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第3章 细胞的基本结构
第3节 细胞核的结构和功能
情境导入：核移植实验的奇迹
细胞核的分析
哺乳动物成熟的
红细胞
高等植物成熟的
筛管细胞
草履虫细胞
骨骼肌细胞
大肠杆菌细胞
(无核)
(无核)
(多核)
(2个核)
(无核，有拟核区域)
说明：
1.并非所有真核细胞都有细胞核；
2.并非所有细胞都只有一个细胞核（如骨骼肌细胞）；
3.细胞核并非都位于细胞中央。
学习目标
课标要求 素养目标
概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.2 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 1.2.3 阐明遗传信息主要贮存有细胞核中 1.通过对“细胞核有什么功能”资料的分析和讨论，阐明细胞核的功能。(生命观念)
2.通过阅读教材和绘制细胞核的结构示意图，阐明细胞核的结构。（生命观念、科学思维）
3.通过资料分析、模型建构，结合对细胞整体结构与功能的认识，认同细胞核是系统的控制中心。（科学思维）
4.通过尝试制作真核细胞的三维结构模型，体验建构模型的方法和过程。（生命观念、科学思维）
重点
难点
重点
重点
知识目录
01
细胞核的功能
02
细胞核的结构
重组细胞
胚胎细胞
卵细胞
新知探究
一、细胞核的功能
阅读教材54~55“思考讨论”，回答问题：
【资料1】美西螈核移植实验
探究细胞核的功能
活动1
取核
去核
核移植
？
实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传是由________控制的。
细胞核
新知探究
一、细胞核的功能
探究细胞核的功能
活动1
讨论1：分析资料1，你认为美西螈的皮肤颜色是由细胞核还是细胞质控制的
讨论2：按照实验应遵循的对照原则分析，两种美西螈核移植实验存在什么不足 应如何补充
该实验没有设置对照；
可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，进行培养作为对照，增强实验的说服力。
美西螈的皮肤颜色受细胞核控制。
新知探究
一、细胞核的功能
探究细胞核的功能
活动1
阅读教材54~55“思考讨论”，回答问题：
【资料2】蝾螈受精卵横缢实验
结果一：有核一半_______，
无核一半________。
能分裂
停止分裂
结果二：挤入细胞核后，无核一半 。
开始分裂
实验结论：细胞的分裂、分化是由________控制的。
细胞核
相互对照
自身对照
新知探究
一、细胞核的功能
探究细胞核的功能
活动1
阅读教材54~55“思考讨论”，回答问题：
【资料3】变形虫切割和核移植实验
变形虫
切割
无核
有核
取出核
一段时间后
植入细胞核
恢复正常生命活动
死亡
正常生活
死亡
死亡
能消化，但不能摄食，对刺激无反应，细胞器退化
实验结论：变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由________控制的。
细胞核
新知探究
一、细胞核的功能
探究细胞核的功能
活动1
讨论3：分析资料2,该资料说明细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系
讨论4：请从对照角度分析变形虫切割和核移植实验的严谨之处？
讨论5：分析资料3，变形虫缺乏细胞核或细胞质任何一方可以正常生活吗？这说明了什么？
不可以；细胞核和细胞质是相互依存的，细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。
说明细胞的分裂、分化受细胞核控制。
相互对照：有核的一半能分裂，无核的一半停止分裂；
自身对照：无核的一半重新拥有细胞核后恢复分裂、分化能力。
实验结果：在伞藻核移植实验中，新长出的伞帽跟提供 的伞藻的伞帽相同。
新知探究
一、细胞核的功能
探究细胞核的功能
活动1
阅读教材54~55“思考讨论”，回答问题：
【资料4】伞藻嫁接实验和核移植实验
Ⅱ.伞藻的核移植实验：去帽、去核→植入核→培养。
Ⅰ.伞藻的嫁接实验：去帽→换柄→培养
实验结果：在伞藻嫁接实验中，新长出的伞帽跟提供 的伞藻的伞帽相同。
假根
细胞核
新知探究
一、细胞核的功能
探究细胞核的功能
活动1
讨论6：伞藻嫁接实验的结果能否说明伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 资料4中伞藻核移植实验的结果说明了什么
伞藻嫁接实验中,虽然“帽”的形状与具有细胞核的假根一致,但不能说明伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的,因为假根中除了细胞核还有细胞质。
伞藻核移植实验说明伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。
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
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） 细胞核是变形虫生长、应激性的生命活动的控制中心 细胞分裂、分化离不开细胞核
新知探究
一、细胞核的功能
探究细胞核的功能
活动1
讨论7：综合以上资料分析，归纳细胞核的功能有哪些
细胞核控制生物性状的遗传
细胞核控制细胞的代谢
细胞核的功能：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。
注意：细胞的代谢中心是细胞质基质，细胞代谢的控制中心是细胞核。
新知探究
一、细胞核的功能
1.为了探究细胞核的功能,科学家进行下图所示的实验：
实验①：用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂。
实验②：b部分分裂到16~32个细胞时，将一个细胞核挤到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，进而发育成胚胎。
随堂检测
新知探究
一、细胞核的功能
C
随堂检测
下列叙述不正确的是（ ）
A.实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关
B.实验①中，b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组
C.实验②中的a部分与实验①中的a部分不能形成对照
D.实验获得的胚胎a与胚胎b所含有的遗传信息一般相同
【解析】实验②中a部分植入核,与实验①中的a部分无核形成对照,C项错误。
新知探究
一、细胞核的功能
2.伞藻是一种海生的单细胞藻类，细胞长2~5 cm，可分为“帽”、柄和假根三部分，细胞核位于基部的假根内。现利用伞帽为菊花形的伞藻(甲)和伞帽为伞形的伞藻(乙)进行如下的探究实验，下列说法错误的是（ ）
A.丙、丁上伞帽的长出与细胞的分裂、分化有关
B.本实验存在相互对照，因变量是新长出伞帽的形态
C.本实验说明伞藻伞帽的形态结构特点主要由细胞核决定
D.本实验选择伞藻为材料的优点有细胞体积大、容易操作、伞帽形态差异明显
随堂检测
A
【解析】伞藻是单细胞藻类,伞帽的形成与细胞的生长有关,与细胞的分裂、分化无关,A项错误。
新知探究
一、细胞核的功能
3.如图表示变形虫的切割和核移植实验。下列说法正确的是（ ）
A．切割后，无核的一半能摄取食物但不能消化已吞噬的食物
B．单独的细胞核不能生存，可能是缺少细胞质为其提供物质和能量
C．该实验说明只要保持细胞核的完整性，变形虫就能正常地进行生命活动
D．该实验过程中形成了多组对照，可证明细胞核是细胞遗传的控制中心
随堂检测
B
【解析】A、切割后，无核的一半仍能消化已吞噬的食物，但不能摄取食物，对外界的刺激不再发生反应，A错误；
B、单独的细胞核不能生存，可能是缺少细胞质通过新陈代谢为其提供的物质和能量，B正确；
C、细胞能正常地进行生命活动需要保持细胞核的完整性和完整的细胞质，去除细胞质的细胞核会死亡，C错误；
D、这一系列实验只能证明细胞核是细胞代谢的控制中心，而不能说是细胞遗传的控制中心，D错误。
新知探究
一、细胞核的功能
4.下列关于细胞核实验的说法正确的是（ ）
A．将黑色美西螈的细胞核移植到白色去核美西螈卵细胞，该卵细胞发育成白色美西螈
B．将受精卵用头发横缢为有核和无核的两半，两半都能分裂
C．将变形虫切成两半，一半有核，一半无核，无核的一半对外界刺激不再发生反应
D．将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的柄嫁接，将长成菊花形帽伞藻
随堂检测
C
【解析】A、将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中，结果发育成的美西螈全部是黑色的，A错误；
B、无核的一半不能分裂，B错误；
C、将变形虫切成两半，一半有核，一半无核，无细胞核的部分对外界刺激不再发生反应，说明细胞核与细胞的正常生命活动密切相关，C正确；
D、将伞形帽伞藻的假根和菊花形帽伞藻的柄嫁接，将长成伞形帽伞藻，D错误。
知识目录
01
细胞核的功能
02
细胞核的结构
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”、细胞的“控制中心”。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢 这与细胞核的结构分不开。
结合以下问题，阅读教材P56,认识细胞核的结构。
问题1：核膜、核孔有什么作用？任何物质都能通过核孔吗？为什么？
问题2：若核仁破坏，会影响胰岛素的合成吗？为什么？
问题3：染色质的化学组成？染色体和染色质有何区别和联系？
问题3：在细胞核的结构中，控制细胞核的代谢和遗传最重要的是什么结构？为什么？
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
核膜
外膜
内膜
核膜
有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”、细胞的“控制中心”。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢 这与细胞核的结构分不开。
阅读教材P56,认识细胞核的结构。
①双层膜（将胞质与核内物质分开）。
②核膜外膜与内质网膜直接相连。
③核膜外膜上附着有核糖体。
④核膜具有选择透过性，离子、较小的分子通过核膜进出细胞核。
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”、细胞的“控制中心”。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢 这与细胞核的结构分不开。
阅读教材P56,认识细胞核的结构。
外膜
内膜
核孔
核膜
核孔结构模型
外膜
内膜
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
核孔
【资料1】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携带的遗传信息传给核糖体，但由于DNA和RNA分子较大，两者均无法穿过人工合成的磷脂双分子层。
【资料2】核孔是由许多蛋白质构成的复杂结构，对进出核孔的物质具有严格的调控作用。目前认为核孔复合体由100多种蛋白质组成。大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。
核孔结构模型
外膜
内膜
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”、细胞的“控制中心”。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢 这与细胞核的结构分不开。
阅读教材P56,认识细胞核的结构。
外膜
内膜
核孔
核膜
核孔
①实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
②某些蛋白质、RNA等大分子物质选择性进出（DNA不能通过）。
核孔结构模型
外膜
内膜
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
核孔
讨论1：根据以上信息能否说明各种大分子物质都能自由进出核孔？为什么？
讨论2：核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？为什么？
讨论3：代谢越旺盛的细胞中，蛋白质合成量越大，核质之间的物质交换越频繁。那么核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系
代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔數量较多。
不能；核孔具有选择性，如允许某些RNA和蛋白质通过，而DNA不能通过。
不是；核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质是通过核膜进出细胞核的。
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”、细胞的“控制中心”。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢 这与细胞核的结构分不开。
阅读教材P56,认识细胞核的结构。
外膜
内膜
核仁
核孔
核膜
核仁
①与某种RNA与核糖体的形成有关。
②在细胞分裂的过程中周期性的消失与重建。
③核仁和核孔与细胞的代谢有关：细胞代谢越旺盛，核仁越大、越明显，核孔数目越多。
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”、细胞的“控制中心”。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢 这与细胞核的结构分不开。
阅读教材P56,认识细胞核的结构。
外膜
内膜
核仁
核孔
核膜
染色质
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
染色质
【资料3】1888年，Waldeyer发现正在分裂的细胞中，能被碱性染料染成深色的物质在光镜下不成团状，而是一条条圆柱状的结构，他将这样的结构称为染色体。经过近一个世纪的研究，人们发现染色质和染色体是在细胞周期不同阶段可以相互转化的结构。研究者使用电子显微镜观察染色质时，发现染色质其实是由很多串珠状的结构聚合在一起形成的，使用DNA酶处理细胞核后，发现“珠子”中间的连线消失了，但是“珠子”还在，若使用蛋白酶处理，则“珠子”被分解，连线尚在。
思考：
1.染色质的名字来源；
2.染色质的组成成分；
3.联系染色质的组成成分，尝试说说染色质承担着什么重要的作用？
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”、细胞的“控制中心”。细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”呢 这与细胞核的结构分不开。
阅读教材P56,认识细胞核的结构。
外膜
内膜
核仁
核孔
核膜
染色质
染色质
①组成：主要由DNA 和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
②容易被碱性染料（甲紫和醋酸洋红）染成深色的物质。
DNA
DNA
蛋白质
染色体
探索细胞核的结构
活动2
新知探究
二、细胞核的结构
解螺旋
高度螺旋化，缩短变粗
染色质
（分裂间期）
染色体
（分裂期）
染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在形态。
染色质和染色体
新知探究
二、细胞核的结构
观看视频
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
信息传递
代谢
遗传
请同学们阅读教材56页，构建细胞核的功能概念图：
储存着
细胞核的结构与功能的关系
染色质
细胞核
新知探究
二、细胞核的结构
归纳小结
科学方法
建构模型
新知探究
二、细胞核的结构
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。
(注：照片不是物理模型)
公式、曲线图或表格形式
文字描述或概念图等
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。
类型
DNA双螺旋结构模型
新知探究
探究·实践
尝试制作真核细胞的三维结构模型
活动3
植物细胞亚显微结构图
动物细胞亚显微结构图
5.如图所示为某生物细胞核的结构组成，下列有关叙述正确的是( )
A.核仁是细胞代谢和遗传的控制中心，与某
种RNA的合成有关
B.图示中有中心体，说明该生物一定是动物
细胞
C.核孔是蛋白质、DNA等大分子物质进出
细胞核的通道，具有选择性，核膜也具有选择透过性
D.内质网膜除了与核膜直接相连，还可以与高尔基体膜间接相连
新知探究
二、细胞核的结构
随堂检测
D
【解析】细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，核仁与某种RNA的合成有关，A错误；中心体存在于动物和低等植物细胞中，B错误；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，具有选择性，DNA不能通过核孔进出细胞核，C错误；内质网膜与细胞膜和核膜直接相连，与高尔基体膜通过囊泡间接相连，D正确。
6.关于细胞核的叙述，错误的是( )
A.有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现
B.蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛
C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核
D.细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出
新知探究
二、细胞核的结构
D
随堂检测
【解析】有丝分裂过程中，前期核仁解体、核膜消失，末期核膜和核仁重新出现，A正确；核仁与核糖体的形成有关，蛋白质合成活跃的细胞中，核糖体数量多，核仁代谢活动旺盛，B正确；细胞中绝大部分的蛋白质都是在细胞质中的核糖体上合成的，对基因表达有调控作用的蛋白质需经核孔进入细胞核，C正确；细胞质中的RNA大多数是在细胞核中合成的，还有部分RNA是在线粒体或叶绿体中合成的，D错误。
课堂小结
细胞核
结构
功能
相适应
储存遗传信息
核 膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开
核 孔：核与质之间物质交换和信息交流
核 仁：与rRNA合成及核糖体形成有关
染色质： 和蛋白质组成，高度螺旋化后形成染色体
遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
DNA
