第3节细胞核的结构和功能（课件）

导入一

2017年11月27日,世界上首个体细胞克隆猴“中中”在我国诞生,12月5日第二个体细胞克隆猴“华华”诞生。科学家将雌性猴子的胎儿的成纤维细胞作为体细胞,构建出了109个早期胚胎,其中79个胚胎在实验室中存活下来,并被转移到21只雌性猴子的子宫里。其中6只代孕猴妈妈怀孕,但最后只有两只顺利出生,这就是“中中”和“华华”。导入一“中中”和“华华”的性状与供体乙一样,这说明性状主要是由细胞中什么结构决定的?导入二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。我们曾经观察过多种多样的细胞,除极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。导入二真核细胞并不是都有一个细胞核。有的真核细胞没有细胞核,如植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞;有的真核细胞有2个细胞核,如双小核草履虫;有的真核细胞有多个细胞核,如人的骨骼肌细胞中的细胞核可达数百个。环节一：细胞核的功能资料1

美西螈核移植实验墨西哥钝口螈,又名美西螈,俗称六角恐龙,是墨西哥的特有物种。其具有强大的再生能力,不仅能够再生四肢、尾巴、眼睛、皮肤以及肝脏等器官,甚至还可以再生大脑,也因此被科学家们作为重要的模式生物来研究再生的相关难题。环节一：细胞核的功能讨论①:美西螈皮肤颜色是由什么物质决定的?讨论②:表皮细胞合成黑色素的过程是由细胞核控制的还是由细胞质控制的?讨论③:根据实验结果,你能得出什么结论?试对该实验作出评价。讨论④:根据已有实验,设计对照试验。环节一：细胞核的功能对照试验环节一：细胞核的功能

资料2

蝾螈受精卵横缢实验环节一：细胞核的功能讨论①:从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系?讨论②:根据实验结果,你能得出什么结论?试对该实验作出评价。环节一：细胞核的功能资料3变形虫去核及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。环节一：细胞核的功能讨论:分析资料3,根据实验结果,你能得出什么结论?试对该实验作出评价。环节一：细胞核的功能资料4

伞藻嫁接与核移植实验伞藻是单细胞生物,由“帽”、柄和假根三部分构成,其中细胞核位于基部。伞藻的再生性很强,即伞帽被切除之后,短时间内就能够生出新的伞帽。伞藻的“帽”的形态由柄决定还是由假根决定?环节一：细胞核的功能①伞藻嫁接实验伞藻的“帽”的形态由假根决定。假根既有细胞核又有细胞质,伞帽的形态和细胞核有关还是和细胞质有关?环节一：细胞核的功能②伞藻核移植实验细胞核控制伞藻的形态。环节一：细胞核的功能整理四个实验：实验名称结论美西螈核移植实验美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的蝾螈受精卵横缢实验没有细胞核,细胞就不能分裂、分化变形虫切割及核移植实验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伞藻嫁接与核移植实验伞藻的伞帽形态由细胞核决定细胞核控制遗传细胞核控制代谢细胞核控制着细胞的代谢和遗传,是细胞的控制中心。环节二：细胞核的结构环节二：细胞核的结构1.核膜(1)结构:双层膜,外膜上附着着许多核糖体,常与内质网相连。核膜不是完全连续的,其上具有核孔。环节二：细胞核的结构(2)功能:起屏障作用,把核内物质与细胞质分开;控制离子和小分子物质进出细胞核;核孔是大分子物质进出细胞核的通道。但不是任何大分子物质都可以出入细胞核,核孔对出入细胞核的大分子具有选择性。(3)代谢旺盛的细胞中,核孔数目较多。环节二：细胞核的结构问题①:核膜外层有时附着有核糖体,这说明什么?问题②:大分子物质(RNA和蛋白质)也能通过核孔进出细胞核,是否说明核孔不具有选择性?问题③:物质进出细胞核是否都通过核孔?环节二：细胞核的结构2.核仁(1)核仁与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关。(2)蛋白质合成旺盛的细胞中,核仁体积相对较大。(3)在细胞分裂周期中,核仁表现出周期性消失和重建。环节二：细胞核的结构问题①:在所有的细胞中,核糖体的形成都一定与核仁有关吗?问题②:研究表明,真核生物的核孔数量和核仁大小都是可变的,尝试推测它们的变化和细胞代谢强度之间的关系。问题③:核仁是不是遗传物质的储存场所?环节二：细胞核的结构3.染色质和染色体环节二：细胞核的结构环节二：细胞核的结构归纳细胞、细胞核、染色质和DNA之间的关系环节三：细胞是一个统一的整体科学现象：现象1

将草履虫处理为细胞核和去核草履虫两部分,经过一段时间适宜培养后,细胞核死亡,而去核草履虫仍能存活一段时间。现象2

没有细胞核的真核细胞,既不能生长也不能分裂,如哺乳动物成熟的红细胞,人工去核的细胞一般不能存活太久。根据现象归纳细胞核和细胞质的关系: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活动,细胞质又为细胞核提供物质和能量。环节三：细胞是一个统一的整体归纳：细胞的各个部分并不是彼此孤立的,而是相互联系、协调一致地构成有机的统一整体。1.从结构上看(1)细胞核与细胞质通过核孔可以相互沟通。(2)内质网广泛地分布在细胞质中,既与核膜相连,又与细胞膜相连,从而将细胞膜、细胞质、细胞核连为一体。(3)内质网膜、高尔基体膜、细胞膜可通过囊泡相互转化。环节三：细胞是一个统一的整体2.从功能上看细胞各部分结构的功能虽不相同,但这些结构相互联系、分工合作、协调一致,共同完成各项生命活动。3.从细胞核与细胞质的关系上看(1)细胞核不能脱离细胞质而独立生存,这是因为细胞核调控生命活动时所需的物质和能量均由细胞质提供。(2)无核的细胞质也不能长期生存,这是由细胞核的功能决定的。(3)细胞核与细胞质是相互依存、不可分割的关系,说明细胞只有保持结构的完整性,才能正常地完成各项生命活动。环节三：细胞是一个统一的整体4.从调控上看细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。核内DNA通过控制蛋白质的合成调控细胞的各项生命活动。环节四:尝试制作真核细胞的三维结构模型一、实验目的学会制作真核细胞结构模型,展示并交流对真核细胞结构和功能的认识。二、建模要求1.体验建构模型的过程。先将微观的结构或过程简化,把握其主要特征,再将这些特征形象化、具体化。2.呈现的真核细胞结构准确,能体现相关结构的主要特征以及它们之间的联系,所模拟的过程符合科学事实。环节四:尝试制作真核细胞的三维结构模型三、建模过程建构一个真核细胞(以动物细胞为例)模型前,应明确的内容有哪些?①明确细胞结构,动物细胞包括细胞膜、细胞核、细胞质及其内的各种细胞器,主要有线粒体、中心体、高尔基体、内质网、核糖体等;②了解制作方法,在建构模型时,可选用琼脂(或明胶)做细胞质,用各色彩泥(也可选用胶泥、面团)捏制各种细胞器,并固定于琼脂中,即可成为一个动物细胞的模型;③保证制作的各种细胞器的大小成比例。环节四:尝试制作真核细胞的三维结构模型1.选择细胞小组成员查找并比较几种生物细胞的结构和功能,如小肠上皮细胞、肝细胞、植物叶肉细胞等。选择想要建构的细胞,并归纳其特征。2.制订方案讨论模型要表达的基本内容和特色内容(如某个典型的生理过程等),确定制作方案,明确具体分工。与动物细胞模型相比,如果建构一个高等植物细胞模型,在细胞结构上需要注意什么问题?环节四:尝试制作真核细胞的三维结构模型3.选择材料根据小组制作模型的种类(电脑模型、实物模型)和规格等,确定材料用具。4.建构模型(1)制作模型前要确定模型的大小、模型内各部分的大小以及它们之间的比例关系。(2)确定哪些材料适合用于制作模型的哪一部分。(3)按照分工制作各部分结构,然后组合在一起完成细胞的三维模型。注意细胞与细胞器之间、不同细胞器之间的空间位置关系等。大多数动植物细胞的平均直径为100μm,其中线粒体的平均直径为0.5~1.0μm,平均长度为1.5~3.0μm;叶绿体的平均直径为2~5μm,平均长度为5~10μm;细胞核的平均直径一般为5~10μm。环节四:尝试制作真核细胞的三维结构模型5.展示交流展示和讲解本小组的模型,从科学性、艺术性等各个方面对其他小组的模型进行评价,根据其他小组的建设性意见修改和完善本小组的模型。1.科学家用黑白两种美西螈做实验,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。植入核的卵细胞发育成为黑色美西螈。下列相关叙述错误的是()A.该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的B.为使实验结论更加准确,应再增加一组对照实验C.该实验没说明生命活动离不开细胞结构的完整性D.白色美西螈的细胞质在肤色形成中也发挥一定作用课堂练习D2.如图是细胞核模式图,①~④表示细胞核的各种结构。下列叙述正确的是()

A.蛋白质、核酸等大分子都可以通过④自由进出细胞核B.②是核仁,与某种RNA的合成和中心体的形成有关C.③与细胞膜都是单层膜D.①与染色体是同种物质在不同时期的两种形态D课堂练习3.如图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验,据此推断错误的是()

A.RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质中B.细胞核可能通过控制RNA的合成间接控制细胞的代谢C.若核质分离较长时间后进行移植,则B组细胞质中没有含15N的RNAD.若A组