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

细胞的基本结构 3.3 细胞核的结构和功能 教学目标 1. 生命观念 （1）认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。 2.科学思维 （1）阐明细胞核的结构和功能。 （2）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。 新课导入 新课导入 新课导入 用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的结构就是细胞核。 问题1：所有细胞都有细胞核吗？真核细胞都只有1个核吗？ 洋葱表皮细胞 口腔上皮细胞 一 细胞核的功能 原核细胞 . 细胞壁 细胞膜 细胞质 拟核 核糖体 细胞质 纤毛 细胞膜 细胞壁 鞭毛 核糖体 拟核 真核细胞 哺乳动物成熟红细胞 高等植物成熟筛管细胞 没有细胞核 骨骼肌细胞在发育过程中会经历一个特殊的融合过程，多个成肌细胞（单核细胞）会融合形成一个大的多核细胞，即骨骼肌细胞。 骨骼肌 常见的草履虫具有两个细胞核；一个大核，主要对营养代谢起重要作用；一个小核，主要与生殖作用有关。 草履虫 一 细胞核的功能 真核细胞 绝大部分有1个细胞核 问题2：细胞核具有那些功能呢？ 6 科学家研究了100个细胞，把每个细胞都分成两部分，一部分含有细胞核，另一部分没有细胞核，所有的细胞都放在一定的条件下培养，得到下面的实验数据。 分析这些数据，你有什么发现？ 细胞无核部分随着培养天数的增加，死亡个数迅速增加，第4天就没有存活的了，细胞有核部分存活个数和时间比无核部分多且长。 细胞核对于细胞的生命活动是不可缺少的。 一 细胞核的功能 一 细胞核的功能 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”。 问题探讨：牛核移植实验 问题3：克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明了什么? 性状：指可遗传的生物体形态结构，生理和行为等特征的总称。 说明了克隆牛的性状主要由细胞核决定的。 一 细胞核的功能 资料1：美西螈核移植实验 不严谨，缺乏对比。 核移植 去核 取核 长成 胚胎细胞 卵细胞 问题4：该实验严谨吗？如果不严谨，该如何改进？ 一 细胞核的功能 资料1：美西螈核移植实验 白美西螈 核移植 去核 取核 长成 胚胎细胞 卵细胞 核移植 去核 取核 长成 胚胎细胞 卵细胞 问题5：美西螈的肤色由细胞核控制，还是细胞质控制？ 结论：美西螈的颜色是由细胞核控制 资料2：蝾螈受精卵横缢实验 无核部分 有核部分 停止分裂 细胞分裂 挤入了一个细胞核 细胞开始分裂 发育慢的胚胎 发育快的胚胎 头发丝 问题6：细胞的分裂和分化受细胞的那个结构控制？ 蝾螈细胞的分裂与分化受细胞核的控制。 一 细胞核的功能 既有相互对照，又有自身对照。 思考：该实验是否有对照？ 切割 有核部分 无核部分 死亡 生长 产生新变形虫 植入新核 产生新变形虫 生长 产生新变形虫 生长 有核部分 无核部分 切割 资料3：变形虫去核实验 问题7：变形虫的生命活动受细胞的那个结构控制？ 变形虫的分裂、生长、再生等生命活动受细胞核控制 一 细胞核的功能 既有相互对照，又有自身对照。 思考：该实验是否有对照？ 切割 有核部分 无核部分 死亡 生长 产生新变形虫 产生新变形虫 植入新核 生长 产生新变形虫 生长 有核部分 无核部分 切割 资料3：变形虫去核实验 一 细胞核的功能 为什么单独的细胞核无法生存？去核的细胞质会最终死亡? 结论：细胞核细胞质相互依存 ①失去了细胞质中营养物质和能量的供应； ②没有细胞核，失去了细胞核的控制和调节作用，因此细胞会死亡。 一 细胞核的功能 资料4：伞藻嫁接实验 伞藻是一种单细胞藻类，属于绿藻，由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。 伞形帽 菊花形帽 帽 柄 假根 细胞核 一 细胞核的功能 问题8：伞帽的形态由伞藻的那个部分控制？能否得出“伞帽的形状由细胞核决定？为什么？ 资料4：伞藻嫁接实验 由假根控制，不能，假根中细胞质也有可能决定了伞帽的形状。 资料4：伞藻核移植实验 问题9：伞帽的形态由细胞的那个结构控制？ 伞藻的形态(伞帽)受细胞核控制。 一 细胞核的功能 1.黑白美西螈核移植实验 2.蝾螈受精卵横缢实验 3.变形虫切割与核移植实验 4.伞藻嫁接与核移植实验 美西螈的肤色由细胞核控制 蝾螈细胞的分裂与 分化受细胞核控制 变形虫细胞的分裂、生长等受细胞核控制 伞藻的形态(伞帽)受细胞核控制 细胞核控制细胞的遗传 细胞的“大脑” 细胞核控制着细胞的代谢和遗传 细胞的“控制中心” 细胞核控制细胞的代谢 比喻 比喻 一 细胞核的功能 一 细胞核的功能 “动力车间” -----------------? “工厂控制中心”---------------? “有机物（脂质）合成车间”---------? “生产蛋白质机器（蛋白质的装配机器）”------? “蛋白质的加工、分类和包装车间”和“发送站”--------? “细胞内的消化车间”------? “细胞内的酶仓库”---------? 线粒体 细胞核 内质网 核糖体 高尔基体 溶酶体 溶酶体 如果将细胞比作一个工厂: 将甲种伞形帽伞藻的A部分与乙种菊花形帽伞藻的B部分 （如图）嫁接在一起，第一次长出的帽状体呈中间类型，切除 这一帽状体，第二次长出的帽状体为与甲相同的伞形帽。下列 叙述错误的是( ) 。 D A.甲、乙两种伞藻是单细胞生物，均含有多种具膜的细胞器 B.若再次切除帽状体，长出的帽状体仍为伞形帽 C.甲、乙两种伞藻细胞均含有和 两种核酸 D.该实验证明了帽状体的形态仅受细胞核控制 习题 将变形虫切割为有核和无核两部分，在培养液中培养一段时间后观察发现， 有核部分恢复了完整结构，并且能继续增殖，无核部分则退化消失。下列叙述错误的 是( ) 。 D A.该实验结果说明细胞核可以控制细胞的代谢活动 B.变形虫有核部分含有 ，能够控制有核部分的结构修复 C.变形虫无核部分因失去细胞核而无法进行核质间的物质交换与信息交流 D.切去了细胞质的有核部分恢复了完整结构，这表明细胞正常的生命活动与细胞的完 整程度无关 习题 下列关于细胞核实验的说法，正确的是( ) 。 C A.将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中，该卵细胞发育 成白色美西螈 B.用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，两半都能分裂 C.将变形虫切成两半，一半有核，一半无核，无核的一半对外界刺激不再发生反应 D.将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的伞柄嫁接，将长成菊花形帽伞藻 习题 习题 某同学将乙伞藻的细胞核与伞部去掉，并将甲伞藻细胞核移入乙中，则存活下来的乙伞藻的外形是 B 习题 从母羊甲的体细胞中取出细胞核，植入到母羊乙去掉细胞核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，再将早期胚胎植入另一只母羊丙的子宫内，生出的小羊的大多数性状 B 习题 B 二 细胞核的结构 结构 功能 决定 任务1：阅读教材第56页图3-10，并识别图中各个结构的功能！ 核膜 核孔 核仁 染色质 核膜 核仁 染色质 核孔 二 细胞核的结构 核膜 结构 功能 双层膜，外膜附着核糖体，与内质网相连; 不是完全连续的，有核孔； 由脂质和蛋白质组成。 把核内物质与细胞质分开，起屏障作用； 控制离子和小分子物质进出细胞核，具有选择透过性； 二 细胞核的结构 27 核仁 功能 适应 原核细胞 与某种RNA(rRNA)合成以及核糖体的形成有关 代谢旺盛（蛋白质合成旺盛）的细胞，核仁体积越大。 如：分泌细胞、卵母细胞、胚胎干细胞等。 核糖体的形成与核仁无关 二 细胞核的结构 28 核孔 功能 适应 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 作为生物大分子(RNA、蛋白质等)选择性进出细胞核的通道。 代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多。 核孔结构模型 外膜 内膜 二 细胞核的结构 DNA不能通过 29 染色质 命名 因易被碱性染料（甲紫溶液或醋酸洋红溶液）染成深色而命名。 根尖分生区组织细胞染色体 二 细胞核的结构 30 染色质 主要成分 DNA和蛋白质 DNA 染色质 蛋白质 染色体 ①染色质DNA是线状的DNA。 ②染色质是真核生物遗传物质的主要载体。 二 细胞核的结构 31 染色质 （间期、末期） 染色体 （前期、中期、后期） 高度螺旋、变短变粗 解开螺旋、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 染色质与染色体的关系 ①细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。 ②细胞分裂结束时，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质，被包围在新形成的细胞核里。 二 细胞核的结构 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） 核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形 成有关） 染色质（主要由DNA和蛋白质组成） 二 细胞核的结构 33 试着总结一下细胞核的功能？ 二 细胞核的结构 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 DNA上储存着遗传信息。在细胞分裂时，DNA携带的遗传信息，从亲代传递到子代，保证了亲子代细胞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”细胞依据这个蓝图，进行物质合成，能量转化和信息交流，完成生长发育衰老和死亡。 总结： 二 细胞核的结构 核质依存 细胞质为细胞核提供必要的养料和能量 细胞核指导细胞质进行各项生命活动 没有细胞质的细胞核缺少养料能量供应，很快死亡 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 细胞核与细胞质是相互依存的。各组分之间分工作为一个统一的整体，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 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 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 小结 36 判断下列叙述的正误。 （1） 细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是代谢的中心。( ) × （2） 核孔实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流。( ) √ （3） 由于核孔是连通核质的孔道，因此物质可自由通过。( ) × （4） 染色质（染色体）容易被碱性染料染成深色。( ) √ （5） 细胞质中的 均在细胞核中合成，经核孔输出。( ) × 习题 习题 下列关于细胞核结构和功能的叙述，正确的是( ) 。 A A.核仁与某种 的合成以及核糖体的形成有关 B.染色质和染色体是两种不同的物质 C.核孔是、 、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道， 具有选择性 D.核膜是单层膜，把核内物质与细胞质分隔开 右图表示细胞核的结构，下列相关说法错误的是( ) 。 D A.①为核糖体，④为染色质，⑥为核孔 B.图中②与③的外层膜直接相连，且②③都有①附着 C.③为核膜，能够将核内物质与细胞质分隔开 D.⑤是遗传物质储存和复制的场所，也是细胞的控制中心 习题 （多选）哺乳动物造血干细胞的细胞核的结构模型如图所示，①~④表示 相关结构。下列说法正确的是( ) 。 CD A.哺乳动物造血干细胞分化成的成熟红细胞的细胞核，控制着该细胞的代谢和遗传 B.②是蛋白质的形成场所，其内代谢活跃有利于细胞分裂的物质准备 C.③由四层磷脂分子构成，使细胞核内环境稳定，有利于核内化学反应高效、有序地 进行 D.④是 和蛋白质的运输通道，其数目较多有利于核质间的物质交换和信息交流 习题 三 建构模型 物理模型 。 概念模型 。 数学模型 。 A B C D E 物理模型 以实物或图画的形式，直观地表达认识对象特征的模型。 ②常见形式： ①概念： DNA双螺旋模型 真核细胞模型 线粒体模式图 注意：照片不是物理模型。 三 建构模型 42 三 建构模型 用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来，将生命现象或活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型。 流程图模型和概念图模型。 ②常见形式： ①概念： 概念模型 三 建构模型 数学模型 用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等描述事物特征及内在联系的数学表达式，它可以描述生命现象，用逻辑推理、运算、求解等来研究生命现象、解决生物学问题。 数学式、曲线图、柱状图等。 注意： 照片 模型 不属于任何 ②常见形式： ①概念： 三 建构模型 物理模型 。 概念模型 。 数学模型 。 A B C D E B E A C D 四 细胞模型制作大奖赛 1.细胞类型自选（植物、动物、蓝藻、细菌） 2.材料自选 习题 一、概念检测 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，主要是通过核孔从细胞核送到细胞质的。（ ） （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.下列关于细胞核的叙述，错误的是（ ） 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 习题 二、拓展应用 4.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？ 5.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？ 染色质（体）主要由DNA和蛋白质构成，DNA是遗传物质。染色质存在于细胞分裂间期，此时DNA需要进行复制以及转录和翻译，不能高度螺旋化；螺旋化形成染色体是分裂期，是为了将复制好的DNA平均分配到两个细胞中。 有性生殖产生的后代有更多的变异类型，从而适应多变的环境，有利于生物的进化，克隆人的核遗传物质只来自一个个体，只有继承，没有变化，不利于生物的进化，同时会涉及人的尊严、伦理道德等问题。 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$