3.3 细胞核的结构和功能 课件-2025-2026学年高一上学期人教版必修1生物

第3章 细胞的基本结构 3.3 细胞核的结构和功能 教学目标 生命观念 通过对细胞有什么功能中四则资料的思考·讨论，能够阐明细胞核的功能，体会实验设计原理 生命观念 通过教师讲授细胞核的结构示意图，阐明细胞膜的结构 科学思维 通过资料分析，模型建构，能够描述细胞相关结构的特征，认同结构与功能相适应 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？ 说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。 性状：生物体的形态特征和生理特性 问题探讨 用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的一个结构就是细胞核（nucleus）。 真核细胞都有细胞核吗？ 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。 没有细胞核 哺乳动物 成熟红细胞 高等植物成熟的筛管细胞 大多数真核细胞都只有一个细胞核。 有些真核细胞有多个细胞核。 双小核 草履虫 骨骼肌细胞 细胞核并非 都位于细胞中央 目录 01 细胞核的功能 02 细胞核的结构 资料1/2/3/4 细胞核有什么功能 细胞核的功能 03 尝试制作真核细胞的三维结构模型 核膜、核仁、染色质、核孔 科学方法：建构模型 01 细胞核的功能 资料1/2/3/4 细胞核有什么功能 细胞核的功能 细胞核有什么功能 【资料1】美西螈核移植实验 科学家用黑白两种美西螈（一种两栖动物）做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈，全部是黑色的。 胚胎细胞 取核 卵细胞 去核 重组细胞 核移植 ？ 美西螈的肤色遗传受_______控制 ①结论： 细胞核 实验缺少对照 ②实验不足之处： 如何设计对照实验？ 思考·讨论 细胞核有什么功能 重组细胞 胚胎细胞 卵细胞 去核 取核 核移植 ③对照： 【资料1】美西螈核移植实验 科学家用黑白两种美西螈（一种两栖动物）做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈，全部是黑色的。 可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中，进行培养作为对照，增强实验的说服力。 美西螈的肤色遗传受_______控制 结论： 细胞核 证明细胞核是遗传的控制中心 思考·讨论 细胞核有什么功能 【资料2】蝾螈受精卵横缢实验： 科学家用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连。结果，有核的一半能分裂，无核的一半则停止分裂。当有核的一半分裂到16~32个细胞时，如果这时将一个细胞核挤到无核的一半，这一半也会开始分裂。最后两半都能发育成正常的胚胎，只是原来无核的一半发育得慢一些。 很少的细 胞质相连 一半无核 停止分裂 一半有核，能分裂 挤入细胞核 开始分裂 发育慢 发育快 蝾螈的细胞分裂、分化受_______控制 结论： 说明细胞核是代谢的控制中心 细胞核 该实验是如何设置对照的？ 相互对照（有核和无核） 前后自身对照（无核者重新挤入核） 思考·讨论 细胞核有什么功能 【资料3】变形虫切割与核移植实验：科学家做过这样的实验。将变形虫切成两半，一半有核，一半无核。无核的一半虽然能消化已吞噬的食物，但不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应；电镜下可以观察到退化的高尔基体、内质网等。有核的一半情况则大不相同，照样摄食，对刺激仍有反应；失去的伸缩泡可以再生，还能生长和分裂。如果用显微钩针将有核的一半的细胞核钩出，这一半的行为就会像上述无核的一半一样。如果及时植入另一个同种变形虫的细胞核，各种生命活动又会恢复。 变形虫 切割 无核 有核 取出核 一段时间后 植入细胞核 恢复正常生命活动 死亡 正常生活 死亡 死亡 能消化，但不能摄食，对刺激无反应，细胞器退化 结论： 变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受________控制 说明细胞核是代谢的控制中心 细胞核 相互对照（有核和无核） 前后自身对照（无核者重新植入核） 变形虫单独的细胞核或细胞质可以正常生活吗？这说明了什么？ 该实验是如何设置对照的？ 思考·讨论 细胞核和细胞质是相互依存、相互制约的。 细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。 细胞核 细胞质 控制遗传和代谢 物质和能量、场所 代谢和遗传 的控制中心 细胞质基质是 细胞代谢的主要场所 知识拓展 细胞核有什么功能 【资料4】伞藻嫁接和核移植实验 伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验。 伞藻嫁接实验： 伞柄 伞帽 假根 细胞核 无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。 ②不足： 伞帽的形状与 无关，与 有关。 伞柄 假根 ①结论： 思考·讨论 细胞核有什么功能 【资料4】伞藻嫁接和核移植实验 伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验。 伞藻核移植实验： 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的，证明细胞核是遗传的控制中心 可排除假根中其他物质的作用，证明细胞核控制伞藻“帽”的形状 ②结论： ①实验优点： 思考·讨论 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 变形虫切割实验 伞藻嫁接与核移植实验 美西螈的肤色是由细胞核控制的 细胞核控制着细胞的分裂、分化 细胞核控制细胞的生命活动 生物体的形态结构主要与细胞核有关 遗传 代谢 细胞核是细胞的遗传和代谢的控制中心。 【提醒】细胞代谢的主要场所是细胞质，细胞核是细胞代谢的控制中心。 1．科学家将变形虫切成两半，一半有核，一半无核，如图所示。有核部分具有应激性。仍能生长、分裂、再生；无核部分不能摄取食物，无应激性，不再分裂增殖，很快死亡。该实验表明控制细胞代谢和增殖的是（ ） A．细胞膜 B．细胞质 C．细胞核 D．中心体 C 该实验表明：细胞核控制细胞代谢和增殖 随堂检测 2．伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验（如图1、2所示）。下列相关叙述错误的是（　　） A．伞藻是一种大型多细胞绿藻，易于操作 B．图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止 C．图2中的③与图1中①的帽形相同，都是菊花形帽 D．题述实验说明生物体形态结构的建成与细胞核有关 A 伞藻是一种单细胞生物 随堂检测 3．为研究细胞核的功能，研究人员进行了大量的实验，下图是探究细胞核功能的两个经典实验。下列有关叙述错误的是（ ） A．实验1能说明细胞核与细胞质相互依存的关系 B．实验1说明美西螈皮肤细胞中黑色素的合成是由细胞核控制的 C．实验2中有核组为对照组，无核组为实验组，自变量是有无细胞核 D．实验2结果可说明细胞核与细胞的分裂、分化有关 A 实验1未探讨细胞核与细胞质的关系 随堂检测 02 细胞核的结构 核膜、核仁、染色质、核孔 大量的事实表明，细胞核控制着细胞的代谢和遗传。因此，有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”、细胞的“控制中心”。 细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢？ 细胞核的结构 1.核膜 （双层膜，把核内物质与细胞质分开） （1）选择透过性膜： 离子、较小的分子通过核膜进出细胞核 （2）外膜上附着大量核糖体， 常与内质网相连 细胞核的结构 2.核孔： （实现核质之间频繁的物质交换和信息交流） 核孔结构模型 外膜 内膜 核孔是由许多蛋白质构成的复杂结构，对进出核孔的物质具有严格的调控作用 （2）DNA不能出入核孔 （1）某些蛋白质、RNA等大分子物质选择性进出 （蛋白质入，RNA出） 不是自由进出 穿过0层膜 小分子物质通过核膜进出细胞 细胞核的结构 3.核仁： （与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关） 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? 核膜、核仁在细胞分裂期间会周期性的消失与重建 代谢越旺盛，合成蛋白质越多， 核仁越大，核孔越多 细胞核的结构 4.染色质： （主要由DNA和蛋白质组成，DNA 是遗传信息的载体） 细胞核中有DNA。___和_____紧密结合成染色质。染色质是极细的______，因容易被________染成深色而得名。细胞分裂时，细胞核解体（_____和_____消失），染色质__________，缩短变粗，成为___显微镜下清晰可见的____状或__状的染色体。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。 DNA 蛋白质 丝状物 碱性染料 核膜 核仁 高度螺旋化 光学 圆柱 杆 染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。 染色质和染色体是同种物质 在细胞不同时期的两种存在状态。 染色质 染色体 高度螺旋、缩短变粗 解螺旋 (2)特点： 易被______染料染成深色 碱性 DNA 蛋白质 染色质 染色体 （如甲紫） (1)染色质与染色体的关系： 丝状 杆状或柱状 高倍镜只能看到染色体，看不到染色质 4.染色质： 知识拓展 观看视频，并思考：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？ 染色体呈高度螺旋状态，这种状态有利于在细胞分裂中移动并分配到子细胞中；而染色质处于细丝状，有利于DNA完成复制并表达。 知识拓展 细胞核的结构 细胞核的结构 DNA上储存着遗传信息。 在_________时，DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在______________________。 ________就像细胞生命活动的“蓝图”，细胞依据这个“蓝图”，进行_________、_________和_________，完成________________________。正是由于这张“蓝图”储藏在细胞核里，细胞核才具有控制细胞代谢的功能。 细胞分裂 遗传性状上的一致性 物质合成 能量转化 信息交流 遗传信息 生长、发育、衰老和凋亡 储存 遗传 代谢 细胞核的功能： 细胞核是遗传信息库，是细胞的遗传和代谢的控制中心。 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。这是几十亿年进化的产物，是生物与环境长期相互作用的结果。 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。 03 尝试制作真核细胞的三维结构模型 科学方法：建构模型 尝试制作真核细胞的三维结构模型 1.科学方法：建构模型 （1）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描述 （2）形式： 物理模型： 概念模型： 数学模型： 以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征 用文字或符号突出表达对象的主要特征和联系 用来描述一个系统或它的性质的数学形式 （如：曲线图，公式、表格等） 照片不是物理模型 尝试制作真核细胞的三维结构模型 2.探究·实践-目的要求： （1）尝试制作真核细胞的三维结构模型； （2）体验建构模型的过程 3.如图是某些细胞结构的示意图，①~⑥表示相关结构。下列叙述错误的是（       ） A．结构①和⑥均由两层磷脂双分子层和蛋白质组成 B．结构②是蛋白质和RNA运输的通道，具有选择性 C．结构④主要由DNA和蛋白质组成，是基因的主要载体 D．结构⑤是蛋白质的合成场所，其形成与结构③密切相关 A ⑥是内质网，由单层磷脂双分子层组成 随堂检测 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（ ） 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（ ） 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 √ √ C D 不一定在正中央 随堂检测 细胞核的功能： 细胞核的结构： 尝试制作真核细胞的三维结构模型： 细胞核的结构和功能 细胞核是遗传信息库，是细胞的遗传和代谢的控制中心。 科学方法-模型构建 小结 谢 谢！ $