内容正文:
细胞核的结构和功能
第三章 第3节
第三章 细胞的基本结构
本节聚焦
细胞核的结构和功能是怎样的?
为什么说细胞核是细胞的“控制中心”?
怎样制作真核细胞的三维结构模型?
(第1课时)
结构
功能
相适应
细胞质基质
是活细胞进行新陈代谢的主要场所
细胞器
呈溶胶状
状态:
功能:
线粒体
叶绿体
内质网
核糖体
高尔基体
中心体
液泡
溶酶体
细胞质
细胞结构
细胞膜
(边界)
细胞壁
细胞核
2017年11月27日和12月5日,中国科学家利用体细胞克隆技术成功先后培育出两个一模一样的猴子“中中”和“华华”。
克隆猴“中中”和“华华”
C
克隆猴的培育示意图
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问题探讨
讨论:
母牛甲:取卵细胞去核
早期胚胎
植入母牛丙子宫
克隆牛
克隆的小牛长相和乙相似,能说明什么?
母牛乙:从体细胞中取出核
说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。
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”。
克隆牛所有细胞的细胞核都来源于母牛乙的体细胞核。
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之外,真核细胞都有细胞核。
是否所有的细胞都有细胞核?且都只有一个细胞核?
双小核草履虫
骨骼肌细胞
有些细胞不只是一个细胞核,如双小核草履虫有两个细胞核,人体的骨骼肌细胞中细胞核可多达数百个;
一.细胞核
可以采取什么方案来研究细胞核的功能?
一.细胞核
实验名称 结论
美西螈
核移植实验
蝾螈受精卵
横缢实验
变形虫去核
及核移植实验
伞藻嫁接
与核移植实验
二.细胞核的功能
思考•讨论:细胞核有什么功能
白美西螈
黑美西螈
资料1:美西螈核移植实验
二.细胞核的功能
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取核
去核
核移植
?
胚胎移植
讨美西螈的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系?
美西螈的皮肤颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素决定的。
表皮细胞内合成了黑色素,使皮肤呈黑色,不能合成黑色素的,皮肤呈白色。
资料1:美西螈核移植实验
取核
去核
核移植
?
胚胎移植
讨论1:黑色素合成过程是由细胞核还是细胞质控制的?
细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。
资料1:美西螈核移植实验
二.细胞核的功能
取核
去核
核移植
?
胚胎移植
资料1:美西螈核移植实验
若要增加一组实验进一步增强实验的说服力,该如何做?
将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出,移植到黑色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈,全部是白色的。
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
变形虫去核
及核移植实验
伞藻嫁接
与核移植实验
思考•讨论:细胞核有什么功能
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的
二.细胞核的功能
伞形伞藻
菊花形伞藻
二.细胞核的功能
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伞形伞藻
菊花形伞藻
帽
柄
假根
细胞核
伞藻是一种单细胞生物,由“帽”、“柄”和“假根”三部分构成,细胞核在假根部位。常见伞藻有两种,一种是菊花帽,一种是伞形帽。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。
二.细胞核的功能
如何确定帽的形状是由柄决定还是由假根决定的?
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此实验证明伞藻帽的形状与什么有关?
与假根有关
二.细胞核的功能
只做嫁接实验能否说明伞帽的形成一定是细胞核的作用?
科学家用这两种伞藻做了实验,将两种伞藻的帽切掉,柄互换,
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资料4:伞藻嫁接与核移植实验
讨论4:此实验证明伞藻形态结构特点取决于细胞核还是细胞质?
细胞核 伞藻的形态结构的建成主要与细胞核有关
如何进一步设计实验来探究假根部分的细胞核还是细胞质控制伞帽的形成。
伞藻核移植实验,这个实验可排除假根中其他物质的影响。
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实验名称 结论
美西螈
核移植实验
蝾螈受精卵
横缢实验
变形虫去核
及核移植实验
伞藻嫁接
与核移植实验
思考•讨论:细胞核有什么功能
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的
伞藻“帽形”的遗传主要与细胞核有关
二.细胞核的功能
资料2:蝾螈受精卵横缢实验
二.细胞核的功能
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讨论2:该实验是如何设计对照的?
无核
分裂
不分裂
开始
分裂
发育(快)
发育(慢)
有核
一半有核,一半没核形成相互对照,
没核的一半后来又挤进核变得有核,形成自身前后对照。
资料2:蝾螈受精卵横缢实验
讨论2:蝾螈细胞的分裂和分化是由细胞核还是细胞质控制的?
细胞核
二.细胞核的功能
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该实验是如何设计对照的?
无核
分裂
不分裂
开始
分裂
发育(快)
发育(慢)
有核
一半有核,一半没核形成相互对照,
没核的一半后来又挤进核变得有核,形成自身前后对照。
资料2:蝾螈受精卵横缢实验
蝾螈细胞的分裂和分化是由细胞核控制
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实验名称 结论
美西螈
核移植实验
蝾螈受精卵
横缢实验
变形虫去核
及核移植实验
伞藻嫁接
与核移植实验
思考•讨论:细胞核有什么功能
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的
伞藻“帽形”的遗传主要与细胞核有关
细胞核控制着细胞的分裂、分化
二.细胞核的功能
切
有核部分
无核部分
死亡
死亡
死亡
取出核
一段
时间后
植入
细胞核
正常生活
细胞核
分析资料3可以得出什么结论?(变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动是由细胞核还是细胞质控制的?)
细胞核
资料3:变形虫切割与核移植实验
二.细胞核的功能
科学家将变形虫切成两半,一半有核,一半无核。无核一半不能进行正常的生命活动并很快死亡,有核一半可以进行摄食、运动等一系列生命活动。如果把有核一半取出核,无论是细胞核还是细胞质都很快死亡
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切
有核部分
无核部分
死亡
死亡
死亡
取出核
一段时间后
植入细胞核
正常生活
细胞核
实验发现细胞核或细胞质单独存在时,都很快死亡,说明什么问题?
细胞核与细胞质是相互依存的,细胞只有保持结构的完整性,
才能完成正常的生命活动。
该实验是如何设计对照的?
一半有核,一半没核形成对照,有核部分后又取出核形成前后对照,
取出核后又再次植入细胞核形成前后对照。
资料3:变形虫切割与核移植实验
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结合克隆牛的实例,综合以上实验分析,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、应激性的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
伞藻嫁接核核移植实验
变形虫切割核核核移植实验
蝾螈受精卵横缢实验
细胞核控制着细胞 和 ,是细胞的控制中心!
代谢
遗传
推 出
代谢
遗传
二.细胞核的功能
1.克隆牛实验
2.美西螈核移植实验
3.伞藻嫁接和核移植实验
4.蝾螈受精卵横缢实验
5.变形虫切割实验
美西螈的肤色由细胞核控制的
细胞核控制细胞的分裂、分化
细胞核控制细胞的生命活动
伞藻“帽”的形态由细胞核决定
克隆牛的性状是由细胞核控制
遗传
代谢
细胞核控制着细胞的 和 。是细胞的 。
小结
代谢
遗传
“控制中心”
二.细胞核的功能
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。
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?
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
资料分析:
细胞是一个统一的整体
(无核寿命短,120d)
(质少寿命短,24-21h)
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(细胞必须保证完整性,才能完成生命活动)
细胞作为基本的生命系统,其结构复杂而精巧;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。
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细胞既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。
_________控制着细胞内外的物质交换和信息交流
_________细胞代谢的主要场所
_________是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心
细胞核
细胞膜
细胞质
细胞是一个统一的整体
思考·讨论5:
结合克隆牛的实例,你认为生物体性状的遗传与细胞核有什么关系?克隆牛所有细胞核,是否都来源于母牛乙体细胞的细胞核?
克隆牛是由重组的卵细胞发育成的。重组细胞包含了母牛乙的细胞核和母牛甲的细胞质。由这一重组细胞发育成的克隆牛性状几乎与母牛乙一模一样,这说明性状是由细胞核决定的。
克隆牛所有的细胞都来自重组细胞的细胞分裂,其细胞核中的遗传物质与母牛乙的遗传物质相同。
二.细胞核的功能
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