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

新人教版 高一 必修1 分子与细胞 第3章 细胞的结构与功能 情境激趣 “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? 克隆羊多莉的标本和 培育多莉的伊恩博士 2017年,世界首个克隆猴在我国诞生 克隆猴:“中中”和“华华” 体细胞 取核 卵母细胞 去核 核移植 胚胎 移植 出生 问:最后出生的猴与哪只猴相像?说明性状主要是由细胞中哪部分结构决定的? 说明了克隆猴的性状主要是由细胞核决定的。 代孕母猴C 情境激趣 细胞核的分布、数目 真核细胞 绝大多数只有1个细胞核 植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。 草履虫:单细胞的原生动物,有一个大核,一个小核 高等植物成熟的筛管细胞 洋葱鳞片内表皮细胞 口腔上皮细胞 草履虫 一、细胞核的功能 实验名称 结论 美西螈 核移植实验 蝾螈受精卵 横缢实验 变形虫去核 及核移植实验 伞藻嫁接 与核移植实验 自主阅读教材P54-55的四个资料,沿着科学家的脚步小组合作探究细胞核的功能,并完成下表。 核移植 卵细胞 取核 去核 黑美西螈 白美西螈 胚胎细胞 黑美西螈 资料一.美西螈实验——核移植 结论: 美西螈的表皮细胞内黑色素的能否合成影响皮肤颜色,这一合成过程是由细胞核控制的。 实验设计是否严谨? 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? 资料一 美西螈实验——核移植 该实验是否存在不完善的地方?如果有,你能否增加实验,使 该结论更具说服力? 核移植 卵母细胞 去核 黑美西螈 胚胎细胞 取核 白美西螈 白美西螈 缺乏对照,应增加一组将白色美西螈的细胞核移植到黑色美西螈的 去核卵母细胞中,观察后代美西螈肤色的实验。 想一想 只有这两组实验相互对照,才能说明美西螈的皮肤颜色由细胞核决定。 资料二 蝾螈受精卵横缢实验 蝾螈的受精卵 无核 分裂 不分裂 开始 分裂 发育 (快) 发育 (慢) 有核 蝾螈的受精卵的分裂和分化与什么结构有密切关系? 结论: 细胞核控制细胞的分裂、分化。 挤入细胞核核 本实验既有相互对照,又有自身的前后对照 细胞核与细胞的分裂和分化有什么关系? 问题: 变形虫 能消化,但不能摄食,刺激无反应,细胞器退化 正常 取出核 植入细胞核 恢复生命活动 无核 有核 无核 死亡 资料三.变形虫切割、核移植实验 变形虫的生命活动:摄食、应激性、再生、生长、分裂等 细胞核在变形虫的生命活动中必不可少。 细胞质在变形虫的生命活动中必不可少。 细胞核与细胞质“相互依存”。 讨论3:分析资料3可以得出什么结论? 结论 变形虫 能消化,但不能摄食,刺激无反应,细胞器退化 正常 取出核 植入细胞核 恢复生命活动 无核 有核 无核 死亡 资料三.变形虫切割、核移植实验 结论: 变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制;细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。 变形虫的生命活动:摄食、应激性、再生、生长、分裂等 资料四:伞藻嫁接与核移植实验 实验材料 伞藻是单细胞生物,其结构可以分为帽、 柄、假根三个部分;细胞核位于假根。 实验目的:-探究伞藻“帽”的形态由细胞核还是细胞质决定? 资料四:伞藻嫁接与核移植实验 科学探究的一般步骤: 伞藻“帽”的形态由细胞核(假根)还是细胞质(柄)决定? 伞藻“帽”的形态由细胞核(或细胞质)决定。 伞藻“帽”的形态由假根决定。 提出问题: 设计、 进行实验: 做出假设: 得出结论: 进一步探究: 假根中除了细胞核,还有少量细胞质,后者是否会 影响“帽”形? 如何设计实验,证明伞“帽”的形态由假根中的细胞核还是细胞 质控制? 结论:伞藻的伞“帽”形态由细胞核决定。 资料四:伞藻嫁接与核移植实验 实验名称 结论 归纳 美西螈核移植实验 伞藻嫁接与核移植实验 变形虫分割与核移植实验 蝾螈受精卵横缢实验 细胞核控制着黑色素的形成、肤色的遗传 细胞核控制着细胞的分裂和分化 细胞核控制着细胞的生命活动 细胞核控制着生物体的形态结构的遗传 细胞核的功能研究实验小结 遗传 代谢 细胞核控制着细胞的代谢和遗传,是细胞代谢和遗传的控制中心。 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: 功能: 供体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? 1. 细胞核有哪些结构组成? 2. 核膜与细胞膜有哪些不同? 3. 核仁、核孔分别有什么作用? 4. DNA分子有什么作用?它和染色质和染色体是什么关系? 自主阅读教材P56的1、2段文字,探究细胞核的结构之谜,并完成下列相关问题。 核仁 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 核孔 大分子(蛋白质、RNA)的通道,实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 核膜 双层膜,把核内物质与细胞质分开 染色质 主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体 ①_层膜(把细胞质与核内物质分开) ②核膜不是连续的,上有小孔——_ ③核膜外膜与内质网膜_相连 ④核膜外膜上附着有_,还有酶。 ⑤离子、较小的分子通过核膜进出细胞核 双 核孔 直接 核糖体 把核内物质与细胞质分隔开 外膜 内膜 核膜 ①实现_频繁的 和 。 ②_进出的通道(RNA、蛋白质可进 出,DNA不可以) 核质之间 大分子物质选择性 物质交换 信息交流 ①一些小分子和离子通过核膜、核孔进出 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 思考:核孔在不同细胞里面的数目都是一样多的吗? 代谢越旺盛的细胞,核孔的数目越多。 思考:只有大分子物质可以进出核孔吗? ②大分子物质通过核孔进出细胞核 (RNA、蛋白质等大分子物质可以通过核孔, 而DNA不能出入细胞核。) 核孔和核膜控制物质进出具有选择性 核仁 1.与_(rRNA)与_的形成有关 2.在细胞分裂的过程中_ 染色质 某种RNA 核糖体 周期性的消失与重建 3.核仁的大小、核孔的多少与_相关 代谢速率 何为染色质?它的成分是什么?染色质与染色体什么关系? 细胞核内易被碱性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液)染成深色的物质。 (1)概念: (2)主要成分: DNA和蛋白质 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 思考:细胞分裂会涉及遗传物质的复制和均分,从染色体和染色质的形态结构上来看,哪种结构更有利于遗传物质的复制?哪种结构更有利于遗传物质的均分? 细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系 真核细胞中,遗传信息储存于DNA分子中,又由于DNA主要分布在细胞核中,故称细胞核是遗传信息库。 细胞 细胞核 染色质 DNA 线粒体 叶绿体 含少量DNA 含少量DNA 思考:供体细胞核的结构如何决定其控制克隆猴的遗传和代谢的? (请同学们阅读教材教材56页第3、4、5段) 细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系 细胞核是遗传信息库 是细胞代谢和遗传的控制中心 细胞核控制细胞的遗传 供体细胞核中有DNA,DNA上贮存着遗传信息,在细胞分裂时,DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保证了克隆猴亲子代在遗传性状上的一致性 遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”,中中华华华的每个细胞都依据这个“蓝图”,进行物质合成、能量转换和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡。 细胞核控制细胞的代谢 核膜 双层膜,把核内物质与细胞质分开 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 核仁 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 细胞核是遗传信息库; 是细胞代谢和遗传的控制中心 对细胞核功能较为全面的阐述应该是: 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。这种描述可以是定性的,也可以是定量的。 物理模型 数学模型 概念模型 三、建构模型 (1)物理模型: 以实物或者图画的形式,直观地表达认识对象的特征模型。 真核细胞三维结构模型 减数分裂染色体变化的模型 注意:照片不是物理模型 三、建构模型 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定性或定量描述。 1.模型概念: 2.模型的形式: 2. 数学模型 指用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等描述实物特征及内在联系的数学表达式。 膜面积 O 时间 内质网膜 细胞膜 高尔基体膜 3. 概念模型 指用文字、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一种较为抽象的模型,主要由流程图模型和概念图模型两种类型。 细胞结构的概念图 真核细胞三维结构模型建构的过程: 确定模型种类 确定材料用具 确定实施过程和具体分工 完成模型制作 模型检查、修补 表达和交流。 模型构建 核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开 结构 功能 相适应 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。 遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 储存遗传信息 1.细胞核的结构与功能有密切的联系,据此判断下列相关表述是否正确。 (1)控制细胞器进行物质合成、能量转化等的指令,主要通过核孔从细胞核送到细胞质。( ) (2)细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关。( ) √ √ 2.细胞核内行使遗传功能的结构是( ) A.核膜 B.核孔 C.染色质 D.核仁 3.细胞核是细胞的控制中心,下列各项不能作为这一结论的依据是( ) A.DNA主要存在于细胞核内 B.细胞核控制细胞的代谢和遗传 C.细胞核是遗传物质储存和复制的场所 D.细胞核位于细胞的正中央,所以它是细胞的控制中心 C D 【提示】 1.染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义? 染色体呈高度螺旋状态,这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去,而染色质处于细丝状,有利于DNA完成复制、转录等生命活动。 【提示】 2.有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核,从而使后代的遗传物质同亲代相比,既有继承,又有变化。从这个角度看,你能找出不支持克隆人的论据吗?你还能说出其他论据吗? 有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息,在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合,从而大大增加了生物变异,增加了适应多变环境的能力,也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物,克隆人与亲代相比,遗传物质是一样的,没有什么变化,因而降低了适应环境变化的能力。还有,如果克隆人对某种疾病具有易感性,就可能带来灾难性的后果;在社会学意义上,克隆人没有传统意义上的父亲和母亲,这会冲击原有的家庭和社会伦理观念,等等。 Lavf57.71.100 $$