内容正文:
第三章 细胞的基本结构
第3节 细胞核的结构和功能
——系统的控制中心
主要内容
1.阐明细胞核的功能和结构
2.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。
3.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。
产崽
问题探讨
核移植
取核
去核
胚胎移植
母牛丙
母牛乙
母牛甲
体细胞核
去核卵细胞
重组细胞
早期胚胎
小牛?
讨论:克隆牛的性状与母牛乙几乎一模一样的,这说明了什么?
说明克隆牛的性状是由细胞核决定的
体细胞
卵细胞
细胞分裂
子宫
克隆牛
神经细胞
洋葱表皮细胞
口腔上皮细胞
光学显微镜观察下面细胞,最容易看到是细胞的 结构。
细胞核
是否所有的细胞都有细胞核?
有细胞核的细胞是否都只有一个细胞核?
思考:
双小核草履虫(2个细胞核)
骨骼肌细胞(多个细胞核)
拟核
原核细胞:
绝大部分有1个细胞核
部分无细胞核
真核细胞:
部分有多个细胞核
没有细胞核
高等植物成熟
的筛管细胞
哺乳动物成熟的红细胞
注意:细胞核并非都位于细胞中央。
P54划线
细胞核的分布
细胞核具有什么功能?
1、并非所有真核细胞都有细胞核 2、并非所有细胞都只有一个细胞核(如骨骼肌细胞) 3、细胞核并非都位于细胞中央。
知识目录
01
细胞核的功能
02
细胞核的结构
03
建构模型
资料一-美西螈
资料二-蝾螈
资料三-变形虫
资料四-伞藻
思考·讨论
细胞核有什么功能? 教材P54-P55
一、细胞核的功能
【活动①】阅读教材P54-55“思考·讨论”中资料1~4,回答下列问题:
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
资料1 美西螈核移植实验
(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。
(3)实验结论:美西螈皮肤颜色的遗传是由 控制的。
黑
细胞核
实验设计是否严谨?
该实验没有设置对照;
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
资料1 美西螈核移植实验
(4)延伸:从实验设计的原则上分析,该实验的设计并不严密,请指出不严密之处并进行完善。
以增强实验的说服力。
资料2 蝾螈受精卵横缢实验
继续分裂
发育(快)
发育(慢)
将一个细胞核挤到无核的一半
不分裂
分裂
有核
无核
开始分裂
横缢
正常胚胎
(1)实验结论:细胞的分裂、分化是由 控制的。
细胞核
(2) 实验分析:
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
切
有核部分
无核部分
能消化已吞噬的食物、但不能摄食、对刺激无反应、细胞器退化
死亡
死亡
取出核
一段
时间后
正常生活
细胞核
植入
细胞核
资料3:变形虫切割和核移植实验
摄食、对刺激有反应、失去的伸缩泡能再生、能生长、分裂
(1)实验结论:变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由_________控制的。
细胞核
(2)既有相互对照 ,又有自身前后对照
(无核与有核对照)
(进行核移植)
资料3:变形虫切割和核移植实验
(4)单独存在的细胞核死亡的原因:
(3)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
没有细胞质为细胞核提供营养物质和能量
(5)延伸:由资料2、3中的实验还说明细胞核与细胞质有相互依存的关系,细胞只有保持结构的_________,才能完成正常的生命活动。
完整性
帽(菊花形)
帽(伞形)
柄
假根
柄
假根
伞藻是一种单细胞生物
伞藻的形态主要是看“帽”的形态
资料4:伞藻嫁接与核移植实验
(1)实验结论:伞帽的形态与 无关,与 有关。
伞帽
伞柄
假根
细胞核
伞柄
假根
伞藻的嫁接实验
资料4:伞藻嫁接与核移植实验
(2)该实验是否有对照?
本实验既有相互对照,又有自身对照。
(3)本实验能否得出“伞帽的形状由细胞核决定”?为什么?
不能。无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。
去帽
移核
移核
去帽
细胞核
伞藻的核移植实验
资料4:伞藻嫁接与核移植实验
(1)实验结论:伞帽的形状与 有关。
伞藻核移植实验是对伞藻嫁接实验的补充,可排除假根中其他物质的作用。
(2) 实验进一步说明生物体形态结构的建成与细胞核有关。
核移植
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
推 出
一、细胞核的功能
遗传
代谢
细胞核控制着细胞 和 ,是细胞的控制中心!
代谢
遗传
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?
阅读教材P56回答下列问题
细胞核的功能是什么?
1.细胞核主要由哪些结构构成?各部分有什么作用?
2.何为染色质?它的主要成分是什么?3.染色质与染色体有什么关系?
二、细胞核的结构
二、细胞核的结构
核膜
核仁
染色质
(不连续的双层膜,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,大分子物质进出细胞核的通道)
(与rRNA的合成以及核糖体的形成有关)
(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
1.细胞核主要由哪些结构构成?各部分有什么作用?
笔记:双层膜细胞结构:线粒体、叶绿体、细胞核
双层膜 细 胞 器:线粒体、叶绿体
笔记:原核生物/哺乳动物成熟红细胞:
无细胞核,无核膜、核孔、核仁、染色质等结构
外膜
内膜
核膜
1、双层膜(把核内物质与细胞质分开)
2、核膜不是连续的,上有小孔——核孔
3、核膜外膜上附着有核糖体
4、核膜外膜与内质网膜直接相连
5、离子、较小的分子通过核膜进出细胞核
核孔
1、实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
2、某些蛋白质、RNA等大分子物质选择性进出的通道,但DNA不能通过核孔出来。
3、核孔的数量与细胞代谢强度有关
二、细胞核的结构
细胞代谢越旺盛,核仁越大、越明显,核孔数目越多
具有选择透过性
核孔具有选择透过性
进出核膜穿过 0 层膜
核孔
拓展:核孔不是孔,由多种蛋白质构成的复杂结构,对物质进出细胞具有选择性
二、细胞核的结构
1、与某种RNA(rRNA)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、细胞代谢越旺盛,核仁越大,数量不变
二、细胞核的结构
核仁
细胞代谢越旺盛,核仁越大、越明显,核孔数目越多
核仁被破环→rRNA合成受阻→影响核糖体的形成→进而影响蛋白质的合成
讨论:核糖体的形成一定与核仁有关吗?
笔记:原核生物没有核仁,其核糖体的形成与核仁无关
二、细胞核的结构
容易被碱性染料(甲紫、醋酸洋红溶液等)染成深色
1.组成
主要由DNA和蛋白质组成
DNA是遗传信息的载体,因此
染色质是遗传信息的主要载体
3.特点
2.功能
染色质
行使遗传功能
分裂间期
分裂期
(丝状)
(圆柱状)
解螺旋
高度螺旋化,缩短变粗
染色质
染色体
染色质
染色体
染色体与染色质
染色体
蛋白质
DNA
同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 P56划线
笔记 染色质:细胞核行使遗传功能的结构
“冰和水”
光镜可见染色体、但需染色!
看不到染色质
项目 染色质 染色体
不同点 存在时期
形态
相同点 成分
特性
功能
关系
分裂间期(分裂结束)
分裂期(分裂时)
细丝状
圆柱状或杆状
主要是DNA和蛋白质
容易被碱性染料染成深色
遗传信息的主要载体
同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态
二、细胞核的结构
四.染色质
(1)图中对核内物质起屏障作用的是[ ]________,它是由________层膜构成的,细胞质合成的组蛋白等蛋白质是通过其上的[ ]________进入细胞核的。
(2)细胞核行使遗传功能的重要结构是[ ]________,遗传信息存在于其组分________上。
(3)结构[②]________的功能是___________________________。
(4)简要指出原核细胞的拟核与图中细胞核在结构上存在的差异。___________________________ 。
细胞核的结构和功能 -(共26张)
1.下面为细胞核结构模式图,据图回答:
无核膜、核仁、核孔、染色质等结构,其DNA是裸露的。
③
核膜
双
④
核孔
①
染色质
DNA
核仁
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
遗传信息,DNA,染色体,细胞核关系是怎样的呢?
讨论
细胞核
染色质(体)
DNA
遗传信息
包括
含有
储存
细胞核是遗传信息库
因此
细胞核
DNA
细胞核行使遗传功能的结构:
染色体√,核仁×
染色体
遗传信息
二、细胞核的结构
【活动】请同学们阅读教材56页第3、4、5段,构建细胞核结构与功能相适应的概念图。
DNA
遗传信息
从亲代细胞传递给子代细胞,
保证亲子代细胞 的稳定性
“蓝图”
进行
控制中心
遗传上
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
储存着
染色质
细胞核
注意:细胞核不是细胞代谢的中心,细胞代谢的中心是细胞质(或细胞质基质)
二、细胞核的结构
生长
发育
衰老
凋亡
(“一库两中心”)
同一生物体内所有细胞的“蓝图”(遗传信息)都是一样的吗?如果是一样的,为什么体内细胞的结构、功能如此多样?
同一生物体内所有细胞都来自于受精卵的分裂,细胞内的“蓝图”(遗传信息)相同;体内细胞的形态结构、功能的多样性是细胞分化的结果。
P56 旁栏思考
29
思考:下列三种不同种类的细胞寿命不同,原因是什么?
大多存活至个体死亡
二、细胞核的结构
说明细胞只有保持完整性,才能进行正常的生命活动。
细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系
细胞核控制细胞质的代谢和生命活动,
细胞质又为细胞核提供物质和能量
Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved.
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。
思考:下列三种不同种类的细胞寿命不同,原因是什么?
大多存活至个体死亡
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
二、细胞核的结构
Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved.
细胞膜——细胞的边界
控制着细胞与外界的物质交换、能量转化和信息交流
细胞质——细胞的代谢中心
细胞代谢的主要场所
细胞核——细胞遗传和代谢的控制中心
细胞作为一个最基本的生命系统,其结构 。
各组分之间分工合作,使细胞成为一个统一的整体,使生命活动能够在变化的环境中 的进行。
细胞是一个统一的整体
复杂而精巧
自我调控、高度有序
Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved.
细胞既是生物体 的基本单位,
也是生物体 和 的基本单位。
结构
代谢
遗传
细胞是统一的整体
1.概念:模型是人们为了 而对认识对象所作的一种
的描述。这种描述可以是定性的,也可以是定量的
2.类型
物理模型:
数学模型:
概念模型:
以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。
公式、曲线图或表格形式
文字描述或概念图等
三、构建模型
某种特定目的
简化的概括性
照片不是物理模型
(1)物理模型:以 形式直观地表达认识对象的特征。
实物或图画
如:细胞亚显微结构模式图、DNA双螺旋结构模型、
流动镶嵌模型等
照片不是物理模型
三、构建模型
真核细胞三维结构模型
沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型
注意:照片、标本不是物理模型
(2)数学模型:用来描述一个系统或它的性质的 。
数学形式
如:计算公式、函数式、曲线图,依实验数据绘制的柱状图、饼图等
三、构建模型
36
(3)概念模型:用文字、图线和符号等将有联系的名词和过程连接起来的一种模型。
如:分泌蛋白的合成与加工等。
真核生物与原核生物模型
三、构建模型
37
成果展示
视频
在设计并制作细胞模型时,科学性第一位,其次才是模型的美观与否
三、构建模型
基础题
1.(1)√;(2)×。
2.C。 3.C。
拓展题
提示:出生小牛的绝大部分性状像母牛甲。因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质,所以它的性状与母牛甲最相似。
自我检测的答案和提示
一、概念检测
判断题
1.×。 2.×。
选择题 C。
连线题
38
Nt=N0λt
物理模型
物理模型
真实结构(不是模型)
数学模型
数学模型
概念模型
判断下列模型分别属于哪种模型?
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点练习
照片是原型,不是模型!
有关遗传的几个名词
遗传信息库:
DNA
核苷酸(碱基)排列顺序
染色体
细胞核
生物体中的遗传物质:
细胞中遗传物质:
遗传信息:
遗传物质的主要载体:
核酸
病毒的遗传物质:
DNA或RNA
二、细胞核的结构
细胞核
结构
功能
核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开
核仁:与rRNA合成以及核糖体形成有关
核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
染色质:主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。
相适应
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
细胞核是遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
课堂小结
1.【辨析对错】下列关于细胞核的叙述,正确的打“√”,错的打“×”
(1)真核细胞都有细胞核( )
(2)蛋白质合成越旺盛的细胞,核仁越大( )
(3)细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关( )
(4)核糖体的形成一定与核仁有关( )
(5)染色质主要由核糖核酸和蛋白质组成,和染色体是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态( )
(6)细胞只有保持完整性,才能正常地完成各项生命活动( )
(7)同学们参加模型制作大赛所制作的细胞模型是概念模型( )
×
×
×
√
√
√
×
练一练
课后习题
√
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
课后习题
二、拓展应用
1.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?
2.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?
染色体呈高度螺旋状态,有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去;而染色质处于细丝状,有利于DNA完成复制、转录等生命活动。
有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息,大大增加了生物变异,增加了适应多变环境的能力,也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物,遗传物质与亲代一样,因而降低了适应环境变化的能力。
第三章复习与提高
1.下列各项表示细胞结构与其主要组成成分的对应关系,
错误的是 ( )
A.染色体——DNA B.细胞膜——磷脂
C.细胞骨架——多糖 D.细胞壁——纤维素
2.细胞内运输物质的具膜囊泡可以与细胞膜融合,
由此可以推测囊泡膜的主要成分是( )
A.脂肪和蛋白质 B.蛋白质和核酸
C.脂质和蛋白质 D.多糖和脂质
C
C
45
3.白细胞可以吞噬病菌,这一事实说明细胞膜具有( )
A.全透性 B.保护作用
C.选择透过性 D.一定的流动性
4.下列对生物膜的叙述,不正确的是( )
A.生物膜是细胞所有膜结构的统称
B.各种生物膜的化学组成与结构均相同
C.膜的组成成分可以从内质网转移到高尔基体膜,再转移到细胞膜
D.各种生物膜既各司其职,又相互协调共同完成细胞的生命活动
D
B
第三章复习与提高
46
5.各种细胞器在功能上既有分工又有合作下列相关叙述错误的是( )
A.植物细胞中的液泡与维持细胞的渗透压有关
B.中心体和核糖体与蛋白质的合成有关
C.内质网和高尔基体与分泌蛋白的加工有关
D.叶绿体、线粒体与细胞内物质和能量的转化有关
6.组成染色体的主要物质是( )
A.蛋白质和DNA B.DNA和RNA
C.蛋白质和RNA D.DNA和脂质
B
A
第三章复习与提高
47
7.请将下列动物细胞的结构
和功能概念图补充完整。
细胞质
细胞质基质
细胞器
内质网
与细胞有丝分裂相关
合成蛋白质
第三章复习与提高
48
8.细胞内的各种生物膜在结构上
既有明确的分工,又有紧密的联系。
结合下面关于溶酶体发生过程和
“消化”功能的示意图,回答下列问题。
(1)b是刚形成的溶酶体,它来源于细胞器a;e是包裹着衰老细胞器d的小泡,而e的膜来源于细胞器c。由图示可判断:a、c、d分别是 。
(2)f表示b与e正在融合,这种融合过程反映了生物膜在结构上具有 特点。
高尔基体、内质网、线粒体
一定流动性
第三章复习与提高
49
习题检测
8.细胞内的各种生物膜在结构上既有
明确的分工,又有紧密的联系。结合
下面关于溶酶体发生过程和“消化”
功能的示意图,回答下列问题。
(3)细胞器a、b、c、d膜结构的主要成分是 等。
(4)细胞器膜、 等结构,共同构成细胞的生物膜系统。生物膜的研究具有广泛的应用价值,如可以模拟细胞膜的
功能对海水进行淡化处理。
蛋白质与脂质
细胞膜与核膜
控制物质出入细胞
50
下课
伞柄嫁接实验
核移植实验
②实验结果:在伞藻核移植实验中,新长出的伞帽跟提供 的伞藻的伞帽相同。
①实验结果:在伞藻嫁接实验中,新长出的伞帽跟提供 的伞藻的伞帽相同。
假根
细胞核
结论:伞藻的形态结构特点取决于细胞核
资料4:伞藻嫁接与核移植实验
▲假根既有细胞核又有细胞质,
?细胞核
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
二、细胞核的结构
以下两种细胞的寿命都较短,说明什么?
说明细胞只有保持完整性,才能进行正常的生命活动。
成熟的红细胞(无核寿命短,120d)
精子细胞(质少寿命短,24-72h)
细胞核与细胞质相互依存,细胞的完整性是细胞完成正常生命活动的前提。
Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved.
练一练
1.如图为细胞核结构模式图,下列对其结构及功能的叙述,正确的是( )
A.①是单层膜,其上有④,允许各种
分子进出
B.②是染色质,其主要由DNA和蛋白
质组成
C.③是核孔,它是细胞核行使遗传功能
的结构
D.细胞核是细胞代谢的主要场所
B
练一练
2 拓展应用1: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过程中移动并分配到子细胞中去,而染色质处于细丝状,有利于DNA完成复制、转录等生命活动。
提示:有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息,在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合,从而大大增加了生物变异,增加了适应多变环境的能力,也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物,克隆人与亲代相比,遗传物质是一样的,没有什么变化,因而降低了适应环境变化的能力。还有,如果克隆人对某种疾病具有易感性,就可能带来灾难性的后果;在社会学意义上,克隆人没有传统意义上的父亲和母亲,这会冲击原有的家庭和社会伦理观念,等等。
3 拓展应用2:
建构模型
模型是人们为了给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它形象化的手段,有的则通过抽象的形式来表达
模型
物理模型
概念模型
数学模型等
Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved.
1.物理模型:以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。
DNA双螺旋模型
细胞模型
思考:细胞的显微照片是不是物理模型。
线粒体模型
不是!
流动镶嵌模型
DNA分子双螺旋结构模型
动植物亚显微结构模式图
Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved.
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无细胞核外,真核细胞都有细胞核
高等植物成熟的筛管细胞
哺乳动物成熟的红细胞
1.所有的真核细胞都具有细胞核吗
大核
小核
绝大多数真核细胞只有1个细胞核
双小核草履虫有2个细胞核
人的骨骼肌细胞有多个细胞核,可达数百个
人的骨骼肌细胞
只有1个细胞核
细胞核具有什么功能?
双小核草履虫
2.所有真核细胞都只有一个细胞核吗
(1)结构特点
①结构复杂而精巧。
②各组分之间____________成为一个统一的整体。
(2)地位
①生物体结构的___________。
②____________________的基本单位。
分工合作
基本单位
生物体代谢和遗传
5.细胞在生命系统中的地位
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___模型、 ___模型、 ___模型等。
在设计并制作细胞模型时, ____ 、 ____是第一位的,其次才是模型的美观与否。
科学性
准确性
科学方法
物理
概念
数学
62
Lavf59.27.100
$