3.3细胞核的结构和功能课件高一上学期生物人教版必修1-1

3.3细胞核的结构和功能必修一

分子与细胞素养目标生命观念、科学思维依据结构决定功能的思路，补充科学史资料，推导细胞核的结构，绘制结构模式图，联系细胞核的结构和功能，形成生命的物质观、结构与功能观、生命的系统观等生命观念。科学思维、科学探究通过克隆猴培育，引发学生提出主张，利用“思考•讨论”中资料的分析讨论寻找证据，归纳细胞核的功能，体会科学探究时一般步骤和思维方法。社会责任通过了解我国科学家在细胞学领域的成就和教材的“生物科技进展”栏目内容，积极参与社会议题的讨论，激发投身学科研究的

使命感，提升社会责任

。情境创设，问题引入世界首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”诞生体细胞克隆猴问题1：体细胞克隆猴长相与A、B、C那只猴相同？说出你的猜测，并简述理由。情境创设，问题引入猜测：克隆猴长相与细胞核供体母猴A相同

主张：细胞核可能控制细胞的遗传

证据？问题2：你的猜测合理吗？有哪些证据可以支撑你的猜测？

情境创设，问题引入第一部分|“探究—论证”细胞核的功能资料1：美西螈核移植实验美西螈皮肤颜色的遗传受

的控制。过程及结果主张辨析该实验

。没有设置对照组细胞核白美西螈卵细胞黑美西螈胚胎细胞黑美西螈取核去细胞核白美西螈胚胎细胞黑美西螈卵细胞白美西螈去细胞核取核完善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进行培养，作为对照。帽柄假根伞藻嫁接实验伞藻“帽”的形状是由

控制的。嫁接实验未排除假根中其他物质的作用。细胞核资料2：伞藻嫁接与核移植实验过程及结果主张辨析完善伞藻核移植实验伞藻核移植，结果证明：细胞核控制伞藻“帽”的形状。第一部分|“探究—论证”细胞核的功能【功能小结1】猜测：克隆猴长相与细胞核供体母猴A相似完善主张：

细胞核控制着细胞的遗传证据1：美西螈核移植实验证据2:

伞藻嫁接和核移植实验主张：细胞核可能控制细胞的遗传【思考】细胞核还有哪些功能？第一部分|“探究—论证”细胞核的功能横缢一半有核一半无核→→→挤入细胞核→→蝾螈细胞的分裂、分化受

控制；该实验既有

对照(有核与无核对照)，又有

对照(对无核细胞重新挤入细胞核)。相互自身前后细胞核蝾螈受精卵资料3：蝾螈受精卵横缢实验过程及结果主张辨析第一部分|“探究—论证”细胞核的功能第一部分|“探究—论证”细胞核的功能资料4：变形虫切割实验变形虫切割一半有核→一半无核→生长、分裂、摄食、对刺激有反应不生长、不分裂、不能摄食、对刺激无反应↓去核核移植变形虫的生长、分裂、摄食、应激性等生命活动受

控制；切割过程中容易造成机械损伤，也会导致变形虫的死亡。细胞核①降低实验中机械损伤的强度；②及时对变形虫无核部分植入细胞核。过程及结果主张辨析完善第一部分|“探究—论证”细胞核的功能【功能小结2】猜测：克隆猴长相与细胞核供体母猴A相似

完善主张：

证据1：美西螈核移植实验证据2：伞藻嫁接和核移植实验证据3:

蝾螈受精卵横缢实验证据4：变形虫切割实验

细胞核控制着细胞的遗传和代谢

主张：细胞核可能控制细胞的遗传事实1：哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核事实2：植物韧皮部的筛管细胞中没有细胞核质疑辩驳失去细胞核的控制，红细胞的代谢强度明显降低。筛管和伴胞细胞质连通，伴胞的细胞核可同时控制筛管细胞的代谢。【思考】细胞核具有哪些结构，才能完成其功能？克隆猴第一部分|“探究—论证”细胞核的功能第二部分|“探究—建模”细胞核的结构（一）思考：细胞核行使调控功能，应该具备哪些特点？问题分析主张1.如何保证细胞核稳定、相对独立不受干扰的完成其功能？通过膜包被，使许多细胞器形成相对独立的“小室”2.细胞核和细胞质需要物质交换吗？若需要，通过哪些结构完成交换？这种交换具有何种特点？蛋白质在细胞质的核糖体上合成，细胞质中合成的蛋白质需要进入细胞核参与调控；物质可通过膜完成交换，但蛋白质属于大分子物质。3.控制遗传，核内应具备哪类物质？该物质要保证自身稳定，能否以核输出方式进入细胞质完成其调控？若不能，调控该如何实现？DNA是遗传物质，其分子量较大，且至关重要，不能随意进出细胞核4.哪类物质能成为信使？（准确传达大量的信息，信使的种类如何？）RNA和蛋白质结构多样。实验证实，向细胞匀浆中加入DNA酶，蛋白质的合成依然进行；再又向匀浆中加入了RNA酶，蛋白质的合成立即停止。5.DNA和信使（RNA）如何精巧地调控？（细胞各种生命活动都离不开哪些物质的参与？）蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞的各项生命活动都离不开蛋白质细胞核有膜包被，形成独立的区室化空间细胞核和细胞质需要物质交换，小分子物质可能通过包被膜完成，蛋白质等大分子物质可能需要通过特殊方式或特殊结构细胞核内有DNA。细胞核的调控功能需要其他媒介来传达（信使）RNA可以出核孔，充当信使，直接控制蛋白质的合成DNA（或RNA）可能分别与蛋白质结合，完成其调控（或信使）功能（二）模型建构：细胞核的模型草图根据主张观点，画出细胞核的模型草图（提示：参照范例，选择合适的线条、图形在下图中展示你的主张内容）包被膜结构RNA与蛋白质的结合体DNA与蛋白质的结合体大分子物质出入通道第二部分|“探究—建模”细胞核的结构【资料1】20世纪50年代电子显微镜观察发现细胞核的边界由两层脂质组成，离子化染色等技术进一步证实了这种结构。【资料2】所有真核细胞的核膜上都普遍有核孔，其结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。【资料分析】1.核膜和核孔【思考】

（1）核膜的结构和作用如何？

（2）物质可以随意进出核孔吗？双层膜构成，膜上分布有核孔。核膜把核内物质与细胞质分开，控制核质之间物质交换和信息交流。不是，具有选择性，是蛋白质等大分子物质出入的通道。（三）资料分析：完善细胞核的模型图第二部分|“探究—建模”细胞核的结构第二部分|“探究—建模”细胞核的结构【资料3】20世纪初，科学家发现细胞核内含有一个染色很强区域，称之为核仁。20世纪30年代，美国生物化学家帕拉德（G.E.Palade）证明核仁中存在RNA分子（核糖体RNA，rRNA）。20世纪60年代，他使用电子显微镜技术进一步发现核仁是由许多细小颗粒组成的，这些颗粒是rRNA与蛋白质分子相互作用形成的。【资料4】蛋白质合成旺盛、活跃生长的细胞核仁大，不具备蛋白质合成能力的细胞核仁很小。野生型爪蟾无核仁的纯合突变型的胚胎不能合成rRNA，无法形成核糖体，依赖卵质残留下来的核糖体生存，一周后死亡。【资料分析】2.RNA和蛋白质的结合体：核仁【思考】

1.核仁的组成成分、功能分别是什么？2.核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？RNA和蛋白质组成，与rRNA的合成以及核糖体的形成有关。代谢旺盛的细胞，核仁较大，核孔数量较多。第二部分|“探究—建模”细胞核的结构【资料分析】3.DNA和蛋白质的结合体：染色质（体）【思考】

染色质主要由什么物质组成？为什么细胞核是遗传信息库？【资料5】电镜下，细胞核内可发现由颗粒和细丝形成的珠串状的染色质丝。科学家使用DNA酶处理染色质后，发现“珠子”之间的丝线消失了，但是“珠子”还在；若使用蛋白酶处理，则“珠子”被分解,“丝线”尚在。染色质主要由DNA和蛋白质组成。因为DNA主要位于细胞核中的染色质上，所以细胞核是遗传信息库。第二部分|“探究—建模”细胞核的结构【思考】染色质和染色体有什么不同？二者的化学本质相同吗？【资料6】1879年，德国生物学家弗莱明把细胞核中丝状和颗粒状的物质用染料染红，观察发现这些物质平时散漫地分布在细胞核中，当细胞分裂时，散漫的染色质便浓缩，形成一定数目和一定形状的条状物（即：染色体），分裂完成时，条状物又疏松为散漫状。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。染色质染色体高度螺旋化，缩短变粗解开螺旋、恢复为细丝状第二部分|“探究—建模”细胞核的结构

【思考】这两种不同的存在形态对于生物体有什么意义呢？【资料7】以染色体的状态存在时，遗传信息被包裹在染色体中，而以染色质的状态存在时，负责蛋白质合成的遗传信息就会暴露出来。染色体细丝比较长，细丝之间还会相互缠绕，如果把染色质细丝螺旋化加粗形成染色体，染色体比较短，而且不会相互缠绕。①非分裂期，以染色质的状态存在，有利于DNA中遗传信息的复制与执行。②细胞分裂时，以染色体的状态存在有利于遗传物质的平均分配，保证生物的遗传物质在细胞的前后代之间保持连续性和稳定性。细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系是什么？细胞细胞核染色质DNA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核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。补充细胞核功能：线粒体：含少量DNA叶绿体：含少量DNA第二部分|“探究—建模”细胞核的结构第二部分|“探究—建模”细胞核的结构（三）资料分析：完善细胞核的模型图（提示：参照范例，选择合适的线条、图形在下图中展示资料分析内容，并完善结构和功能）包被膜结构RNA与蛋白质的结合体DNA与蛋白质的结合体大分子物质出入通道核膜（双层，把核、质分开，控制核质间物质交换和信息交流）第二部分|“探究—建模”细胞核的结构参考：细胞核的模型图包被膜结构RNA与蛋白质的结合体DNA与蛋白质的结合体大分子物质出入通道核膜（双层，把核、质分开，控制核质间物质交换和信息交流）核孔（某些大分子物质出入细胞核的通道，有选择性）核仁（与rRNA的合成以及核糖体的形成有关）染色质（主要由DNA和蛋白质组成。DNA是遗传信息库）第三部分|细胞是一个统一的整体物质合成能量转换信息交流生长、发育衰老、凋亡DNA上贮存着遗传信息细胞生命活动的蓝图（控制代谢）遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心！细胞核功能：(1)生物体结构和功能的____________。(2)___________________的基本单位。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。分工合作2.细胞在生命系统中的地位基本单位生物体代谢和遗传_________控制着细胞内外的物质交换和信息交流；_________是细胞代谢的主要场所；_________是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。细胞核细胞膜细胞质同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的形态、功能如此多样？结构也不完全相同？体内细胞的形态、结构和功能多样，是细胞分化的结果。

同一生物体内的所有细胞都来自于受精卵的分裂，细胞内的“蓝图”都是一样的。易错点：第三部分|细胞是一个统一的整体科学方法——模型构建科学方法——模型构建模型物理模型以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。指以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。用来描述一个系统或它的性质的数学形式。概念模型数学模型注意：照片不是物理模型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？照片是原型，不是模型！科学方法——模型构建第四部分|迁移应用评价1：2001年我国科学家培养出的克隆牛“康康”和“双双”的过程如下图所示，请分析回答问题。【思考】康康”和“双双”之间能否进行器官移植？为什么？【提示：遗传物质相同的个体，移植器官不排斥】第四部分|迁移应用+课后作业评价2：变形虫切割实验中，单独的细胞核能完成正常生命活动，但很快也会死亡，尝试解释原因。课后作业：（1）选择合适的材料，制作细胞核的实物模型【提示：可选择的材料包括橡皮泥、毛根、棉线等】；（2）查询我国克隆猴应用的最新进展，就该技术的应用前景，谈谈你的看法。和你的同学交流探讨，并展示。单独的细胞核：缺少细胞质提供营养物质和能量第五部分|课堂小结相适应核膜：把核内物质与细胞质分开结构功能细胞核核仁：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染色质：和蛋白质组成，高度螺旋化后形成染色体。DNA遗传信息库细胞代谢和遗传的控制中心遗传信息证实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储存细胞核的结构与功能的关系控制物质合成能量转化信息交流第六部分|课本后习题一、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