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第三章
第3节:细胞核的结构和功能
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1
细胞核的结构和功能
2
3
学习目标
细胞核的结构与其功能相适应(生命观念)
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)
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细胞核
绝大部分有1个细胞核
有的无核。(例如:植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞无细胞核)
所有的细胞都含有细胞核吗
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有的有多个核(例如:骨骼肌细胞的核可多达数百个)
大核
小核
细胞核
肌细胞
肌细胞融合形
肌肉纤维
卫星细胞
卫星细胞
双核草履虫
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任务一:
下面我们通过4个实验,概括细胞核的功能
克隆猴过程中的供体细胞核有什么功能呢
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美西螈核移植实验
资料一
该实验有无设置对照 如果没有,对照组该如何设计
美西螈皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系?
这一过程是由细胞核还是细胞质控制的?
表皮细胞合成黑色素,皮肤呈黑色,不合成黑色素,皮肤呈白色。美西螈的颜色是由细胞核控制
讨论1:
结论
胚胎细胞
卵母细胞
卵母细胞
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蝾螈受精卵横缢实验
资料二
蝾螈受精卵横缢实验示意图
细胞核可以控制细胞的分裂、分化
讨论2:细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系?
结论
本实验既有相互对照,又有自身的前后对照
细胞核
挤入细胞核核
发育慢
发育快
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变形虫分割与核移植实验
资料三
变形虫的生命活动:摄食、应激性、再生、生长、分裂等
细胞核在变形虫的生命活动中必不可少。
细胞质在变形虫的生命活动中必不可少。
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
恢复生命活动
细胞核
细胞核与细胞质“相互依存”。
讨论3:分析资料3可以得出什么结论?
结论
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伞形帽伞藻
菊花形帽伞藻
“帽”
柄
核
假根
伞藻嫁接与核移植实验
资料四
伞藻是单细胞生物
这个细胞长达2-5CM
由“帽"、柄和假根三部分构成,其中细胞核位于假根部位。伞藻的再生性很强,即伞帽被切除之后,很短时间内就能够生出新的伞帽。
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去掉帽的伞藻能长出新的帽,是由伞藻的哪部分结构决定的 现有菊花形帽伞藻和伞形帽伞藻若干,设计实验进行探究并作出预期。
“柄”决定
伞形帽 菊花帽
“假根”决定
菊花帽 伞形帽
“柄”和“假根”决定
其它形状的帽
伞藻嫁接与核移植实验
资料四
最终结果
预期结果
讨论4:
伞藻嫁接实验
你的假设
预期结果
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菊花形帽伞藻
伞形帽伞藻
伞藻嫁接与核移植实验
资料四
伞藻的伞帽形态由细胞核决定。
结论
为什么帽的形状主要与假根有关 是因为细胞核在假根部位吗 你能设计一个实验来进一步探究吗
伞藻核移植实验
讨论5:
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细胞核控制着细胞的代谢和遗传,是细胞的“控制中心”。
对几个实验的小结
想一想:
功能:
供体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?
实验名称 结论 归纳
美西螈核移植实验
伞藻嫁接与核移植实验 变形虫分割与核移植实验
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
细胞核控制细胞的遗传
细胞核控制细胞的代谢
1.科学家用黑白两种美西螈做实验,将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到白色美西螈的去核卵细胞中。植入核的卵细胞发育成黑色美西螈。下列相关叙述错误的是 ( )
A.该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的
B.为使实验结论更加准确,应再增加一组对照实验
C.该实验没说明生命活动离不开细胞结构的完整性
D.白色美西螈的细胞质在肤色形成中也发挥一定作用
D
【训练P53】
2.(不定项)(2023·枣庄高一检测)核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构,也被称为核孔复合物,它是细胞质与细胞核之间物质输送活动的看护者。核孔复合物由一个核心脚手架组成,其具有选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内面的蛋白组成,称为中央运输蛋白,如图所示。据此分析,下列叙述正确的是( )
A.核孔复合物与核膜内外的信息交流有关
B.人体成熟的红细胞中核孔数目较少,会影响核内外的信息交流
C.核孔复合物的存在说明核膜对物质的进出也具有选择性
D.中央运输蛋白是在细胞质中的核糖体上合成的
【解析】选A、C、D。人体成熟的红细胞没有细胞核,无核孔,B错误
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阅读教材第56页图3-10,并识别图中各个结构!
阅读教材,认识供体细胞核的结构
任务二:
核膜
核孔
染色质
核仁
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核膜
核膜
①___层膜(把细胞质与核内物质分开)
②核膜不是连续的,上有小孔——_____
③核膜外膜与内质网膜_____相连
④核膜外膜上附着有________
⑤离子、较小的分子通过核膜进出细胞核
双
核孔
直接
核糖体
核内膜
核外膜
核孔复合体
核孔复合体
核糖体
核孔
供体细胞
供体细胞核
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①实现_________频繁的 和 。
②_________________进出的通道(RNA、蛋白质可进出,DNA不可以)
③细胞代谢强度越旺盛,核孔的数量______
核质之间
大分子物质选择性
越多
核内膜
核外膜
核孔
核孔复合体
核孔复合体
核糖体
2
核孔
核孔
物质交换
信息交流
供体细胞
供体细胞核
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核仁
①与_______(rRNA)与_______的形成有关
②核仁的发达程度与蛋白质合成的_________有关
某种RNA
核糖体
旺盛程度
核仁
核膜
核孔
3
核仁
供体细胞
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染色质
染色体
细胞核内易被碱性染料(甲紫溶液或醋酸洋红液)染成深色的物质。
(1)概念:
(2)主要成分:
由DNA和蛋白质紧密结合形成
DNA
蛋白质
何为染色质?它的成分是什么?染色质与染色体什么关系?
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(3)染色质和染色体的关系
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染色质与染色体
染色质和染色体是 在细胞 的两种存在状态。
染色质
染色体
分裂间期,丝状物
分裂期,圆柱状或杆状
高度螺旋化,变短变粗
同一种物质
不同时期
解开螺旋、恢复细长丝状
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细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系
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
细胞核
染色质
DNA
线粒体
叶绿体
含少量DNA
含少量DNA
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供体细胞核的结构如何决定其控制遗传和代谢的?
(请同学们阅读教材教材56页第3、4、5段)
细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系
细胞核是遗传信息库
是细胞代谢和遗传的控制中心
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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。
细胞是一个统一的整体
1.细胞核被喻为细胞的“大脑”,下列有关细胞核的叙述错误的是 ( )
A.核仁与核糖体的形成有关
B.核孔对物质进出细胞核具有选择性
C.细胞核具有双层膜结构
D.细胞核是细胞代谢的主要场所
选D。核仁主要与某种RNA的合成和核糖体的形成有关,A正确;核孔允许蛋白质和RNA等大分子物质通过,而DNA无法通过,体现了核孔具有选择性,B正确;细胞核具有双层膜,C正确;细胞质是细胞代谢的主要场所,D错误。
【训练P54】
2.(不定项)(2023·临沂高一检测)细胞是最基本的生命系统。它在结构和功能上体现出高度的统一性。下列有关细胞结构、功能和实验的相关叙述,正确的是( )
A.甲图主要体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能
B.乙图是蝾螈受精卵横缢实验,能说明细胞的分裂和分化与细胞核有关
C.丙图为细胞核的结构示意图,①为核膜,含有四层磷脂分子,具有选择透过性
D.丙图③为染色质,细胞分裂时变为染色体,染色体和染色质是细胞在不同时期存在的两种物质
ABC
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模型构建
三
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判断以下内容分别属于什么类型的模型?
物理模型 。
概念模型 。
数学模型 。
A
B
C
D
E
B
E
A
C
D
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1
物理模型
以实物或图画的形式,直观地表达认识对象特征的模型。
DNA双螺旋模型
真核细胞模型
线粒体模式图
②常见形式:
①概念:
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2
概念模型
用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来,将生命现象或活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型。
流程图模型和概念图模型。
②常见形式:
①概念:
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构建网络
核膜
核孔
核仁
染色质
遗传信息库
相适应
储存遗传信息
双层膜,把核内物质与细胞质分开
核与质之间物质交换和信息交流
与rRNA合成及核糖体形成有关
DNA和蛋白质组成,高度螺旋化后形成染色体
结构
功能
细胞代谢和遗传的控制中心
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
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3
数学模型
用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等描述事物特征及内在联系的数学表达式,它可以描述生命现象,用逻辑推理、运算、求解等来研究生命现象、解决生物学问题。
数学式、曲线图、柱状图等。
注意:
照片 模型
不属于任何
②常见形式:
①概念:
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四级
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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。( )
教材课后习题·概念检测
√
√
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二级
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四级
五级
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C
教材课后习题·概念检测
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.下列关于细胞核的叙述,错误的是( )
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,所以它是细胞的控制中心
D
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四级
五级
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教材课后习题·拓展应用
【提示】
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
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。
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教材课后习题·拓展应用
【提示】
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
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变化的能力。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,克隆人没有传统意义上的父亲和母亲,这会冲击原有的家庭和社会伦理观念,等等。