3.3细胞核的结构和功能课件2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1(共31张PPT)

(共31张PPT)
　克隆牛
母牛乙
体细胞
母牛甲
未受精的卵细胞
母牛丙子宫内
“克隆牛”
发育成早期胚胎
卵细胞去核
提取细胞核
思考:
克隆牛的性状最像哪头牛？
这说明了什么？
母牛乙，说明了 克隆牛的性状是由细胞核决定的
第三章 细胞的结构和功能
第3节 细胞核的结构与功能
一　细胞核的功能
1．细胞核的分布：除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。
2．细胞核功能的实验探究
（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。
①实验过程
黑美西螈
白美西螈
卵细胞
胚胎细胞
除去细胞核
取核
色个体
重组细胞
猜想：重组细胞发育的美西螈是什么颜色？你能设计实验证明你 的猜想吗？
将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中并培养，观察移植后发育长大的美西螈肤色。
若发育成的美西螈是白色的就可以说明，美西螈的肤色是由细胞核控制的
　 美西螈核移植补充实验(对照实验)
胚胎细胞
卵细胞
黑美西螈
白美西螈
去核
核移植
取核
白美西螈
结论：美西螈的肤色遗传由细胞核控制的
（4）伞藻嫁接与核移植实验
伞藻是海生的单细胞藻类，分布在热带和亚热带海中。细胞长2~5cm，可分为"帽"、柄和假根三部分，细胞核在基部。伞藻有很强的再生能力。
伞帽
柄
假根
细胞核
菊花形帽
伞形帽
帽形：
将两种伞藻的柄交换嫁接到对方的假根上，成功嫁接之后新长出的伞帽是什么形态呢？
菊花形帽
伞形帽
①实验过程：伞藻嫁接实验
伞藻嫁接实验说明什么？
说明控制伞藻帽形的是假根。
菊花形帽
伞形帽
将菊花形帽伞藻的细胞核移入伞形帽的假根中，经过一段时间后，新长出的伞帽又是什么形态呢？
菊花形帽
①实验过程：伞藻核移植实验
思考
伞藻嫁接与核移植实验能够得出什么结论？
②实验结论：伞藻的帽形由细胞核决定
（2）蝾螈受精卵横缢实验
蝾螈，又称火蜥蜴，全世界大约有400多种。蝾螈是有尾两栖动物，体形和蜥蜴相似，但体表没有鳞，也是良好的观赏动物，包括北螈、蝾螈、大隐鳃鲵(一种大型的水栖蝾螈)。它们大部分栖息在淡水和沼泽地区，主要是北半球的温带区域。
①实验过程
实验说明细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？
细胞分裂和分化是由细胞核控制的
②实验结论
（3）变形虫切割及核移植实验
变形虫，真核生物，又音译为"阿米巴"。身体的形状轮廓会随伪足的伸缩而有变化。伪足间可自由包围融合，借此包裹食物进行消化。
死亡
一段时间后
植入细胞核
死亡
正常生活
正常生活
取出核
无核部分
有核部分
为什么单独的细胞核无法生存
没有细胞质提供营养物质和能量供应
去核细胞质为何可以生活一段时间
已合成的蛋白质仍可发挥作用
实验结论：细胞核是细胞生命活动的控制中心。细胞核与细胞质不能单独存在，是相互依存的。
实验过程: 变形虫切割、核移植实验
死亡
哺乳动物成熟红细胞
精子细胞
精子细胞细胞质极少，成熟红细胞没有细胞核，它们寿命都很短。体现核质相互依存，寿命才长，才能够完成各项生命活动。
细胞核与细胞质不能单独存在，是相互依存的。细胞是一个有机的统一整体。细胞结构完整是进行正常生命活动的基础。
资料1：美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的。
资料4：说明生物体形态结构的建成，与细胞核有关
资料2：细胞核控制细胞的分裂、分化。
资料3：细胞核是细胞生命活动的控制中心。
资料1和4说明细胞核控制细胞的遗传
资料2和3说明细胞核控制细胞的代谢
资料总结
大量的事实表明，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“大脑”或者“控制中心”。
细胞核为什么能够控制细胞的代谢和遗传？
是什么决定细胞核的重要功能？
是细胞代谢和遗传的控制中心
实验证明
细胞核
一、细胞核的功能
资料1：经过化学成分分析，组成细胞核的分子主要有磷脂、蛋白质和 DNA。细胞核的膜结构成分丙酮提取后，在空气一水界面上铺成单分子层,测得面积大约为细胞核表面积的 4 倍。
资料2：诺贝尔奖获得者托马斯.R.切赫经过研究发现，信使 RNA 可以将DNA 传递的遗传信息传给核糖体，在细胞质的核糖体合成相应的蛋白质。而RNA 分子和 DNA 分子无法穿过磷脂双分子层。
资料3：校孔复合体呈现八面对称结构，是生物体内最复杂的蛋白质复合体之一。研究发现在转录活跃的爪蟾明母细胞中复合体密度为 60个/um2，染色体复制时,一个核孔每分钟运进核内 100个组蛋白，细胞生长旺盛时，一个核孔1分钟运出 了套核糖体前体单位。
通过对资料1，2中的信息分析，你认为细胞核的边界是什么？组成上有什么特点？功能上有什么特点
细胞核的边界是核膜，核膜是由两层生物膜组成，核膜上有核孔，核孔是某些大分子物质运输的通道，具有选择性，RNA和蛋白质可以进出，DNA分子不能进出
。
资料4：大多数细胞可具有1—4个核仁。在合成蛋白旺盛的细胞（如分泌细胞），核仁多，大约占核体积的25%，肌肉细胞和休眠细胞中核仁很小。光镜下，核仁呈圆形，并因含大量 rRNA 而呈强嗜碱性
思考：根据上述资料描述，你能推测出核仁的分布与细胞的生命活动有什么关系？核仁可能与哪种细胞器的形成有关？
分泌蛋白合成旺盛的细胞中核仁数量越多，核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关
资料5：电镜下，染色质由颗粒与细丝组成，染色质的基本结构为串珠状的染色质丝。染色质的结构单体为核小体，直径约10nm， 相邻以 1.5-2.5nm 的细丝相连，核心由 4组组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）构成，
DVA 缠绕在核心的外周，核小休之间为连接DNA,上有H1,1个核小体上共有200 个破基对，构成染色质丝的一个单位。是由 DNA 双股螺旋链规则重复地盘绕，
形成大量直径约 10nm 的扁圆球形核小体。
通过阅读资料5，观察染色质和染色体的结构，你能说出染色质的组成成分是什么吗 染色质和染色体有什么关系？
染色质是由DNA和蛋白质组成的，染色质呈细长的丝状，染色质高度螺旋化缩短变粗，形成染色体，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
核膜
染色质
核仁
核孔
细
胞
核
核膜
核仁
双层膜
核孔
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
染色质
把核内物质与细胞质分开
成分：蛋白质复合体，具有选择性
RNA，蛋白质可以通过，DNA不能通过
概念：细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质
成分：主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的载体，DNA是遗传信息的携带者。
核基质
(核液)
真核细胞才有
1953年4月，美国的沃森和英国的克里克提出了DNA双螺旋结构。
遗传信息的载体
DNA
基因
问题3：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、功能如此多样？结构也不完全相同？
DNA在细胞核内。DNA贮存遗传信息（生命活动的蓝图）
细胞依据遗传信息进行物质合成，能量转化，信息交流，完成生命活动（生长、发育、衰老、凋亡）
一样。细胞形态功能不一样，是因为细胞分化结果。实质是基因的选择性表达。表达的结果是同一个体的细胞DNA相同，RNA不完全相同，蛋白质不完全相同
问题1：生命活动的蓝图是什么？为什么细胞核是遗传信息库？
问题2：为什么细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
思考与讨论
【警示】
(1)原核细胞无细胞核，其遗传物质主要分布在拟核。
(2)对真核细胞来说，染色体是DNA的主要载体，但不是唯一载体，其载体还有线粒体和叶绿体。
(3)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性的消失和重建
(4)无机盐、葡萄糖等小分子物质通过核膜进入细胞核，大分子物质（如mRNA和蛋白质）通过核孔进出细胞核，而DNA则不能出核。
（5）蛋白质合成旺盛的细胞中核仁较大；核质之间物质交换频繁的，核孔数量多。（核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢呈正相关。）
三、细胞是一个统一的整体
结构：
功能：
调控：
与外界的联系：
细胞核与细胞质通过核孔相通
核膜、细胞器膜与细胞膜等组成细胞内完整的生物膜系统。
细胞各部分相互联系、分工合作、协调一致地完成各项生命活动
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
不断地与外界进行物质交换和能量转换
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。
模型构建
　　(1)概念：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种 的描述。
　　(2)类型： 、 、数学模型等。
　　(3) 物理模型：以实物或图画的形式直观的表达认识对象的特征。举例DNA双螺旋结构的构建，真核细胞的三维结构模型等。
概括性
物理模型
概念模型
想一想照片是不是物理模型呢？素描画像是不是呢？
四、尝试制作真核细胞的三维结构模型