3.3细胞核的结构和功能课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

第3章 细胞的基本结构 第3节 细胞核的结构和功能 克隆猴“中中”和“华华”(视频) 实例：克隆猴“中中”和“华华”的诞生过程、克隆羊“多莉”的诞生过程 非常相似 2 乙 甲 体细胞 卵母细胞 提取 提取 取核 去核 体外培养 早期胚胎 胚胎移植 丙 生产 克隆牛 重组细胞 思考：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。 问题探讨 实验名称 结论 1、美西螈 核移植实验 2、蝾螈受精卵 横缢实验 3、变形虫切割 及核移植实验 4、伞藻嫁接 与核移植实验 任务一：自主阅读教材P54-55的四个资料，沿着科学家的脚步小组合作探究细胞核的功能，并完成下表。 一、细胞核的功能 1、科学家做了什么实验，你能得出什么结论？2、请从对照角度评价各科学家的实验是否严谨，如不严谨请改进。3、通过资料分析，总结细胞核的功能。 白色美西螈 黑色美西螈 资料1：美西螈核移植实验 美西螈: 一种两栖类动物。 美西螈，俗称六角恐龙，是水栖的两栖类，是墨西哥的特有物种。自然环境只能生活在有淤泥的水道和湖泊。因其独特的外貌及幼体性成熟而著名。 资料1：美西螈核移植实验 结论：美西螈皮肤颜色的遗传是由 控制的。 细胞核 不严谨，缺乏对照组。 思考：该实验是否严谨？应该如何改进？ 重组细胞 胚胎细胞 卵细胞 黑色美西螈 白色美西螈 核移植 去核 取核 黑色美西螈 能得到什么结论呢？ 资料1：美西螈核移植实验 重组细胞 胚胎细胞 卵细胞 黑色美西螈 白色美西螈 核移植 去核 取核 黑色美西螈 重组细胞 胚胎细胞 卵细胞 白色美西螈 黑色美西螈 核移植 去核 取核 白色美西螈 与上面的实验形成相互对照，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。 注意：细胞质为细胞核代谢提供物质和能量，以及少量的遗传物质，所以也不能忽略细胞质的作用。 资料2：蝾螈受精卵横缢实验 物 种 简 介 蝾螈受精卵大，而且容易操作。 物种简介： 有尾两栖动物，体型和蜥蜴相似，体表没有鳞，大部分栖息在淡水和沼泽地区，依靠皮肤吸收水分，因此需要潮湿的生活环境。蝾螈受精卵大，而且容易操作。 资料2：蝾螈受精卵横缢实验 蝾螈的 受精卵 无核 分裂 不分裂 开始 分裂 发育 (快) 发育 (慢) 有核 结论：蝾螈细胞的分裂和分化是由 控制的。 细胞核 思考：该实验是否有对照？如果有，是如何设置对照的？ 该实验既设置了相互对照（有核与无核的对照）, 又设置了自身前后对照（对无核部分重新挤入细胞核） 细胞分裂、分化等生命活动（代谢）受细胞核控制。相互对照指的是有核与无核的对照，自身前后对照是对无核者重新挤入核。 资料3：变形虫切割及核移植实验 变形虫 能消化，但不能摄食，对刺激无反应,细胞器退化 无核 有核 死亡 正常 （摄食、应激性、再生、生长、分裂等） 结论1： 在变形虫的生命活动中必不可少。 细胞核 又音译为“阿米巴”，身体仅由一个细胞构成，没有固定的外形，可以任意改变体形，同时变形虫也能在全身各处伸出伪足，主要功能为运动和摄食。 变形虫 植入细胞核 无核 有核 无核 取出核 细胞核 死亡 死亡 能消化，但不能摄食，刺激无反应,细胞器退化 死亡 正常 一段时间后 资料3：变形虫切割及核移植实验 结论2： 在变形虫的生命活动中必不可少。 细胞质 细胞核与细胞质“相互依存”。 细胞只有保持其结构的完整性，才能正常地完成各项生命活动。 思考·讨论 结论：细胞核细胞质相互依存 为什么单独的细胞核无法生存？去核的细胞质会最终死亡? 因为失去了细胞质中营养物质和能量的供应；因为没有细胞核，不能指导蛋白质的合成，失去了细胞核的控制和调节作用，因此细胞会死亡。 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 答题模板 ▌没有细胞质，细胞核无法存活，因为： ▌没有细胞核，细胞质无法存活，因为： ▌没有细胞核，细胞质仍然可以存活短暂时间，因为： 细胞核需要细胞质提供营养物质和能量 没有细胞核的控制，失去了细胞核的控制和调节作用，细胞质无法继续合成蛋白质（酶等），蛋白质是生命活动的主要承担者。 已转录的RNA仍在控制蛋白质合成，已经合成的蛋白质可以在短时间内发挥作用 资料三：变形虫切割和核移植实验 13 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 伞形伞藻 菊花形伞藻 伞藻优点: ①大型单细胞 ；②伞帽形态差异明显 ； ③不同伞藻间易嫁接,再生能力强 伞藻，生活在海中，为单细胞绿藻，伞藻是单细胞绿藻类， 由“伞帽”、“伞柄”和“假根”3部分组成，细胞核在假根部位。伞藻的形态主要是看“伞帽”的形态。由于伞藻容易嫁接，常被用于基因研究。优点：①大型单细胞②帽的形态差异明显③再生能力强④不同伞藻间容易嫁接 思考：长出来的伞帽形态是由柄决定还是由假根决定？ 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 帽(菊花形) 帽(伞形) 柄 假根 柄 假根 思考： ①伞藻的伞帽形态由假根决定还是由伞柄决定？ ②该实验是否有对照？ ③能否得出“伞帽的形态由细胞核决定”这一结论？为什么？ 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 伞藻嫁接实验 假根决定伞帽形态。 既有相互对照，又有自身对照。 假根中细胞质也有可能决定伞帽的形状。 所以科学家还设计了核移植实验 伞藻核移植实验，是对嫁接实验的有效补充，排除了假根中其他物质的干扰。 资料4：伞藻嫁接与核移植实验 伞藻核移植实验 结论：伞藻的伞帽形态由 决定。 细胞核 新长的伞帽的形态是由假根中哪部分决定的 甲 乙 帽 柄 假根 丙 丁 实验名称 结论 1、美西螈 核移植实验 2、蝾螈受精卵 横缢实验 3、变形虫切割 及核移植实验 4、伞藻嫁接 与核移植实验 一、细胞核的功能 美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的。 伞藻的伞帽形态是由细胞核决定的。 细胞核在变形虫的分裂、生长、再生、应激性等生命活动中必不可少。 细胞核是分裂、分化必需的结构。 细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”。 小结 细胞核为什么被比喻为细胞的“大脑”和“控制中心”？这与细胞核的结构有何关系？ 高等植物成熟筛管细胞（无核） 哺乳动物成熟的红细胞（无核） 所有真核细胞都有细胞核吗？ 有细胞核的细胞一定只有一个核吗？ 骨骼肌细胞（多核） 大核 小核 草履虫（2个核） 细胞核的分布 绝大多数真核细胞只有１个细胞核 用光学显微镜观察细胞，最容易看到的一个结构就是细胞核了 细胞核平面结构图 核糖体 内质网 外膜 内膜 核仁 染色质 核孔 任务二：自主阅读教材P56的相关内容，小组合作探究细胞核的结构，并完成下列相关问题。 二、细胞核的结构 1、核膜与细胞膜有哪些不同？ 2、核仁、核孔分别有什么作用？ 3、染色体和染色质的关系是什么呢？ 4、同一生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样吗？如果是一样的，为什么体内细胞的形态、结构和功能如此多样？ 5、细胞核功能较全面的阐述是？ 核膜 核仁 染色质 核孔 二、细胞核的结构 识别 核膜 1、 层膜，外膜附着许多 ，常与 直接相连 2、核膜 完全连续的，其上有核孔 1、 作用，把核内物质与细胞质分开 2、 物质可通过核膜进出细胞核 结构： 功能： 双 不是 内质网 核糖体 离子和小分子 （具有选择透过性） 屏障 第3种 组成？主要由脂质和蛋白质组成 功能： 核孔 1、实现核质之间频繁的 。和 。 2、大分子物质进出的通道。 如 。具有 。 物质交换 信息交流 RNA、蛋白质等 选择性 适应： 代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量 。 越多 DNA不能通过核孔 核孔并不是一个简单的孔洞，而是由多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构，即核孔复合体。核孔是一种运输蛋白，对物质进出具有选择性。物质进出核孔需要消耗能量。 核仁 功能： 适应： 与 合成以及 的形成有关 某种RNA(rRNA) 核糖体 1、代谢旺盛（蛋白质合成旺盛）的细胞中，核仁体积 。 越大 如：分泌细胞、卵母细胞、胚胎干细胞等。 2、细胞中核糖体的形成都与核仁的关系？ 原核细胞 形态：球形或椭球形 核仁与细胞代谢的关系 核仁 rRNA 蛋白质 核糖体 蛋白质 细胞代谢 主要承担者 合成 构成 合成 科学思维 染色质 细胞核内易被碱性染料染成深色的物质。 概念： 主要成分： 由DNA和蛋白质紧密结合形成。 功能： 遗传物质的主要载体。 注意：细胞质中含有少量DNA,但是细胞质DNA没有与蛋白质结合形成染色质。 最重要的结构 问题1：何为染色质？它的成分是什么？染色质与染色体什么关系？问题2：细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系是什么？ 甲紫溶液、醋酸洋红染液、改良苯酚品红染液 DNA 蛋白质 染色质 (细胞分裂间期) 染色体 探究：染色质与染色体是什么关系呢？ 染色质与染色体的关系 染色质 染色体 高度螺旋化、缩短变粗 解开螺旋、恢复细长丝状 染色质和染色体是__________在细胞__________的两种存在状态。 同一物质 不同时期 极细的丝状物 （细胞分裂时） 圆柱状或杆状 （细胞分裂结束） 染色质是细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动；染色体呈高度螺旋状态，有利于细胞分裂过程中移动并精确地平分到子细胞中。 细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系是什么？请填入下图。 真核细胞中，遗传信息储存于DNA分子中，又由于DNA主要分布在细胞核中，故称细胞核是遗传信息库。 细胞 细胞核 染色质 DNA 线粒体 叶绿体 ：含少量DNA ：含少量DNA 染色质：DNA 和蛋白质组成,高度螺旋化后形成染色体。 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开 核仁：与rRNA合成及核糖体形成有关 核孔：核与质之间物质交换和信息交流 结构 功能 相适应 细胞核 遗传信息库 细胞代谢和遗传的控制中心 储存遗传信息 课堂小结 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 证实 分析细胞核的结构和功能的关系：细胞核的结构如何决定其控制遗传和代谢的功能？P56第3、4、5段 细胞是一个统一的整体 思考：哺乳动物成熟的红细胞（存活120d)和几乎不含细胞质的精子 (37℃环境中活动精子存活4～8h)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。 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 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。 拓展延伸 科学方法 科学性 准确性 物理模型、概念模型、数学模型 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。 1、概念模型 用公式或曲线图等数学形式来描述一个系统或它的性质的模型。 牛顿第二定律公式： F合=m·a 人体细胞 寿命 脑部细胞 与人寿命接近 眼部细胞 与人寿命接近 心脏细胞 20年 骨骼细胞 10年 头发细胞 3-6年 成熟红细胞 120天左右 精子 3天左右 2、数学模型 以实物或图画形式，直观地表达认识对象的特征的模型 照片不属于模型 光学显微镜 电子显微镜 细 胞 核 实物 图画 3、物理模型 原型 实物 真核细胞的三维结构模型— 物理模型 Lavf58.33.100 Lavf57.83.100 $