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必修1

3.3 细胞核的结构和功能 思考：①是否所有的细胞都有细胞核? 原核细胞没有真正的细胞核，但是有拟核。 ②是否所有的细胞都只有一个细胞核? 高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。 双小核草履虫有2个细胞核；骨骼肌细胞有多个细胞核。 问题探讨 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”。 讨论 克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明了 什么? 母奶 牛乙 体细胞核 早期胚胎 母黄 牛丙 母奶 牛甲 去核的卵母 细胞 重组细胞 讨 论 ：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。 刚出生 的小牛 黑色美西螈 卵细胞 结 论 ：生物体的遗传性状主要由 细胞核 控制。 思考：实验是否严谨?应该如何补充? 白色美西螈细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中，观察移植后长大 的美西螈颜色。(与上面的实验形成 资料1:黑白美西螈核移植实验 胚胎细胞 核移植技术 重组细胞 取核 去核 白色美西螈 结 论 ：细胞核 控制着细胞的分裂和分化。 思考：该实验是否有对照? 既有相互对照，又有自身对照。 资料2:蝾螈受精卵横缢实验 有核 发育(慢) 发育(快) 开始分裂 继续分裂 不分裂 分裂 无核- 有核一 蝾螈 受精卵 思考：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 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 一段时间后死亡 取出核 无核部分 有核部分 结 论 ：细胞核是细胞生命活动的 控 制 中 心 植入 细胞核 一段 时间后 —→ 死亡 细胞核 正常生活 死亡 切 资料4:伞藻嫁接与核移植实验 资料4:伞藻嫁接与核移植实验 伞藻是一种单细胞绿藻，由 伞形 “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。 菊花形 帽 柄 假根 思 考 ：伞藻顶帽的形状由哪一部分决定? ◆假设1:由“柄”决定。因为柄中有大量 细胞质，其中也含有遗传物质。 ◆假 设 2 : 由“假根”决定。因为细胞核存 在于假根中。 讨论 ： ①伞帽的形状由假根决定还是由伞柄 决定? 假根决定伞帽形状 ②该实验是否有对照? 既有相互对照，又有自身对照。 ③能否得出“伞帽的形状由细胞核决定” 这一结论?为什么? 假根中细胞质也有可能决定了伞帽的形状。 ④若不能，说明理由并设计实验证明. 设计核移植实验。 假根 乙 ◆假设1:由“柄”决定。 甲 讨 论 ： ⑤为什么进行核移植实验? 可排除假根中其他物质的作用， 从而证明伞藻“帽”的形状是细胞核 控制的。 结 论 ：生物体的形态建成与细 胞 核有关。 丙 丁 ◆假设2:由“假根”决定。 一、细胞核的功能 资料1:黑白美西螈核移植实验 肤色性状受细胞核控制 细胞核控制 资料4:伞藻嫁接与核移植实验 伞藻形态构建受细胞核控制 细胞的遗传 资料2:蝾螈受精卵横缢实验细胞分裂、分化等受细胞核控制 细胞核控制 资料3:变形虫切割实验 细胞核是细胞生命活动的控制中心 」 细胞的代谢 细胞核的功能 ——细胞核控制着细胞的代谢和遗传。 资料分析： 1、 如果你是这位生物学家，你怎么解释左边 数据?你能得出什么结论? 这是因为没有细胞核，细胞的生命活动就无 法进行。而有核的部分存活的个数和时间都比无 核多和长，说明细胞核对于细胞的生命活动是不 可或缺的。 2、 有人质疑这位生物学家，要求他对这么多细 胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。你尝试 为这为科学家辩护，替他作出解释。 ①实验过程中人为的因素对细胞造成伤害，导致 部分细胞死亡；②细胞的正常凋亡。 时间/d 细胞无核部分 存活个数 1 81 2 62 3 20 4 0 时间/d 细胞有核部分 存活个数 1 79 2 78 3 77 4 74 10 67 30 65 功能和结构 相适应! 思考：为什么细胞 核能够成为细胞遗 传和代谢的控制中 心呢? 二、细胞核的结构 核膜(不连续的双层膜，把核内物质与细胞质分开) 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，DNA 是遗传 信息的载体，染色质是DNA的主要载体) 核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流) 1、双层膜(把细胞质与核内物质分开) 2、核膜不是连续的，上有小孔——核孔 3、核膜外膜与内质网膜直接相连 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 某些蛋白质 ( 进 核 ) 、 RNA(出核) 核孔 1、 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 2、大分子物质选择性进出的通道 3、核孔的数量与细胞代谢强度成正相关 一外膜] 内膜 核膜 1 、与某种RNA 与核糖体的形成有关 2、在细胞分裂的过程中周期性的消失与重建 3、核仁的发达程度与蛋白质合成的旺盛程度成正相关 分泌细胞、卵母细胞、胚胎干细胞等核仁较大。 1 、组成：主要是DNA 和蛋白质——遗传物质的主要载体 2、容易被碱性染料(龙胆紫和醋酸洋红)染成深色的物质 思 考 ：核糖体 原核生物没有 马? 二无关 。 染色质 定与 唐体 核仁 木 族 刀 表 回 ) 蛋白质 染色体 (分裂期) 染色质与染色体： 是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。 染色质和染色体 的关系 DNA分 子一 思考：原核细胞没有核，为什么其生 存不受影响，这从反面说明了细胞核 中真正起作用的物质是什么? DNA 解螺旋 高 度 螺 旋 化 小积累 小结：细胞核的相关结构及其功能特点： 4 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。 红细胞 精子 存活120d左右 存活24h~72h 左右 存活至个体死亡 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。 细胞是个统一的整体，细胞既是生物体结构 的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。 细胞是一个统一的整体 由DNA 和蛋白质组 成 ；DNA 是主要的 遗传信息 双层膜，把核内物质 与细胞质分开 实现核质之间频繁的 物质交换和信息交流 与某种RNA 的合成及 核糖体的形成有关 染色质 核膜 核孔 核仁 遗传信息库 细胞生命活动 的控制中心 存储 遗传信息 控制 代谢和遗传 结构与功能 相适应 细胞核功能 细胞核结构 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开 核孔：核与质之间物质交换和信息交流 核仁：与rRNA 合成及核糖体形成有关 一 染色质： DNA 和蛋白质组成，高度螺旋化后形 成染色体。 储存遗传信息 遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 结构 A 功 能 证实 美西螈核移植实验 伞藻嫁接与核移植实验 蝾螈受精卵横缢实验 变形虫切割实验 总 结 细胞核 相 适 应 四、科学方法 LL 建构模型：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象 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；有的借助于具体的实物或其他形象化的 手段，有的则通过抽象的形式来表达。 模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模 型 等 。 — 拓 展 延 伸 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 ( C) 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论据的是 ( D) A.DNA主要存在细胞核内 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 练习 4、除了高等植物成熟的筛管细胞 和哺乳动物成熟的红细胞等 极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。 5、从细胞的结构看，“种瓜得瓜，种豆得豆”这种现象主要决定 于( D ) A.线粒体 B.叶绿体 C.核糖体 D.细胞核 6、科学家将雌性黑鼠乳腺细胞核移入白鼠去核的卵细胞中，待发 育成早期胚胎后移植入褐鼠的子宫。该褐鼠产下的小鼠的毛色和性 别分别为( A ) A.黑、雌 B.褐、雌 C.白、雄 D.黑、雄 7、(多选)下列各项中，与核仁的功能有关的是( BC ) A.蛋白质的合成 B.某种核糖核酸的合成 C.核糖体的形成 D.细胞核的形成 8、(多选)关于染色质和染色体的比较中，正确的是( ACD ) A.含有相同的化学元素 B.基本组成物质有一定区别 C.遗传特性完全相同 D.两者形态不同 随堂练习 In-class practice 9. 如图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图，下列说法错误的是(D A. 图中①和⑤的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密 B. 图中②为核孔，通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换，还可以实 现信息交流 C. 若该细胞核内的④被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行 D. 细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心 随堂练习 In-class practice 10. 下列关于细胞核的叙述，正确的是 （B） A. 核膜共有两层磷脂分子 B. 核仁与某种RNA的合成有关 C. 染色质能通过核孔进入细胞质 D. 细胞核是细胞代谢的中心 11. 下列有关细胞结构与功能的叙述中错误的 （A） A. 高尔基体形成的囊泡内包含的物质成分均为蛋白质 B. 蛋白质的产生不一定需要内质网、高尔基体、细胞膜的参与 C. 溶酶体发挥作用后可以为核糖体的活动提供原料 D. 核孔为蛋白质复合体，对通过的物质既有大小限制，也有选择性 $$