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细胞核的结构和功能

【学习目标】1．识记细胞核的大小、形态。

2．理解原核细胞的基本结构。3．应用真核细胞核的结构和主要功能。

【学习障碍】1．理解障碍

(1)如何理解真核细胞细胞核的结构及功能？

(2)如何理解真核、原核细胞的的异同？

(3)如何理解细胞结构完整性对生命活动的意义？

2．解题障碍

如何判断哪些生物是真核生物、原核生物？

【学习策略】

1．理解障碍的突破

(1)用“图解法”和“结构与功能相统一”的学科思想理解真核细胞细胞核的结构及功能。

①用“图解法”掌握真核细胞细胞核的基本结构：

核的结构组成

结构

包围在核的外面，双层，上有许多核孔

功能

把细胞质和核内物质分开；核孔核膜

是某些大分子运输的通道。膜上有大量的多种酶，利于各种化学反应的进行

易被碱性染料染色，呈细染色质

长的丝状，由DNA和蛋白质组成

核仁

核质

匀质球形小体，折光性较强

无色透明的胶状液体

是染色质与核仁的生活环境

与核糖体RNA的合成有关

细胞分裂期，可形成染色体，是遗传物质主要的载体

关于染色质与染色体的相互转化如下图所示：

［例1］有人将鼠的肝细胞间期细胞核破坏，在电镜下观察染色质，发现染色质呈串球状的细丝，其粗度为10 nm。将分裂细胞中的细胞核温和破坏后，在电镜下观察发现，染色单体是由粗度约30 nm的细线螺旋化和折叠后形成的，30 nm的细线是由10 nm的细丝螺旋化而成，这个事实说明了________________________。

解析：用“图解法”解。

答案：染色质与染色体是同种物质在细胞周期不同时期的两种形态

②运用“结构与功能相统一”的学科思想理解细胞核的功能：

细胞核的功能：由于

DNA是遗传物质，它主要存在于染色体上，而染色体又是细胞核的组成部分，说明细胞核是遗传物质储存和复制的场所，是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。

1

[例2]下图为两种单细胞伞藻的幼体相互嫁接的实验过程示意图，图中所表示的实验结果说明___________________。

(2)用“并列比较法”掌握原核细胞与真核细胞的异同。

大小

原核细胞

较小(1 μm～10 μm)

没有由核膜包围的典型的细胞核，只细胞核

是把遗传物质储存、复制的场所称拟核

遗传物质

细胞器

细胞壁

以DNA分子存在

只有核糖体

细胞壁不含纤维素，主要成分是糖类与蛋白质形成的化合物(肽聚糖) 细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体的细胞

以染色体形式存在

有线粒体等多种细胞器

细胞壁的主要成分是纤维素和果胶

真菌、绝大多数动植物细胞

真核细胞

较大(10 μm～100 μm)

有成形的、真正的细胞核，有核膜、核仁

举例

注意：拟核不等于无核，所以在答题时，不可叙述为：真核细胞与原核细胞的区别是“有无细胞核”。

解析：用“图解法”解。由上图看出，种甲的帽为伞形，种乙的帽为菊花形。将种甲的带核部分与种乙的伞柄(不带核)嫁接，长出的帽形状与种甲的帽形状相同，为伞形；将种乙的带核部分与种甲的伞柄(不带核)嫁接，长出的帽形状与种乙的帽的形状相同，为菊花形。说明帽的形状是由细胞核内的遗传物质控制的。

答案：帽的形状是由细胞核内的遗传物质控制的

点评：伞藻嫁接实验是证明细胞核功能的经典实验，通过此题要加深对细胞核功能的理解。

[例3]下列四组生物中，细胞结构最相似的是

A．变形虫、水绵、香菇

B．烟草、草履虫、大肠杆菌

C．小麦、番茄、大豆

D．酵母菌、灵芝、豌豆

解析：用“并列比较法”解。细胞分动物细胞和植物细胞，又可分为原核细胞和真核细胞。本题中，变形虫、草履虫为单细胞原生动物，香菇、酵母菌、灵芝为真菌，大肠杆菌为细菌，小麦、番茄、大豆、豌豆为高等植物。

答案：C (3)用“层析综合法”理解“细胞是一个有机的统一整体”，进而理解“生物体局部与整体相统一”的学科思想。

“局部与整体相统一”即整体大于部分之和。从细胞水平到个体水平到群体水平都体现

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出局部和整体相统一，离开了整体，局部无法完成正常生物学功能。希望通过[例4]体会“结构与功能相统一”和“局部与整体相统一”这两个学科思想。

①从结构上看：细胞的各个组成部分是相互联系的有机统一体。如细胞的膜结构之间的相互联系形成的膜系统，核膜、内质网膜、高尔基体膜、细胞膜等膜之间都有直接或间接的联系。

②从功能上看：细胞的不同结构虽然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等。

③从调控上看：细胞核是细胞代谢的调控中心。细胞核内的DNA通过控制蛋白质类物质的合成调控着细胞内的生命活动。

2．解题障碍的突破

(1)用“结构与功能相统一”和“局部与整体相统一”这两个学科思想理解分析问题。

[例4]用一根玻璃针将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果在去核后三天，再植回一个细胞核，这个变形虫生活正常。如下图所示。

能合成变形虫生活所必需的蛋白质等物质

(2)用“淘汰法”(排除法)解决[例5]这类问题。

“淘汰法”是指从已知问题的反面入手，将明显错误的结论或叙述逐个淘汰，已达到去伪存真，获得正确答案的目的。其实在解题时很多方法都是混合使用的，分析推理、直接判断往往都包含着去伪存真的排除过程。这里也提醒我们在学习方法时重在培养自己良好的思维习惯而不是限于方法本身。因为每一种方法都有其局限性，但良好的逻辑思想在任何新问题的解决中都是必需的。

[例5]下列生物中属于原核生物的一组是

①蓝藻

②酵母菌

③草履虫

④小球藻

⑤水绵

⑥青霉菌

⑦葡萄球菌

⑧链霉菌

A．①⑦⑧

B．①②⑥⑧

C．①③④⑦

D．①②⑥⑦⑧

解析：用“淘汰法”(排除法)解。原核生物包括蓝藻、细菌、放线菌、衣原体、支原体等。酵母菌、青霉菌属于真菌(真菌分为酵母菌、霉菌、食用菌三类)。草履虫属于原生动物，原生动物属于真核生物。小球藻、蓝藻、水绵虽然都属于藻类，但小球藻和水绵属于真核生物。葡萄球菌属于细菌(细菌分为球菌、杆菌、螺旋菌三类，因此，带有“球”“杆”“螺旋”等字的菌为细菌类)。链霉菌属于放线菌，是原核生物。

答案：A 点评：虽然原核生物种类比较少，但也约有两千多种，所以我们只需记住一些常见的，排除做答。

请根据上述结果，分析回答下列问题：

(1)正常细胞中核与质的关系是__________________。

(2)去核后的变形虫仍能生活一段时间的原因是_________________________。

(3)单独的细胞核不能生存的原因是__________________。

解析：用“结构与功能相统一”和“局部与整体相统一”观点解。

答案：(1)相互依存

(2)细胞质中仍存在变形虫生活必需的蛋白质等物质

(3)细胞核不【同步达纲练习】

1．用蛋白酶对细胞核中碱性染料染色的物质进行处理，得到了一些细丝，这些丝状物可能是

A．蛋白质

B．DNA

C．RNA

D．脱氧核苷酸

2．下列物质中，只能通过核孔出入细胞核的是

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

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3．将一黑色公绵羊的体细胞核移入到一白色母绵羊去除细胞核的卵细胞中，再将此细胞植入一黑色母绵羊的子宫内发育，生出的小绵羊即是“克隆绵羊”。那么此“克隆绵羊”为

A．黑色公绵羊

B．黑色母绵羊

C．白色公绵羊

D．白色母绵羊

5．解析：用“推理法”来解。线粒体是真核细胞特有的、参与有氧呼吸的细胞器，但有无线粒体并不能作为能否进行有氧呼吸的依据，如好氧性细菌就能进行有氧呼吸。同理，有无叶绿体也不能作为能否进行光合作用的依据，如蓝藻就有光合片层结构，上面有色素，所以就可以吸收并利用光能来合成有机物，即光合作用。任何一种生物的遗传4．人的红细胞和精子的寿命都较短，这一事实体现了

物质应是唯一

A．环境因素的影响

B．功能对寿命的决定

C．核质相互依存的关系

D．遗传因素的作用

5．下列关于原核生物的叙述中，正确的是

A．细菌无线粒体，只能进行无氧呼吸

B．蓝藻无叶绿体，不能进行光合作用

C．原核生物的遗传物质是DNA或RNA D．原核生物大多进行裂殖

参考答案

【同步达纲练习】

1．解析：用“推理法”来解。细胞核中被碱性染料染色的物质应是染色质或染色体，染色质的化学成分为蛋白质和DNA，用蛋白酶处理，因为酶的专一性，只会分解了蛋白质而不会对DNA有分解作用，所以保留下来的应该是DNA丝。

答案：B 2．解析：用“直接判断法”来解。

答案：B 3．解析：用“推理法”或“排除法”来解。重新组合的细胞，其主要的遗传物质来自黑色公绵羊的细胞核，所以生出的小绵羊的绝大部分性状应受细胞核中遗传物质的控制，即各种性状应与提供细胞核的羊一致。

答案：A 4．解析：用“生物体局部与整体相统一”的学科思想来解。

答案：C

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