高中生物苏教版必修一教学案第三章 第二节 第3课时 细胞核及生物膜系统含答案.docx

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高中生物苏教版必修一教学案第三章第二节第3课时细胞核及生物膜系统含答案

学习目标：

1.概述细胞核的结构和功能

2．举例说明生物膜系统的概念、组成和功能

3．分析分泌蛋白的合成和分泌过程

4．举例说明细胞是一个有机的整体

2019-2020年高中生物苏教版必修一教学案：

第三章第二节第3课时细胞核及生物膜系统（含答案）

一、细胞核的结构和功能

1．结构

（1）核膜：

双层膜，把核内物质与细胞质分开。

（2）核孔：

实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，是蛋白质和RNA等大分子物质进出细胞核的通道。

（3）核仁：

与核糖体中RNA的合成有关。

（4）染色质

2．功能

（1）是储存和复制遗传物质DNA的主要场所。

（2）是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

3．观察DNA和RNA的分布实验

（1）染液：

特定染液，如吡罗红甲基绿。

（2）原理：

甲基绿与DNA选择性结合显示绿色或蓝色，吡罗红与RNA选择性结合显示红色。

（3）结论：

DNA主要存在于细胞核中，RNA主要存在于细胞质中。

二、生物膜系统

1．组成：

由真核细胞中的细胞膜、核膜以及由膜围绕而成的细胞器共同构成。

2．特点：

在结构和功能上是紧密联系的统一整体。

3．功能

（1）参与分泌蛋白的合成和运输。

（2）保证了各种生化反应有序而高效地进行。

（3）参与细胞与外部环境之间的物质运输、能量转换和信息传递。

[牛刀小试]

1．判断下列说法是否正确

（1）核膜的主要化学成分是磷脂分子和蛋白质分子。

（√）

（2）不同细胞内，核仁的大小和数量都是一定的。

（×）

（3）核仁是遗传物质储存的场所，易被碱性染料染成深色。

（×）

（4）只有等到细胞停止分裂后，才能观察到染色体。

（×）

（5）细胞膜、叶绿体的内膜与外膜、内质网膜与小肠黏膜都属于细胞内的生物膜系统。

（×）

（6）所有的酶都在生物膜上，没有生物膜生物就无法进行各种代谢活动。

（×）

（7）生物膜的组成成分和结构都是一样的，在结构和功能上紧密联系。

（×）

2．下列有关生物体结构及功能的叙述，不正确的是（　　）

A．生物都有DNA和染色体

B．细胞核和细胞质保持连续的物质交换

C．细胞质中的代谢反应最终受细胞核控制

D．染色质和染色体着色特性相同

解析：

选A　生物都有遗传物质，但并非都具有DNA和染色体，如病毒、原核生物都无染色体。

3．思考探究

（1）同一个生物体内所有细胞核的内部结构都相同吗？

提示：

不完全相同，如在细胞有丝分裂过程中，核仁会周期性地消失和重现。

（2）精子几乎无细胞质，哺乳动物成熟红细胞无细胞核，它们的存活时间都很短，由此说明了什么？

提示：

说明了细胞核与细胞质具有相互依存的关系。

（或细胞只有保持结构上的完整性，才能正常地进行各项生命活动。

）

（3）科学家提供35S标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞，测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化，结果如图所示，你能说出a、b、c所代表的膜结构名称及放射性标记出现的先后顺序吗？

提示：

a、b、c所代表的膜结构名称及放射性标记出现的先后顺序为：

a内质网膜―→c高尔基体膜―→b细胞膜。

[重难突破]

一、细胞核的结构及其功能

名称

特点

功能

核

膜

和

核

孔

①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着

②在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建

③核膜是不连续的，其上有核孔

④核膜具有选择透过性

①化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行

②控制物质进出，小分子、离子通过核膜进出，大分子物质通过核孔进出

核

仁

①折光性强，易与其他结构区分

②在有丝分裂中周期性地消失和重现

参与某些RNA的合成及核糖体的形成

染

色

质

①易被碱性染料染成深色

②由DNA和蛋白质组成

③与染色体的关系：

是遗传物质的主要载体

[特别提醒]

代谢旺盛的细胞的特点

（1）自由水含量相对较高；

（2）细胞膜上蛋白质含量和种类较多；

（3）核质之间物质交换频繁，核孔数量多；

（4）蛋白质合成旺盛，核仁较大。

二、分泌蛋白的形成与分泌过程

细胞结构

附有核糖体的内质网

高尔基体

靠近细胞膜的囊泡

放射性颗粒出

现的时间/min

　　　3

17

　　117

　　　　　　　　　表丙

从图甲中可以直接看到，在分泌蛋白的形成与分泌过程中，几种细胞器之间的协作关系。

表格丙中的信息较为直接，可以很容易看出分泌蛋白的合成、加工和运输经过的场所及先后顺序。

图乙也可较为直观地表示出来，不仅表示了放射性出现的先后顺序，而且还表示了某结构中放射性颗粒数的变化。

三、各种生物膜之间的联系及功能

1．在化学组成上的联系

（1）相似性：

各种生物膜在化学组成上大致相同，都主要由脂质和蛋白质组成。

（2）差异性：

不同生物膜的功能不同，组成成分的含量有差异，如代谢旺盛的生物膜（如线粒体内膜）蛋白质含量高；与细胞识别有关的细胞膜糖类含量高。

2．在结构上的联系

3．生物膜系统的功能

[考向聚焦]

[例1]　如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图，请据图回答（在[　]中填标号，在________上填相应的名称）：

（1）只有在________细胞中，使用________显微镜才能观察到该图表示的结构。

（2）[3]______主要由核糖体中合成的物质以及______共同组成，前者进入细胞核的通道是[　]________。

（3）与RNA合成及核糖体组装有关的结构是[　]

________。

（4）一同学将乙图伞藻的细胞核与伞部去掉，并将甲伞藻的细胞核移入乙中，则长期存活下来的乙伞藻其外形是________。

[解析]　

（1）该图为真核细胞细胞核的亚显微结构模式图。

（2）[3]为染色质，其主要成分为蛋白质和DNA，蛋白质进入细胞核的通道为核孔。

（3）核仁与RNA及核糖体的形成有关。

（4）伞藻的外形应取决于细胞核。

[答案]　

（1）真核　电子　

（2）染色质　DNA　[2]核孔　（3）[4]核仁　（4）B

[例2]　在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，经检查发现放射性同位素依次出现在如图中1、2、3、5、6、7部位。

请据图回答：

（1）图中[7]是一种__________，在[2]________中进行加工。

[1]的功能是________。

（2）[7]在[3]________中形成成熟蛋白。

[5]来自[　]（填标号）。

（3）用标号表示[7]的运输过程：

____________________________。

（4）[7]的合成、加工和运输过程所需的大量能量是由[　]________供给。

[解析]　由图可知1是核糖体、2是内质网、3是高尔基体、4是线粒体、5是分泌小泡、6是细胞膜、7是分泌蛋白。

分泌蛋白的形成过程中，氨基酸先在核糖体上合成多肽，再经内质网加工和运输，在高尔基体上成熟，形成分泌小泡后，与细胞膜融合并将分泌蛋白排出细胞。

在此过程中，线粒体为分泌蛋白的形成提供能量。

[答案]　

（1）分泌蛋白　内质网　合成肽链　

（2）高尔基体　3　（3）2→3→5→6　（4）[4]线粒体

[方法技巧]

解分泌蛋白形成题目的“三看法”

细胞器分工合作的典例是分泌蛋白的形成，解题时，可从三个方面进行分析。

一看标记氨基酸出现的先后顺序：

核糖体→内质网→小泡→高尔基体→小泡→细胞膜（→胞外）。

二看膜面积变化的结果：

内质网面积缩小，细胞膜面积增大。

三看与分泌蛋白形成有关的细胞器：

核糖体（蛋白质的装配机器）、内质网（加工车间）、高尔基体（包装）和线粒体（提供能量）。

填充：

①核膜　　　②核仁　　　③核孔　　　④核膜

⑤细胞膜　⑥囊泡膜　⑦高尔基体膜

[关键语句]

1．细胞核是真核细胞最显著和最重要的结构之一，主要由核膜、核仁、染色质等组成。

2．核膜由内外两层膜构成，其上有核孔，核孔是细胞核和细胞质之间进行物质交换的通道，核膜上还有多种酶。

3．染色质是指细胞核内被碱性染料染成深色的物质，主要由DNA和蛋白质组成，它与染色体是同一种物质在不同时期的两种表现形态。

4．细胞核是储存和复制遗传物质DNA的主要场所，也是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

5．真核细胞中，细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上是紧密联系的统一整体，它们形成的结构体系称为细胞的生物膜系统。

6．细胞只有保持完整性，才能正常地完成各种生命活动。

1．下列结构属于生物膜系统的是（　　）

①线粒体内膜　②叶绿体类囊体薄膜　③细胞壁　④溶酶体膜　⑤核糖体　⑥核膜

A．②③④⑤⑥　　　　　B．②③④⑥

C．④⑥D．①②④⑥

解析：

选D　细胞中生物膜系统包括细胞器膜，如题干中的①②④，还有核膜⑥以及没有提到的细胞膜。

核糖体没有膜结构，细胞壁不属于生物膜系统。

2．如图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，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：

选C　在缺乏对照的情况下，仅根据图示所进行的操作和实验现象，无法得出细胞核的功能，只有在设置对照的情况下，才能得出细胞核是细胞的遗传和代谢的控制中心。

3．如图表示在胰岛B细胞中，将胰岛素原分子的C段切除后加工成具有活性的胰岛素，并被包装在囊泡中的过程。

胰岛素和C段肽链在被排出胰岛B细胞前，一直储存在此囊泡中。

该过程发生的场所应是（　　）

A．核糖体　　　　　　B．细胞核

C．高尔基体D．细胞质基质

解析：

选C　胰岛素和C段肽链在被排出胰岛B细胞前，一直储存在此囊泡中，说明此囊泡是由高尔基体脱落形成的。

4．如图表示分泌蛋白的合成、加工和运输过程，①、②、③表示细胞器，a、b、c表示某些过程。

下列说法中错误的是（　　）

A．①、②、③是内质网、高尔基体和线粒体

B．该过程可以说明细胞器的结构和功能之间具有密切的联系

C．a表示脱水缩合过程，b、c表示蛋白质的加工及运输过程

D．图解中的过程在原核细胞中也可以进行

解析：

选D　分泌蛋白的合成、运输、加工过程可以反映细胞器之间在结构和功能方面具有密切的联系。

蛋白质的合成场所是核糖体，合成出的多肽经内质网进行加工，然后运输到高尔基体进一步加工，再以运输小泡的形式运输到细胞膜，最后分泌到细胞外，整个过程需要线粒体提供能量。

图解中的过程只能发生在真核细胞中，因为原核细胞没有内质网、高尔基体和线粒体等多种细胞器。

5．下面为细胞核结构模式图，据图回答：

（1）图中对核内物质起屏障作用的是[　　]________，它是由________层膜构成的，细胞质合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的[　　]________进入细胞核的。

（2）细胞核行使遗传功能的重要结构是[　　]________，遗传信息存在于其组分的________上。

（3）结构[②]________的功能是___________________________________________。

（4）简要指出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上存在的差异。

________________________________________________________________________。

解析：

细胞核由核膜（上有核孔）、染色质、核仁等组成，染色质由DNA和蛋白质组成。

原核细胞没有由核膜包被的细胞核，只有拟核，DNA分子是裸露的。

答案：

（1）[③]核膜　两　[④]核孔　

（2）[①]染色质　DNA　（3）核仁　与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关　（4）原核细胞的拟核无核膜、核孔、核仁和染色质等结构，其DNA分子是裸露的

（时间：

30分钟；满分：

50分）

一、选择题（每小题2分，共20分）

1．下列不属于细胞核功能的是（　　）

A．是遗传物质储存和复制的场所

B．是控制生物遗传的中心

C．是控制细胞代谢活动的中心

D．是细胞物质代谢和能量代谢的主要场所

解析：

选D　细胞物质代谢和能量代谢的主要场所是细胞质基质。

2．如图所示为再生能力很强的原生动物喇叭虫，将其切成①②③三截（图中a.纤毛；b.细胞核；c.根部），能再生成喇叭虫的是（　　）

A．①　　　　　　　　　　　B．②

C．③D．①②③

解析：

选B　①～③中，只有②含细胞核，细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，故只有②能再生成新个体。

3．大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。

这可支持以下哪种说法（　　）

A．细胞中的蛋白质主要是由核仁合成的

B．核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关

C．无核仁的细胞往往不能合成蛋白质

D．DNA的转录与翻译通常发生在核仁中

解析：

选B　核糖体参与蛋白质合成，蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁，说明核仁参与核糖体必需物质的合成。

4．如图为细胞内某种物质合成与转运的示意图，正确的说法是（　　）

A．图中含有核酸的结构只有细胞核与①

B．物质a经②→③→⑤→⑥分泌出细胞，说明细胞的各种生物膜在结构上具有一定的连续性

C．与细胞器②有直接联系的膜结构有核膜、③和⑥

D．将该细胞置于低渗溶液中，其体积会变化说明细胞膜具有一定的流动性

解析：

选B　该细胞中含有核酸的结构为细胞核、核糖体、线粒体；高尔基体与内质网间通过囊泡“间接”相连；细胞在低渗溶液中发生体积变化表明细胞膜具“选择透过性”。

5．（2016·扬州高邮高一期末）为了研究豚鼠胰腺腺泡细胞内分泌蛋白的形成和分泌过程，研究人员向胰腺腺泡细胞内注射一定量3H标记的亮氨酸后，追踪观察放射性在细胞内的分布情况，正确的结果是（　　）

A．培养一段时间后，细胞膜外能观察到3H标记

B．内质网是首先观察到3H标记的细胞器

C．高尔基体是首先观察到3H标记的细胞器

D．3H标记先出现在高尔基体后出现在内质网

解析：

选A　3H标记的亮氨酸是合成分泌蛋白的原料，因此培养一段时间后，细胞膜外能观察到3H标记，A正确；核糖体是首先观察到3H标记的细胞器，B、C错误；3H标记先出现在内质网后出现在高尔基体，D错误。

6．某同学利用甲基绿对大肠杆菌进行染色处理，若操作正确，则他会观察到大肠杆菌细胞的哪一部分结构被染成绿色（　　）

A．细胞膜B．细胞核

C．核糖体D．拟核

解析：

选D　甲基绿是DNA的染色剂，大肠杆菌的DNA在拟核。

7．如图甲、乙、丙分别表示细胞或细胞中部分结构的模式图，据图判断下列有关描述错误的是（　　）

A．图中甲、乙、丙分别表示线粒体、细胞核、细菌

B．三种结构中都有由DNA和蛋白质构成的染色体

C．从结构上看，甲和乙的相同点是都具有双层膜结构

D．甲、乙、丙中都含有DNA

解析：

选B　根据细胞结构的特点可以判断甲表示线粒体，乙表示细胞核，丙表示细菌。

线粒体和细胞核均具有双层膜结构。

甲是线粒体，其中含有少量的DNA；乙是遗传物质DNA的主要贮存场所，含有大量的DNA；丙为原核细胞，其内含有裸露的环状DNA分子。

三种结构中只有细胞核中存在染色体（主要由DNA和蛋白质构成）。

8．（山东高考）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：

选D　核孔是某些大分子的运输通道，包括蛋白质和RNA等，核孔的数目与代谢水平呈正相关，四个选项中合成蛋白质能力最弱的是口腔上皮细胞。

9．（安徽高考改编）生物膜将真核细胞分隔成不同的区室，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会相互干扰。

下列叙述正确的是（　　）

A．细胞核是mRNA合成和加工的场所

B．高尔基体是肽链合成和加工的场所

C．线粒体是细胞呼吸的主要场所

D．溶酶体合成和分泌多种酸性水解酶

解析：

选A　在真核细胞内，mRNA合成和加工可发生在细胞核中，A项正确；肽链的合成场所是核糖体，B项错误；细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型，线粒体是有氧呼吸的主要场所，C项错误；水解酶的本质是蛋白质，而蛋白质的合成场所是核糖体，D项错误。

10．下面是某细胞在进行某生命活动前后几种生物膜面积的变化图，在此变化过程中最可能合成（　　）

A．血红蛋白B．性激素

C．呼吸酶D．抗体

解析：

选D　分泌蛋白合成过程中从合成至分泌到细胞外，经过了核糖体、内质网、高尔基体和细胞膜等结构，内质网可以“出芽”，形成的囊泡包裹着运输的蛋白质与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分，高尔基体对其进行进一步修饰和加工，然后形成包裹着蛋白质的囊泡，移动到细胞膜，与细胞膜融合，将蛋白质分泌出去，因此在此过程中，细胞膜的膜面积增大，内质网的膜面积减小，高尔基体的膜面积基本不变。

二、非选择题（共30分）

11．（8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，来培养某哺乳动物的乳腺细胞，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），以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线（如图乙所示）。

请结合图示回答下列问题：

（1）请判断图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次是______________。

高尔基体在此过程中所起的作用是_________________________________________________________。

（2）请判断图乙中的d、e、f曲线所代表的生物膜所属的细胞结构依次是________________________________________________________________________。

（3）导致f曲线先增加后减少的原因是_______________________________________。

解析：

（1）由分泌蛋白的合成和分泌的途径可知，a、b、c曲线所代表的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体。

高尔基体的作用是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囊泡。

（2）由于内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可通过产生具膜小泡进行相互转化，故可判断d、f、e曲线所代表的依次为内质网、高尔基体、细胞膜之间的生物膜面积的大小变化。

（3）详见答案。

答案：

（1）核糖体、内质网、高尔基体　高尔基体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囊泡　

（2）内质网、细胞膜、高尔基体　（3）内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，囊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，再以囊泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，又导致高尔基体膜面积减少

12．（12分）研究人员用黑色美西螈的受精卵做了如下实验，请据图分析：

（1）实验

（一）的结果说明___________________________________________________。

（2）单独的细胞核不能生存的原因是_________________________________________。

（3）对比实验

（一）和实验

（二）可说明__________________________________________。

（4）导致实验（三）结果的原因可能是_________________________________________。

解析：

（1）实验

（一）显示单纯的细胞核或细胞质都不能独立存活。

（2）细胞质可为细胞核的生存提供营养物质和ATP。

（3）由

（一）、

（二）可表明，细胞是一个有机的统一整体，细胞核与细胞质相互依存，密不可分。

（4）实验（三）中移入其他种的细胞核可能会导致排异现象发生，核质不能成功融合，从而导致细胞死亡。

答案：

（1）细胞核和细胞质彼此分离之后都不能单独生存　

（2）没有营养物质和能量供应　（3）细胞是一个有机的统一整体，细胞核与细胞质相互依存，密不可分　（4）异种细胞的细胞核与细胞质不能融合

13．（10分）设计一个简单的实验方案，验证组成染色体的成分有DNA和蛋白质。

（1）实验原理：

蛋白质遇双缩脲试剂发生紫色反应，DNA与甲基绿试剂混合呈现绿色。

（2）材料用具：

染色体提取液、稀释的蛋清水溶液、DNA提取液等（其他材料用具自选）。

（3）实验步骤：

①取洁净的试管4支，分别编号为1、2、3、4。

②取1、2号试管，分别加入等量的染色体提取液和______________；取3、4号试管，分别加入等量的________________和________________。

③在1、2号试管中滴加等量的______________；在3、4号试管中滴加等量的________________。

④对比观察1号和2号，3号和4号试管中的颜色变化。

（4）实验结果：

1号和2号试管_________，证明染色体中含有蛋白质成分；3号和4号试管__________，证明________________________________________________________。

解析：

本实验遵循生物实验中常用的对照原则和单一变量原则，1、2号试管对照，变量是含蛋白质的物质，通过颜色对比来验证染色体中含有蛋白质成分；3、4号试管对照，变量是含DNA的物质，通过颜色对比来验证染色体中含有DNA成分。

第一步，分组编号：

取4支试管，编号为1、2、3、4。

第二步，设置对照实验：

因需鉴定两种成分，故应设置两个对照实验组，即向1、2号试管中分别加入等量的染色体提取液和稀释的蛋清水溶液，用于鉴定蛋白质存在；向3、4号试管中分别加入等量的染色体提取液和DNA提取液，用于鉴定DNA的存在。

第三步，实验条件处理：

依据实验原理，向1、2号试管中加入双缩脲试剂；向3、4号试管中加入甲基绿试剂。

第四步，观察对比。

分别对比1号和2号试管，3号和4号试管的颜色变化。

依据实验原理，结合实验现象，分析实验结论。

答案：

（3）②稀释的蛋清水溶液　染色体提取液　DNA提取液　③双缩脲试剂　甲基绿试剂　（4）都呈现紫色　都呈现绿色　染色体中含有DNA成分