2.4 细胞核是细胞生命活动的控制中心（教学课件）生物浙科版必修1

该高中生物学课件聚焦“细胞核是细胞生命活动的控制中心”，以克隆羊多莉诞生为主线情境，通过分析其三个“母亲”的贡献引发问题，串联去核卵细胞培养、伞藻嫁接等实验探究功能，进而解析细胞核亚显微结构，最终拓展至克隆技术应用与伦理，构建完整知识脉络。 其特色在于以情境驱动学习，通过多莉克隆实验导入培养科学思维，伞藻嫁接等实验设计强化结构与功能观的生命观念，克隆技术伦理讨论渗透社会责任。采用实验探究与资料分析结合的教学方法，知识网络构建助力总结，能提升学生核心素养，为教师提供核心素养导向的完整教学支架。

细胞核是细胞生命活动的控制中心 浙科版高中生物必修1 第2章第4节 授课人：XXX NH DH¹ . 日 树立科技造福人类的 责任意识。 【学习目标】核心素养导向 2. 科学思维：通过分 析克隆实验、伞藻嫁 接等实验的变量与结 论 ， 锻炼演绎推 理、归纳概括的逻辑 思维能力；辨析染色 质与染色体的异同。 1.生命观念：通过细 胞核结构与与功能的 学习，建立“结构决 功能”的生命观念， 认同细胞核是细胞遗 遗传传和代谢的控制 中心。 4. 社会责任：了解克 隆技术的发展历程与 应用场景，辩证看待 隆技术的伦理问题， 3. 科学探究：基于克 隆实验的设计逻辑， 掌握实验设计的单一 量、对照原则。 0 4.第四部分：迁移应用一 克隆技术的前沿与伦理边界 5.第五部分：课堂芯结 ——构建知识网络 【情境目录】探索生命控制中心的旅程 主线情境：克隆羊多莉的诞生之谜 3.第三部分：结构解析—— 探秘细胞核的亚显微结构 5. 第五部分：课堂总结 ——构建知识网络 1.第一部分：情境导入 — 谁决定了多莉的性状? 2.第二部分：功能探究—— 细胞核的功能验证实验 Start: Dolly's Birth Mystery 2 .第二部分：功能探究 ——细胞核的功能验证头验 Start: Dolly's Birth Mystery 组抱拨 细 胞够 结内孔 细 核 7. 情境导入与主线提出 ——从“多莉”的诞生看生命的奥秘 第一部分 1996年，一只改变生物学历史的羊 1996年7月5日，克隆羊多莉 ( Dolly)在英国罗斯林研究所诞生。 它是世界上第一只通过成年体细胞克隆成功的哺乳动物。 多莉的诞生，打破了“高度分化的动物体细胞不能发育完整个体”的传统认知。 1 997年： 国际科学界宣布 (确认体细胞克隆) 2003年：多莉去世 (科学评估长期影响) 科学意义：突破体细胞分 化限制，开辟再生医学与 物种保存新领域 1996年7月：多莉诞生 (诞生地：罗斯林研究所) Dolly the Sheep(1996-2003) 第 6 页 ： 【情境剖析】 Fusion 多莉的三个 “母亲”. 结果：多莉的毛色 、面部特征等所 有性状都与提供 胞核的白面母羊 代孕母羊 (C): (A) 高度一致! 提供胚胎发育的子宫 白面母羊 (A): 提供乳腺细胞的细胞核 提取物 多莉的三个“母亲”分别提供了什么? 结果：多莉的毛色、 面部特征等所有性状 都与提供细胞核的白 面母羊(A) 高度一 致! 代孕母羊 (C): 提供胚胎发育的子宫 黑面母羊 (B): 提供去核的卵细胞 第 6 页 8.85 为什么多莉的性状与 供核母几乎完全一致 ,/而不是提供卵细胞 或子宫的母羊? 标题: 深度思考:多莉的性状由谁决定? 细胞核究竟通过什么机制 实现对细胞生命活动的控制? 这说明了什么结构决 定了生物的性状? 第二部分 细胞核的功能探究 ——经典实验中的科学逻辑 对照组 去核的卵细胞体外培养 →最多存活72小时， 停止分裂。 思考：该实验的自变量是什么? 遵循了什么实验设计原则? 【探究实验一】去核卵细胞体外培养实验 实验一：细胞核与细胞的存活、分裂 实验组 去核卵细胞+植入细胞核 →恢复分裂、分化，发 育为完整个体。 271 失去细胞核 细胞核 植入细胞核 细胞核 结 论 ：细胞核控制着细胞的代谢和分裂。 相互依存 细胞生命活动逐渐停 止，最终死亡 细胞恢复正常的生命 活动(分裂、分化) 实验一结论推导 逻辑分析 实验一分析 统一整体 第10页 实验二：伞藻嫁接实验——认识实验材料 材料介绍：伞藻(一种单细胞绿藻) 结构特点：由“帽”、“柄”和“假根”三部分构成。细胞核位于基部的“假根”中。 两种形态： 伞形帽伞藻 1.伞形帽伞藻 帽 一 2. 菊花形帽伞藻 柄 假根 ```markdown ``` 伞藻嫁接实验过程与现象 【菊花形帽伞藻】 结 果 ：新长出的帽为【伞形】! 操作步骤：将【伞形帽伞藻】 的细胞核，移植到切除帽、核的 【菊花形帽伞藻】的假根中。 【菊花形帽伞藻】 切除菊花形帽伞藻 的帽和核 移植：伞形帽伞藻的细胞核 →菊花形帽伞藻假根 【伞形帽伞藻】 伞形帽伞藻的核 观察现象： 新长出的帽是 什么形 状 ? 伞形帽伞 藻的核 伞形帽伞 濂藻的核 【伞形帽伞藻】 ■7 不取决于提供假根(细胞质) 的菊花形帽伞藻 而是取决于提供细胞核的 伞形帽伞藻 结论：生物体形态结构的建成(遗传性状)主要与细胞核有关。 --- 实验二结论推导 新长出的帽的形状 新长出的帽的形状 伞藻 控制遗传 控制代谢 ATP ATP 细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心! ? (提示：这必然与其内部的特殊结构和物质有关，自然过渡到结构学习) 细胞核功能大揭秘 综合多莉羊、去核卵细胞、伞藻嫁接等实验，得出核心结论： 深度思考：为什么细胞核可以同时控制细胞的遗传和代谢? A.Z02 第三部分 ```markdown ``` 细胞核的结构解析 ——探秘“控制中心”的内部构造 核膜 (双层膜 核膜(双层膜) 核孔 核孔 核仁 染色质 核基质 核仁 染色质 核基质 细胞核内有哪些结构支撑其完成功能? 细胞类型 代谢/分裂状态 核孔数(个/μm²) 核仁体积占比 分泌功能旺盛 分裂旺盛 代谢较弱 无生命活动 唾液腺细胞 胚胎细胞 口腔上皮细胞 成熟红细胞 约300 0(无核) 探究：细胞核结构与细胞代谢的关系 任务：结合参数表，推导核孔和核仁的功能特点。 约1200 趋势：代谢越旺盛， 核孔越多，核仁越大 约800 15% 8% 25% 核膜 (Nuclear Envelope) 结构特点： 1. 双层膜结构(外膜和内膜)。 核孔 2.外膜常与粗面内质网相连，其上附着有核糖体。 功能： 1.将核内物质与细胞质分开，保护DNA。 2. 具有选择透过性，控制物质进出。 RNA RNA 蛋白 内膜 核孔 胞质 一外膜 粗面内质网 核孔一 核内 内膜 结构特点：贯穿内外两层核膜的通道，由多种 蛋白质组成复杂的核孔复合体。 功能： 1. 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 2. 具有选择透过性：是大分子物质( 如RNA、 蛋白质)进出细胞核的通道。 关键问题：为什么DNA不能通过核孔进出 细胞核?(保护遗传信息的稳定性) 核孔 (Nuclear Pore) 【结构解析二】核孔：大分子的专属通道 DNA (巨大分子) 蛋白质 mRNA 结构与功能相适应：核孔的数量密码 结合前面的参数表分析： 现象：代谢越旺盛、分裂越快的细胞，核孔数量越多。 本质原因： 1. 代谢旺盛的细胞需要合成 大量的蛋白质。 →2.需要更多的mRNA从 细胞核进入细胞质。 →3.需要更多的酶(蛋白质) 从细胞质进入细胞核。 → 4 . 因此需要更多的核孔来 满足频繁的物质交换! 频繁交换 (Nuclear Pores) 旺盛代谢 (Gears) 核仁( Nucleolus) 结构特点：细胞核中折光性较强、无膜包被的致密结构。 功 能 ：1.与某种RNA(rRNA) 的合成有关。 2. 参与核糖体的装配。 联系参数表 蛋白质合成旺盛的细胞(如唾 液腺细胞),需要大量核糖体， 因此核仁体积更大! 60S 40S 40S 60S rRNA基因 【结构解析】染色质(Chromatin) 主要成分：DNA+ 蛋白质(还有少量RNA)。 特性：极细的丝状物，容易被碱性染料(如龙胆紫、醋 酸洋红)染成深色。 组蛋白 核心地位：DNA是遗传信息的载体，因此染 色质是细胞核控制遗传和代谢的物质基础! 染色质VS 染色体：同源异形 本质关系：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。 * 分裂期：染色体(高度 螺旋化、变粗变短的 圆柱状或杆状) ——有利于遗传物质 的平均分配。 * 分裂间期：染色质 (细丝状) — 有利 于DNA的复制和转录。 Chromosome (分裂期) 解螺旋、恢复细丝状 Chromatin (间期) 高度螺旋化 、缩短变粗 核基质 (Nuclear Matrix) · 结构特点：以蛋白质为主的网络结构。 ·功能： 1. 提供支架：维持细胞核的形态。 2.参与调控：参与DNA复制、基因表达 和染色体装配等重要生命活动。 第四部分 迁移应用与前沿拓展 —克隆技术的今天与明天 标题：2017年，世界首个体细胞克 隆猴王在中国诞生 科学意义：灵长类动物的体细胞克 隆难度极高，因为其细胞核调控机制 远比羊复杂。中国科学家的突破，为 人类疾病(如阿尔茨海默症)的动物模 型研究提供了巨大帮助。 思考：为什么克隆灵长类动物难度更大? (细胞核内基因表达的表观遗传调控更为复杂) 上海 . 【前沿应用一】中国突破：体细胞克隆猴 主角：“中中”和”华华 第27页：【前沿应用二】克隆技术与濒危物种保护 科技向善：用克隆技术留住生命 案例：2023年，我国科研团队利用克隆技术在繁育濒危物种长江江豚方面取得重要进展 1.濒危物种保护与繁育 2. 优良家畜品种的快速扩繁 3.医疗领域的器官培育 (治疗性克隆) 小型辩论：克隆技术能不能用于克隆人? ● 国际共识与中国立场： ●坚决反对生殖性克隆人! · 允许进行以治病为目的的治疗性克隆研究。 ●伦理思考： 技术是一把双刃剑。克隆人会冲击 人类社会的家庭伦理、 法律地位和人类尊严。 结论：科学研究必须严守伦理边界，科技应造福人类而非带来灾难。 科技发展 伦理道德 第五部分 课堂总结 ——构建“结构与功能相适应” 的知识网络 本节知识网络构建 细胞核 核 膜 一双层膜，有选择透过性，外膜连内质网 核孔 ，， 交流； 多 息 量 信 数 / 胞 换 代谢旺盛细 核质物质交 大分子通道 选择透过性 成分DNA+ 蛋白质+少量 RNA, 遗传物质主要载体； 与染色体是同一物质不 同时期的不同形态 蛋白质为主的网络结构， 提供支架，参与DNA 复制等 一、功能 二 、结构 克 隆 技 术(濒危物种保护、医疗器官培育) →禁止生殖性克隆，严守伦理边界 细胞遗传和代谢的控制中心 (DNA 主要储存于此) 染色质 核基质< 核 仁 — 与rRNA合成、核糖体装配有关 三、应用 --- $