生物人教版（2019）必修1 3.3细胞核的结构和功能（共51张ppt）

(共51张PPT)
新人教版/必修一/分子与细胞/第三章第3节
第三章 细胞的基本结构
第3节 细胞核的结构和功能
目标
01
02
03
通过制作真核细胞的三维结构模型，掌握模型制作的方法。（科学思维）
通过对细胞核功能的实验分析，掌握对照实验的设置。（科学探究）
细胞核的结构与其功能相适应。
（生命观念）
一、教学目标
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
问题一：你知道克隆牛的探索历程吗？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——克隆牛
2017年
2013年
1996年
1984年
1952年
世界首例克隆鱼诞生在中国
世界第一头体细胞克隆哺乳类动物多利羊在英国诞生
日本科学家利用克隆动物再克隆，598只实验鼠
首次体细胞克隆灵长类动物由中国科学家独立完成
世界上第一种被克隆的动物在英国诞生
四、克隆探索的光辉岁月
用光学显微镜观察细胞，最容易看到是细胞的_______结构。
洋葱表皮细胞
口腔上皮细胞
细胞核
五、细胞核的分布
问题二：克隆与细胞核密不可分，那么是否所有的细胞都有细胞核？都只有一个细胞核？
五、细胞核的分布
原核细胞
细胞质
纤毛
细胞膜
细胞壁
鞭毛
核糖体
拟核
.
细胞壁
细胞膜
细胞质
拟核
核糖体
原核细胞没有真正的细胞核，但是有拟核。拟核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。
五、细胞核的分布
真核细胞
绝大多数细胞有１个细胞核
高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞无细胞核。
有些细胞不只有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。
筛管细胞
伴胞
实验名称 结论
美西螈核移植实验
蝾螈受精卵横缢实验
变形虫切割及核移植实验
伞藻嫁接与核移植实验
合作探究一：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下列问题，并完成下表。
六、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
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。
资料一：美西螈核移植实验
物种简介
结论：美西螈皮肤颜色的遗传是由 控制的。
细胞核
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
资料一：美西螈核移植实验
这个实验不严谨，缺乏对照组。
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？
美西螈的皮肤颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素决定的。表皮细胞内合成了黑色素，使皮肤呈黑色，不能合成黑色素的，皮肤呈白色。
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
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。
资料一：美西螈核移植实验
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。
资料二：蝾螈受精卵横缢实验
物种简介
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
问题三：蝾螈的受精卵的分裂和分化与什么结构有密切关系？
细胞分裂和分化是由细胞核控制的。
问题四：该实验是如何设置对照的？
本实验既有相互对照，又有自身的前后对照。
结论：
细胞分裂、分化等生命活动（代谢）受细胞核控制。
拓展
成熟的红细胞没有细胞核，它能进行分裂、分化吗？
资料二：蝾螈受精卵横缢实验
物 种 简 介
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。
资料三：变形虫切割和核移植实验
物种简介
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
实验结果：有核部分能_______、_______、_______、对刺激有反应。用钩针将有核部分的细胞核钩出，核不久_______，剩余部分一段时间后_________，若及时植入细胞核，又能____________。
生长
分裂
再生
死亡
也死亡
正常生活
资料三：变形虫切割和核移植实验
实验分析：
实验既有 对照，又有 对照。
相互
自身前后
(无核与有核对照)
(核移植）
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
实验结论：
1、变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。细胞核是细胞生命活动的控制中心。
2、细胞核与细胞质是相互依存的，细胞只有保持完整性，才能够正常地完成
各项生命活动。
资料三：变形虫切割和核移植实验
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
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。
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
物种简介
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
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
伞帽
(菊花形)
伞帽
(伞形)
伞柄
假根
伞柄
假根
物种简介
假设一：由“柄”决定。因为柄中有大量细胞质，其中也含有遗传物质。
思考：伞藻顶帽的形状由哪一部分决定？
假设二：由“假根”决定。因为细胞核存在于假根中。
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
伞藻嫁接实验
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
讨论：
①伞帽的形状由假根决定还是由伞柄决定？
假根决定伞帽形状
②该实验是否有对照？
既有相互对照，又有自身对照。
③能否得出“伞帽的形状由细胞核决定”这一结论？为什么？
假根中细胞质也有可能决定了伞帽的形状。
④若不能，说明理由并设计实验证明。
设计核移植实验。
伞藻核移植实验
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
伞藻的形态(伞帽)的遗传受细胞核控制
伞藻核移植实验，是对嫁接实验的补充，排除了假根中其他物质的干扰。
结论：生物体的形态建成与 有关。
细胞核
实验名称 结论 归纳
资料一：美西螈核移植实验
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
资料三：变形虫切割与核移植实验
资料二：蝾螈受精卵横缢实验
细胞核控制着黑色素的形成、肤色的遗传
细胞核控制着细胞的分裂和分化
细胞核控制着细胞的生命活动
细胞核控制着生物体的形态结构的遗传
遗传
代谢
结论：细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞代谢和遗传的控制中心。
问题五：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？
六、细胞核的功能
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、同一个生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样吗？如果是这样的，为什么体内细胞的形态、功能如此多样？结构也不完全相同？
5、细胞核功能较全面的阐述是？
合作探究二：自主阅读教材P56的相关内容，小组合作探究细胞核的功能，并完成下列相关问题。
细胞核的结构
核膜
核仁
染色质
核孔
七、细胞核的结构
不连续的双层膜，把核内物质与细胞质分开
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
小组代表讲述细胞核的结构相关知识点
主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体，染色质是DNA的主要载体
外膜
内膜
核膜
1、___层膜（具有屏障作用，把细胞质与核内物质分开）
双
七、细胞核的结构
2、核膜______连续的，上有小孔——_____
不是
核孔
3、核膜外膜与内质网膜_____相连
直接
4、核膜外膜上附着有________
核糖体
5、___________________通过核膜进出细胞核
离子、较小的分子
6、核膜主要由脂质和蛋白质组成。
7、核膜上附有大量的酶
8、在有丝分裂过程中周期性地消失和重建。
核孔
1、实现___________频繁的物质交换和信息交流
核质之间
大分子物质选择性
越多
七、细胞核的结构
核孔的直径为80-120nm，每个孔并非是一个简单的通道，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。物质进出核孔消耗能量。
核孔结构模型
外膜
内膜
2、___________________进出的通道(RNA、蛋白质、酶等可进出，DNA和染色质不可以)
3、细胞代谢强度越旺盛，核孔的数量______
核仁
1、与__________（rRNA）与_______的形成有关
某种RNA
核糖体
七、细胞核的结构
2、在细胞分裂的过程_______________________
周期性的消失与重建
3、核仁的发达程度与蛋白质合成的__________有关,蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数量越多，核孔数量多，核仁体积较大。如:分泌细胞、卵母细胞、胚胎干细胞等
旺盛程度
4、核仁的大小、核孔的多少与_____________相关。
代谢速率
5、核仁折光性强，易与其它物质区分开。
6、核仁是细胞核中呈球形或椭球形的结构，其大小、数目、形态随生物种类、细胞类型不同而不同。
核仁
核糖体的形成都与核仁有关么？
不是。原核生物没有核仁，但有核糖体。故核糖体的形成不都与核仁有关。
七、细胞核的结构
为何蛋白质合成旺盛的细胞，核仁体积会比较大？
因为核仁与核糖体的形成有关，而蛋白质是在核糖
体中合成的。
染色质
七、细胞核的结构
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。
2、容易被碱性染料（甲紫溶液、醋酸洋红染液、改良苯酚品红染液）染成深色的物质
3、DNA是遗传信息的载体，遗传信息储存在核苷酸（碱基）的排列顺序中。
4、染色质是真核生物遗传物质的主要载体
1、组成：主要是DNA和蛋白质
DNA
蛋白质
染色质
(分裂期)
(细胞分裂间期)
染色体
染色体与染色质
七、细胞核的结构
合作探究三：染色质与染色体是什么关系呢？
七、细胞核的结构
染色质
染色体
高度螺旋、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。
同一种物质
不同时期
极细的丝状物
（细胞分裂间期）
圆柱状或杆状
（细胞分裂期）
染色质 染色体
相同点 成分
特性
功能
不同点 存在时期
形态
意义
七、细胞核的结构
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。
主要是DNA和蛋白质
易被碱性染料染成深色
遗传物质的主要载体
有丝分裂间期、末期
有丝分裂前、中、后期
细长的丝状
光学显微镜下能看到呈圆柱状或杆状
细胞核控制细胞的 。
细胞核控制细胞的 。
染色质中的DNA上储存着遗传信息，遗传信息就像细胞生命活动的”蓝图”，细胞依据这个蓝图，进行物质合成、能量转化和信息交流。完成个体生长、发育、衰老、凋亡，控制细胞代谢。
细胞核是DNA贮存和复制的场所，染色质中的DNA上储存着遗传信息，随细胞分裂，遗传信息从亲代细胞传给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传上的一致性。
对细胞核功能更全面的阐述是：细胞核是 ，是细胞代谢和遗传的 中心。
遗传
代谢
遗传信息库
控制
七、细胞核的结构
七、细胞核的结构
▌同一生物所有体细胞的蓝图（遗传信息）是一致的吗？
一致，因为都是由受精卵发育而来
▌同一生物的细胞结构、功能多样性的原因？
这是细胞分化即选择性表达的结果
八、细胞是一个统一的整体
（存活120d)
（37℃环境中存活4～8h）
1、核与质的相互依存关系
①细胞核不能脱离细胞质而独立存在，这是因为细胞核所需的物质和能量由细胞质提供，如几乎不含细胞质的精子寿命很短。
②无核的细胞质也不能长期存在，因为细胞核控制细胞质中物质（如蛋白质等）的合成，如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，其寿命很短。
2、细胞完成各项生命活动的前提：_________________________。
细胞结构保持完整性
八、细胞是一个统一的整体
（存活120d)
（37℃环境中存活4～8h）
细胞核与细胞质是相互依存的。细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧。各组分之间分工作为一个统一的整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。
细胞既是生物体 的基本单位，也是 和 的基本单位。
结构
代谢
遗传
_________控制着细胞内外的物质交换和信息交流
_________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
细胞膜
细胞质
细胞核
1
2
3
4
并不是所有物质都能进出核孔：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。
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。
细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质。
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。
1
九、归纳总结：细胞核的相关结构及其功能特点
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的定性或定量描述。
1.模型概念：
2.模型类型：
十、建构模型
数学模型
概念模型
物理模型
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。
(1)物理模型:
以实物或者图画的形式，直观地表达认识对象的特征模型。这种描述可以是定性的，也可以是定量的。
注意：电子显微镜拍的亚显微结构的照片是真实的，不是物理模型
2.模型类型：
十、建构模型
(2)数学模型:
指用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等。描述实物特征及内在联系的数学表达式。
如分别用文字或图像描述蛇鼠的数量变化关系
十、建构模型
y=2x -4x-2
坐标曲线
(3)概念模型:
指用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来，将生命现象和活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型，主要由流程图模型和概念图模型两种类型。
十、建构模型
真核、原核生物分类韦恩图（概念模型）
目的要求：1.尝试制作真核细胞的三维结构模型；
2.体验建构模型的过程。
材料用具：
动画模型：安装三维动画软件的计算机
实物模型：塑料、木块、纸板、纸片、塑料袋、布、线绳、 细铁丝、大头针等
建立模型：建构物理模型
表达交流：交流各小组制作的模型，从科学性、艺术性成本等方面评价。
尝试制作真核细胞的三维结构模
在制作细胞模型时，科学性应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。
探究·实践
制作标准与评价标准
小组名称 科学性 创新性（20%） 合理性（10%） 成本（10%） 总分
各结构形态准确，种类齐全（20%） 各结构大小比例合适（20%） 各结构位置准确，能体现结构之间的联系（20%） 有创意 作品 精美 成本 低廉
1
2
探究·实践
细胞核
结构
功能
相适应
核膜：把核内物质与细胞质分开
核孔：核与质之间物质交换与信息交流
核仁：与某种RNA合成及核糖体形成有关
染色质： 与蛋白质组成，高度螺旋化后形成染色体
DNA
储存遗传信息
遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
克隆牛实验
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
控制
物质合成、能量转化、信息交流
课堂小结
1.如图是细胞核的结构模式图,下列关于其结构及功能的叙述，正确的是(　 )
A、①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开
B、②是遗传物质DNA和RNA的载体
C、③与蛋白质的合成直接有关
D、④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质
核膜
染色质
核仁
核孔
细胞膜、细胞器膜、核膜
由DNA和蛋白质组成
×
核糖体的形成
×
DNA不能通过核孔
×
A
习题巩固
√
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
结构和功能密切联系
2.下列说法正确的是(　　)
A．染色体和染色质是不同物质在同一时期细胞中的两种形态
B．细胞内的各种细胞器之间各司其职，互不联系
C．控制细胞器进行物质合成、能量转换等的指令，主要是通过核孔从细胞核到达细胞质的
D．拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是建构了细胞的物理模型
同种物质不同时期不同形态
×
×
√
模型是对认识对象的简化和概括性的描述
×
C
习题巩固
与核糖体的形成有关
3.关于细胞核结构与功能统一性的叙述中，正确的是(　　)
A．核仁中的DNA控制着细胞代谢
B．染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息
C．不同细胞的核孔数量是相同的
D．原核细胞的核膜也具有两层膜，有利于控制物质的进出
蛋白质和DNA DNA是遗传信息的载体
大分子物质的通道，其数量与代谢有关
×
√
×
无细胞核
×
B
习题巩固
√
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，主要通过核孔从细胞核送到细胞质。（ ）
（2）细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关。（ ）
2.细胞核内行使遗传功能的结构是（ ）
A.核膜 B.核孔 C.染色质 D.核仁
3.细胞核是细胞的控制中心，下列各项不能作为这一结论的论据的是（ ）
A.DNA主要存在于细胞核内 B.细胞核控制细胞的代谢和遗传
C.细胞核是遗传物质储存和复制的场所 D.细胞核位于细胞的正中央
C
√
D
练习与应用
二、拓展应用
1.染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义？
2.有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核，从而使后代的遗传物质同亲代相比，既有继承，又有变化。从这个角度看，你能找出不支持克隆人的论据吗？你还能说出其他论据吗？
染色体呈高度螺旋状态，这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，而染色质处于细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动。
有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息，在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合，从而大大增加了生物变异，增加了适应多变环境的能力，也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物，克隆人与亲代相比，遗传物质是一样的，没有什么变化，因而降低了适应环境的能力。还有，如果克隆人对某种疾病具有易感性，就可能带来灾难性的后果；在社会学意义上，克隆人是没有传统意义上的父亲和母亲，这可能会冲击原有的家庭和社会观念，等等。
练习与应用
79岁的约翰·戈登爵士，50岁的山中伸弥，相差40多年时间，他们的工作共同“发现成熟细胞能够通过细胞核的再编程而具有多能性”。
2012年10月8日，英国和日本科学家共同分享了2012年度诺贝尔生理学或医学奖。
番外篇之一：关于细胞核的诺贝尔生理学或医学奖