3.3细胞核的结构和功能教案 高一上学期生物人教版必修1（表格式）

“细胞核的结构和功能”教学设计
１. 教材分析及设计思路
本节是人教2019版高中生物学必修１第３章第３节的内容，前两节学生已学习了细胞膜的成分与功能、细胞器的结构与功能等知识，细胞中的各种结构各司其职又相互配合，有序地进行各种生命活动离不开细胞核的控制作用。
有效开展本节的学习是为后期细胞分裂中染色体行为变化的理解奠定基础，同时为学习基因表达的知识做铺垫。
《普通高中生物学课程标准（２０１７年版）》中高度关注了学生学习过程中的实践体验，基于生物学事实和证据运用科学思维解释生命现象、揭示生命本质。
本节课中细胞核的功能学习依赖于演绎推理等方法，总结归纳得出结论。 在细胞核结构知识的突破上，运用模型建构方法，从生活废弃物构建模型到课堂太空泥构建模型，为学生创设动手契机，促进细胞核具体结构概念的深入理解，同时培养学生的垃圾分类和变废 为宝的意识。
２. 教学目标
（１） 观察电镜照片并分析资料，运用结构与功能 相适应的观点，分析其各部分结构及功能，找出细胞核是遗传信息库、控制代谢和遗传的证据。
（２） 通过创设实验情境，提高实验设计能力；通过分析经典实验，概括细胞核的功能，发展批判性思维和 科学探究能力。
（３） 基于生活废弃物制作细胞核和染色质模型，建立资源再利用的环保意识。
３. 教学过程
３. １ 模型展示，导入新课　
播放学生课前用生活废弃 物制作真核细胞三维结构模型的视频（图１为视频截图）。
课上，教师展示模型和哺乳动物成熟红细胞寿命资料。 提出问题串：
①分工合作的细胞器有序完成各 自分工任务，谁调控它们呢？
②资料显示红细胞寿命 远远短于其他体细胞，为什么？
③如果把模型中的细 胞核剥离开，内部是什么样的精细结构呢？
设计意图： 利用生活素材（包括废弃物）构建真核细胞三维结构模型的视频导入本节课，培养学生充分利用资源的环保意识。 资料分析，认同细胞核对于生命活动的重要性，为细胞核的结构与功能学习做铺垫。
３. ２　假说演绎，组织探究　
对教材中的资料进行拆 解，节选探究部分，通过交互教学软件推送到学生平板电脑端适时呈现给学生，教师设疑，学生猜想、分析并设计实验，预期结果，最终总结归纳细胞核的功能（表 １） 。
设计意图： 基于教材中的实验资料，演绎推理、讨论与交流，逐渐形成基于事实的证据，分析生物学规律，锻炼科学思维的灵敏性，体验科学探究基本方法、 思路，利于学生形成科学探究意识。
３. ３ 资料分析，总结归纳　
在细胞核的功能结论得出后，顺势导入细胞核结构的探索历程（图 ２）。
依据图２细胞核结构的探索历程，首先展示细胞核的电子显微镜照片。
教师向学生提出问题：
①细胞核有边界，是膜结构吗？ 和细胞膜一样吗？
②细胞核内黑色部分是什么呢？
③核内亮的区域是单纯的一些液体基质吗？
在问题提出后，再呈现多则资料。
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—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： 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。
资料４： 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１０ ｎｍ，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， ＤＮＡ缠绕在核心的外周，核小体之间为连接 ＤＮＡ，１个核小体上共有２００个碱基对，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１０ ｎｍ的扁圆球形核小体。
资料 ５： 核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卵母细胞中复合体密度为６０ 个／μｍ ，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３套核糖体前体单位。
基于上述资料，教师提问：
①细胞核的边界是什么？
②核孔是否任意大分子都可以通过呢？
③染色质和染色体什么关系呢？
④除了以上结构，细胞核还有没有其他结构呢？
设计意图： 学生通过分析资料，推测出细胞核应该具备核膜且为双层膜，核膜上具有大分子孔道，核仁与蛋白质合成密切相关，染色质的成分为ＤＮＡ和蛋白质。
教师补充细胞核除核膜、核孔、核仁、染色质等结构外，还具有核中除染色质与核仁以外的成分，包括核液与核骨架两部分。 充分调动学生认知微观事实，厘清细胞核具体结构组成。
３. ４　显微观察，模型构建　
学生活动：
①光学显微镜 观察洋葱根尖有丝分裂永久装片，实现染色质和染色体形态的辨析；
②根据资料４，分发扭扭棒和平时垃圾 桶中收集的饮料瓶盖构建染色质的三维结构模型；
③ 展示ＤＮＡ与蛋白质缠绕模式图、细胞核结构模式图和学生利用太空泥建构细胞核的三维结构模型（图略）。
设计意图： 再次完善细胞核功能，认同细胞核是“遗传信息库”。 学生自主构建模型，主动参与知识形成过程，小组互评后修正、完善模型，潜移默化中深化 细胞核结构的理解，提升学生的科学思维，培养“结构与功能相适应”的生命观念。
３. ５ 拓展认知，迁移运用　
资料６： 细胞核源自原核细胞基因组的大型化（包括 ＤＮＡ 的复制错误或多倍化、侧向基因转移方式、内共生融合等）。核的成型及有丝分裂的出现主要是为了满足将巨大的ＤＮＡ分子准确地分配到子代中去的需求。 因此，如何将长链ＤＮＡ有效地压缩（借助组蛋白）成若干染色体以及如何将多个染色体同时分离（借助纺锤体）是核演化的关键。
基于资料，提出问题串：
①原核细胞拟核和真核 细胞的细胞核有何区别呢？
②它们的遗传物质 ＤＮＡ 的载体一样吗？ＤＮＡ 一样吗？
③ＤＮＡ 指导蛋白质合成，如何实现呢？
设计意图： 运用是认知的高阶层次，完成本节内容学习后，通过问题串的再次追问，迁移知识，引导学生前后知识衔接，利于学生整体提升。
４. 教学反思
本节课的内容虽然看似与初中知识联系密切，但是细胞核结构的认知更加微观抽象，学生理解起来有一定难度。 教师在这部分内容教学时应该更加侧重培 养学生的建模思想和建模能力，其中物理模型建构在生物学教学中占据极其重要的位置，这也是探究活动的核心方法之一。 在细胞核的功能处理上，通过演绎推理的科学方法层层设疑，思维由低阶的认知、简单的理解到高阶思维的“理性思维”，逐步培养了学生的科 学思维。