3.3细胞核的结构和功能课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第3节 细胞核的结构和功能 第3章　细胞的基本结构 教 公 师 开 课 SZ-LWH 通过自主学习、合作学习,阐明细胞核的结构和功能；认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。（科学思维、生命观念） 运用模型与建模,制作真核细胞的三维结构模型,掌握模型制作的方法。（科学思维） 2 1 通过对细胞核功能的实验分析,体验实验设计、方案实施过程,掌握对照的设置方法。（科学探究） 3 SZ-LWH 细胞核的结构 细胞核的功能 目标一 目标二 目 录 CONTENTS 教 公 师 开 课 SZ-LWH 3 光镜下的细胞 显微结构 电镜下的细胞 亚显微结构 细 胞 核 一、细胞核的功能 SZ-LWH 问题●探讨 SZ-LWH 母牛甲：取卵细胞去核 早期胚胎 植入母牛丙子宫 小牛？ 克隆牛 母牛乙：从体细胞中取出核 克隆的小牛长相和谁相似？能说明什么？ 与母牛乙相似，说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。 回顾初中教材，什么叫性状？ 问题●探讨 SZ-LWH 讨论：既然细胞核那么重要，那所有的细胞都有细胞核吗？ 无核细胞 ●原核细胞 ●哺乳动物成熟的红细胞 ●高等植物成熟的筛管细胞 ●皮肤表皮的角质层 ●双小核草履虫 ●肝细胞和心肌细胞可有双核 ●人骨骼肌细胞的核可多达百个 多核细胞 注:大多数真核细胞只含有一个细胞核。原核细胞无真正细胞核。 草履虫 骨骼肌细胞 哺乳动物成熟红细胞 高等植物成熟筛管细胞 一、细胞核的功能 SZ-LWH 实验1：美西螈核移植实验 核移植技术 卵细胞 胚胎细胞 重组细胞 黑色美西螈 白色美西螈 取核 去核 (1)实验过程：该实验中， 提供细胞核， 提供细胞质、细胞膜等结构。 黑色美西螈 白色美西螈 (2)实验结果：子代美西螈全部发育成 色。 黑 一、细胞核的功能 SZ-LWH 细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。 讨论1：直接决定美西螈皮肤颜色的是什么物质？ 美西螈的皮肤颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素决定的。 讨论2：实验表明表皮细胞合成黑色素的过程是由细胞核还是细胞质控制的？ 实验结论： 美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的。 若要增加一组实验进一步增强实验的说服力，该如何做？ 核移植 卵细胞 去核 胚胎细胞 取核 一、细胞核的功能 SZ-LWH c c 实验一 美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的。 实验二 一、细胞核的功能 SZ-LWH 实验2：伞藻嫁接实验和核移植实验 伞藻是单细胞生物，长度可达5厘米。其结构可以分为帽、柄、假根三个部分；细胞核位于假根。根据帽型不同可分为伞型帽伞藻和菊花型帽伞藻。此外伞藻还有很强的再生能力。 一、细胞核的功能 SZ-LWH 伞藻“帽”的形态与提供假根的伞藻一致。 伞藻嫁接实验 提出问题 伞藻“帽”的形态是由伞柄还是由假根决定？ 做出假说 伞藻“帽”的形态是假根决定。 实验设计 实验过程 实验结果 实验结论 伞藻“帽”的形态是假根决定。 去帽 换柄 嫁接 一、细胞核的功能 SZ-LWH 伞藻“帽”的形态与提供细胞核的伞藻一致。 伞藻核移植实验 做出假说 伞藻“帽”的形态是细胞核决定。 实验设计 实验过程 实验结果 实验结论 伞藻“帽”的形态是细胞核决定。 提出问题 伞藻“帽”的形态是由细胞质还是由细胞核决定？ 去帽 去核 移植核 一、细胞核的功能 SZ-LWH 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？ ②伞藻核移植实验： ①伞藻嫁接实验： 伞藻核移植实验更有说服力。伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步验证细胞核的功能。 核移植实验进一步说明生物体形态结构的建成与细胞核有关。 一、细胞核的功能 SZ-LWH 实验3：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 实验结论:蝾螈的　　　　　　　　　受细胞核控制。 实验分析： 细胞分裂、分化 实验既有 对照，又有 对照。 相互 自身前后 (无核与有核对照) (对无核者重新挤入核) 讨论：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 一、细胞核的功能 SZ-LWH 实验过程： 步骤一：将变形虫切割成有核一半和无核一半； 步骤二：用显微钩针将有核一半的 钩出，然后再及时植入另一个同种变形虫 的 。 细胞核 细胞核 步骤一 步骤二 实验4：变形虫切割和核移植实验 一、细胞核的功能 SZ-LWH 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 实验结论：变形虫的 等生命活动受　　　　控制。  细胞核 实验分析： 实验既有 对照，又有 对照。 相互 自身前后 生长、再生、对刺激的反应 (无核与有核对照) (核移植） 细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。 一、细胞核的功能 SZ-LWH 综合以上资料分析，你认为细胞核具有什么功能？ 细胞分裂分化离不开细胞核 细胞核是变形虫生长、应激性等生命活动的控制中心 美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的 细胞核控制伞藻的形态结构（伞帽的形状） 美西螈核移植实验 伞藻嫁接与核移植实验 变形虫切割与核移植实验 蝾螈受精卵横缢实验 2 细胞核的功能 细胞核控制着细胞______和______，是细胞的控制中心。 代谢 遗传 （代谢活动） （性状的遗传） 一、细胞核的功能 SZ-LWH 1.(2023·安徽皖北地区高一联考)伞藻是一种单细胞生物，由伞帽、伞柄和假根三部分组成，细胞核在基部(假根中)。如图是科学家用两种伞藻做嫁接和核移植实验的示意图。下列相关叙述正确的是 A.实验甲说明伞帽的形状完全由细胞核控制 B.实验甲说明伞帽的形状与伞柄无直接关系 C.实验乙中菊花形帽伞藻的形成不需要细胞质的作用 D.两个实验结果均可说明细胞核是细胞代谢中心 √ 跟踪训练 SZ-LWH 实验甲说明伞帽形状与假根中的细胞核有关，与伞柄无直接关系，但不能充分证明伞帽的形状是完全由细胞核控制的，A错误，B正确； 伞藻核移植实验中伞藻的形成需要细胞质的作用，因为细胞质为细胞核提供物质和能量，C错误； 两个实验结果均可说明细胞核是遗传的控制中心，细胞代谢中心是细胞质，D错误。 跟踪训练 SZ-LWH 2.(2023·浙江温州高一期末)如图将变形虫切成两半，有核部分能继续生活；取出核，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核也无法生存；去核后及时植入一个细胞核，可恢复正常生活。根据实验结果，下列推测不合理的是 A.细胞质能为细胞核维持正常功能提供物质 B.细胞核能为细胞质维持正常功能提供物质 C.无核部分能短期生存说明核功能可由质替代 D.细胞结构的完整性是变形虫正常生存的基础 √ 无核部分只能短期生存，说明细胞核与细胞质相互依存、形成统一整体共同完成生命活动，C符合题意。 跟踪训练 SZ-LWH 细胞核的结构 细胞核的功能 目标一 目标二 目 录 CONTENTS 22 核膜 核仁 染色质 核孔 细胞核电镜图 功 能 决定 结 构 结构与功能观 二、细胞核的结构 SZ-LWH 外膜 内膜 核膜 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________ 5、___________________通过核膜进出细胞核 核孔 1、实现_________频繁的物质交换和信息交流 2、_________________进出的通道(RNA、蛋白质可进出，DNA不可以细胞核) 3、细胞代谢强度越旺盛，核孔的数量______ 双 核孔 直接 核糖体 离子、较小的分子 核质之间 大分子物质选择性 越多 二、细胞核的结构 SZ-LWH 核孔拓展： 核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。 核孔结构模型 外膜 内膜 二、细胞核的结构 SZ-LWH (1) 各种大分子物质都能自由进出核孔吗？为什么？ 不能；核孔具有选择性，如：允许某些RNA和蛋白质通过，而DNA不能通过。 (2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？为什么？ 不是； (3)代谢越旺盛的细胞中，蛋白质合成量越大，核质之间的物质交换越频繁。 那么核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？ 代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔数量较多。 核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质是通过核膜进出细胞核的。 问题●探讨 SZ-LWH 容易被碱性染料染成深色的物质 核仁 1、与_______（rRNA）及_______的形成有关 2、在细胞分裂的过程中____________________ 3、核仁的发达程度与蛋白质合成的_________有关 染色质 某种RNA 核糖体 周期性的消失与重建 旺盛程度 染色体 染色质 二、细胞核的结构 SZ-LWH 染色质拓展 资料1：电镜下染色质是很多串珠状的结构聚合在一起形成。用DNA酶（可专一性的分解DNA）处理后，“珠子”间的“连线”消失，但珠子还在；若用蛋白酶（可专一性的分解蛋白质）处理，则“珠子”被分解，而“连线”还在。 思考：资料1说明染色质是由什么组成的？ 资料2：人体内每一个体细胞的DNA伸长开来平均长度可达2m，而细胞核的直径仅20um，甚至更小。“珠子”+“连线”仅仅将DNA的长度缩短了7倍。 思考：小小的细胞核如何才能将长长的DNA装下呢？ 染色质=DNA+蛋白质 二、细胞核的结构 SZ-LWH 分裂前的间期 分裂期 （丝状） （杆状） 解螺旋 高度螺旋化，缩短变粗 ——同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 DNA 螺旋 核小体 染色质 染色体 蛋白质 螺旋 螺旋 思考：染色质和染色体什么关系？ 二、细胞核的结构 SZ-LWH 教材勾画 29 染色质和染色体同一物质在细胞不同时期的两种存在状态；核膜核仁周期性的消失和重建 二、细胞核的结构 SZ-LWH 思考：染色质和染色体为什么要相互转变？ 染色体：有利于细胞分裂使遗传物质均等分配到子细胞。 染色质：有利于遗传信息的复制和表达。 遗传信息的主要载体—— 遗传物质的主要载体—— (真核生物)DNA分布在： 染色体只分布在： DNA 主要在细胞核，其次线粒体、叶绿体 染色体/染色质 细胞核 问题●探讨 SZ-LWH 【思考】细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系是什么？请填入下图。 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 跟踪训练 SZ-LWH 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 活动：请同学们阅读教材56页第3、4、5段，构建概念图 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 SZ-LWH 哺乳动物成熟的红细胞（120 d）和几乎不含细胞质的精子（37℃环境中活动精子存活4～8 h）的寿命为什么不长？ 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。 细胞是统一的整体 说明：细胞各结构相互依存，细胞只有保持完整性，才能完成各项生命活动 细胞即是生物体结构的基本单位，又是生物体代谢和遗传的基本单位 SZ-LWH 人们为了某种 而对认识对象所做的 一种简化的 。 特定目的 概括性描述 1 模型概念： 这种描述可以是定性的，也可以是定量的。 2 模型的类型 (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 DNA双螺旋结构模型 减数分裂染色体变化的模型 注意：照片、标本不是物理模型 三、科学方法：模型构建 SZ-LWH (2)数学模型: (3)概念模型: 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 ·λ t （如:方程式、关系式、“J”型曲线、表格等） 描述实物特征及内在联系的数学表达式。 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。 2 模型的类型 三、科学方法：模型构建 SZ-LWH 尝试制作真核细胞的三维结构模型 学生作品展示 三、科学方法：模型构建 SZ-LWH 相适应 核膜： 结构 功能 细胞核 核仁： 核孔： 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 把核内物质与细胞质分开，小分子物质运输 与rRNA合成及核糖体形成有关 核与质之间物质交换和信息交流。如RNA、蛋白质 染色质： 课堂小结 SZ-LWH 3.(2023·陕西西安高一期末)细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，与其结构特点是分不开的。下列叙述正确的是 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.核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 C.核孔是大分子物质如RNA、DNA和蛋白质等进出细胞核的通道 D.细胞核不是遗传信息库，因为线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA √ 跟踪训练 SZ-LWH 染色体和染色质是同一物质在不同时期细胞中的两种存在状态，A错误； 核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，在有丝分裂过程中，核仁有规律地消失和重建，B正确； 核孔是大分子物质如RNA和蛋白质等进出细胞核的通道，但核孔具有选择透过性，DNA不能通过核孔，C错误； 细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，因此它是遗传信息库，D错误。 跟踪训练 SZ-LWH 4.(2023·海南高一检测)细胞核是细胞的控制中心，如图是细胞核的模式图，下列有关叙述正确的是 A.真核细胞都有细胞核，细胞核控制着细胞的代谢和遗传 B.②表示核孔，②数量的多少与细胞代谢的强弱呈负相关 C.细胞分裂时，③的形态会发生变化，变化后在光学显微镜下可见 D.①表示内质网，⑤表示核膜，二者都由2层磷脂双分子层组成 √ 跟踪训练 SZ-LWH 有些真核细胞不具有细胞核，例如，哺乳动物成熟的红细胞，A错误； ②表示核孔，②数量的多少与细胞代谢的强弱呈正相关，代谢越强的细胞，核孔的数量越多，B错误； 细胞分裂时，③染色质会螺旋缩短成染色体，染色体经染色后可用光学显微镜观察到，C正确； ①表示内质网，由1层磷脂双分子层组成，⑤表示核膜，核膜是双层膜，由2层磷脂双分子层组成，D错误。 跟踪训练 SZ-LWH $$