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《遗传信息主要存储在细胞核中》教学设计
课题
第3节
遗传信息主要存储在细胞核中
单元
第三章
学科
生物
年级
高一
学习目标与核心素养
学习目标：阐明遗传信息主要储存在细胞核中；分析细胞核对于控制生物性状和发育的作用。1.文化基础：细胞核的结构及功能。2.自主发展：通过分析细胞核对于控制生物性状和发育的作用，培养基于事实和证据进行演绎与推理的科学思维方法。形成结构与功能相统一的生命观念。3.社会参与：把握细胞核的结构和功能在生物遗传、培育和多样性中的应用。
重点
探究细胞核的结构及功能，培养基于事实和证据进行演绎与推理的科学思维方法。
难点
探究细胞核的结构及功能，培养基于事实和证据进行演绎与推理的科学思维方法。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
播放视频《细胞核的结构——人体的大脑》1831
年，英国植物学家布朗（R.
Brown）用显微镜观察兰花时，发现花朵外层表皮细胞中有一些不透光的近似圆形的区域。后来他观察了许多种植物，发现在各种植物细胞中普遍存在一个"核"，这种结构通常位于细胞的中央，他将之命名为细胞核（nucleus），并由此推断这个"核"是细胞中不可或缺的成分。后来，生物学家证实细胞核普遍存在于细胞中。
课前查阅资料，播放视频，了解关于细胞核的相关知识。
借助视频，快速浏览关于细胞核的相关知识，导入新课，激发学生的学习兴趣。
讲授新课
一、细胞核是细胞生命活动的控制中心除高等植物韧皮部成熟的_____________和哺乳动物成熟的___________等极少数细胞外，_______________都具有明显的细胞核。一个细胞一般只有__________细胞核，在体积较大的细胞中可同时出现两个甚至多个细胞核。探究：细胞核在生命活动中的重要作用探究实验1：20世纪30年代，德国生物学家哈默林（J.Hammerling）利用伞藻做了一系列有关细胞核功能的研究实验。播放视频《伞藻的交叉嫁接实验》伞藻实验结论：伞藻“帽”的性状是由细胞核控制的.分析讨论1：伞藻交叉嫁接实验能否完全证明细胞核决定了伞帽形状？提示：不能。因为嫁接实验中，根部除了具有细胞核外，还有部分细胞质，本实验不能完全排除细胞质的影响。探究实验2：1950年，英国科学家洛奇（J.Lorch）和丹尼利发表文章称，他们用两种变形虫完成了一系列________________实验。用纤细的玻璃探针将变形虫的____________移出，这些__________________会在
20d内陆续死亡。在移出细胞核后的10min内，再植入________________细胞核，变形虫会陆续恢复正常形态和运动能力，其中有一些还能继续分裂。分析讨论2：变形虫细胞核移植实验表明细胞核具有什么功能？提示：变形虫细胞核移植实验说明细胞核具有控制细胞代谢的作用。结论：变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由细胞核控制的。探究实验3：美西螈核移植实验结论：美西螈的皮肤颜色是由细胞核控制的.探究实验4：蝾螈受精卵横缢实验结论：蝾螈细胞的分裂和分化是由细胞核控制的。探究实验5：克隆羊多莉（播放视频）分析讨论3：怎样理解细胞核在生命活动中具有不可或缺的地位？提示：资料分析表明细胞核是生物体遗传性状和细胞代谢的控制中心，没有细胞核，细胞的命活动无法进行，也不能分裂繁殖，因此细胞核在生命活动中具有不可替代的作用。探究小结：无论是生物体性状的___________，还是各种生命活动的正常进行，都离不开____________。细胞核是__________________和_____________的控制中心，在细胞生命活动中起着____________作用。细胞核是具有特殊界膜的重要结构细胞核主要结构包括_________（nuclear
membrane）、___________（chromatin）、________________（nucleolus）和_______________（nuclear
matrix
）。核膜（两层膜，把核内物质与细胞质分开。）核孔（实现核质之间频繁的物质交流和信息交流）核仁（与某种RNA以及核糖体的形成有关。）染色质（主要由DNA和蛋白质构成，其中DNA
是遗传信息的载体）细胞核是____________________和___________的主要场所。细胞核内染色质上的DNA储存着_________________，调控着细胞的分裂、生长、分化、衰老和死亡等生命活动。DNA
还可以通过____________将遗传信息传递给_______________，从而实现遗传信息的延续。三、学业检测与巩固练习1.原生动物喇叭虫的再生能力很强，人们常用切割手术研究它的细胞核在再生中的功能以及各种细胞器的发生过程。（l）在适宜的环境中，若将喇叭虫切成如图所示的3段，你认为哪一段能够再生成喇叭虫？为什么？（2）如果要证明细胞质对于喇叭虫的生存也是不可缺少的，应如何设计实验？【答案】中间段可以再生。因为中间段的细胞具有质膜、细胞质、细胞核等比较完整结构。(2)将细胞核单独移出，细胞核并不能独立生存和再生，因此可以证明细胞质也是喇叭虫生存不可或缺的。2.20世纪50年代，英国发育生物学家戈登利用非洲爪蟾做过一个划时代的实验：他先用紫外线照射爪蟾的卵细胞，破坏其细胞核，然后将另一只爪蟾蝌蚪肠上皮细胞的细胞核植入其中。结果发现一部分卵细胞可以发育成蝌蚪，其中有几只蝌蚪竟然继续发育成为成熟的爪蟾。（l）爪蟾蝌蚪的细胞核从肠上皮细胞取出后，很快夫去活性，失去细胞核的细胞质部分在一段时间后也会失活，原因是什么？（2）实验中，有几只蝌蚪最后发育成了成熟爪蟾。请预测其体色花纹与提供卵细胞还是提供肠上皮细胞的爪蟾更相似，为什么？（3）戈登的实验，尽管只有极少数重组细胞能发育到成体爪蟾，他的技术和方法却开路了一个崭新的领域，是一项重大突破。为什么？【答案】(1)失去细胞核的细胞质短时间内可以存活，因为细胞核提供给细胞质保证其正常命活动的组分还会存续一段时间。(2)与提供上皮细胞的爪蟾相似。因为上皮细胞提供的是细胞核。(3)戈登实验证明了动物分化成熟的体细胞的细胞核依然具有全能性，这为高等动物克隆技术打开了大门。
【学习活动一】学生阅读课本P68—70，联系实际，分析相关材料，探究相关实验，提出实验结。分析实验表格，推理结论。【学习活动二】学生阅读课本P70—71，结合实验探究结论，分析细胞核的结构和功能。小组讨论，完成表格，完成相关探究，解决相关问题。根据所学，完成相关练习
引导学生阅读，通过阅读，培养学生获取信息的能力；分析相关材料，探究相关实验，提出实验结，，培养基于事实和证据进行演绎与推理的科学思维方法。形成结构与功能相统一的生命观念。通过实验表格，培养学生推理的能力，锻炼学生的语言表达能力，提高学生分析问题，解决问题的能力。通过阅读，培养学生获取信息的能力，加深学生对概念的认识，形成结构和功能相统一的生命观念。通过小组讨论，培养学生沟通、交流能力，增强团队合作意识，同时联系实际，解决实际问题，发展学生分析、推理思维能力。回顾旧知，巩固和应用所学知识，通过问题探究，提高学生演绎和推理的科学思维。
课堂小结
1.通过伞藻实验证明细胞核是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心。2.变形虫实验及数据分析，证明细胞生命活动由细胞核来决定。3.细胞核由核膜、核孔、染色质、核基质构成。4.核膜（两层膜，把核内物质与细胞质分开。）5.核孔（实现核质之间频繁的物质交流和信息交流）6.核仁（与某种RNA以及核糖体的形成有关。）7.染色质（主要由DNA和蛋白质构成，其中DNA
是遗传信息的载体）8.细胞核是遗传物质储存核复制的主要场所
板书
第3节
遗传信息主要存储在细胞核中一、细胞核是细胞生命活动的控制中心探究实验：伞藻交叉嫁接实验、变形虫细胞核移植、美西螈核移植实验、蝾螈受精卵横缢实验、克隆羊多莉二、细胞核是具有特殊界膜的重要结构核膜、核孔、染色质、核基质细胞核是遗传物质储存核复制的主要场所
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第3节
遗传信息主要存储在细胞核中
沪科版
高中生物
学习目标：
阐明遗传信息主要储存在细胞核中；分析细胞核对于控制生物性状和发育的作用。
1.文化基础：细胞核的结构及功能。
2.自主发展：通过分析细胞核对于控制生物性状和发育的作用，培养基于事实和证据进行演绎与推理的科学思维方法。形成结构与功能相统一的生命观念。
3.社会参与：把握细胞核的结构和功能在生物遗传、培育和多样性中的应用。
细胞核的结构——人体的大脑
1831
年，英国植物学家布朗（R.
Brown）
用______________观察兰花时，发现花朵外层表皮
细胞中有一些不透光的______________的区域。后
来他观察了许多种植物，发现在各种植物细胞中
普遍存在一个"核"，这种结构通常位于细胞的中央，他将之命名为_______________（nucleus），并由此推断这个"核"是细胞中不可或缺的成分。后来，生物学家证实细胞核普遍存在于细胞中。
显微镜
近似球形
细胞核
一、细胞核是细胞生命活动的控制中心
除高等植物韧皮部成熟的_____________和哺乳动物成熟的___________等极少数细胞外，_______________都具有明显的细胞核。一个细胞一般只有__________细胞核，在体积较大的细胞中可同时出现两个甚至多个细胞核。
筛管细胞
红细胞
真核细胞
一个
探究：细胞核在生命活动中的重要作用
探究实验1：20世纪30年代，德国生物学家哈默林（J.Hammerling）利用伞藻做了一系列有关细胞核功能的研究实验。
伞藻的交叉嫁接实验视频
分析讨论1：
伞藻交叉嫁接实验能否完全证明细胞核决定了伞帽形状？
提示：不能。因为嫁接实验中，根部除了具有细胞核外，还有部分细胞质，本实验不能完全排除细胞质的影响。
伞藻实验结论：伞藻“帽”的性状是由_________________控制的.
细胞核
1950年，英国科学家洛奇（J.Lorch）和丹尼利发表文章称，他们用两种变形虫完成了一系列________________实验。用纤细的玻璃探针将变形虫的____________移出，这些__________________会在
20d内陆续死亡。在移出细胞核后的10min内，再植入________________细胞核，变形虫会陆续恢复正常形态和运动能力，其中有一些还能继续分裂。
细胞核移植
细胞核
无核变形虫
同种或异种
探究实验2：
分析讨论2：
变形虫细胞核移植实验表明细胞核具有什么功能？
提示：变形虫细胞核移植实验说明细胞核具有控制细胞代谢的作用。
钩核
死亡
死亡
植入核
正常生活
正常生活
死亡
一段时间
结论：变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由
控制的。
细胞核
核移植
去核
取核
？
黑美西螈
白美西螈
卵细胞
胚胎细胞
探究实验3：美西螈核移植实验
结论：美西螈的皮肤颜色是由
控制的.
细胞核
探究实验4：蝾螈受精卵横缢实验
无核
有核
挤核
结论：蝾螈细胞的
和
是由细胞核控制的。
分裂
分化
探究实验5：克隆羊多莉
怎样理解细胞核在生命活动中具有不可或缺的地位？
分析讨论3：
提示：资料分析表明细胞核是生物体遗传性状和细胞代谢的控制中心，没有细胞核，细胞的命活动无法进行，也不能分裂繁殖，因此细胞核在生命活动中具有不可替代的作用。
无论是生物体性状的___________，还是各种生命活动的正常进行，都离不开____________。细胞核是__________________和_____________的控制中心，在细胞生命活动中起着____________作用。
探究小结：
表达
细胞核
细胞遗传特性
代谢活动
决定性
二、细胞核是具有特殊界膜的重要结构
细胞核主要结构包括_________（nuclear
membrane）、___________（chromatin）、________________（nucleolus）和_______________（nuclear
matrix
）。
核膜
染色质
核仁
核基质
细胞核的平面结构图
核膜（
层膜，把核内物质与细胞质分开。）
双
物质交换
核孔（实现核质之间频繁的
和
）
信息交流
核仁（与
以及
的形成有关。）
某种RNA
核糖体
染色质（主要由
和
构成
其中
是遗传信息的载体）
DNA
蛋白质
DNA
染色质
染色体
同种物质
成分相同
主要含有
和
特性相同
易被
染色
功能相同
在细胞分裂时，其上的
携带的
，从亲代细胞传递给子代细胞，保证了
的一致性。
形态不同
实质
染色体
染色质
螺旋化
解螺旋
DNA
蛋白质
碱性染料
遗传信息
DNA分子
遗传性状
细长的丝状
光镜下能看到的结构圆柱状或杆状
二者实际上是同一物质在不同时期的两种形态
细胞核是____________________和___________的主要场所。细胞核内染色质上的DNA储存着_________________，调控着细胞的分裂、生长、分化、衰老和死亡等生命活动。DNA
还可以通过____________将遗传信息传递给_______________，从而实现遗传信息的延续。
遗传物质储存
复制
遗传信息
自我复制
子细胞
三、学业检测与巩固练习
1.原生动物喇叭虫的再生能力很强，人们常用切割手术研究它的细胞核在再生中的功能以及各种细胞器的发生过程。
（1）在适宜的环境中，若将喇叭虫切成如图所示的3段，你认为哪一段能够再生成喇叭虫？为什么？
提示：中间段可以再生。因为中间段的细胞具有质膜、细胞质、细胞核等比较完整结构。
（2）如果要证明细胞质对于喇叭虫的生存也是不可缺少的，应如何设计实验？
提示：将细胞核单独移出，细胞核并不能独立生存和再生，因此可以证明细胞质也是喇叭虫生存不可或缺的。
2.20世纪50年代，英国发育生物学家戈登利用非洲爪蟾做过一个划时代的实验：他先用紫外线照射爪蟾的卵细胞，破坏其细胞核，然后将另一只爪蟾蝌蚪肠上皮细胞的细胞核植入其中。结果发现一部分卵细胞可以发育成蝌蚪，其中有几只蝌蚪竟然继续发育成为成熟的爪蟾。
（1）爪蟾蝌蚪的细胞核从肠上皮细胞取出后，很快夫去活性，失去细胞核的细胞质部分在一段时间后也会失活，原因是什么？
提示：失去细胞核的细胞质短时间内可以存活，因为细胞核提供给细胞质保证其正常命活动的组分还会存续一段时间。
提示：与提供上皮细胞的爪蟾相似。因为上皮细胞提供的是细胞核。
（2）实验中，有几只蝌蚪最后发育成了成熟爪蟾。请预测其体色花纹与提供卵细胞还是提供肠上皮细胞的爪蟾更相似，为什么？
（3）戈登的实验，尽管只有极少数重组细胞能发育到成体爪蟾，他的技术和方法却开路了一个崭新的领域，是一项重大突破。为什么？
提示：戈登实验证明了动物分化成熟的体细胞的细胞核依然具有全能性，这为高等动物克隆技术打开了大门。
3．生物体进行代谢和遗传的基本单位是
(
)
A.蛋白质分子
B.
DNA分子
C.细胞核
D．细胞
D
4．下图是植物细胞部分膜结构示意图，其中属于细胞核的是
(
)
D
5.
如图为细胞核结构模式图（[
]填标号，
填相应名称），试回答：
(1)图中对核内物质起屏障作用的是[
]
，它是由
层膜构成的，细胞质合成的蛋白质是通过其上的[
]
进入细胞核的。
(2)遗传信息存在于
上。
(3)结构[②]
的功能是：
与某种RNA及核糖体的形成有关
③
④
核膜
双
核孔
染色质
核仁
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