(共31张PPT)
细胞核的结构和功能
第三章 第3节
第三章 细胞的基本结构
本节聚焦
细胞核的结构和功能是怎样的？
为什么说细胞核是细胞的“控制中心”？
怎样制作真核细胞的三维结构模型？
（第1课时）
结构
功能
相适应
细胞质基质
是活细胞进行新陈代谢的主要场所
细胞器
呈溶胶状
状态：
功能：
线粒体
叶绿体
内质网
核糖体
高尔基体
中心体
液泡
溶酶体
细胞质
细胞结构
细胞膜
（边界）
细胞壁
细胞核
2017年11月27日和12月5日，中国科学家利用体细胞克隆技术成功先后培育出两个一模一样的猴子“中中”和“华华”。
克隆猴“中中”和“华华”
C
克隆猴的培育示意图
问题探讨
讨论：
母牛甲：取卵细胞去核
早期胚胎
植入母牛丙子宫
克隆牛
克隆的小牛长相和乙相似,能说明什么？
母牛乙：从体细胞中取出核
说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。
从母牛乙的体细胞中取出细胞核，注入母牛甲去核的卵细胞中，移植后的细胞经细胞分裂形成早期胚胎，将胚胎移植入母牛丙的子宫内。出生的小牛几乎与母牛乙的性状一模一样，称之为“克隆牛”。
克隆牛所有细胞的细胞核都来源于母牛乙的体细胞核。
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之外，真核细胞都有细胞核。
是否所有的细胞都有细胞核？且都只有一个细胞核？
双小核草履虫
骨骼肌细胞
有些细胞不只是一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人体的骨骼肌细胞中细胞核可多达数百个；
一.细胞核
可以采取什么方案来研究细胞核的功能？
一.细胞核
实验名称 结论
美西螈 核移植实验
蝾螈受精卵 横缢实验
变形虫去核 及核移植实验
伞藻嫁接 与核移植实验
二.细胞核的功能
思考 讨论：细胞核有什么功能
白美西螈
黑美西螈
资料1：美西螈核移植实验
二.细胞核的功能
取核
去核
核移植
胚胎移植
讨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。
资料1：美西螈核移植实验
取核
去核
核移植
胚胎移植
讨论1：黑色素合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？
细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。
资料1：美西螈核移植实验
二.细胞核的功能
取核
去核
核移植
胚胎移植
资料1：美西螈核移植实验
若要增加一组实验进一步增强实验的说服力，该如何做？
将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出，移植到黑色美西螈的去核卵细胞中。移植后发育长大的美西螈，全部是白色的。
二.细胞核的功能
实验名称 结论
美西螈 核移植实验
蝾螈受精卵 横缢实验
变形虫去核 及核移植实验
伞藻嫁接 与核移植实验
思考 讨论：细胞核有什么功能
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的
二.细胞核的功能
伞形伞藻
菊花形伞藻
二.细胞核的功能
伞形伞藻
菊花形伞藻
帽
柄
假根
细胞核
伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、“柄”和“假根”三部分构成，细胞核在假根部位。常见伞藻有两种，一种是菊花帽，一种是伞形帽。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。
二.细胞核的功能
如何确定帽的形状是由柄决定还是由假根决定的？
此实验证明伞藻帽的形状与什么有关？
与假根有关
二.细胞核的功能
只做嫁接实验能否说明伞帽的形成一定是细胞核的作用？
资料4：伞藻嫁接与核移植实验
讨论4：此实验证明伞藻形态结构特点取决于细胞核还是细胞质？
细胞核 伞藻的形态结构的建成主要与细胞核有关
如何进一步设计实验来探究假根部分的细胞核还是细胞质控制伞帽的形成。
伞藻核移植实验，这个实验可排除假根中其他物质的影响。
实验名称 结论
美西螈 核移植实验
蝾螈受精卵 横缢实验
变形虫去核 及核移植实验
伞藻嫁接 与核移植实验
思考 讨论：细胞核有什么功能
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的
伞藻“帽形”的遗传主要与细胞核有关
二.细胞核的功能
资料2：蝾螈受精卵横缢实验
二.细胞核的功能
讨论2：该实验是如何设计对照的？
无核
分裂
不分裂
开始
分裂
发育（快）
发育（慢）
有核
一半有核，一半没核形成相互对照，
没核的一半后来又挤进核变得有核，形成自身前后对照。
资料2：蝾螈受精卵横缢实验
讨论2：蝾螈细胞的分裂和分化是由细胞核还是细胞质控制的？
细胞核
二.细胞核的功能
该实验是如何设计对照的？
无核
分裂
不分裂
开始
分裂
发育（快）
发育（慢）
有核
一半有核，一半没核形成相互对照，
没核的一半后来又挤进核变得有核，形成自身前后对照。
资料2：蝾螈受精卵横缢实验
蝾螈细胞的分裂和分化是由细胞核控制
实验名称 结论
美西螈 核移植实验
蝾螈受精卵 横缢实验
变形虫去核 及核移植实验
伞藻嫁接 与核移植实验
思考 讨论：细胞核有什么功能
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的
伞藻“帽形”的遗传主要与细胞核有关
细胞核控制着细胞的分裂、分化
二.细胞核的功能
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
分析资料3可以得出什么结论？（变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动是由细胞核还是细胞质控制的？）
细胞核
资料3：变形虫切割与核移植实验
二.细胞核的功能
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
实验发现细胞核或细胞质单独存在时，都很快死亡，说明什么问题？
细胞核与细胞质是相互依存的，细胞只有保持结构的完整性，
才能完成正常的生命活动。
该实验是如何设计对照的？
一半有核，一半没核形成对照，有核部分后又取出核形成前后对照，
取出核后又再次植入细胞核形成前后对照。
资料3：变形虫切割与核移植实验
结合克隆牛的实例，综合以上实验分析，你认为细胞核具有什么功能？
细胞分裂分化离不开细胞核！ 细胞核是变形虫生长、应激性的生命活动的控制中心！ 美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的！
细胞核控制伞藻的形态结构（伞帽的形状）！
美西螈核移植实验
伞藻嫁接核核移植实验
变形虫切割核核核移植实验
蝾螈受精卵横缢实验
细胞核控制着细胞 和 ，是细胞的控制中心！
代谢
遗传
推 出
代谢
遗传
二.细胞核的功能
1.克隆牛实验
2.美西螈核移植实验
3.伞藻嫁接和核移植实验
4.蝾螈受精卵横缢实验
5.变形虫切割实验
美西螈的肤色由细胞核控制的
细胞核控制细胞的分裂、分化
细胞核控制细胞的生命活动
伞藻“帽”的形态由细胞核决定
克隆牛的性状是由细胞核控制
遗传
代谢
细胞核控制着细胞的 和 。是细胞的 。
小结
代谢
遗传
“控制中心”
二.细胞核的功能
这是因为没有细胞核，细胞的生命活动就无法进行。而有核的部分存活的个数和时间都比无核多和长，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。
１、如果你是这位生物学家，你怎么解释左边数据？你能得出什么结论？
２、有人质疑这位生物学家，要求他对这么多细胞有核部分的死亡作出合乎逻辑的解释。你尝试为这为科学家辩护，替他作出解释。
①实验过程中人为的因素对细胞造成伤害，
导致部分细胞死亡；
②细胞的正常凋亡。
时间/d 细胞无核部分
存活个数
1 81
2 62
3 20
4 0
时间/d 细胞有核部分
存活个数
1 79
2 78
3 77
4 74
10 67
30 65
资料分析：
细胞是一个统一的整体
（无核寿命短,120d）
（质少寿命短,24-21h）
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(细胞必须保证完整性，才能完成生命活动)
细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个统一的整体，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。
细胞既是生物体结构和功能的基本单位，
也是生物体代谢和遗传的基本单位。
_________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
细胞核
细胞膜
细胞质
细胞是一个统一的整体
思考·讨论5：
结合克隆牛的实例，你认为生物体性状的遗传与细胞核有什么关系？克隆牛所有细胞核，是否都来源于母牛乙体细胞的细胞核？
克隆牛是由重组的卵细胞发育成的。重组细胞包含了母牛乙的细胞核和母牛甲的细胞质。由这一重组细胞发育成的克隆牛性状几乎与母牛乙一模一样，这说明性状是由细胞核决定的。
克隆牛所有的细胞都来自重组细胞的细胞分裂，其细胞核中的遗传物质与母牛乙的遗传物质相同。
二.细胞核的功能(共33张PPT)
细胞核的结构和功能
第三章 第3节
第三章 细胞的基本结构
本节聚焦
细胞核的结构和功能是怎样的？
为什么说细胞核是细胞的“控制中心”？
怎样制作真核细胞的三维结构模型？
（第2课时）
结构
功能
相适应
（1）细胞核的功能：_____________________________。
（2）细胞核的功能是与细胞核的______分不开的。
细胞核控制着细胞的代谢和遗传
结构
光镜下的细胞
电镜下的细胞
细
胞
核
细胞核立体结构模式图
细胞核平面结构模式图
核膜
核仁
染色质
核孔
细胞核的结构模式图
三.细胞核的结构
核膜
层膜，把 与 与 分开
染色质
主要由 和 组成， DNA是 的载体
与某种 的合成以及 的形成有关
核仁
核孔
实现 之间频繁 的 。
双
核内物质
细胞质
核质
物质交换和信息交流
RNA
核糖体
DNA
蛋白质
遗传信息
1.细胞核各结构有什么功能？细胞核内行使遗传功能的结构是什么？
染色质
三.细胞核的结构
外膜
内膜
核膜
双层膜（把细胞质与核内物质分开）
核膜不是连续的，上有小孔——核孔
核膜外膜与内质网膜直接相连
核膜外膜上附着有核糖体
离子、较小的分子通过核膜进出细胞核
核孔
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
大分子物质选择性进出的通道
核孔的数量与细胞代谢强度成正相关
某些蛋白质（进核）、RNA（出核）
三.细胞核的结构
2.核孔
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
核孔在不同细胞里面的数目都是一样多的吗？
不一样。
代谢越旺盛的细胞，核孔的数目越多。
是所有的物质都可以随意进出核孔吗？
不是。
核孔是大分子物质进出细胞核的通道
核孔和核膜控制物质进出具有选择性
一些小分子和离子可以通过核膜进出细胞核
有些物质不能出入细胞核，如细胞核内的DNA分子
三.细胞核的结构
3.核仁
与rRNA的合成以及核糖体的形成有关
不一样。蛋白质合成量越多的细胞，核仁越大
思考：核仁在不同细胞里面一样大小吗？
三.细胞核的结构
思考：核糖体的形成一定与核仁有关吗？
原核生物没有核仁，其核糖体的形成与核仁无关。
4.染色质
染色质因容易被碱性染料染成深色而得名。
主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体
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。
三.细胞核的结构
电镜下的染色质
光镜下的染色体
被碱性染料（如甲紫）染成深色的物质
洋葱根尖分生区细胞
染色质
染色体
碱性染料（醋酸洋红）染成深色的物质
细丝状：
染色质
洋葱根尖分生区细胞
粗短的圆柱状或杆状：染色体
碱性染料（醋酸洋红）染成深色的物质
细胞分裂时
细胞分裂结束时
染色质
（丝状）
染色体
（圆柱状、杆状）
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
染色质
（分裂间期）
染色质
螺旋化（短粗状）
解旋（细丝状）
（分裂期）
染色体
遗传物质的主要载体
染色体
DNA
组蛋白
染色质丝
染色质与染色体如何相互转化？
DNA
蛋白质
染色质
染色体
细胞核中的 紧密结合成染色质，染色质是极细的丝状物，因容易被 染成深色而得名。
DNA和蛋白质
碱性染料
染色质
染色体
高度螺旋、缩短变粗
解开螺旋、恢复细长丝状
(细胞分裂时)
(细胞分裂即将结束时)
染色质和染色体是 在细胞 的 。
同一物质
不同时期
两种存在状态
光镜下清晰可见的染色体
三.细胞核的结构
（与rRNA 的合成以及核糖体的形成有关）
核膜
（主要由DNA 和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体）
（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）
（双层膜，把核内物质与细胞质分开）
核仁
染色质
核孔
不连续的双层膜
有选择透过性
容易被碱性染料（甲紫溶液或醋酸洋红）
染成深色的物质
三.细胞核的结构
根据教材56页第3、4、5段，构建概念图
DNA
遗传信息
由亲代细胞传递给子代细胞，
保证亲子代细胞 一致性
“蓝图”
控制
控制中心
遗传性状
是 ，是细胞代谢和遗传的控制中心。
遗传信息库
物质合成
能量转化
信息交流
代谢
遗传
储存着
染色质
细胞核
遗传物质贮存和复制的场所
注意：细胞核不是细胞代谢的中心,细胞代谢的中心是细胞质(或细胞质基质)
三.细胞核的结构
细胞核的结构与功能
细胞核的功能：
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
模型建构
模型是人们为了给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，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它形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。
探究 实践：尝试构建真核细胞的三维结构模型
科学方法：建构模型
要点：模型是对研究对象的抽象（即不再是研究对象本身）
模型包括：物理模型、概念模型、数学模型等。
【探究实践3】
构建模型
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简化的概括性的描述。(即不再是对象本身)
2.类型
物理模型：
数学模型：
概念模型：
以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。
公式、曲线图或表格形式
文字描述或概念图等
在设计并制作细胞模型时，科学性应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。
1.物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。
照片、标本不属于模型
探究 实践：尝试构建真核细胞的三维结构模型
科学方法：建构模型
照片、标本=对象本身，
没有进行简化或概括
2.概念模型：以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型。
探究 实践：尝试构建真核细胞的三维结构模型
科学方法：建构模型
3.数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
探究 实践：尝试构建真核细胞的三维结构模型
科学方法：建构模型
Nt=N0λt
物理模型
物理模型
真实结构（不是模型）
数学模型
数学模型
概念模型
判断下列模型分别属于哪种模型？
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点训练
对点练习
照片是原型，不是模型！
探究 实践：尝试构建真核细胞的三维结构模型
探究 实践：尝试构建真核细胞的三维结构模型
细胞核
结构
功能
核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开
核仁：与rRNA合成以及核糖体形成有关
核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
相适应
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
细胞核 是遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
本节思维导图
位于
下节课前提问
细胞核
结构
功能
相适应
核膜
层膜，把 分开
染色质
由 组成，DNA是 的载体。染色质与染色体是 物质在细胞 。
与某种 的合成以及 的形成有关
核仁
核孔
实现 之间频繁的物质交换和信息交流。
双
核内物质与细胞质
核质
RNA
核糖体
DNA和蛋白质
遗传信息
同一
不同时期的两种存在状态
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心！
既然染色质和染色体是同一物质，那么他们在细胞不同时期的两种存在状态，又各自有什么意义呢？
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。
小组讨论1：
细胞核的结构与功能
小组讨论2：
请结合细胞核的结构解释为什么细胞核能够控制细胞的代谢和遗传？
细胞核中有染色质，染色质中有DNA，
DNA是遗传信息的载体，遗传信息能够指导细胞进行一系列的生命活动。
正是因为携带遗传信息的DNA位于细胞核中，细胞核才能够控制细胞的代谢和遗传。
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
细胞核的结构与功能
同一生物体内所有细胞的“蓝图”都是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的形态、结构和功能如此多样？
【提示】同一生物体内的所有细胞都来自于受精卵的分裂，细胞内的“蓝图”都是一样的。体内细胞的形态、结构和功能多样，是细胞分化的结果。
小组讨论3：
细胞核的结构与功能
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
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 质处于细丝状,有利于 DNA 完成复制、转录等生命活动。
练习与应用
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 双亲的遗传信息,在子代中双亲的遗传物质得到 重新组合,从而 大增加 生物变异，增加 适应多变环境的能,也为进化提供 原材 。克隆是 性繁殖的产物,克 与亲代相比,遗传物质是一样的,没有什么变化,因而降低 适应环境的能 。还有,如果克隆人对某种疾病具 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
