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

第三章 细胞的基本结构 第三节 细胞核的结构与功能 学习目标 1.通过科学实例，分析细胞核的功能： 是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 2.理解细胞核的结构与功能相适应。 母牛甲 母牛乙 去核 取核 移入 重组细胞 新胚胎 母牛丙 发育 移入 克隆牛 发育 性状与母牛乙的一样 思考：克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明了什么? 说明克隆牛的性状是由细胞核决定的。 情境导入 所有真核细胞都有细胞核吗？且都只有一个细胞核？ 2 一个核（大部分） 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？ 高等植物成熟的筛管细胞 双小核草履虫 一、细胞核的功能 【任务】 阅读教材P54-55资料1～4，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？ 取核 胚胎细胞 黑美西螈 白美西螈 核移植 卵细胞 去核 1.美西螈核移植实验 结论： 美西螈的肤色遗传是由 控制的。 细胞核 指出该实验不严密之处，还可以怎么完善？ 一、细胞核的功能 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； 5 发育(慢) 发育(慢) 发育(快) 发育(快) 资料2：蝾螈受精卵横缢实验 横缢 蝾螈的受精卵 开始分裂 继续分裂 有核 无核 不分裂 分裂 有核 挤一个核到 无核的一边 一、细胞核的功能 思考：1.从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？ 没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。 结论：蝾螈的细胞分裂、分化受 控制。 细胞核 2.该实验是如何设置对照的？ 既有相互对照（有核和无核）又有自身前后对照（先无核观察，后重新挤入细胞核）。 蝾螈 3.变形虫切割与核移植实验 切 有核部分 无核部分 能消化，不摄食，无应激性 死亡 死亡 取出核 一段 时间后 正常生活 植入 细胞核 思考： 单独的细胞核不能生存的原因是 。 没有营养物质和能量供应 去核后的变形虫仍能生活一段时间，原因是 。 已合成的蛋白质仍发挥作用 结论：变形虫的 等生命活动受细胞核控制。 分裂、生长、再生、对刺激的反应 思考：该实验是如何设置对照的？ 既有相互对照（有核与无核） 又有自身前后对照先有核后去核再移植细胞核）。 细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。 7 4.伞藻嫁接与核移植实验 菊花形 伞形 伞帽 伞柄 假根 （细胞质） （细胞质） （细胞核） 伞藻——单细胞藻类 （有/无）中心体 有 伞藻模式图 伞藻是单细胞真核生物，由“帽”、柄和假根三部分构成，其中细胞核位于假根部位。伞藻的再生性很强，即伞帽被切除之后，很短时间内就能够生出新的伞帽。 8 伞藻嫁接 甲 乙 伞形帽 菊花形帽 思考1.该实验说明了什么？能否说明伞帽的形状由细胞核控制？ 2.若要证明“伞帽的形状由细胞核控制”应如何设计实验？ 说明伞藻的形态(伞帽)与假根有关。 不能，因为无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。 去帽 移核 移核 去帽 结论：伞藻的形态(伞帽)由 控制。 细胞核 伞藻核移植实验： 思考：该实验说明？ 2.若要证明“伞帽的形状由细胞核控制”应如何设计实验？ 是对嫁接实验的补充，排除了假根中其他物质的干扰。 相互对照，... text has been truncated due to evaluation version limitation. 10 总结以上实验，填写表格 细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。 细胞核功能： 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 细胞核控制着美西螈的肤色的遗传 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形态结构的遗传 细胞核控制细胞的遗传 细胞核控制细胞的代谢 结构 功能 二、细胞核的结构 细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢？ 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？ 阅读教材P56，思考讨论完成问题： 二、细胞核的结构 核 膜 核 孔 核 仁 染色质 请把图中的结构与对应的文字连线 二、细胞核的结构： 双层膜，把核内物质与细胞质分隔开 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 由DNA和蛋白质构成，DNA是遗传信息的载体。 选择性 蛋白质合成旺盛，代谢活跃的细胞，核孔数量越多，核仁越大。 （如蛋白质可进、RNA可出、DNA不能通过核孔）。 注意：物质进出核膜穿过 0 层膜，且耗能。 （离子、较小的分子通过核膜进出细胞核） （是大分子物质进出的通道） 动动脑： 1.是不是任何物质都可以自由通过核膜、核孔进出细胞核？这说明核膜、核孔控制物质进出有何特点？ 2.你觉得核仁大小、核孔数量与代谢强度是否有关？有何关系？ 外膜 内膜 核膜 ①核膜不是连续的，上有小孔—— 。 ②核膜的外膜与内质网膜直接相连，且附着有 。 二、细胞核的结构 核孔 核糖体 核孔结构模型 外膜 内膜 ①核孔不是一个孔，由多种蛋白质构成的复杂结构 ②核孔的数量与细胞代谢强度有关。 思考：1.核糖体的形成一定与核仁有关吗？ 2.核仁的发达程度与蛋白质合成的旺盛程度有什么关系？ 原核生物没有核仁，其核糖体的形成与核仁无关。 两者呈正相关，如：分泌细胞、卵母细胞、胚胎干细胞等核仁较大。 核 仁 (1)核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。 (2)双功能： ①离子和水分子等小分子物质可以通过被动运输通过核孔复合体； ②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。 (3)双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。 拓展1：核孔 二.细胞核的结构【考点讲解】 核纤层由核纤层蛋白(lamin)构成，直径为10nm左右，纵横排列整齐，呈正交状编织成网络，分布于内层核膜与染色质之间。 功能：核纤层与核膜、染色质及核孔复合体在结构上有密切联系，一般认为核纤层在细胞核中起支架作用，为核膜及染色质提供了结构支架。 拓展：核纤层 定义：细胞核中能被碱性染料（如甲紫(旧称龙 胆紫）、醋酸洋红）染成深色的物质 细丝状：染色质 洋葱根尖分生区细胞 粗短的圆柱状或杆状：染色体 认识染色质 光学显微镜下不可见 光学显微镜下清晰可见 DNA 蛋白质 染色质 染色体 高度螺旋化、缩短变粗 解螺旋恢复细长丝状 染色质 (分裂间期) 染色体 (分裂期) 染色质与染色体是同一物质在不同时期的两种存在状态 二、细胞核的结构 总结：染色质与染色体关系 高度螺旋化、缩短变粗 解螺旋、变细变长 染色体 （细胞分裂期） 染色质 （细胞分裂间期） 思考课本58页：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的意义是？ 染色体呈高度螺旋状态：有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去； 染色质处于细丝状：有利于DNA完成复制、转录等生命活动。 课堂精练 判断题 （1）氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜（ ） （2）核孔是生物大分子可以选择性进出的通道（ ） （3）细胞核有两层核膜，其上具有核孔，核孔是DNA进出细胞质的通道（ ） （4）染色质和染色体是存在于细胞核中的两种不同物质。（ ） √ √ × × 课堂练习 A ②为核孔，是大分子物质进出细胞核的通道，蛋白质和RNA等大分子物质 可以通过核孔，但核孔具有选择透过性，DNA不能通过。 1. 下图为细胞核的结构示意图。下列说法不正确的是（　　） A. ②结构对物质的进出不具有选择性 B. ③结构是细胞中遗传信息的载体 C. ④结构与该细胞中核糖体的形成有关 D. ⑤具有双层生物膜 课堂练习 A ②为核仁，与某种RNA的合成及核糖体的形成有关，蛋白质由核糖体合成 2.如图为细胞核结构模式图，下列有关其结构与功能的叙述，正确的是（　　） A. ①易被碱性染料染成深色，其主要成分是DNA和蛋白质 B. 组成核糖体的RNA和蛋白质由②合成， 蛋白质合成旺盛的细胞内，②体积较大 C. 凡是比核孔孔径小的物质分子均可自由进出细胞核 D. 细胞核是细胞代谢的中心 ③为核孔，大分子物质进出细胞核的通道，但具有一定的选择性 细胞核是细胞代谢的控制中心 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 细胞代谢的控制中心： 细胞的代谢中心（主要场所）： 细胞核 细胞质 三、细胞是统一的整体 细胞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。 细胞是统一的整体 24 理解细胞的“整体性”： 1.建构模型概念： 人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述。 2.模型的形式： 物理模型：实物或图画，如细胞膜流动镶嵌模型 概念模型：文字和符号表达 数学模型：公式、曲线、表格等 注意：照片、标本不是物理模型 DNA双螺旋结构模型 有什么更形象更全面的方法认识细胞结构呢？ 细胞核 结构 功能 相适应 核膜：把核内物质与细胞质分开 核孔：核与质之间物质交换与信息交流 核仁：与某种RNA合成及核糖体形成有关 染色质： 与蛋白质组成，高度螺旋化后形成染色体 DNA 储存遗传信息 遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 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 证实 （一“库”，两“中心”） 课堂小结 27 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$