高中生物人教版（2019）必修一 3.3 细胞核的结构和功能 教案

第3章第3节《细胞核的结构与功能》
课程标准分析
课程标准要求“阐明遗传信息主要储存在细胞核中”，“阐明细胞内具有多个相对独立的结构，担负着物质运输、合成与分解、能量转换和信息传递等生命活动”。 具体内容要求是“遗传信息主要储存在细胞核中” “细胞核的生命活动体现在对代谢和遗传的控制”通过相关实验分析得出细胞核是遗传和代谢的控制中心，通过细胞核结构的学习，能说出其中的染色体的DNA中携带遗传信息，来说明遗传信息主要存在于细胞核中。
教材分析
《细胞核的结构和功能》是人教版（2019）生物必修一第3章《细胞的基本结构》的第3节教学内容。在本节课之前，学生已经学习过真核细胞的细胞膜及细胞质中各种细胞器的结构和功能的相关知识，对细胞的基本结构有了一定的了解，本节课的学习将使得学生对细胞的基本结构认识和理解的更加全面。因为细胞是新陈代谢最基本的结构和功能单位，生物体的各项生命活动及生命的生理、行为特点都是建立在细胞这一特殊结构基础之上的。在细胞的各个结构中，对细胞核的结构和功能的学习尤为必要，因为细胞核不仅是细胞这个基本系统的控制中心，而且它与后面细胞分裂、生物的遗传和变异等重要的章节都有必然的联系。同时，学习完本节课后，可以帮助学生进一步理解细胞的结构与功能相适应的观点，形成生命的系统观。教材中的思考与讨论部分的资料分析也让学生体验了生物学研究的一般方法和过程。最后，通过真核细胞三维结构模型的制作体验生物模型建构的科学方法。
学情分析
本节课面向的是高一的学生，经过初中阶段的学习,学生对细胞的结构和功能有了初步的认识，但往往会将其割裂开了看问题，片面的去看待细胞各部分结构的功能。只有理解了细胞核的结构，尤其是细胞核、染色体、染色质三者的关系，才能为后面学习遗传的基本规律、基因重组、染色体变异等内容奠定良好的知识基础，才能够理解细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心的功能,使学生对结构决定功能的生物学观点有进一步地认识。但在进行“细胞核结构”的教学时不能进行过多的拓展和延伸，以免造成不必要的认识障碍。另外，虽然学生具备一定的实验探究能力和科学思维,在教学过程中实施问题探究式教学是可行的，以问题引发兴趣，但问题设置难度应该贴合学生实际，同时应该注意新知识与旧知识之间的衔接，让学生在步步上升中达到本节课的学习目标。
教学目标
1、阐明细胞核的结构和功能以及结构和功能相适应的关系。
2、描述染色质的组成及与染色体的关系。
3、通过资料分析，体验科学工作的一般方法和过程,形成严谨的逻辑思维，归纳与概括的科学思维；提高设计实验、分析实验结果得出结论的科学探究能力。
4、认同细胞核是生命系统的控制中心，形成结构与功能相适应、局部与整体相协调、多样性与共同性相统一的生物学思想。
五、教学重难点
1、细胞核的结构和功能
2、理解细胞核是细胞生命系统的控制中心
六、教学过程
一、创设情境，导入新课
[情境导入]
黄牛丙一生勤勤恳恳，任劳任怨，但她的心里一直有一个不为人知的小秘密，那就是她非常羡慕隔壁的奶牛乙，她希望自己能够生下一只像奶牛乙一样有着迷人外表的后代，你能利用自己已有的生物学知识帮助黄牛丙实现她的愿望吗？
结合初中所学知识，了解克隆牛的诞生过程。然后指出这个方案的关键之处是取奶牛乙的“细胞核”，从而引出课题。克隆牛的性状与提供细胞核的母牛几乎相同：说明生物的性状主要由细胞核决定。
二、构建新知
一、细胞核的分布
用光学显微镜观察细胞，最容易看到的细胞结构就是细胞核。那么，请同学们思考这样两个问题：
1.是否所有的细胞都有细胞核？
2.有细胞核的细胞是否都只有一个细胞核？
归纳总结：原核细胞没有细胞核，只有拟核；在真核细胞中，高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等少数细胞没有细胞核，大部分真核细胞都有细胞核。真核细胞一般只有一个细胞核，有的真核细胞有多个核。
二、细胞核的功能
克隆牛的实例让我们看到了细胞核的重要性。细胞核究竟具有什么功能呢？让我们跟随科学家的脚步一起去探索吧！
[合作探究]
指导学生自主阅读教材P54-P55的资料分析，将学生分为若干个小组，每个小组安排1-2个资料，分别进行合作探究，分析总结细胞核的功能，完成资料分析的相应思考题。
[资料分析1]
请学生讲述实验过程和实验结果。教师进一步追问，该实验的变量是什么？（细胞核的类型）
实验分析：你可以得出什么实验结论？从实验设计的原则上分析，该实验的设计严谨不？如果不严谨该如何改进？美西螈的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系？这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？
[资料分析2]
对实验过程和实验结果的分析：分隔后蝾螈受精卵的两半有什么不同？会出现什么不同的结果？此结果说明什么问题？最后根据结果归纳总结该实验的结论。
对实验设计的分析：整个实验最突出的设计思想是什么？怎么对照的？围绕什么而对照？
[资料分析3]
若想利用变形虫探究细胞核的功能，你会如何设计实验？怎样进一步设计实验让实验更有说服力。
根据实验结果能得出什么结论？
[资料分析4]
问题串1：①伞帽的形状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“伞帽的形状由细胞核决定”这一结论？为什么？④若不能，说明理由并设计实验证明。
问题2：⑤为什么进行核移植实验？根据伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验结果，得出什么结论？
[小结细胞核的功能]
资料1和资料4说明了细胞核控制生物体的遗传，资料2和资料3说明了细胞核控制代谢。
细胞核的功能：是细胞代谢和遗传的控制中心。
三、细胞核的结构
细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是与细胞核的结构分不开的。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢？根据结构与功能相适应的观点，那么必然有独特的结构。
[自主学习]
结合课本图3-10细胞核结构模式图，理清细胞核有哪些结构组成？每个结构的作用是什么？
请学生代表尝试归纳细胞核的结构及各结构的作用，教师做适当的引导和补充。
提到染色质我们会想到学过的一个词，叫做染色体，现在请同学们阅读教材56页第二自然段，分析染色质和染色体的关系。
视频展示：染色质与染色体的相互转化。图片进一步总结，加深印象。
学习完细胞核的结构小结：细胞核的相关结构及其功能特点：
1.并不是所有物质都能进出孔:核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。mRNA、蛋白质进出核膜穿过0层
2.核孔的数量和核仁的大小不是固定不变的:核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多，核仁较大。
3.细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质。
4.并非所有的真核细胞都有细胞核:如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等。凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂;人工去核的细胞，一般也不能存活太久。说明细胞质和细胞核之间相互依存。
四、细胞是一个统一的整体
细胞核中具有DNA，DNA上携带有遗传信息（问：DNA的遗传信息储存在哪里？），因此遗传信息主要储存在细胞核中，所以我们说细胞核是遗传信息库。而当细胞分裂时，DNA所携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。所以，细胞核才具有控制细胞遗传的功能。同时，DNA给我们的细胞绘制了一张蓝图，就像国家的十三五规划一样，我们的细胞按照这张蓝图进行物质合成、能量转换、信息交流等代谢活动，所以细胞核是细胞代谢的控制中心。
总结：细胞核的结构与功能相适应
至此，我们已将完成第三章细胞结构的学习了，我们可以看出，细胞的结构非常的复杂而精巧，各部分之间分工合作，协调配合，共同完成细胞的生命活动。细胞不仅仅是生物体结构的基本单位，也是遗传和代谢的基本单位。
五、科学方法
【过渡】刚刚同学们制作的染色体和染色质就涉及一种很重要的科学方法——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。
布置学生课下完成真核细胞三维结构模型的制作
三、内容小结
【小结】通过小结本节课所学内容及需要达到的学习目标，让学生明确本节课应该掌握的知识要点。
开放性问题：克隆技术能否用于克隆人？为什么？
总结：科学技术是一把双刃剑，只有利用好了，才能造福于人类社会。
四、教师寄语
同学们，在一个小小的细胞中都有着明确的分工合作，才能保证细胞有条不紊的完成生命活动，在我们班级这个系统当中，每位同学更应该各司其职、分工合作共同将我们的班集体打造成一个优秀的班集体，好不好？
七、板书设计
八、教学反思