高中生物北师大版必修一教学案：第3章 第3、4节 细胞核 细胞的生物膜系统 Word版含答案

第3、4节细胞核_细胞的生物膜系统1.细胞核是真核细胞中最显著与最重要的结构，其功能是贮存和复制遗传信息。2典型细胞核的结构包括核被膜、核仁、染色质(染色体)与核基质四个部分。3细胞膜、核被膜与由膜包裹的细胞器一起构成了生物膜系统。4各种生物膜在组成成分和结构上相似，在功能上密切联系，对细胞的生命活动具有重要作用。细胞核自读教材夯基础1细胞核的结构和功能(1)分布：除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数的细胞外，真核细胞都有细胞核。(2)功能：贮存和复制遗传信息。(3)结构(如下图)：核被膜：由双层膜构成，将细胞区分为核与质两部分，同时控制着核与质之间物质和信息交流。核基质：核内透明的液态胶状物质，其中含有水、无机盐、各种蛋白质等；另外，核基质中还包含核骨架结构。核仁：一般细胞有12个甚至更多的核仁。核仁是一个表面无膜的海绵球状体。主要功能是合成rRNA。核孔：是核与胞质之间进行大分子物质交换的通道。染色质(体)：染色质和染色体是同一种物质的两种不同的形态，其主要成分是DNA和蛋白质；易被碱性染料着色。跟随名师解疑难1对细胞核的功能理解(1)细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的场所，DNA携带遗传信息，并通过复制由亲代传给子代，保证了遗传信息的连续性。(2)细胞核控制着物质合成、能量转换和信息交流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。DNA可以控制蛋白质的合成，从而决定生物的性状。总之，细胞核是遗传信息库，是生物体代谢和遗传的控制中心。2细胞核的结构(1)核被膜：结构：a双层膜，外膜上附着许多核糖体，常与内质网相连。b核被膜不是完全连续的，其上具有核孔。c核被膜是生物膜，主要由磷脂和蛋白质组成。功能：a起屏障作用，把核内物质与细胞质分开。b控制离子和小分子物质进出细胞核。c核孔是大分子物质进出细胞核的通道。代谢旺盛的细胞中，核孔数量较多。(2)核仁：核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁较大。(3)染色质与染色体：项目染色质染色体不同点存在时期分裂间期分裂期形态细长的丝光镜下能看到呈圆柱状或杆状相同点成分主要是DNA和蛋白质特性易被碱性染料染成深色功能遗传物质的主要载体关系同一种物质在不同时期的两种存在状态关键一点图解染色体与染色质的转化 1染色质的主要成分是()A蛋白质和酶B蛋白质和磷脂C蛋白质和DNA D蛋白质和RNA解析：染色质是主要由DNA和蛋白质组成的一串念珠状的复合体。答案：C2下述细胞中核仁体积相对来说比较大的是()A分泌细胞 B神经细胞C肌肉细胞 D根毛细胞答案：A3右图表示再生能力很强的原生动物喇叭虫，将它切成三截(图中a：纤毛；b：大核；c：根部)，能再生成喇叭虫的部分是()A BC D解析：细胞生命活动的“蓝图”贮藏在细胞核里。细胞核是遗传特性和生命活动的控制中心，在生命活动中起着决定性作用，所以要想再生出喇叭虫，必须要有细胞核。答案：B细胞的生物膜系统自读教材夯基础生物膜系统(1)组成：具膜细胞器和细胞膜、核被膜等结构。(2)特点：各种生物膜的组成成分和结构很相似，在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调配合。(3)功能：细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性作用。丰富的膜面积为多种酶提供附着位点，有利于许多化学反应的进行。把细胞器分隔开，使细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。跟随名师解疑难1生物膜系统之间的联系(1)在化学成分上的联系：各种生物膜组成成分相似，由脂质、蛋白质和少量糖类组成，但每种成分所占的比例不同。(2)在结构上的联系： (3)在功能上的联系：在分泌蛋白的合成、运输、加工、分泌等过程中，各细胞器之间协调配合。 关键一点细胞内的高尔基体膜、内质网膜、细胞膜之间是可以相互转化的，在结构上具有一定的联系性。2生物膜系统在细胞生命活动中的作用(1)细胞膜使细胞具有相对稳定的内部环境，保证物质运输、能量转换和信息传递。如细胞膜能够控制物质的进出；细胞的分泌物(激素)与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞；精子和卵细胞之间的识别和结合。(2)广阔的膜面积提供了酶的附着位点，保证了化学反应的顺利进行。如内质网连接成网状，线粒体内膜向内折叠形成嵴，增加了酶的附着位点。(3)生物膜把细胞分隔成许多小的区域，同时进行多种反应，保证生命活动高效、有序地进行。如有氧呼吸主要在线粒体中进行，光合作用在叶绿体中进行。4组成生物膜系统的生物膜是指()A在结构上直接相连的细胞器B细胞内所有的生物膜C具有单层膜结构的细胞器D具有双层膜结构的细胞器解析：生物膜系统包括在结构和功能上直接或间接有联系的各种生物膜，如核被膜、线粒体、叶绿体等双层膜结构以及细胞膜、内质网、高尔基体、溶酶体等单层膜结构。答案：B细胞核的功能实验探究例1汉麦林(Hammerlin)的实验如下图所示，将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断(a)，再在近杯处切断(e)，此中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c)，但将此杯切掉后，不能再生第二个杯(d)；(e)处不能再生出其他部分；(a)处可以再生一完整个体(f)，将其切断后的(g)处，还可再生一完整个体。这个实验可以说明(多选)()A决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息来自细胞质B决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息可能来自于细胞核C杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同作用的结果D(b)能再生一杯是因为(b)中含有与藻杯产生有关的物质解析茎(b)中含有细胞质，但不能再生第二杯(d)，而且顶部(e)不能再生出其余部分，说明决定藻杯形态发生的遗传信息不可能来自于细胞质。茎(b)中无细胞核，最终不能再生第二杯(d)，而(a)处可以再生一完整的个体，可推测决定藻杯形态发生的遗传信息可能来自于细胞核。由题目所做实验不能确定杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质共同作用的结果。茎(b)可再生一杯，说明地中海杯状藻中间茎内有与藻杯产生有关的物质。答案BD归纳拓展细胞内含有DNA的结构有染色体、线粒体、叶绿体，其中细胞核中染色体上DNA控制的遗传称为细胞核遗传，控制着生物体大部分性状；细胞质中线粒体、叶绿体上DNA控制的遗传属于细胞质遗传，也影响生物体部分性状。1下图所示为科学家进行的蝾螈受精卵横缢实验。你认为该图最能说明()A细胞质控制着细胞的性状B细胞核控制着细胞的性状C细胞质与细胞分裂、分化密切相关D细胞核与细胞分裂、分化密切相关解析：胚胎发育过程是由一系列细胞分裂和细胞分化过程来完成的。该实验中保留细胞核的一侧组织细胞发育成了完整胚胎，而没有细胞核的一侧不发育，说明细胞核对细胞分裂、分化起重要作用。答案：D细胞的生物膜系统例2下列四项表示用3H亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内的分布情况和运输过程。其中正确的是()解析含3H亮氨酸的分泌蛋白，首先由附着在内质网上的核糖体合成后，进入附有核糖体的内质网中进行加工，然后由高尔基体包装形成分泌小泡。因此放射性物质开始在附有核糖体的内质网中较高，随后放射性物质在高尔基体中逐渐积累，最后，分泌小泡的放射性物质逐渐升高。答案C2不同细胞分泌物的分泌方式有差异。分泌物形成后，如果随即被排出细胞，这种方式称为连续分泌；如果先在分泌颗粒中贮存一段时间，待有相关“信号”刺激影响时再分泌到细胞外，称为不连续分泌。下图表示几种分泌蛋白合成和分泌的途径。据图回答：(1)在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换和信息传递过程中，起决定作用的生物膜是。(2)氨基酸脱水缩合形成肽链的场所是，对分泌蛋白进行加工的结构有_。(3)若该细胞为胰腺细胞，在受到相关信号刺激时会将蛋白质分泌到细胞外，接受信号的结构基础是_。(4)用3H标记的亮氨酸注射到胰腺细胞中进行追踪实验研究，可以发现分泌蛋白是按照(用序号和箭头填空)方向运输的，这体现了细胞内各种生物膜在功能上也是。(5)下图为胰腺细胞分泌某蛋白质前几种生物膜面积的示意图，请在图中画出该蛋白质分泌后相应几种生物膜面积的示意图。解析：(1)图中是核糖体，内质网，是高尔基体，是细胞膜，是核膜。细胞膜在物质运输、能量交换和信息传递中有重要作用。(2)分泌蛋白在核糖体上合成后，经内质网和高尔基体加工。(3)糖蛋白在细胞识别中具有重要作用。(4)分泌蛋白是按照内质网高尔基体细胞膜方向运输的。(5)在分泌蛋白加工、运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积增大。答案：(1)5细胞膜(2)核糖体内质网、高尔基体(3)糖蛋白(或糖被)(4)既紧密联系又协调配合(5)如下图所示：(满分50分时间20分钟)一、选择题(每小题3分，共30分)1细胞遗传和代谢活动的控制中心是()A细胞膜B细胞溶胶C线粒体 D细胞核解析：细胞核中含遗传物质DNA，代谢活动是由蛋白质来实现的，而蛋白质的合成是受DNA控制的。因此，细胞核控制着细胞的遗传特性和细胞的代谢活动。答案：D2.右图是科学家对单细胞伞藻进行幼体嫁接，将(甲)种伞藻的伞柄嫁接到(乙)种伞藻的假根上，长出了伞帽。下列有关评价合理的是()A该实验证明了细胞核是遗传的控制中心B该实验证明了细胞核是代谢的调控中心C欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验D第一次长出的伞帽与(乙)的伞帽特征完全相同解析：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，但要通过实验证明细胞核决定伞帽的特征，需要同时进行对照实验，以增强实验的说服力；因假根中除细胞核外还有其他物质或结构，故该实验不能证明细胞核是遗传的控制中心或代谢的调控中心；因性状的表达除受细胞核中的遗传物质控制外，还受伞柄(甲)中细胞质中遗传物质及原有的mRNA和外界环境因素的影响。答案：C3下列有关细胞核的叙述中，错误的是()A是细胞新陈代谢的主要场所B是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心C是遗传物质储存和复制的场所D具有双层膜结构解析：细胞核是细胞中最重要的部分，是细胞的“大脑”，外层包裹着核膜。核膜具有双层膜结构并具有核孔。是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心，是遗传物质储存和复制的场所。而细胞中新陈代谢的主要场所是胞质溶胶。答案：A4变形虫细胞中，有双层膜结构的一组细胞结构是()A线粒体和叶绿体 B线粒体和高尔基体C中心体和细胞核 D线粒体和细胞核解析：动物细胞中无叶绿体，具双层膜的结构有线粒体和细胞核。答案：D5以下关于染色质和染色体关系的叙述中，正确的是()A细胞不同分裂时期的不同物质B细胞不同分裂时期的同一物质C细胞同一分裂时期的同一物质D细胞同一分裂时期的不同物质解析：染色质和染色体的组成相同，都是由DNA和蛋白质组成的。它们形态不同，在间期是丝状的染色质状态，在分裂期是具有一定结构的染色体。因此，它们是同一物质在细胞不同分裂时期的两种形态。答案：B6真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是()A胰岛细胞 B造血干细胞C效应B细胞(浆细胞) D口腔上皮细胞解析：核孔是某些大分子物质的运输孔道，包括蛋白质和RNA等，核孔的数目与代谢水平成正相关，四个选项中合成蛋白质能力最弱的是口腔上皮细胞。答案：D7细胞能正常地完成各项生命活动的前提条件是()A细胞膜的选择透过性B线粒体的能量转换作用C细胞保持完整性D细胞核遗传物质的稳定性解析：细胞的各种结构都有非常重要的生理功能，细胞是生命活动的基本单位。但是细胞只有保持完整性，才能正常地完成各项生命活动。答案：C8下列细胞中，核仁较小的是()A胰腺细胞 B肿瘤细胞C神经细胞 D胚胎细胞解析：核仁与某些RNA的合成有关，凡是蛋白质合成旺盛的细胞，核仁都比较大。神经细胞寿命长，细胞内物质更换较慢，蛋白质合成少，因而核仁较小。答案：C9细胞膜、核膜及细胞器膜统称为生物膜系统，下列对生物膜系统的叙述不正确的是()A各种生物膜的化学组成和结构完全相同B细胞内广阔的膜面积为酶提供大量的附着位点，为多种化学反应的进行提供条件C细胞膜在细胞与环境之间进行物质运输、能量交换、信息传递的过程中，起重要作用D生物膜把细胞质分隔成多个微小的结构，使多种化学反应同时进行，而互不干扰解析：各种生物膜的结构和化学成分只是大体相同，它们还因功能不同而存在着差异，同时各种生物膜之间在结构上还有着直接或间接的联系。答案：A10一种细胞器的部分生物膜是怎样转移到另一种细胞器的()A随着细胞质的流动到达特定部位B从高尔基体直接到内质网C从内质网直接到达细胞膜D通过形成具膜囊泡而转移解析：各种生物膜在结构上有直接联系和间接联系，属于直接联系的如内质网膜与核膜和细胞膜可直接相连；属于间接联系的如内质网膜与高尔基体膜之间、高尔基体膜与细胞膜之间，由于彼此不直接相连，所以它们需要由一种中间形式囊泡来完成转变，从而体现生物膜在结构上的连续性。答案：D二、非选择题(共20分)11(10分)科学家对某种动物细胞中的细胞膜、核膜、线粒体内膜和线粒体外膜的化学成分进行分析，结果如下表。请据此回答：膜结构名称蛋白质(质量分数%)脂质(质量分数%)糖类(质量分数%)a49438b7624含量很少c5248含量很少d5935含量很少(1)a，b，c，d等膜结构，在生物学上统称为。(2)最可能代表细胞膜的是，因为，这与它具有的功能是相适应的。(3)最可能代表线粒体内膜的是 ，因为，这与线粒体功能是相适应的。解析：在生物学上，细胞膜、核膜和各种细胞器膜统称为生物膜系统。各种膜的基本组成相似，但又不完全相同，这是与其功能相适应的，在各种膜中只有细胞膜与细胞识别有关，因而糖蛋白含量多，含糖多于其他膜，线粒体内膜上有很多与有氧呼吸有关的酶，这些酶都是蛋白质，因而线粒体内膜的蛋白质含量要多于外膜。答案：(1)生物膜系统(2)a含糖类最多细胞识别(3)b含蛋白质最多是有氧呼吸的主要场所12(10分)作为一个生命系统，细胞内部的各种结构及其功能既相对独立又彼此联系。实验中用35S标记一定量的氨基酸，来培养哺乳动物的乳腺细胞从而研究分泌蛋白的合成过程，观测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线如图甲所示，该过程中高尔基体、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线如图乙所示，请回答下列问题：(1)甲图中的a曲线所指代的是(选填“游离”或“附着内质网上”)的核糖体。35S标记的氨基酸在的包裹运输之下在b、c中依次出现。高尔基体在此过程中所起的作用是_。(2)请判断乙图中的e曲线所指代的生物膜所属的细胞结构：。(3)导致曲线f先增加后减小的原因是_。(4)以上实验也说明：各种不同的生物膜的成分和结构(选填“相似”或“相同”)，它们之间密切联系，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。解析：细胞内的核糖体分为两种，这两种核糖体的作用也不相同，附着于内质网上的核糖体合成的蛋白质大部分被分泌到细胞外，游离在胞质溶胶中的核糖体合成的蛋白质在细胞内发挥作用，分泌蛋白在相应的核糖体上合成后，经内质网、高尔基体加工后形成成熟蛋白质，由细胞膜以胞吐方式分泌到细胞外；分泌蛋白从内质网高尔基体细胞膜的过程中，以膜包围的膜泡的形式进行转移，因此在一定时间内，它们的膜面积变化是内质网膜减小、高尔基体膜先增加后减小、细胞膜增加；内质网膜、高尔基体膜、细胞膜等生物膜结构大致相同、化学成分基本相似，是细胞各部分之间结构和功能的连续性和和统一性的保证。答案：(1)附着在内质网上膜泡对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰加工(然后形成包裹着蛋白质的膜泡)(2)细胞膜(3)内质网以膜泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，膜泡与高尔基体膜融合导致高尔基体膜面积增加；被进一步修饰加工的蛋白质，再以膜泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，导致高尔基体膜面积减小(言之有理即可)(4)相似