]親代變形蟲的核膜可參與子代核膜的建立[D]細胞核是變形蟲代謝和遺傳的控制中心2.(2024·安徽淮北模擬)傘藻是一種大型的單細胞生物,其結構可分為傘帽、傘柄和假根三部分,其細胞核位于傘柄基部的假根中。某同學觀察到不同種類的傘藻帽形結構不同,為研究傘藻帽形是否由其細胞核決定,該同學設計了如下實驗流程。下列相關敘述錯誤的是()[A]選擇傘藻的原因之一是傘藻是大型單細胞生物,易操作[B]該同學作出的假設可以是“傘藻的帽形由細胞核決定”[C]該實驗設計能得出“傘藻的帽形由細胞核決定”的結論[D]該實驗設置了對照實驗考點二細胞核的結構及模型構建1.細胞核的結構(1)上述結構中核膜、核仁在細胞周期中表現為周期性地。

(2)核孔的數量、核仁的大小與細胞代謝的關系:。

提醒①并不是所有物質都能進出核孔,如細胞核中的DNA不能通過核孔進入細胞質。②核仁不是遺傳物質的儲存場所。核仁參與rRNA的合成及核糖體的形成,細胞核中的遺傳物質分布于染色體(染色質)上。③核孔的數量和核仁大小不是固定的。核孔的數量、核仁的大小與細胞代謝活動的強弱有關,如代謝旺盛的細胞,其核孔數量多,核仁較大。④在細胞周期中表現為周期性消失與重建的是核膜、核仁,而不是染色體。2.細胞在生命系統中的地位3.建構模型(1)概念:模型是人們為了某種特定的目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述。(2)類型。①模型:指以圖示、文字、符號等組成的流程圖形式對事物的規律和機理進行描述、闡明。如體現知識的網絡構架。

②模型:以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。如沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結構模型。

③模型:就是用來定性或定量表述生命活動規律的計算公式、函數式、曲線圖以及由實驗數據繪制成的柱形圖、餅狀圖等。

1.判斷正誤(1)(必修1P56正文)核膜上的核孔可以讓蛋白質、DNA、RNA有選擇進出。()(2)(必修1P56正文)細胞核內執行遺傳功能的結構是核仁。()(3)(必修1P56正文)大腸桿菌中核糖體的形成與核仁有關。()2.規范表達(1)(必修1P56圖310拓展)破壞核仁會影響蛋白質合成,原因是

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(2)(必修1P57探究·實踐拓展)若用計算機制作細胞的三維動畫模型,這種模型屬于模型。

(3)(必修1P56旁欄思考)同一生物體內所有細胞的“藍圖”都是一樣的嗎?如果是一樣的,為什么體內細胞的形態、結構和功能如此多樣?能力2結合細胞核的結構和功能,考查理解能力3.(2024·福建廈門模擬)如圖為某細胞的部分結構示意圖,當RNA經過核孔運出細胞核時,需要核孔蛋白協助且消耗能量。下列有關敘述錯誤的是()[A]2是一種雙層膜結構的細胞器,在動植物細胞中普遍存在[B]2與核膜直接相連,其上附著有與分泌蛋白合成有關的核糖體[C]RNA通過核孔的運輸特點與主動運輸有相似之處[D]基因A表達過程中需要的RNA聚合酶通過核孔從細胞質運入細胞核4.(2024·河南南陽模擬)核小體是染色質的結構單位,由DNA和組蛋白形成,每個核小體由146bp(bp反映核苷酸的個數多少)的DNA纏繞組蛋白八聚體1.75圈形成。核小體之間通過50bp左右的連接DNA相連。下列敘述錯誤的是()[A]核小體實現了DNA長度的壓縮進而有利于DNA的儲存[B]染色質螺旋化為染色體時,核小體之間會進一步壓縮[C]破壞組蛋白會導致染色質由緊縮狀態變為松弛狀態[D]鑒定組蛋白時,雙縮脲試劑A液和B液應等量混合考向一結合生命觀念,考查細胞核的結構與功能1.(2021·河北卷,2)下列關于細胞核的敘述,錯誤的是()[A]有絲分裂過程中,核膜和核仁周期性地消失和重現[B]蛋白質合成活躍的細胞,核仁代謝活動旺盛[C]許多對基因表達有調控作用的蛋白質在細胞質合成,經核孔進入細胞核[D]細胞質中的RNA均在細胞核合成,經核孔輸出2.(2023·江蘇卷,2)植物細胞及其部分結構如圖所示。下列相關敘述錯誤的是()[A]主要由DNA和蛋白質組成的①只存在于細胞核中[B]核膜及各種細胞器膜的基本結構都與②相似[C]③的主要成分是多糖,也含有多種蛋白質[D]植物細胞必須具備①②和③才能存活3.(2022·浙江6月選考,15)下列關于細胞核結構與功能的敘述,正確的是()[A]核被膜為單層膜,有利于核內環境的相對穩定[B]核被膜上有核孔復合體,可調控核內外的物質交換[C]核仁是核內的圓形結構,主要與mRNA的合成有關[D]染色質由RNA和蛋白質組成,是遺傳物質的主要載體考向二結合科學思維,考查細胞核的結構與功能4.(2022·海南卷,4)肌動蛋白是細胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin1是一種能與肌動蛋白相結合的蛋白質,介導肌動蛋白進入細胞核。Cofilin1缺失可導致肌動蛋白結構和功能異常,引起細胞核變形,核膜破裂,染色質功能異常。下列有關敘述錯誤的是()[A]肌動蛋白可通過核孔自由進出細胞核[B]編碼Cofilin1的基因不表達可導致細胞核變形[C]Cofilin1缺失可導致細胞核失去控制物質進出細胞核的能力[D]Cofilin1缺失會影響細胞核控制細胞代謝的能力第8講細胞核的結構和功能考點一細胞核的功能必備知識·梳理1.(1)細胞核(2)細胞核(3)細胞核自身前后(4)菊花細胞核細胞核2.遺傳信息庫細胞代謝和遺傳深挖教材1.(1)×克隆牛的性狀幾乎與提供細胞核的母牛一樣,因為克隆牛性狀除受核DNA控制之外,還受細胞質DNA及環境因素的影響,故克隆牛的性狀有些與提供細胞核的母牛不一樣。(2)×絕大多數真核細胞都有細胞核,但像哺乳動物成熟的紅細胞、高等植物成熟的篩管細胞等沒有細胞核。(3)×細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心。2.(1)傘藻核移植實驗可以排除假根中其他物質的作用,從而證明細胞核控制傘藻“帽”的形狀(2)將放射性同位素標記的A蛋白的頭部注射到細胞質中,標記為甲組;將放射性同位素標記的A蛋白的尾部注射到細胞質中,標記為乙組;一段時間后檢測甲、乙兩組細胞中放射性出現的部位若甲組放射性出現在細胞核中,則A蛋白的NLS位于其頭部;若乙組放射性出現在細胞核中,則A蛋白的NLS位于其尾部關鍵能力·提升能力11.C細胞核的核膜是雙層膜,每層膜由兩層磷脂分子組成,故細胞核的核膜是由四層磷脂分子組成的,此外該實驗也無法證明核膜由幾層磷脂分子組成;動物細胞與植物細胞有絲分裂的不同點之一是動物細胞分裂的末期不形成細胞板,而是細胞膜從細胞的中部向內凹陷,最后把細胞縊裂成兩部分,每部分都含有一個細胞核,但是該實驗過程并不能得出該結論;親代變形蟲經培養后核膜被放射性同位素標記,核移植后的細胞經過有絲分裂產生的兩個子細胞的核膜均含放射性標記,說明親代變形蟲的核膜可參與子代核膜的建立;細胞核是變形蟲代謝和遺傳的控制中心,但是根據該實驗并不能得出此結論。2.C選擇傘藻的原因是傘藻是大型單細胞生物,易操作,且性狀容易區分;為研究傘藻帽形是否由其細胞核決定,該同學作出的假設可以是“傘藻的帽形由細胞核決定”;實驗設計只能得出傘藻帽形與假根有關,并不能得出由細胞核決定,要得到題中結論,還需增加細胞核移植實驗;本實驗兩組均為實驗組,相互對照。考點二細胞核的結構及模型構建必備知識·梳理1.DNA和蛋白質DNA某種RNA物質交換和信息交流(1)消失和重建(2)代謝旺盛、蛋白質合成量大的細胞中,核孔數量多,核仁較大2.一個統一的整體代謝和遺傳3.(2)①概念②物理③數學深挖教材1.(1)×核膜上的核孔可以讓蛋白質和RNA有選擇進出,DNA不能進出。(2)×細胞核內執行遺傳功能的結構是染色體,因為染色體上有遺傳物質DNA。(3)×大腸桿菌是原核生物,細胞中無核仁。2.(1)核仁與某種RNA(rRNA)的合成以及核糖體的形成有關,核仁被破壞,不能形成核糖體,致使蛋白質的合成不能正常進行(2)物理(3)同一生物體內所有細胞都來自受精卵,細胞內的“藍圖”一般都是一樣的。體內細胞的形態、結構和功能多樣,是細胞分化的結果。關鍵能力·提升能力23.A2是內質網,是一種單層膜結構的細胞器,在動植物細胞中普遍存在;2是內質網,與核膜直接相連,其上附著有與分泌蛋白合成有關的核糖體;RNA通過核孔運出細胞核時,需要核孔蛋白協助且消耗能量,可見其運輸特點與主動運輸相似;RNA聚合酶是蛋白質,由細胞質中核糖體合成,基因A表達過程中需要的RNA聚合酶需要通過核孔從細胞質運入細胞核。4.D由題意可知,核小體是染色質的結構單位,每個核小體由一段DNA纏繞組蛋白八聚體形成,故核小體實現了DNA長度的壓縮進而有利于DNA的儲存;在細胞分裂期,染色質變成染色體,結合題干信息可知,核小體之間會進一步壓縮,使染色質螺旋化成為染色體;若破壞組蛋白,則核小體不能正常形成,會導致染色質由緊縮狀態變為松弛狀態;用雙縮脲試劑鑒定蛋白質時,要先加雙縮脲試劑A液1mL,搖勻后再加雙縮脲試劑B液4滴。研練真題·感悟高考考向一1.D有絲分裂過程中,前期核仁解體、核膜消失,末期核膜和核仁重新出現;核仁與核糖體的形成有關,蛋白質合成活躍的細胞中核糖體數量多,核仁代謝活動旺盛;細胞中的蛋白質是在細胞質中的核糖體上合成的,對基因表達有調控作用的蛋白質需經核孔進入細胞核;細胞質中的RNA大多數是在細胞核中合成的,還有部分RNA是在線粒體或葉綠體中合成的。2.D分析題圖,可知①是染色質,是由DNA和蛋白質組成的,只存在于細胞核中;分析題圖,可知②是細胞膜,由磷脂雙分子層構成基本支架,蛋白質分子以不同方式鑲嵌其中,核膜及各種細胞器膜的基本結構與細胞膜相似;分析題圖,可知③是細胞壁,主要成分是多糖(如纖維素、果膠),此外細胞壁含多種蛋白質;部分植