3.3 细胞核的结构与功能 课件-2024-2025学年高一上学期人教版（2019）生物必修1

第3节 细胞核的结构与功能 第3章 细胞的基本结构 问题探讨 从母牛乙的体细胞中取出细胞核，注入母牛甲去核的卵细胞中，移植后的细胞经细胞分裂形成早期胚胎，将胚胎移植入母牛丙的子宫内。出生的小牛几乎与母牛乙的性状一模一样，称之为“克隆牛”。 讨论 克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明了什么？ 问题探讨 牛甲 体细胞 取核 牛乙 卵母细胞 去核 核移植 胚胎 移植 犊牛 ？ 出生 说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。 克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明了什么？ 思考:所有真核细胞都有细胞核吗？有的话，数量只能是一个吗？ 哺乳动物的红细胞在发育成熟的过程中，核逐渐退化，为携带氧的血红蛋白腾出空间。 筛管细胞为了提高运输效率，细胞核和其他细胞器就退化了，而完全靠伴胞养活。所以成熟的筛管细胞是没有细胞核的。 骨骼肌 骨骼肌是由肌管组成的，肌管是由单个的成肌细胞融合而成的，故有多个细胞核。 草履虫 常见的草履虫具有两个细胞核；一个大核，主要对营养代谢起重要作用；一个小核，主要与生殖作用有关。 思考:所有真核细胞都有细胞核吗？有的话，数量只能是一个吗？ 白美西螈 黑美西螈 资料1：美西螈核移植实验 一、细胞核的功能 1.细胞核功能的探究 (1)黑白美西螈核移植实验(资料1) ①实验过程(如图) ②实验结果: 移植后发育长大的美西螈，全部是黑色的。 资料1：美西螈核移植实验 讨论1. 美西螈的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系？这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？ 美西螈的皮肤颜色是皮肤表皮细胞内的黑色所决定的。表皮细胞内合成了黑色素，是皮肤呈褐色，不能合成黑色素的，皮肤呈白色。 细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。 ③实验结论: 美西螈的肤色受细胞核的控制。 资料1：美西螈核移植实验 去核 取核 重组细胞 思考:该实验设计的严谨吗?若要增加一组实验进一步增强实验的说服力，该如何做？ 将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出，移植到黑色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈，全部是白色的。 资料2：蝾螈受精卵横缢实验 ①实验过程与结果 蝾螈 受精卵 无核部分 有核部分 横缢 不分裂 分裂 挤入 一个核 发育为正常胚胎 发育为正常胚胎 （慢） （快） 资料2：蝾螈受精卵横缢实验 ①实验过程与结果 讨论2.从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？ 蝾螈 受精卵 无核部分 有核部分 横缢 不分裂 分裂 挤入 一个核 发育为正常胚胎 发育为正常胚胎 （慢） （快） 没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。 讨论 ②实验结论: 细胞的分裂与分化受细胞核的控制。 本实验既有相互对照，又有自身对照。 资料2：蝾螈受精卵横缢实验 ①实验过程与结果 ②实验结论: 变形虫的分裂、生长、再生等生命活动受细胞核控制 即细胞核是变形虫生命活动的控制中心。 资料3：变形虫切割实验 ①实验过程与结果 1、实验发现细胞核或细胞质单独存在时，都很快死亡，这说明什么问题？ 细胞核与细胞质是相互依存的，细胞只有保持结构的完整性，才能完成正常的生命活动。 2、该实验是如何设计对照的？ 一半有核，一半没核形成对照，有核部分后又取出核形成前后对照，取出核后又再次植入细胞核形成前后对照。 资料3：变形虫切割实验 伞形伞藻 菊花形伞藻 资料4：伞藻的嫁接和核移植实验 ①伞藻形态结构 伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分组成，细胞核在基部(假根)。伞藻的形态主要是看“帽”的形态。 帽(菊花形) 帽(伞形) 柄 假根 柄 假根 资料4：伞藻的嫁接和核移植实验 ②伞藻的嫁接实验 结论: 实验过程与结果如下图所示： 伞藻的形态(伞帽)与伞藻的假根有关。 资料4：伞藻的嫁接和核移植实验 ③伞藻的核移植实验 结论: 伞藻的形态(伞帽)受细胞核控制。 排除了假根中其他物质的干扰 资料4：伞藻的嫁接和核移植实验 思考·讨论 5. 结合克隆牛的实例，你认为生物体性状的遗传与细胞核有什么关系？克隆牛所有细胞核，是否都来源于母牛乙体细胞的细胞核？ 克隆牛是由重组的卵细胞发育成的。重组细胞包含了母牛乙的细胞核和母牛甲的细胞质。由这一重组细胞发育成的克隆牛性状几乎与母牛乙一模一样，这说明性状是由细胞核决定的。 克隆牛所有的细胞都来自重组细胞的细胞分裂，其细胞核中的遗传物质与母牛乙的遗传物质相同。 细胞核的功能总结： 资料1：黑白美西螈核移植实验 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 肤色遗传受细胞核控制 伞藻形态遗传受细胞核控制 细胞核控制细胞的遗传 资料2：蝾螈横溢实验 资料3：变形虫切割实验 细胞分裂、分化等受细胞核控制 细胞分裂、生长等受细胞核控制 细胞核控制细胞的代谢 细胞核控制着细胞的代谢和遗传。 细胞核是细胞的控制中心。 【检测】下列关于细胞核的功能说法错误的是（ ） A、蝾螈受精卵横缢实验说明没有细胞核就不能进行细胞的分裂和分化 B、伞藻嫁接实验说明生物体形态结构的建成与细胞核有关 C、克隆猴产生的过程说明生物体性状的遗传主要是由细胞核控制 D、细胞核是细胞的控制中心，因为细胞核位于细胞的正中央 D 二、细胞核的结构 细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是与细胞核的结构分不开的。 核膜 ① ② ③ ④ 核仁 染色质 核孔 1.核膜 双层膜 被核孔分隔为不连续的膜 核膜上附着有核糖体 把核内物质与细胞质分隔开 24 2.核孔 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 1、核孔在不同细胞里面的数目都是一样多的吗？ 不一样,代谢越旺盛的细胞，核孔的数目越多。 2、所有的物质都可以随意进出核孔吗？ 不是，核孔是大分子物质（蛋白质、RNA等）进出细胞核的通道；一些小分子和离子可以通过核膜进出细胞核；有些物质不能出入细胞核，如细胞核内的DNA分子。 核孔和核膜控制物质进出具有选择性 25 3.核仁 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 不一样，蛋白质合成量越多的细胞，核仁越大 核仁在不同细胞里面一样大小吗？ 26 4.染色质 染色质因容易被碱性染料染成深色而得名。 主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。 27 DNA 蛋白质 染色质 染色体 染色质 (细胞分裂间期、末期) 染色体 (细胞分裂前、中、后期) 高度螺旋、变短变粗 解开螺旋、 恢复细长丝状 染色质和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态 光学显微镜下不可见 光学显微镜下可见 染色质和染色体的关系 染色质和染色体的关系 项目 染色质 染色体 不同点 存在时期 分裂结束时 细胞分裂时 形态 极细的丝状 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 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，转化关系为： 染色质 染色体 高度螺旋化、缩短变粗（分裂时） 解螺旋、成为细丝状（分裂结束） DNA 细胞核 染色质 遗传信息 亲代传递给子代，保证了亲子代在遗传性状的一致性。 “蓝图” 物质合成 能量转换 信息交流 控制 遗传信息库 遗传 代谢 控 制 中 心 控 制 中 心 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 请结合细胞核的结构解释为什么细胞核能够控制细胞的代谢和遗传？ 细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。 细胞是生物体结构和功能的基本单位 细胞是生物体代谢和遗传的基本单位 细胞核：控制区（代谢和遗传的控制中心） 细胞质：完成区（代谢中心） 模型构建 模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。 物理模型 数学模型 概念模型 1、物理模型 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 流动镶嵌模型 DNA分子双螺旋结构模型 动植物亚显微结构模式图 思考：拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是建立细胞的物理模型吗？ 实物、实物的照片就是原型 模型构建 2、概念模型 模型构建 用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来，将生命现象和活动规律阐明清楚的模型。 35 用来描述一个系统或它的性质的数学形式。 模型构建 3、数学模型 36 【检测】下列有关细胞核的叙述，错误的是(　　) A. 细胞核是细胞新陈代谢的主要场所 B. 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 C. 细胞核是遗传物质储存和复制的场所 D. 细胞核具有双层膜 A 细胞新陈代谢的控制中心是细胞核，主要场所是细胞质基质 37 【检测】细胞核是由核膜、染色质、核仁、核孔组成的，下列相关叙述中不正确的是(　　) A．核膜是双层膜，把核内物质与细胞质分开 B．染色质主要由DNA和蛋白质组成 C．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 D．核孔实现了细胞间的信息交流 D 38 【检测】细胞是一个有机的统一整体。下列有关叙述错误的是(　　) A. 细胞只有保持结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动 B. 病毒没有细胞结构，病毒的生命活动只有在宿主的活细胞中才能完成 C. 离开细胞的细胞器，如叶绿体和线粒体等也能独立地完成所有生命活动 D. 离开细胞的细胞器，如叶绿体和线粒体等不能独立地完成所有生命活动 C 39 Lavf58.30.100 $$