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3节 细胞核的结构和功能 S z L w h 学习目标 学习目标 1、阐明细胞核的结构和功能。 2、认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。 3、根据对细胞整体与局部的认识，尝试制作真核细胞的三维结构模型。 克隆猴的技术流程 克隆猴的性状与供体乙几乎是一模一样的，这说明了什么？ 细胞核控制生物的性状 思考：“中中”和“华华”体内的细胞都有细胞核吗？ 一、细胞核的分布 没有细胞核 大多数真核细胞 一个细胞核 多个细胞核 哺乳动物 成熟红细胞 双小核草履虫 高等植物成熟的筛管细胞 骨骼肌细胞 一、细胞核的分布 原核细胞： 问题: 细胞核具有什么功能呢？ 均无以核膜为界限的细胞核，只有拟核 菌毛 二、细胞核的功能 资料1：美西螈核移植实验 核移植 卵细胞 去核 胚胎细胞 取核 黑美西螈 白美西螈 问题1：美西螈的皮肤颜色是由什么物质决定的？ 细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。 实验结论： 美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的。 美西螈的皮肤颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素所决定的。 问题2：这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？ 缺少对照组 实验分析： 二、细胞核的功能 资料1：美西螈核移植实验 核移植 卵细胞 去核 胚胎细胞 取核 黑美西螈 白美西螈 将白色美西螈细胞核移植到黑色美西螈去核胚胎细胞中，观察移植后长大的美西螈颜色。 问题3：使实验更有说服力，还应该设计一组怎样的实验？ 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 二、细胞核的功能 没有细胞核，细胞就不能分裂、分化 受精卵 无核 有核 分裂 不分裂 有核 有核 无核一半 挤入细胞核 分裂 分裂 慢 快 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？ 实验结论:蝾螈的　　　　　　　　　受细胞核控制。 细胞分裂、分化 思考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（无核者重新挤入核） 二、细胞核的功能 资料3：变形虫切割实验 变形虫 无核 有核 能消化，但不能摄食，刺激无反应,细胞器退化 死亡 一段时间后 死亡 植入细胞核 恢复生命活动 死亡 细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。 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，其原因是：_________________________ 已合成的蛋白质仍发挥作用 正常 二、细胞核的功能 资料3：变形虫切割实验 实验结论:变形虫的 等生命活动 受　　　　控制。  分裂、生长、再生、对刺激的反应 细胞核 实验分析： 实验既有 对照，又有 对照。 相互 自身前后 (无核与有核对照) (核移植） 二、细胞核的功能 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 伞藻是单细胞生物，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。 帽（菊花） 二、细胞核的功能 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 伞藻嫁接实验 问题1：伞帽的形状由假根决定还是由伞柄决定？ 伞帽的形状由假根决定。 问题2：伞藻的嫁接实验能否得出“伞帽的形状由细胞核决定”这一结论？ 假根既有细胞核又有细胞质，伞帽形成和细胞核还是细胞质有关？ 二、细胞核的功能 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 实验预期： ①如果长出来的新帽是菊花型，则说明伞藻的形状是由 决定的； ②如果长出来的新帽是伞型，则说明伞藻的形状是由 决定的； ③如果长出来的新帽兼有菊花型和伞型帽特点，则说明伞藻的形状是由 决定的。 细胞核 细胞质 细胞核和细胞质 伞藻的形态结构取决于细胞核。 实验结论： 伞藻核移植实验 二、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 变形虫切割及核移植实验 伞藻嫁接与核移植实验 美西螈的肤色遗传由细胞核控制 细胞核控制着细胞的分裂、分化 细胞核是细胞生命活动的控制中心 生物体的形态结构主要与细胞核有关 遗传 代谢 细胞核控制着细胞的代谢和遗传。 三、细胞核的结构 核膜 核仁 染色质 核孔 1.核膜 有几层磷脂分子？ 2.核孔 细胞核结构模式图 代谢越旺盛的细胞，核孔数目？ 有选择性吗？什么物质进出？ 请根据课本中细胞核各部分结构的功能，思考： 3.核仁 胰岛B细胞和神经细胞谁的核仁较大？ 4.染色质 染色质与染色体是同种物质吗？ 三、细胞核的结构 ①___层膜（把细胞质与核内物质分开）； ②核膜是不连续的双层膜，上有小孔——_____； ③核膜外膜与内质网膜_____相连； ④核膜外膜上附着有核糖体； ⑤离子、较小的分子通过核膜进出细胞核。 双 核孔 直接 (核膜功能：起屏障作用，把核内物质与细胞质分开，保证细胞核内相对稳定的环境) （1）核膜有几层磷脂分子？ 4层 1、核膜 三、细胞核的结构 功能： ①实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 ②核孔是大分子物质选择性进出的通道 （如：蛋白质可进、RNA可出、 DNA不能通过核孔） ③核孔的数量与细胞代谢强度有关 2、核孔 三、细胞核的结构 核孔不是一个简单的孔洞，是多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构。（核孔复合体） 选择透过性 代谢越旺盛的细胞，核孔的数目越多。 3、核仁 三、细胞核的结构 功能： 与某种RNA的合成及核糖体的形成有关 思考1：核糖体的形成一定与核仁有关吗？ 原核生物没有核仁，其核糖体的形成与核仁无关 蛋白质合成旺盛、代谢旺盛的细胞，核仁越大 思考2：核仁在不同细胞里面一样大小吗？ 不一样。 蛋白质合成旺盛、代谢旺盛的细胞，核仁越大。 核仁 某种RNA 合成 蛋白质 核糖体 构成 蛋白质 合成 细胞代谢 主要承担者 生命活动 核仁在细胞分裂的过程中表现出周期性的消失与重建。 核仁 4、染色质 三、细胞核的结构 染色质 细胞核内易被碱性染料染成深色的物质。 主要由DNA和蛋白质组成 DNA是遗传信息的载体 4、染色质 三、细胞核的结构 染色体与染色质有什么关系? DNA ＋ ＝ 蛋白质 染色质 （分裂间期） 高度螺旋、变短变粗 解开螺旋、恢复细长丝状 染色体 （分裂期） 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。 三、细胞核的结构 遗传信息、DNA、染色体、细胞核关系是怎样的呢？ 细胞核是遗传信息库 因此 细胞核 染色质（体） DNA 遗传信息 包括 含有 储存 细胞核 DNA 细胞核行使遗传功能的结构： 染色体√，核仁× 染色体 遗传信息 三、细胞核的结构 【小组讨论】 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？ 细胞核中有染色质，染色质中有DNA，DNA是遗传信息的载体，在细胞分裂时，DNA携带的遗传信息从亲代细胞传给子代细胞， 保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。 细胞核是遗传信息库 通过复制，由亲代细胞传递给子代细胞，保证亲子代细胞 一致性。 “蓝图” 控制中心 储存着 遗传信息 遗传性状 是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 DNA 细胞核 染色质 控制 物质合成 能量转化 信息交流 完成 生长 发育 衰老 凋亡 代谢 （遗传物质的载体） 2 3 4 并不是所有物质都能进出核孔：核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。RNA、蛋白质进出核膜穿过 0 层。 核孔的数量和核仁的大小不是固定不变的：核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多，核仁较大。 细胞核是细胞代谢的控制中心， 细胞代谢的中心是细胞质。 并非所有的真核细胞都有细胞核：如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等。凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。说明细胞质和细胞核之间相互依存。 1 小结：细胞核的相关结构及其功能特点 思考：下列三种不同种类的细胞寿命不同，原因是什么？ 存活至个体死亡 ①细胞质为细胞核提供必要的养料和能量； ②细胞核指导细胞质进行各项生命活动； ③没有细胞质的细胞核缺少养料能量供应，很快死亡； ④去核的细胞质因为还存在先前由核指导合成的各项物质，还可以短期生存，耗光后才死亡。 核质相互依存、不可分割。只有细胞核或细胞质，代谢会减弱甚至停止，所以这样的细胞寿命很短。 四、细胞结构完整性(核质依存) 细胞核与细胞质是相互依存的、不可分割的。各组分之间分工合作成为一个统一的整体，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。 细胞既是生物体 的基本单位，也是 和 的基本单位。 结构 代谢 遗传 细胞是一个统一的整体，细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。 细胞膜控制着细胞内外的物质交换和信息交流。 细胞质细胞代谢的主要场所。 细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。 尝试制作真核细胞的三维结构模型 在设计并制作细胞模型时，科学性第一位，其次才是模型的美观与否。 五、科学方法——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： (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 2.模型的形式： 流动镶嵌模型 注意：照片不是物理模型 五、科学方法——建构模型 (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。 Nt = N0 ·λt （一般是公式、曲线图或表格形式。） (3)概念模型: 指以文字表达、图示、符号的形式来抽象概括事物本身特征的模型。 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 遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 储存遗传信息 小结 染色质：DNA 和蛋白质组成，高度螺旋化后形成染色体。 1、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 当堂检测 34 2.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 B 当堂检测 35 3.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．核膜有两层磷脂分子组成，把核内物质与细胞质分开 C 当堂检测 36 4.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 A 当堂检测 37 Lavf58.33.100 $$