3.3 细胞核的结构和功能-教学设计（表格式）--2025-2026学年高一上学期《生物》（人教版）必修1

3.3细胞核的结构和功能 教案
课题 3.3细胞核的结构和功能 单元 必修1 学科 生物 年级 高中
学习 目标 生命观念：识记细胞核的结构和功能，认同结构与功能相适应的观点；认识细胞是一个有机的整体，形成系统观。 科学思维：构建真核细胞的三维结构模型。 科学探究：细胞核功能的实验探究与结果分析。 社会责任：利用细胞核的结构与功能特点分析克隆技术的原理，认同细胞核是细胞生命系统的控制中心，形成结构与功能相适应的生物学理念，理性参与有关的社会热点。
重点 1.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 2.细胞核的结构特点及与功能相适应的关系。
难点 1.让学生不仅理解细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，同时掌握分析实验结果得出结论的方法。 2.通过细胞核结构的教学，让学生领悟细胞核是遗传信息库。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 问题探讨： 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”。 讨论： 克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明了什么？ 提出问题：克隆牛的实例让我们看到了细胞核的重要性。细胞核有什么功能？为什么具有这样的功能？谁在承担这个功能？引出课题。 思考讨论问题，提出猜想和假设。 讨论回答：这说明了生物的性状主要是由细胞核控制的。 激发学生对细胞核结构和功能的探究兴趣。
新课讲授 一、细胞核的功能 二、细胞核的功能 板书：细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心。 教师：组织学生阅读教材54-55页“思考·讨论”；展示每个资料，启发学生思考的问题，分析总结细胞核的功能。 【活动一】分析资料探究细胞核的功能 资料1：美西螈核移植实验——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。 问题：小美西螈的肤色是什么颜色？为什么？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？这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？ 讲解：没错，从资料一可知，黑色美西螈提供细胞核，白色美西螈提供细胞质，通过细胞核移植，得到的是黑色美西螈，说明美西螈皮肤的颜色不是由细胞质控制的，而是由细胞核控制的。 阅读教材，小组讨论，结合教师展示的启发性问题，研讨交流，分析总结每个资料体现的细胞核的功能。 合作探究1，回答问题 提示：黑色，因为细胞核是黑色美西螈提供的 细胞核 认真听讲、思考、回答 学生探究得出结论：美西螈的肤色主要受细胞核的控制。 通过对一系列实验的合作探究，提高学生分析问题、解决问题的能力；体会科学实验的方法和实验设计的精巧之处；培养学生归纳总结的能力以及团队合作精神。 通过小组合作探究，培养学生用专业的术语来描述实验现象，并得出实验结论的能力。
资料2：蝾螈受精卵横缢实验。 科学家用头发将蝾螈的受精卵横缢成有核和无核的两半，中间只有少量细胞质连着，结果就发现，没有核的这一半不能分裂，而有核的这一半分裂了。当有核的一半分裂到16-32个细胞时，科学家把一个细胞核挤到无核的那一半，结果，无核的一半也开始分裂了。最后两半都发育成正常的胚胎，只是原来无核的一半发育得慢一些，有核的一半快一些。 问题：从资料2可以看出细胞核和细胞的分裂分化有什么关系？ 思考：该实验是否有对照？ 既有相互对照，又有自身对照。 讲解：很好，从实验中可知，有细胞核的时候，蝾螈可以正常的进行分裂分化，最后发育成一个新个体，但是如果没有细胞核，蝾螈就不能进行分裂，重新植入细胞核，细胞又能够继续分裂和分化。这说明细胞核与细胞的分裂分化紧密相连。由此我们可以得到这样一个结论：细胞核控制着细胞的分裂和分化。 合作探究2：蝾螈受精卵横缢实验 小组合作，思考并回答问题。 提示：“没有细胞核，细胞就不能分裂分化” 学生探究得出结论：细胞的分裂和分化离不开细胞核。 通过探究实验使学生充分感受到科学趣味性，并在乐趣中学习知识，一改往日传统教学的古板和枯燥。 采用简单的结构图，帮助同学的理解和记忆。
资料3：变形虫去核及核移植实验 科学家做过这样的实验。将变形虫切成两半，一半有核，一半无核。无核的一半虽然能消化已吞噬的食物，但不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应；电镜下可以观察到退化的高尔基体、内质网等。有核的一半情况则大不相同，照样摄食，对刺激仍有反应；失去的伸缩泡可以再生，还能生长和分裂。如果用显微钩针将有核的一半的细胞核钩出，这一半的行为就会像上述无核的一半一样。如果及时植入另一个同种变形虫的细胞核，各种生命活动又会恢复。 问题：分析资料3，你能得出什么结论？ 由此我们可以得到一个结论：细胞核控制着细胞质的生命活动。 合作探究3：变形虫去核及核移植实验 学生探究得出结论：变形虫的生命活动主要受细胞核的控制，没有细胞核，生命活动就不能进行” 使学生自己得出结论，培养学生的自主学习和总结概括的良好习惯和能力，实现学生为主体的教学角色转变。
资料4：伞藻嫁接与核移植实验 展示伞藻的结构图。 伞藻是海生的单细胞藻类，由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。伞藻再生性很强，即伞帽切除之后，很短时间内能够生出新的伞帽，而且伞藻种间容易嫁接。伞藻的帽有两种，一种是伞形，一种是菊花形。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做了嫁接和核移植两个实验，我们先来看下嫁接实验。 问题：切去帽后长出来的新帽的形状是由柄决定的？还是由假根决定的？为什么？ 提问：资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质？ 讲解：伞藻帽的形状也就是生物体形态结构，而帽的再生也就是生物体形态结构的建成了，所以我们从资料4得到的结论就是：生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。 总结归纳： 资料1体现了细胞核控制着生物性状的遗传，而资料4中伞藻帽的形态结构也属于生物性状的一种，由细胞核控制。资料2中蝾螈胚胎细胞的分裂分化，资料3中变形虫细胞质的生命活动、资料4中伞藻帽的再生都与代谢有关，也是由细胞核控制。 因此，细胞核的功能可以归纳为：细胞核控制着细胞的遗传和代谢，即细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 合作探究4：伞藻嫁接与核移植实验 观察，思考，回答问题。 提示：“切去帽后长出来的新帽的形状是由假根决定的，因为假根具有细胞核” 提示：伞藻帽的形状由细胞核控制。 认真听讲并理解。 锻炼学生的说话能力，检查学生的学习情况。 通过互动和学生的参与，增强学生的积极主动性和求知欲望，也利于学生的学习和理解。 学生在新知识与原有的相关概念之间建立起实质性的联系，理解并掌握细胞核各部分结构的功能。
二、细胞核的结构 过渡：正因为细胞核有如此重要的功能，有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”或细胞的“控制中心”。根据结构与功能相适应的观点，细胞核有如此重要的功能，那么它必然有独特的结构。 教师：引导学生阅读教材P56细胞核的结构部分的内容 展示：细胞核的结构模式图 请学生依次说出细胞核的各部分结构及其功能。 细胞核分为三部分，细胞膜、核仁、染色质，其中核膜包括两层膜和核孔。 核膜：双层生物膜，把核内物质与细胞质分开。进行物质交换和信息交流， 核孔：分布在核膜上，RNA穿过核孔出来，蛋白质穿过核孔进去。而核孔则主要是大分子进出的通道 核仁：它与某种RNA及于核糖体的形成有关。 染色质：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） 教师：展示染色体和染色质的结构示意图。 引导学生思考与讨论： 1.染色质和DNA是一种怎样的关系？ 2.染色质和染色体是什么关系？ 染色质与染色体是同一物质在不同时期的两种形态 提出问题：细胞核为什么能控制细胞的代谢和遗传呢？ 提示：DNA上储存着遗传信息，在细胞分裂是时，DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞，保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。 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，完成生长、发育、衰老和调亡。正是由于这张“蓝图”储藏在DNA中，而DNA主要分布于细胞核中，所以细胞核才具有控制细胞代谢的功能。 总结：细胞核结构与功能的关系 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 依据前两节“细胞膜的结构和功能”“细胞器之间的分工合作”学习过程中形成的对细胞结构和功能关系的认识，类比推理细胞核的结构应具备的特点。 学生阅读教材，结合图示理解细胞核的结构特点。 学生结合图例思考并回答。 思考与讨论： 提示1.DNA和蛋白质紧密结合构成染色质，DNA在染色质上。 提示2.染色质是极细的丝状物，易被碱性染料染成深色，当细胞进入分裂期时染色质高度螺旋，缩短变粗，成为光镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。因此，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。 思考并回答问题。 学生归纳：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 抓住“结构与功能相适应”这一主线，保持学生思维的连贯性和流畅性。 引导学生通过自主阅读理解细胞核的结构特点，结合教师展示的模式图说出细胞核的各部分结构和功能，加深理解和记忆。培养学生的自主学习能力、知识内化能力。 通过对染色质和染色体两个概念的对比，理解两个概念的内涵和外延。通过对有丝分裂过程中染色质和染色体的变化分析，理清染色质与染色体的关系，同时为学习细胞分裂奠定基础。 培养学生的归纳总结能力。
新课讲授 三、制作真核细胞三维结构模型 教师：展示真核细胞的三位结构模型，讲解模型建构的原理、方法。布置学生课下尝试制作真核细胞的模型，加深对细胞核的理解。 教师：引导学生阅读教材P57科学方法——建构模型的内容，展示DNA双螺旋结构模型。 思考并讨论： 1.什么是模型？ 2.模型的常见形式有哪些？ 总结：模型的概念和形式。 1.概念：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。 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。 2.形式：物理模型、概念模型、数学模型等。 概念模型：以文字描述来抽象概括出事物本质特征的模型。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。主要有流程图模型和概念图模型两种类型。 数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。数学模型是指用字母、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事物特征及内在联系的数学表达式。 物理模型：以事物或画图形式直观地表达认识对象的特征。 教师：引导学生探究·实践：尝试制作真核细胞的三维结构模型。 操作提示： 【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】 根据本小组模拟制作模型的种类选择材料用具。例如，制作计算机三维动画模型，需要配备安装了制作三维动画软件的计算机；制作实物模型，可用泡沫塑料、木块、纸板、纸片、塑料袋、布、线绳、细铁丝、大头针等材料。有条件的学校，也可尝试用3D打印技术制作细胞模型。 【建立模型】 1.通过讨论确定本小组制作的真核细胞三维结构模型的种类（如计算机模型、实物模型），规格（如模型大小、模型展示的是细胞的全部还是部分）。 2.确定使用的材料用具。真实的细胞颜色并不鲜艳，但是同学们可以用不同的颜色区分不同的细胞结构，使细胞各部分的结构特点更突出，便于观察。 3.在动手制作之前，小组内对设计方案做进一步讨论、细化，包括各种细胞结构如何制作、细胞结构之间如何连接等。确定制作模型的实施过程和具体分工。 4.按照分工制作各部分配件，然后将配件组合在一起，逐步完成真核细胞模型的制作。 5.按照设计方案对制作的模型进行检查，修补存在的缺陷。 总结：建立模型的方法步骤。 确定模型种类→确定材料用具→确定实施过程和具体分工→完成模型制作→模型检查修补。 【表达和交流】 在班内交流各小组制作的模型，从科学性、艺术性、成本等方面对各小组的模型进行评价。 学生查阅资料学习模型制作的知识，自己动手制作细胞核的模型，亲手体会怎样制作这些结构。 阅读教材，归纳总结建构模型的概念、原理和方法。 学生以小组为单位，利用粘土完成真核细胞的模型制作。 通过模型制作培养学生的实践能力及合作意识，在动手操作的过程中理解物理模型的含义及建构过程。 培养学生的自主学习能力、归纳提取关键概念的能力、知识迁移应用的能力。 引导学生构建模型，培养学生的动手实践能力、迁移应用能力与团队合作精神。
课堂小结 总结细胞核的结构和功能 总结：对细胞核功能的较为全面的阐述应该是：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。结构与功能是相适应的。 学完细胞的基本结构这一章，知道细胞由细胞膜、细胞质、细胞核构成，细胞膜控制着细胞内外的物质交换和信息交流，细胞质细胞代谢的主要场所，细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心，细胞还是一个高度有序的统一整体。 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。 回答问题，归纳总结 培养了学生自我反思与总结的习惯，进一步巩固本课所学。
板书 3.3 细胞核的结构和功能 一、细胞核的功能：控制着细胞的代谢和遗传 1.资料1结论：美西螈的肤色遗传是由细胞核控制的。 2.资料2结论：蝾螈受精卵的分裂和分化是由细胞核控制的。 3.资料3结论：变形虫的代谢活动是由细胞核控制的。 4.资料4结论：伞藻伞帽的性状是由细胞核控制的。 二、细胞核的结构 1.核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开 2.核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 3.染色质：主要有DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体 4.核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 5.染色质和染色体的关系：同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。 三、建构模型 1.概念 2.常见种类：物理模型、概念模型、数学模型 3.尝试制作真核细胞的三维结构模型