3.3细胞核的结构和功能课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第3节 细胞核的结构和功能 中华先贤的奇思妙想 “悟空”拔一把毫毛，丢在口中嚼碎，望空喷去，叫一声“变”，即变作三二百个小猴。 西游记中的这段描述，展示了中华先贤的想象力。毫毛来自体细胞，我们能用体细胞变出猴来吗？ 体细胞克隆猴技术流程图 供体乙 成纤维细胞 供体甲 卵母细胞 细胞核 去核 去核卵 母细胞 融合 激活 克隆猴 提取 重组细胞 胚胎移植 代孕母猴丙 分析这一过程，克隆猴“中中”和“华华”的性状主要是由细胞中的哪部分决定的？ 细胞 真核细胞 原核细胞： 一般有一个细胞核： 无细胞核： 少量有多个细胞核： 没有以核膜为边界的细胞核 多数动植物细胞 双小核草履虫、骨骼肌细胞 高等植物成熟的筛管细胞、 哺乳动物成熟的红细胞 哺乳动物成熟红细胞 (无核) 骨骼肌细胞 (多核) 草履虫细胞 (多核) 成熟筛管细胞 (无核) 思考 ①所有细胞都有细胞核吗？ ②有细胞核的细胞是否都只有一个细胞核？ 课本P54 大家思考一个问题，所有的细胞都有细胞核吗？原核细胞没有以核膜为边界的细胞核，真核细胞一般是有一个细胞，少数有多个细胞核，如草履虫和骨骼肌细胞；还有一些细胞没有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞，细胞核退化。 一、细胞核的功能 资料一：美西螈的核移植实验 核移植 卵细胞 去核 胚胎细胞 取核 黑美西螈 白美西螈 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？ 2.这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？ 3.这个实验严谨吗？怎么改进？ 课本P54 美西螈肤色的遗传受细胞核控制 【讨论】 白美西螈的核移植到黑美西螈的细胞质中 资料二：蝾螈受精卵横缢实验 【讨论】 1.该实验是如何设置对照的？ 2.细胞核和细胞分裂、分化有什么关系？ 相互对照（有核与无核），自身前后对照（初始无核与后有核） 细胞核控制细胞分裂分化（代谢） 将蝾螈的受精卵横缢成有核和无核的两部分，发现有核的一部分正常分裂，最终发育成胚胎，若将其中一个细胞核挤入无核的一半，也能正常发育，发育成胚胎；发育成胚胎的过程不仅仅有细胞的分裂，还离不开细胞的分化。所以我们的实验结果为，有核的一半能分裂分化，无核的一半不能分裂分化。得出结论，蝾螈的细胞分裂分化受细胞核的控制。 资料三：变形虫切割和核移植实验 1.该实验是如何设置对照的？ 2.该实验的结果可得出什么结论? 【讨论】 相互对照（有核与无核），有核部分后又取出核形成自身前后对照，取出核后又再次植入细胞核形成自身前后对照。 细胞核控制细胞的生命活动(代谢） 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。 资料四：伞藻嫁接与核移植实验 “帽” 柄 假根 细胞核 菊花形 伞藻的结构 伞形 小知识：伞藻属是海生的单细胞藻类，细胞长2～5cm，可分为“帽”、柄和假根3部分，细胞核在假根中。伞藻再生能力很强。即伞帽被切除后，很短时间内就能够再生出新的伞帽。 在描述伞藻实验前我们先来认识一下伞藻，它是单细胞藻类，可分为“帽”、柄和假根3部分，细胞核在假根中。伞藻再生能力很强。即伞帽被切除后，很短时间内就能够再生出新的伞帽。有菊花形的伞帽和伞形的伞帽，伞帽的性状受谁控制呢？是柄还是假根，那我们可以提出做出假设，帽形受假根控制，那该怎么设计实验进行验证呢？ 资料四：伞藻嫁接与核移植实验 伞藻嫁接实验 ① ② 1.请据图简要描述实验过程 2.新长出来的伞帽是由柄还是由假根决定？ 3.假根既有细胞核又有细胞质，假根中的细胞核还是细胞质控制伞帽的形态结构？怎么设计实验呢？ 【讨论】 我们可以去帽，然后换柄，培养看新长出来的帽形如何，实验结果发现12的帽形分别为菊花形和伞形，得出相对应的结论，伞藻“帽”的形态由假根决定。 请同学们进一步思考假根既有细胞核又有细胞质，假根中的细胞核还是细胞质控制伞帽的形态结构？怎么设计实验呢？ 资料四：伞藻嫁接与核移植实验 伞藻核移植实验 ③ 实验结论 控制伞藻的形态结构（帽的形状） 细胞核 可以进行伞藻的核移植实验，将菊花形伞藻的细胞核移植如去帽、去核的伞形伞藻中，实验结果发现伞藻3的帽形为菊花形，得出结论细胞核控制伞藻的形态结构。 一、细胞核的功能 细胞核控制着细胞的代谢和遗传。是细胞的“控制中心”。 想一想： 细胞核为什么被比喻为细胞的“大脑”和“控制中心”？这与细胞核的结构有何关系？ 我们来总结一下四个实验，美西螈的肤色和伞藻的形态都属于生物的性状，由遗传决定，也就是说细胞核控制着性状的遗传。蝾螈和变形虫实验说明细胞核控制着细胞的各项生命活动，生命活动的进行离不开代谢，也就是细胞核控制细胞的代谢。总的来说，细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是细胞的控制中心。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢？根据结构与功能相适应的观点，那么必然有独特的结构。 11 细胞核立体结构模式图 细胞核平面结构模式图 核膜 核仁 染色质 核孔 二、细胞核的结构 阅读教材P56图3-10，识别图中各结构 二、细胞核的结构 细胞核结构模式图 核膜 （双层膜，把核内物质与细胞质分开） 不连续的双层膜 核孔 （实现核质之间频繁的物质交换和信息交流） 什么物质能够进出核孔？ 大分子进出细胞核的通道（如蛋白质、RNA等） 有选择性，DNA等不能通过核孔进入细胞质 选择透过性 二、细胞核的结构 细胞核结构模式图 核仁 （与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关） 小资料：核仁与核糖体的形成有关，在代谢旺盛的细胞（如胰岛B细胞等），核仁体积大。 1、请你对这一现象进行解释。 2、在这类细胞中，核孔数量如何？为什么？ 提示：蛋白质是生命活动的主要承担者 数量不变 细胞核的控制能力与细胞核的那部分结构有关？ 二、细胞核的结构 细胞核结构模式图 （主要由DNA 和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体） 染色质 因容易被碱性染料（甲紫溶液）染成深色而得名 染色质和染色体有什么区别与联系？ 二、细胞核的结构 染色质和染色体的关系 染色质 （分裂间期） 染色体 （分裂期） 高度螺旋、缩短变粗 解螺旋、恢复细长丝状 染色质与染色体是同一物质在不同时期的两种形态 染色质和染色体的比较: 比较 染色质 染色体 不同点 形态 极细的_______ 光学显微镜下能看到呈圆柱状或杆状 相同点 成分 主要是_____________ 特性 易被_________染成深色 功能 _____的主要载体 丝状物 DNA和蛋白质 碱性染料 DNA DNA 同种物质在细胞不同时期的两种存在状态 二、细胞核的结构 染色质和染色体的关系 根据细胞核的结构，总结细胞核的功能： （1）细胞核是遗传信息库 （2）是细胞代谢和遗传的控制中心。 二、细胞核的结构 细胞 细胞核 染色质 DNA 线粒体 叶绿体 (含少量DNA) (含少量DNA) 细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系是什么？请填入下图： 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 遗传物质贮存和复制的场所 二、细胞核的结构 细胞既是生物体结构和功能的基本单位， 也是生物体代谢和遗传的基本单位。 _________控制着细胞内外的物质交换和信息交流 _________细胞代谢的主要场所 _________是细胞遗传和代谢活动的控制中心 细胞核 细胞膜 细胞质基质 三、细胞是一个统一的整体 细胞只有保持完整性，才能保持正常生命活动。 四、科学方法——建构模型 模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。 包括物理模型、概念模型、数学模型等。 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的模型 流动镶嵌模型 动物亚显微结构模式图 四、科学方法——建构模型 2.数学模型 以数学关系式或坐标曲线图等数学形式来描述一个系统或它的性质的模型。 肽键数＝脱水数＝氨基酸数－肽链数 三、科学方法——建构模型 3.概念模型 用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系。 三、科学方法——建构模型 相适应 核膜：把核内物质与细胞质分开 结构 功能 细胞核 核仁：与rRNA合成及核糖体形成有关 核孔：核与质之间物质交换和信息交流 染色质：DNA和蛋白质组成，高度螺旋化后形成染色体 DNA 遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 遗传信息 证实 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 储存 1.概念结论速判:细胞核能够控制细胞的代谢和遗传,是与细胞结构分不开的。判 断下列说法是否正确: ①核仁与中心体的形成有关。 ( ) 提示:核仁与核糖体的形成有关。 ②细胞核是细胞代谢的主要场所。 ( ) 提示:细胞核是细胞代谢的控制中心,不是场所。 ③染色质和染色体是细胞核中两种不同物质。 ( ) 提示:染色体和染色质是同一种物质在不同时期的两种形态。 ④核孔的数量往往与细胞代谢呈正相关。 ( ) ⑤原核细胞不存在控制细胞代谢的结构。 ( ) 提示:原核细胞的拟核是控制细胞代谢的结构。 五分钟学情评价 × × × √ × 考向突破 S z L w h 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．根尖分生区细胞 C．甲状腺细胞 D．口腔上皮细胞 √ 分泌胰岛素或胰高血糖素 细胞分裂旺盛 分泌甲状腺激素 高度分化，代谢能力弱 D 考向突破 S z L w h 答案　D 解析　细胞的代谢越旺盛，则核孔的数目越多。A、C中的细胞分别分泌胰岛素(或胰高血糖素)和甲状腺激素，代谢旺盛。B中细胞的分裂能力很强，代谢旺盛。只有D为高度分化的细胞，代谢较弱。故而D项的口腔上皮细胞的核孔数目最少。 27 如图是细胞核的结构模式图。下列关于其结构及功能的叙述，正确的是(　　) A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开 B．②是遗传物质DNA和RNA的载体 C．③与蛋白质的合成直接有关 D．④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质 核膜 染色质 核仁 核孔 细胞膜、细胞器膜、核膜 由DNA和蛋白质组成 √ × 核糖体的形成 × DNA不能通过核孔 × A 考向突破 S z L w h 答案　A 解析　根据图示可知：①是核膜，属于生物膜系统，可以把核内物质与细胞质分开；②是染色质，由DNA和蛋白质组成，是真核生物遗传物质(DNA)的主要载体；③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；④是核孔，有利于mRNA等大分子物质从细胞核进入细胞质，实现核质之间的物质交换和信息交流。 28 下列说法正确的是(　　) A．染色体和染色质是不同物质在同一时期细胞中的两种形态 B．细胞内的各种细胞器之间各司其职，互不联系 C．控制细胞器进行物质合成、能量转换等的指令，主要是通过核孔从细胞核到达细胞质的 D．拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是建构了细胞的物理模型 同种物质不同时期不同形态 × 结构和功能密切联系 × 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 √ 模型是对认识对象的简化和概括性的描述 × C 考向突破 S z L w h 29 关于细胞核结构与功能统一性的叙述中，正确的是(　　) A．核仁中的DNA控制着细胞代谢 B．染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息 C．不同细胞的核孔数量是相同的 D．原核细胞的核膜也具有两层膜，有利于控制物质的进出 与核糖体的形成有关 蛋白质和DNA DNA是遗传信息的载体 大分子物质的通道，其数量与代谢有关， × √ × 无细胞核 × B 考向突破 S z L w h 答案　B 30 $$