【情境课堂】3.3 细胞核的结构和功能-【情境课堂】2024-2025学年高一生物同步教学课件（人教版2019必修1）

细胞核的结构和功能 第三章 第3节 第三章 细胞的基本结构 本节聚焦 细胞核的结构和功能是怎样的？ 为什么说细胞核是细胞的“控制中心”？ 怎样制作真核细胞的三维结构模型？ （1课时） 情 境 2017年11月27日和12月5日，中国科学家利用体细胞克隆技术成功先后培育出两个一模一样的猴子“中中”和“华华”。 克隆猴“中中”和“华华” 问题探讨 讨论： 母牛甲：取卵细胞去核 早期胚胎 植入母牛丙子宫 克隆牛 克隆的小牛长相和谁相似？能说明什么？ 母牛乙：从体细胞中取出核 与母牛乙相似，说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。 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”。 克隆牛所有细胞的细胞核都来源于母牛乙的体细胞核。 探索新知 一 细胞核的功能 一个核（大部分） 【探索新知1】 一、细胞核的功能 眼虫 变形虫 神经细胞 口腔上皮细胞 多个核（少部分） 骨骼肌细胞 没有核（极少数） 哺乳动物成熟的红细胞 是否所有的细胞都有细胞核？且都只有一个细胞核？ 可以采取什么方案来研究细胞核的功能？ 【探索新知1】 一、细胞核的功能 【任务①】 阅读教材P54-55资料1～4，完成《金版学案》P59表格，并回答： 1.美西螈的肤色遗传受细胞核还是细胞质控制？ 指出该实验不严密之处并进行完善。 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？ 该实验是如何设置对照的？ 3.分析资料3你可以得出什么结论？ 该实验是如何设置对照的？ 4.资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质？ 伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验中，哪个实验更有说服力？为什么？ 3 细胞核有什么功能 思考 · 讨论 资料1 科学家用黑白两种美西螈（一种两栖动物）做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈，部是黑色的。 讨论1.美西螈的肤色遗传受细胞核还是细胞质控制？ 从实验设计的原则上看，该实验的设计并不严密，请指出不严密之处并进行完善？ 细胞核 可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中，进行培养作为对照，增强实验的说服力。 没有设置对照实验； 氨基酸→二肽→三肽→……→多肽→一条或几条多肽链盘曲折叠形成蛋白质。 7 细胞核有什么功能 思考 · 讨论 资料2 科学家用头发将蝶蚱的受精卵横溢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连。结果，有核的一半能分裂，无核的一半则停止分裂。当有核的一半分裂到16~32个细胞时，如果这时将一个细胞核挤到无核的一半，这一半也会开始分裂。最后两半都能发育成正常的胚胎，只是原来无核的一半发育得慢一些。 蝾螈受精卵横缢实验示意图 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？ 该实验是如何设置对照的？ 蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制！ 既有相互对照（有核和无核）又有自身前后对照（无核者重新挤入核）。 细胞核有什么功能 思考 · 讨论 资料3 科学家做过这样的实验。将变形虫切成两半，一半有核，一半无核。无核的一半虽然能消化已吞噬的食物，但不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应；电镜下可以观察到退化的高尔基体、内质网等。有核的一半情况则大不相同，照样摄食，对刺激仍有反应；失去的伸缩泡可以再生，还能生长和分裂。如果用显微钩针将有核的一半的细胞核钩出，这一半的行为就会像上述无核的一半一样。如果及时植入另一个同种变形虫的细胞核，各种生命活动又会恢复。 讨论3.分析资料3你可以得出什么结论？ 该实验是如何设置对照的？ 细胞核是细胞生命活动的控制中心！ 既有相互对照又有自身前后对照。 细胞核有什么功能 思考 · 讨论 Ⅱ.伞藻的核移植实验 Ⅰ.伞藻的嫁接实验 资料4 伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验，如下图所示。 伞柄 伞帽 假根 细胞核 讨论4.资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质？ 伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验中，哪个实验更有说服力？为什么？ 细胞核 伞藻核移植实验，这个实验可排除假根中其他物质的影响。 结合克隆牛的实例，综合以上实验分析，你认为细胞核具有什么功能？ 细胞分裂分化离不开细胞核！ 细胞核是变形虫生长、应激性的生命活动的控制中心！ 美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的！ 细胞核控制伞藻的形态结构（伞帽的形状）！ 美西螈核移植实验 伞藻嫁接核核移植实验 变形虫切割核核核移植实验 蝾螈受精卵横缢实验 细胞核控制着细胞 和 ，是细胞的控制中心！ 代谢 遗传 【探索新知1】 一、细胞核的功能 推 出 代谢 遗传 归纳总结 [例 2]下图所示实验中,将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断,再在近杯处切断,中间的茎b置于海水中可再生一杯 c,但将此杯切断后,d不能再生;e不能再生出其他部分;a可以再生一完整个体f,将其切断后产生的g,还可再生一完整个体。这个实验可以说明（ ） ①决定杯状藻形态的遗传信息来自细胞质 ②决定杯状藻形态的遗传信息可能来自细胞核 ③杯状藻的形态由细胞核和细 胞质中的遗传信息共同决定 ④b能再生一杯是因为b中含有与 藻杯产生有关的物质 A.①② B.②③ C.②④ D.③④ 对点训练 对点训练 对点训练 对点训练 对点训练 对点练习 《金版学案》P61 C 情境(续) “中中”和“华华”几乎一模一样，是因为两只猴子有着一样的“控制中心”，精确地指挥和调控着猴子细胞的各项生命活动。接下来，让我们一起去探索这个细胞的“控制中心”到底有着怎样的奥秘？ 克隆猴“中中”和“华华” 结构 功能 相适应 探索新知 二 细胞核的结构 1.细胞核各结构有什么功能？细胞核内行使遗传功能的结构是什么？ 2.大分子都能进出核孔吗？ 核孔是细胞核物质进出唯一通道吗？ 细胞代谢与核孔、核仁的关系？ 3.染色质与染色体如何相互转化？ 高倍镜下能看到染色体和染色质吗？ 【探索新知2】 二、细胞核的结构 【任务②】 阅读教材P56，小组合作思考讨论完成问题： 核膜 层膜，把 与 与 分开 染色质 由 和 组成， DNA是 的载体 与某种 的合成以及 的形成有关 核仁 核孔 实现 之间频繁 的 。 双 核内物质 细胞质 核质 物质交换和信息交流 RNA 核糖体 DNA 蛋白质 遗传信息 【探索新知2】 二、细胞核的结构 1.细胞核各结构有什么功能？细胞核内行使遗传功能的结构是什么？ 染色质 2.核孔？细胞代谢与核孔、核仁的关系？ 【探索新知2】 二、细胞核的结构 【资料分析】核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体。大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。 (1)根据以上信息能否说明各种大分子物质都能自由进出核孔？ 为什么？ (2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？ 为什么？ (3)胰腺细胞与神经细胞相比，核孔数量多，核仁体积大。说明核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？ （如允许某些RNA和蛋白质通过，而DNA不能通过） 核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质是通过核膜进出细胞核的。 代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔数量较多。 不能！ 核孔具有选择性！ 不是！ 3.染色质与染色体如何相互转化？ 【探索新知2】 二、细胞核的结构 DNA 蛋白质 染色质 染色体 细胞核中的 紧密结合成染色质，染色质是极细的丝状物，因容易被 染成深色而得名。 DNA和蛋白质 碱性染料 染色质 染色体 高度螺旋、缩短变粗 解开螺旋、恢复细长丝状 (细胞分裂时) (细胞分裂即将结束时) 染色质和染色体是 在 细胞 的 。 同一物质 不同时期 两种存在状态 光镜下清晰可见的染色体 DNA 遗传信息 由亲代细胞传递给子代细胞，保证亲子代细胞 一致性 “蓝图” 控制 控制中心 遗传性状 是 ，是细胞代谢和遗传的控制中心。 遗传信息库 物质合成 能量转化 信息交流 代谢 遗传 储存着 染色质 细胞核 4.根据教材56页第3、4、5段，构建概念图 【探索新知2】 二、细胞核的结构 遗传物质贮存和复制的场所 注意：细胞核不是细胞代谢的中心,细胞代谢的中心是细胞质(或细胞质基质) 归纳总结 对点训练 对点训练 对点训练 对点训练 对点训练 对点练习 《金版学案》P62 [例 3]下列关于细胞核的叙述，正确的是（ ） A.核膜由双层磷脂分子构成，核膜上有核孔 B.核孔是包括DNA在内的大分子物质自由进出的通道 C.核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 D.染色体和染色质是细胞在不同时期存在的两种物质 C 以下两种细胞的寿命都较短，说明什么? 说明细胞只有保持完整性，才能进行正常的生命活动。 也就是说，细胞既是生物体 ， 也是 。 结构的基本单位 生物体代谢和遗传的基本单位 与生活联系1 特殊的细胞 成熟的红细胞 精子细胞 情境(再续) 细胞既是生物体的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。而细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核中的DNA上储存着遗传信息，是细胞生命活动的“蓝图”。 让我们为真核细胞构建模型吧！ 探究实践 三 构建模型 【探究实践3】 三、构建模型 1.概念：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。 2.类型 物理模型： 数学模型： 概念模型： 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。 公式、曲线图或表格形式 文字描述或概念图等 Nt=N0λt 物理模型 物理模型 真实结构（不是模型） 数学模型 数学模型 概念模型 判断下列模型分别属于哪种模型？ 对点训练 对点训练 对点训练 对点训练 对点训练 对点练习 照片是原型，不是模型！ 尝试制作真核细胞的三维结构模型 探究·实践 1.小组合作完成，参考方案自选材料制作真核细胞的三维结构物理模型 2.模型内容：可以是细胞的整体或者部分（如细胞膜）结构的模型 3.制作模型的原则：科学性和准确性优先，美观和成本其次！ 尝试制作真核细胞的三维结构模型 探究·实践 视频欣赏：模型展览 视频欣赏：制作过程 教材P58 练习与应用 √ C √ D 细胞核 结构 功能 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开 核仁：与rRNA合成以及核糖体形成有关 核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。 相适应 美西螈核移植实验 蝾螈受精卵横缢实验 伞藻嫁接与核移植实验 变形虫切割实验 细胞核 是遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 本节思维导图 位于 下节课前提问 细胞核 结构 功能 相适应 核膜 层膜，把 分开 染色质 由 组成，DNA是 的载体。染色质与染色体是 物质在细胞 。 与某种 的合成以及 的形成有关 核仁 核孔 实现 之间频繁的物质交换和信息交流。 双 核内物质与细胞质 核质 RNA 核糖体 DNA和蛋白质 遗传信息 同一 不同时期的两种存在状态 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心！ $$