第3節(jié) 細(xì)胞核系統(tǒng)的控制中心,1知識：闡明細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。 2情感態(tài)度與價值觀：(1)認(rèn)同細(xì)胞核是細(xì)胞生命系統(tǒng)的控制中心；(2)認(rèn)同細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)。 3能力：(1)嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型；(2)進(jìn)行實(shí)驗數(shù)據(jù)的解釋。 4重點(diǎn)與難點(diǎn)：(1)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能；(2)制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型；(3)理解細(xì)胞核是細(xì)胞生命系統(tǒng)的控制中心。,(一)問題探討 1提示：細(xì)胞核在細(xì)胞的生命活動中起控制作用，如細(xì)胞核內(nèi)貯存的遺傳物質(zhì)攜帶著遺傳信息，可以控制蛋白制的合成，而蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，所以細(xì)胞核可以比喻成部隊的司令部等。 2不能。 3不能。 4提示：不能。細(xì)胞生長需要蛋白質(zhì)等多種物質(zhì)作基礎(chǔ)，細(xì)胞分裂需要遺傳物質(zhì)的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，如果沒有細(xì)胞核，這些生命活動都不能進(jìn)行。,(二)資料分析 1提示：美西螈皮膚的顏色是由細(xì)胞核控制的。生物體性狀的遺傳主要是由細(xì)胞核控制的，因為細(xì)胞核中有DNA，DNA是主要的遺傳物質(zhì)。DNA上有許多基因，通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，控制生物的性狀。 2沒有細(xì)胞核，細(xì)胞就不能分裂、分化。 3細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動的控制中心。 4生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細(xì)胞核有關(guān)。 5細(xì)胞核具有控制細(xì)胞代謝和遺傳的功能。,(三)旁欄思考題 提示：同一個生物體內(nèi)所有細(xì)胞的“藍(lán)圖”都是一樣的(除非發(fā)生體細(xì)胞突變或細(xì)胞癌變)。生物體內(nèi)細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的多種多樣，是細(xì)胞分化的結(jié)果。 (四)技能訓(xùn)練 1細(xì)胞無核部分隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加，死亡個數(shù)迅速增加，第4天就沒有存活的了，這是因為沒有細(xì)胞核，細(xì)胞的生命活動就無法進(jìn)行。而細(xì)胞有核部分存活個數(shù)和時間都要比無核部分多和長，說明細(xì)胞核對于細(xì)胞的生命活動是不可或缺的。,2提示：細(xì)胞有核部分出現(xiàn)死亡現(xiàn)象的可能原因有兩方面，一是實(shí)驗過程中人為因素對細(xì)胞造成傷害，導(dǎo)致部分細(xì)胞死亡，二是細(xì)胞的正常凋亡。,一、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能 1大量事實(shí)表明，細(xì)胞核控制著細(xì)胞的_和_。 2細(xì)胞核 (1)功能：是_，是細(xì)胞_的控制中心。 (2)結(jié)構(gòu)： 核膜：_層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開。 核孔：實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的_和_。 核仁：與某種RNA的合成以及_的形成有關(guān)。,染色質(zhì)： 成分：主要有_和_。 特性：容易被_染成深色。 同染色體的關(guān)系：同樣的物質(zhì)在_的兩種存在狀態(tài)。 DNA上貯存_。,二、細(xì)胞的概述 細(xì)胞作為基本的_，其_復(fù)雜而精巧，各組分之間_成為一個整體，使生命活動能夠在變化的環(huán)境中_，高度有序地進(jìn)行。 三、嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型 1模型：人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認(rèn)識對象所作的一種_的描述。這種描述可以是定性的，也可以是_的。 2模型的形式：物理模型、_模型、_模型等。,制作步驟： 討論確定制作模型的種類；確定使用的_；確定模型制作的實(shí)施過程和分工；制作各部分配件，并將配件組合在一起；檢查、修補(bǔ)模型。 答案：一、1.代謝 遺傳 2(1)遺傳信息庫 代謝和遺傳 (2)兩 物質(zhì)交換 信息交流 核糖體 DNA 蛋白質(zhì) 堿性染料 不同細(xì)胞時期 遺傳信息 二、生命系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 分工合作 自我調(diào)控 三、1.簡化的概括性 定量 2概念 數(shù)學(xué) 材料用具,以上4個資料可以看出，細(xì)胞核控制著細(xì)胞的代謝和遺傳，是細(xì)胞的“大腦”和“控制中心”。,1下圖是對變形蟲進(jìn)行去核和再植核的有關(guān)實(shí)驗過程，請根據(jù)圖示，回答問題：,(1)去核的部分細(xì)胞質(zhì)，可以生活一段時間，其原因是 。 (2)單獨(dú)的核不能生存的原因是 。 (3)變形蟲去除細(xì)胞核以后，新陳代謝減弱，運(yùn)動停止，存活一段時間后最終死亡。但如果在去核后三天，再植回一個細(xì)胞核，又能夠恢復(fù)生命活動，生活正常(如圖所示)，由此可以說明 。 (4)正常細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系是 。,解析：變形蟲在去核后仍能存活一段時間，是因為細(xì)胞質(zhì)中已合成的蛋白質(zhì)仍能發(fā)揮作用。單獨(dú)裸露的細(xì)胞核，失去了營養(yǎng)物質(zhì)和能量供應(yīng)，很快死亡。變形蟲失去核以后，不能繼續(xù)合成蛋白質(zhì)和酶，因此，新陳代謝減弱，運(yùn)動停止，最終死亡。當(dāng)重新植回核后，又恢復(fù)正常的生命活動，這說明了：細(xì)胞核在細(xì)胞生命活動中起著決定性的重要作用。由以上事實(shí)可以看出，正常細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系是：它們相互依存，是一個統(tǒng)一的整體。 答案：(1)已合成的蛋白質(zhì)仍可發(fā)揮作用 (2)沒有營養(yǎng)和能量 (3)細(xì)胞核在細(xì)胞生命活動中起著決定性的作用 (4)相互依存的統(tǒng)一整體,如下圖所示為再生能力很強(qiáng)的原生動物喇叭蟲，將之切成三截(圖中a.纖毛；b.大核；c.根部)，能再生成喇叭蟲的是 ( ),A B C D 答案：B 解析：細(xì)胞只有保持完整性，才能進(jìn)行各項生命活動，中既有細(xì)胞核又有細(xì)胞質(zhì)，故B項正確。,用電子顯微鏡觀察經(jīng)過固定、染色的有絲分裂間期的真核細(xì)胞，可以看到細(xì)胞核的主要結(jié)構(gòu)有核膜、核仁和染色質(zhì)等?，F(xiàn)分別討論如下： 1核膜 在細(xì)胞核的外圍有雙層膜結(jié)構(gòu)，稱為核膜。核膜是核的邊界，由內(nèi)外兩層單位膜組成，把細(xì)胞質(zhì)與核內(nèi)的物質(zhì)分開。核膜的每層膜厚約6.5nm，兩層膜間隔1050nm的空隙。有的細(xì)胞中，可以看到核膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連通。在核膜外層的外表面上有顆粒狀的核糖體，有合成蛋白質(zhì)的功能。,核膜并不是完全連續(xù)的，有許多部位核膜內(nèi)外兩層相互連接，形成了穿過核膜的小孔，稱為核孔。核孔的密度和總數(shù)因細(xì)胞類型不同而異。核孔在膜上分布不均勻，有一定的區(qū)域差別，核質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)之間物質(zhì)交換旺盛的部位核孔數(shù)目多。細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)間存在著頻繁的、大量的分子物質(zhì)的交流，核孔就成為這些大分子的理想通道，如在核中裝配好的核糖體亞單位，就是穿過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的。但是，不是所有的RNA都可以自由穿過核孔，只有在核內(nèi)經(jīng)過處理成為mRNA后才能穿出核孔。,離子和比較小的分子，可以通過核膜，如氨基酸和葡萄糖。實(shí)際上核膜同樣是選擇透過性膜，它控制著細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的物質(zhì)交換，對核內(nèi)物質(zhì)有保護(hù)作用。在核膜上有大量的多種酶，這有利于各種化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行。 注意：核膜在細(xì)胞生活周期中，變化很大，在有絲分裂(關(guān)于有絲分裂的知識，在后面的章節(jié)中將陸續(xù)學(xué)習(xí)到)的分裂期時，核膜可以暫時消失，使細(xì)胞核暫時解體。 核膜是惟一可以讓大分子物質(zhì)通過的生物膜，因為其上有核孔。,2核仁 核仁是真核細(xì)胞間期核中最明顯的結(jié)構(gòu)，因為它的折光性較強(qiáng)，與細(xì)胞的其他結(jié)構(gòu)很容易區(qū)分。在光鏡下的染過色的細(xì)胞內(nèi)，或者在顯微鏡下的活細(xì)胞中，或者分離細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)，都容易看到核仁，它通常是單一的或者多個勻質(zhì)的球形小體。 核仁的大小、形狀和數(shù)目隨生物的種類、細(xì)胞類型和細(xì)胞代謝狀態(tài)而變化。蛋白質(zhì)合成旺盛、活躍生長的細(xì)胞，如分泌細(xì)胞、卵母細(xì)胞的核仁大，可占總核體積的25%；不具有蛋白質(zhì)合成能力的細(xì)胞，如肌肉細(xì)胞、休眠的植物細(xì)胞，其核仁很小。,在細(xì)胞分裂周期內(nèi)，核仁是一個高度動態(tài)的結(jié)構(gòu)，在有絲分裂期間表現(xiàn)出周期性的消失與重建。 真核細(xì)胞的核仁具有重要功能，它是rRNA合成、加工和核糖體亞單位的裝配場所。 注意：核膜和核仁在細(xì)胞有絲分裂過程中都表現(xiàn)出周期性的消失與重建。,3染色質(zhì) 染色質(zhì)這個名詞最早在1882年由弗勒明(Flemming)提出，最初指細(xì)胞間期核內(nèi)能被堿性染料染成深色的物質(zhì)，因此叫做染色質(zhì)。從現(xiàn)在意義上說，染色質(zhì)是真核細(xì)胞的間期核中DNA、蛋白質(zhì)以及少量RNA所組成的一串念珠狀的復(fù)合體。它們代表了細(xì)胞間期核內(nèi)遺傳物質(zhì)的特定形態(tài)。在間期核內(nèi)的染色質(zhì)經(jīng)常伸展成非光學(xué)顯微鏡所能看到的網(wǎng)狀的細(xì)纖絲，每條染色質(zhì)細(xì)絲的寬度約為1015nm，包含著一個DNA分子和蛋白質(zhì)。當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入分裂期時，每條染色質(zhì)細(xì)絲就高度螺旋化，縮短變粗，成為光學(xué)顯微鏡下能看到的一條圓柱狀或桿狀的染色體，這是細(xì)胞分裂期遺傳物質(zhì)存在的特定形態(tài)。,有絲分裂結(jié)束進(jìn)入間期，染色體解螺旋后，又回復(fù)到細(xì)絲狀的染色質(zhì)狀態(tài)。因此，染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在不同時期(分裂間期和分裂期)細(xì)胞中的兩種形態(tài)。 現(xiàn)在已知染色體與遺傳有密切的關(guān)系，因為其中所含的DNA是遺傳物質(zhì)。,2蛋白質(zhì)分子能夠通過的結(jié)構(gòu)有 ( ) A線粒體膜和葉綠體膜 B細(xì)胞膜和液泡膜 C選擇透過性膜 D細(xì)胞壁和核孔 解析：蛋白質(zhì)分子是生物大分子，不能透過各種具有生物活性的膜結(jié)構(gòu)，但能自由通過間隙很大的細(xì)胞壁(全透性)和核孔。 答案：D,控制合成核糖體RNA的模板DNA存在于細(xì)胞中的 ( ) A核仁上 B染色體上 C線粒體內(nèi) D葉綠體內(nèi) 答案：A 解析：葉綠體和線粒體中的DNA分別控制其相應(yīng)細(xì)胞器內(nèi)的物質(zhì)合成。,構(gòu)成細(xì)胞的不同部分具有不同的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能，但細(xì)胞卻是一個有機(jī)的整體。 (1)從結(jié)構(gòu)上看 細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)通過核孔可以相互溝通。 核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、細(xì)胞膜等相互連接構(gòu)成細(xì)胞完整的“生物膜”。 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細(xì)胞膜可以通過具膜小泡相互轉(zhuǎn)變。,(2)從功能上看 細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)雖具有不同的生理功能，但卻是協(xié)調(diào)合作的，如線粒體能為其他結(jié)構(gòu)的代謝提供能量；核糖體能為其他結(jié)構(gòu)的構(gòu)成或代謝提供蛋白質(zhì)或酶；蛋白質(zhì)類分泌物的分泌是由核糖體合成、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運(yùn)輸、線粒體供能、高爾基體加工分泌而協(xié)調(diào)完成的。 (3)細(xì)胞核是代謝的調(diào)控中心。細(xì)胞核內(nèi)的DNA通過控制蛋白質(zhì)類物質(zhì)的合成調(diào)控細(xì)胞內(nèi)的生命活動，使細(xì)胞成為一個可調(diào)控的統(tǒng)一整體。,(4)從與外界的聯(lián)系上看，細(xì)胞的整體性還表現(xiàn)在每一個細(xì)胞都要與相鄰細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換，而與外界環(huán)境直接接觸的細(xì)胞都要與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換，因此，細(xì)胞與外界環(huán)境之間形成一個統(tǒng)一整體。,以動物受精卵為實(shí)驗材料進(jìn)行以下實(shí)驗，請分析相關(guān)問題并予以回答：,(1)預(yù)測三種情況下細(xì)胞的代謝情況(用“能生活”或“不能生活”回答)： A_；B_；C_。 (2)哪一個實(shí)驗?zāi)苷f明細(xì)胞質(zhì)對細(xì)胞核的重要性？試舉例說明。 (3)請描述核對質(zhì)的重要作用。,解析：由于蛋白質(zhì)是生命活動的主要體現(xiàn)者，因此，細(xì)胞能否正常生活主要從蛋白質(zhì)代謝是否正常的角度去分析。去核后細(xì)胞質(zhì)內(nèi)仍有少量已合成的蛋白質(zhì)發(fā)揮作用，一段時間后由于無細(xì)胞核，就不能轉(zhuǎn)錄mRNA，從而不能再合成新的蛋白質(zhì)，因而不久便消失退化。單獨(dú)的細(xì)胞核，由于失去了細(xì)胞質(zhì)所提供的營養(yǎng)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)組實(shí)驗?zāi)苷f明質(zhì)對核的重要性。細(xì)胞質(zhì)能為細(xì)胞核提供ATP、蛋白質(zhì)、酶、核苷酸等物質(zhì)。 (3)核對質(zhì)的重要作用主要體現(xiàn)在核內(nèi)DNA轉(zhuǎn)錄形成信使RNA，信使RNA在細(xì)胞質(zhì)核糖體上指導(dǎo)合成各種蛋白質(zhì)性質(zhì)的物質(zhì)。,1下列能充當(dāng)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間通道的是 ( ) A核膜 B胞間連絲 C核孔 D外連絲 答案：C 解析：核孔是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間的物質(zhì)交換通道。 2細(xì)胞核行使遺傳功能的重要結(jié)構(gòu)是 ( ) A核膜及核孔 B球狀結(jié)構(gòu)的核仁 C串珠狀的染色質(zhì)絲 D纖維結(jié)構(gòu)的核骨架 答案：C 解析：細(xì)胞核中行使遺傳功能的重要結(jié)構(gòu)是染色質(zhì)。,3下列物質(zhì)，只能通過核孔入核或出核的是( ) A水和脂質(zhì)分子 B組蛋白和RNA分子 C帶電荷的離子和小分子 D不帶電荷的小分子 答案：B 解析：組蛋白和RNA分子是大分子物質(zhì)，只能通過核孔出入細(xì)胞。,4細(xì)胞遺傳特性和代謝活動的控制中心是( ) A細(xì)胞膜 B細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C線粒體 D細(xì)胞核 答案：D 解析：細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)通過轉(zhuǎn)錄形成的信使RNA在細(xì)胞質(zhì)的核糖體中合成蛋白質(zhì)類物質(zhì)(含酶)，細(xì)胞中化學(xué)反應(yīng)，代謝活動都是在酶的催化下進(jìn)行的，蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者，核酸是生命活動的最終控制物質(zhì)。,5細(xì)胞核中分布著一些容易被_染成深色的物質(zhì)，這些物質(zhì)主要由_和_構(gòu)成。在細(xì)胞分裂間期，這些物質(zhì)呈細(xì)絲狀，即_；在分裂期，它們又高度螺旋化，縮短變粗，成為柱狀或桿狀的_。因此，_和_是同一種物質(zhì)在不同分裂時期中的兩種形態(tài)。 答案：堿性染料 DNA 蛋白質(zhì) 染色質(zhì) 染色體 染色質(zhì) 染色體,解析：細(xì)胞核中分布著一些容易被洋紅液或蘇木精等堿性染料染成深色的物質(zhì)，是染色質(zhì)。染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成。在細(xì)胞分裂間期，染色質(zhì)呈細(xì)長的絲狀，并且交織成網(wǎng)狀，這是細(xì)胞分裂間期遺傳物質(zhì)存在的特定形態(tài)；在細(xì)胞分裂期，細(xì)絲狀的染色質(zhì)又高度螺旋化，縮短變粗，成為柱狀或桿狀的染色體。因此，染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在不同時期的兩種形態(tài)。,