第3章

組成細(xì)胞的分子

第3節(jié)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能年級(jí)高一年級(jí)授課時(shí)間1課時(shí)課題第3節(jié)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能教材分析通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，主要讓學(xué)生闡明細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能，歸納概括出遺傳信息主要儲(chǔ)存在細(xì)胞核中，細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心的概念，進(jìn)而認(rèn)同細(xì)胞核是系統(tǒng)的控制中心。教材最后根據(jù)本章所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容，進(jìn)一步總結(jié)了“細(xì)胞是一個(gè)基本的生命系統(tǒng)”，這既是對(duì)本章的主要學(xué)習(xí)目標(biāo)的回應(yīng)，也是對(duì)本章學(xué)習(xí)內(nèi)容的一個(gè)總結(jié)。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)能使學(xué)生對(duì)“結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)”的觀點(diǎn)有進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。同時(shí)也為后面的學(xué)習(xí)做鋪墊，如本節(jié)中“染色質(zhì)和染色體的關(guān)系”是學(xué)習(xí)必修1第6單第1節(jié)中細(xì)胞有絲分裂時(shí)染色體變化的基礎(chǔ)，“細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能”是學(xué)習(xí)必修2遺傳和變異的基礎(chǔ)，因此,本節(jié)內(nèi)容在知識(shí)上起到承上啟下的作用。教學(xué)目標(biāo)1.闡明細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。2.根據(jù)對(duì)細(xì)胞整體與局部的認(rèn)識(shí)，嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。3.認(rèn)同細(xì)胞核是細(xì)胞生命系統(tǒng)的控制中心。教學(xué)重、難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)(1)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。(2)制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。2.教學(xué)難點(diǎn)制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)引入新課【視頻情境】播放學(xué)生初中已熟悉的克隆“多莉”羊及我國(guó)克隆的靈長(zhǎng)類“中中”、“華華”兩只猴培育的有關(guān)視頻，圖解克隆大致過程，揭示克隆動(dòng)物性狀與細(xì)胞核間的關(guān)聯(lián)性，為細(xì)胞核功能的分析創(chuàng)設(shè)情境。提出教材“問題探討”中的問題：克隆的小牛長(zhǎng)相和誰(shuí)相似？能說(shuō)明什么？與母牛乙相似，說(shuō)明了克隆牛的性狀是由細(xì)胞核決定的。觀看視頻，思考討論問題。一、細(xì)胞核的功能真核細(xì)胞通常有一個(gè)細(xì)胞核，高等植物成熟的篩管細(xì)胞和哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞等極少數(shù)細(xì)胞沒有細(xì)胞核，草履蟲有2個(gè)細(xì)胞核，一個(gè)骨骼肌細(xì)胞有多個(gè)細(xì)胞核。原核生物只有擬核?？寺〉膶?shí)例讓我們看到了細(xì)胞核的重要性。細(xì)胞核究竟具有什么功能呢?【布置任務(wù)】任務(wù)一：探究細(xì)胞核的功能組織學(xué)生閱讀教材P54～55“思考·討論”欄目，展示資料1～4，啟發(fā)學(xué)生對(duì)資料進(jìn)行探究，思考回答下列問題：1.資料1：美西螈核移植實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過程:該實(shí)驗(yàn)中,黑色美西螈提供細(xì)胞核,白色美西螈提供細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：子代美西螈全部發(fā)育成黑色。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：美西螈皮膚顏色的遺傳是由細(xì)胞核控制的。(4)延伸：從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則上分析，該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)并不嚴(yán)密，請(qǐng)指出不嚴(yán)密之處并進(jìn)行完善。該實(shí)驗(yàn)沒有設(shè)置對(duì)照；可將白色美西螈胚胎細(xì)胞核移植到黑色美西螈去核卵細(xì)胞中，進(jìn)行培養(yǎng)作為對(duì)照，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。2.資料4：傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)和核移植實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)過程(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)中，新長(zhǎng)出的傘帽跟提供假根的傘藻的傘帽相同；在傘藻核移植實(shí)驗(yàn)中，新長(zhǎng)出的傘帽跟提供細(xì)胞核的傘藻的傘帽相同。(3)延伸：傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)和傘藻核移植實(shí)驗(yàn)中，哪個(gè)實(shí)驗(yàn)更有說(shuō)服力？為什么？傘藻核移植實(shí)驗(yàn)更有說(shuō)服力。傘藻核移植實(shí)驗(yàn)可排除假根中其他物質(zhì)的影響，是對(duì)傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，進(jìn)一步驗(yàn)證細(xì)胞核的功能。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：核移植實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說(shuō)明生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成與細(xì)胞核有關(guān)。3.資料2：蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)播放蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)視頻。(1)實(shí)驗(yàn)過程：步驟一：將受精卵橫縊成有核一半和無(wú)核一半；步驟二：向無(wú)核一半擠入細(xì)胞核。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：結(jié)果一：有核一半能分裂，無(wú)核一半停止分裂；結(jié)果二：擠入細(xì)胞核后，無(wú)核一半開始分裂。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：細(xì)胞的分裂、分化是由細(xì)胞核控制的。(4)實(shí)驗(yàn)分析:實(shí)驗(yàn)既有相互對(duì)照，又有自身前后對(duì)照。4.資料3：變形蟲切割和核移植實(shí)驗(yàn)播放變形蟲切割和核移植實(shí)驗(yàn)視頻。(1)實(shí)驗(yàn)過程:步驟一:將變形蟲切割成有核一半和無(wú)核一半;步驟二:用顯微鉤針將有核一半的細(xì)胞核鉤出，然后再及時(shí)植入另一個(gè)同種變形蟲的細(xì)胞核。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果:結(jié)果一:有核一半能攝食、生長(zhǎng)、分裂、再生，對(duì)刺激有反應(yīng)，無(wú)核一半不能攝食、生長(zhǎng)、分裂，對(duì)刺激無(wú)反應(yīng);結(jié)果二:去核后生命活動(dòng)喪失，植入核后生命活動(dòng)恢復(fù)。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:變形蟲的生長(zhǎng)、分裂、再生、應(yīng)激性是由細(xì)胞核控制的。(4)延伸:資料2和資料3中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的相似操作步驟是都以細(xì)胞核的有無(wú)為變量設(shè)置了相互對(duì)照與自身對(duì)照。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，細(xì)胞核的有無(wú)影響了細(xì)胞的分裂、分化、生長(zhǎng)、對(duì)外界刺激的反應(yīng)、攝食等生命活動(dòng)。(5)延伸:由資料2、3中的實(shí)驗(yàn)還說(shuō)明細(xì)胞只有保持結(jié)構(gòu)的完整性，才能完成正常的生命活動(dòng)。綜合以上實(shí)驗(yàn)分析，請(qǐng)學(xué)生歸納總結(jié)細(xì)胞核具有什么功能?！拘纬筛拍睢考?xì)胞核的功能(1細(xì)胞核的功能:細(xì)胞核控制著細(xì)胞代謝和遺傳,是細(xì)胞的控制中心。(2)細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)。閱讀教材，結(jié)合展示的問題，研討交流，分析總結(jié)每個(gè)資料體現(xiàn)的細(xì)胞核的功能。歸納總結(jié)體會(huì)“細(xì)胞核是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心”的觀點(diǎn)。習(xí)題鞏固1.(2023·安徽皖北地區(qū)高一聯(lián)考)傘藻是一種單細(xì)胞生物，由傘帽、傘柄和假根三部分組成，細(xì)胞核在基部(假根中)。如圖是科學(xué)家用兩種傘藻做嫁接和核移植實(shí)驗(yàn)的示意圖。下列相關(guān)敘述正確的是A.實(shí)驗(yàn)甲說(shuō)明傘帽的形狀完全由細(xì)胞核控制B.實(shí)驗(yàn)甲說(shuō)明傘帽的形狀與傘柄無(wú)直接關(guān)系C.實(shí)驗(yàn)乙中菊花形帽傘藻的形成不需要細(xì)胞質(zhì)的作用D.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均可說(shuō)明細(xì)胞核是細(xì)胞代謝中心【答案】B【解析】A、實(shí)驗(yàn)甲說(shuō)明傘帽形狀與假根中的細(xì)胞核有關(guān)，但不能充分證明傘帽的形狀是完全由細(xì)胞核控制的，A錯(cuò)誤;B、實(shí)驗(yàn)甲說(shuō)明傘帽形狀與假根中的細(xì)胞核有關(guān)，與傘柄無(wú)直接關(guān)系，B正確;C、傘藻核移植實(shí)驗(yàn)中傘藻的形成需要細(xì)胞質(zhì)的作用，因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)為細(xì)胞核提供物質(zhì)和能量，C錯(cuò)誤;D、兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均可說(shuō)明細(xì)胞核是遺傳的控制中心，細(xì)胞代謝中心是細(xì)胞質(zhì)，D錯(cuò)誤。故選:B。2.(2023·浙江溫州高一期末)如圖將變形蟲切成兩半，有核部分能繼續(xù)生活；取出核，無(wú)核部分能短期生存，但不能繁殖后代，單獨(dú)的細(xì)胞核也無(wú)法生存；去核后及時(shí)植入一個(gè)細(xì)胞核，可恢復(fù)正常生活。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下列推測(cè)不合理的是A.細(xì)胞質(zhì)能為細(xì)胞核維持正常功能提供物質(zhì)B.細(xì)胞核能為細(xì)胞質(zhì)維持正常功能提供物質(zhì)C.無(wú)核部分能短期生存說(shuō)明核功能可由質(zhì)替代D.細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性是變形蟲正常生存的基礎(chǔ)【答案】C【解析】A、通過實(shí)驗(yàn)分析可知，細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)相互依存、形成統(tǒng)一整體共同完成生命活動(dòng)，單獨(dú)的細(xì)胞核無(wú)法生存，所以細(xì)胞質(zhì)能為細(xì)胞核維持正常功能提供物質(zhì)，A正確;B、通過實(shí)驗(yàn)分析可知，無(wú)核部分能短期生存，但不能繁殖后代，所以細(xì)胞核能為細(xì)胞質(zhì)維持正常功能提供物質(zhì)，B正確。C、無(wú)核部分只能短期生存，說(shuō)明細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)相互依存、形成統(tǒng)一整體共同完成生命活動(dòng)，C錯(cuò)誤;D、細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)必須要保證細(xì)胞的完整性，D正確。故選:C。二、細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)【視頻情境】細(xì)胞核能夠控制細(xì)胞的代謝和遺傳，是與細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)分不開的。播放有關(guān)細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的視頻，導(dǎo)入對(duì)細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。結(jié)合教材P56細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)模式圖片講解細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)?！静贾萌蝿?wù)】任務(wù)二：結(jié)合資料引導(dǎo)學(xué)生探討細(xì)胞核各組分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.核孔展示資料核孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，至少由50種蛋白質(zhì)構(gòu)成，稱為核孔復(fù)合體，大分子憑借自身的核定位信號(hào)與核孔復(fù)合體蛋白質(zhì)(主要是中央運(yùn)輸?shù)鞍?上的受體結(jié)合而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)運(yùn)輸過程。學(xué)生思考討論回答問題：(1)根據(jù)以上信息能否說(shuō)明各種大分子物質(zhì)都能自由進(jìn)出核孔?為什么?不能;核孔具有選擇性，如:允許某些RNA和蛋白質(zhì)通過，而DNA不能通過。(2)核孔是物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的唯一通道嗎?為什么?不是;核孔是某些大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，小分子物質(zhì)是通過核膜進(jìn)出細(xì)胞核的。(3)代謝越旺盛的細(xì)胞中，蛋白質(zhì)合成量越大，核質(zhì)之間的物質(zhì)交換越頻繁。那么核仁大小、核孔數(shù)量與細(xì)胞代謝程度有什么關(guān)系?代謝旺盛的細(xì)胞，往往核仁較大，核孔數(shù)量較多。2.利用第6章第1節(jié)有關(guān)染色體、染色質(zhì)在細(xì)胞分裂不同時(shí)期的顯微圖片，講述染色質(zhì)和染色體之間的關(guān)系：同一物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。3.綜合前幾節(jié)的內(nèi)容概述細(xì)胞在生命系統(tǒng)中的地位(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①結(jié)構(gòu)復(fù)雜而精巧。②各組分之間分工合作成為一個(gè)統(tǒng)一的整體。(2)地位①)生物體結(jié)構(gòu)的基本單位②生物體代謝和遺傳的基本單位。【活動(dòng)設(shè)計(jì)】活動(dòng)一：請(qǐng)學(xué)生閱讀教材P56頁(yè)第3、4、5段，構(gòu)建概念圖,捋清細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系?！究茖W(xué)方法】建構(gòu)模型(1)概念：模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述。(2)類型物理模型:以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征。(注：照片不是物理模型)數(shù)學(xué)模型:公式、曲線圖或表格形式概念模型:文字描述或概念圖等活動(dòng)二：嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型播放制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型視頻學(xué)生利用橡皮泥等制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，體驗(yàn)建構(gòu)模型的過程。結(jié)合細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)模式圖，學(xué)習(xí)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)。結(jié)合資料，思考討論回答問題。對(duì)比概念的不同，理解染色體和染色質(zhì)兩者的關(guān)系。理解細(xì)胞在生命系統(tǒng)中的地位。閱讀教材，構(gòu)建概念圖，理解細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。理解模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述，有多種類型。制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。習(xí)題鞏固3.(2023·陜西西安高一期末)細(xì)胞核能夠控制細(xì)胞的代謝和遺傳，與其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分不開的。下列敘述正確的是A.染色體和染色質(zhì)是不同物質(zhì)在同一時(shí)期細(xì)胞中的兩種形態(tài)B.核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)C.核孔是大分子物質(zhì)如RNA、DNA和蛋白質(zhì)等進(jìn)出細(xì)胞核的通道D.細(xì)胞核不是遺傳信息庫(kù)，因?yàn)榫€粒體和葉綠體內(nèi)也含有少量的DNA【答案】B【解析】A、染色體和染色質(zhì)是同--物質(zhì)在不同時(shí)期細(xì)胞中的兩種形態(tài)，A錯(cuò)誤;B、核仁與某種RNA(rRNA)的合成以及核糖體的形成有關(guān)，B正確;C、核孔是大分子物質(zhì)(如RNA和蛋白質(zhì)等)進(jìn)出細(xì)胞核的通道，但核孔具有選擇透過性,如DNA不能通過核孔，C錯(cuò)誤;D、細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的主要場(chǎng)所，因此它是遺傳信息庫(kù),D錯(cuò)誤。故選:B。4.(2023·海南高一檢測(cè))細(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心，如圖是細(xì)胞核的模式圖，下列有關(guān)敘述正確的是A.真核細(xì)胞都有細(xì)胞核，細(xì)胞核控制著細(xì)胞的代謝和遺傳B.②表示核孔，②數(shù)量的多少與細(xì)胞代謝的強(qiáng)弱呈負(fù)相關(guān)C.細(xì)胞分裂時(shí)，③的形態(tài)會(huì)發(fā)生變化，變化后在光學(xué)顯微鏡下可見D.①表示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，⑤表示核膜，二者都由2層磷脂雙分子層組成【答案】C【解析】A、有些真核細(xì)胞不具有細(xì)胞核，如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞不具有細(xì)胞核,A錯(cuò)誤;B、②表示核孔,②數(shù)量的多少與細(xì)胞代謝的強(qiáng)弱呈正相關(guān)，代謝