第3節(jié)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.通過(guò)分析美西螈核移植等資料，歸納概括出細(xì)胞核控制細(xì)胞代謝和遺傳的功能。2.基于細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模式圖，闡述細(xì)胞核各部分結(jié)構(gòu)的功能，構(gòu)建細(xì)胞核結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。3.以制作真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型為途徑，體驗(yàn)建構(gòu)物理模型的過(guò)程，準(zhǔn)確概括真核細(xì)胞特征。4.聯(lián)系生活實(shí)際，認(rèn)識(shí)細(xì)胞作為基本生命系統(tǒng)的意義，形成生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的意識(shí)。課堂導(dǎo)入

1996年，克隆羊多莉的誕生震驚世界。它沒(méi)有真正生物學(xué)意義上的父親，卻有三位母親，其中提供乳腺細(xì)胞核的母羊決定了它的遺傳性狀。這一事件引發(fā)全球關(guān)注，為何細(xì)胞核能決定多莉的模樣？細(xì)胞核在細(xì)胞生命活動(dòng)中究竟扮演著怎樣的角色？它又是如何控制細(xì)胞的代謝和遺傳的？細(xì)胞核的功能

細(xì)胞核的功能【思考·討論】細(xì)胞核有什么功能資料1美西螈細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：美西螄皮膚的顏色是由細(xì)胞核空的細(xì)胞核的功能資料2蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：蠑螈的細(xì)胞分裂、分化是由細(xì)胞核控制的細(xì)胞核的功能資料3變形蟲(chóng)切割與核移植實(shí)驗(yàn)變形蟲(chóng)的分裂、生長(zhǎng)、再生、對(duì)外界刺激的反應(yīng)是由細(xì)胞核控制的細(xì)胞核的功能資料4傘藻嫁接與核移植實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：傘藻“帽”的形狀是由細(xì)胞核控制的細(xì)胞核的功能大量的事實(shí)表明：細(xì)胞核控制著細(xì)胞的代謝和遺傳（二）細(xì)胞核的主要功能

細(xì)胞核控制著細(xì)胞的代謝和遺傳，可比喻為細(xì)胞的“大腦”、細(xì)胞的“控制中心”。情境展示

我們知道生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老和凋亡等生命活動(dòng)都離不開(kāi)細(xì)胞的參與。就像一個(gè)龐大的工廠，每個(gè)車(chē)間（細(xì)胞）都有其特定的工作流程和管理中心，那細(xì)胞的這個(gè)“管理中心”在哪呢？其實(shí)就是細(xì)胞核。大家想想，我們?nèi)祟?lèi)繁衍后代時(shí)，孩子總會(huì)遺傳父母的一些特征，這和細(xì)胞核又有什么關(guān)系呢？還有我們身體里的細(xì)胞不斷地進(jìn)行物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)化等活動(dòng)，這些活動(dòng)又是如何被調(diào)控的呢？思考討論

問(wèn)題1既然細(xì)胞核能控制細(xì)胞的代謝和遺傳，那如果把細(xì)胞核從細(xì)胞中去除，細(xì)胞還能正常進(jìn)行生命活動(dòng)嗎？細(xì)胞很可能無(wú)法正常進(jìn)行生命活動(dòng)。因?yàn)榧?xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞代謝和遺傳的控制中心，去除細(xì)胞核后，細(xì)胞失去了對(duì)代謝和遺傳的有效調(diào)控，難以完成諸如物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)化等正常生命活動(dòng)，也無(wú)法保證遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞。核膜把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)，那核膜是完全隔絕核內(nèi)與細(xì)胞質(zhì)的物質(zhì)交換嗎？提示：仔細(xì)觀察圖3-10中核膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，特別是核孔的存在，思考其對(duì)物質(zhì)交換可能產(chǎn)生的影響。圖3-10細(xì)胞核結(jié)構(gòu)模式圖參考答案：不是。雖然核膜將核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開(kāi)，但核膜上存在核孔，核孔實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交換，所以核內(nèi)與細(xì)胞質(zhì)之間仍可通過(guò)核孔進(jìn)行特定物質(zhì)的交換和信息的傳遞。問(wèn)題2問(wèn)題3

核仁與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)，那如果核仁的功能出現(xiàn)異常，會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生怎樣的影響？參考答案：核糖體是蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所，而核仁與核糖體的形成有關(guān)，若核仁功能異常，核糖體的形成可能受阻，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成。蛋白質(zhì)在細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成、代謝調(diào)節(jié)等諸多方面都起著關(guān)鍵作用，所以細(xì)胞的正常生命活動(dòng)會(huì)受到嚴(yán)重影響，如細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育等可能出現(xiàn)異常。問(wèn)題4

染色質(zhì)和染色體是同一物質(zhì)在細(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)，那這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變有什么重要意義呢？參考答案：在細(xì)胞分裂時(shí)，染色質(zhì)高度螺旋化成為染色體，便于遺傳信息（DNA）能夠準(zhǔn)確地從親代細(xì)胞傳遞給子代細(xì)胞，保證了親子代細(xì)胞在遺傳性狀上的一致性。而細(xì)胞分裂結(jié)束后，染色體解螺旋重新成為染色質(zhì)，利于細(xì)胞進(jìn)行正常的代謝活動(dòng)等，這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變確保了細(xì)胞在不同生命階段既能準(zhǔn)確傳遞遺傳信息，又能正常開(kāi)展各項(xiàng)代謝活動(dòng)。知識(shí)小結(jié)

01模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的簡(jiǎn)化的概括性描述，有多種形式，如物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。以實(shí)物或圖畫(huà)形式直觀表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象特征的是物理模型，此次要制作的真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型即屬于物理模型，需盡量準(zhǔn)確概括真核細(xì)胞的特征。實(shí)驗(yàn)原理02031.嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型。2.體驗(yàn)建構(gòu)模型的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)?zāi)康母鶕?jù)本小組模擬制作模型的種類(lèi)選擇材料用具。例如，制作計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫(huà)模型，需要配備安裝了制作三維動(dòng)畫(huà)軟件的計(jì)算機(jī)；制作實(shí)物模型，可用泡沫塑料、木塊、紙板、紙片、塑料袋、布、線繩、細(xì)鐵絲、大頭針等材料。有條件的學(xué)校，也可嘗試用3D打印技術(shù)制作細(xì)胞模型。實(shí)驗(yàn)器材探究·實(shí)踐嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型實(shí)驗(yàn)步驟演示

一、確定模型相關(guān)要素1.確定模型種類(lèi)和規(guī)格：通過(guò)小組討論確定本小組制作的真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型的種類(lèi)（如計(jì)算機(jī)模型、實(shí)物模型），規(guī)格（如模型大小、模型展示的是細(xì)胞的全部還是部分）。2.確定材料用具：依據(jù)所確定的模型種類(lèi)，選擇合適的材料用具。例如制作實(shí)物模型可從泡沫塑料、木塊等材料中選取。真實(shí)的細(xì)胞顏色并不鮮艷，但同學(xué)們可以用不同的顏色區(qū)分不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞各部分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)更突出，便于觀察。二、細(xì)化設(shè)計(jì)方案在動(dòng)手制作之前，小組內(nèi)對(duì)設(shè)計(jì)方案做進(jìn)一步討論、細(xì)化，包括各種細(xì)胞結(jié)構(gòu)如何制作、細(xì)胞結(jié)構(gòu)之間如何連接等。確定制作模型的實(shí)施過(guò)程和具體分工。三、制作并完善模型1.制作各部分配件：按照分工制作各部分配件。2.組合完成模型：將制作好的配件組合在一起，逐步完成真核細(xì)胞模型的制作。3.檢查修補(bǔ)缺陷：按照設(shè)計(jì)方案對(duì)制作的模型進(jìn)行檢查，修補(bǔ)存在的缺陷。四、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄與討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象各小組制作出不同形式的真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型，有的是計(jì)算機(jī)生成的形象逼真的三維動(dòng)畫(huà)模型，有的是利用各種材料手工制作的實(shí)物模型，不同模型通過(guò)不同方式展示了真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特征，且各結(jié)構(gòu)用不同顏色進(jìn)行了區(qū)分以便觀察。問(wèn)題鏈

1.在確定模型種類(lèi)和規(guī)格時(shí)，需要考慮哪些因素？2.如何根據(jù)所選材料準(zhǔn)確呈現(xiàn)細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)？3.在細(xì)化設(shè)計(jì)方案時(shí)，對(duì)于細(xì)胞內(nèi)一些微小且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，應(yīng)如何設(shè)計(jì)制作才能既保證科學(xué)性又便于理解？4.制作過(guò)程中，如何確保各部分配件能準(zhǔn)確組合在一起以體現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性？參考答案

1.在確定模型種類(lèi)和規(guī)格時(shí)，要考慮自身具備的條件（如是否有相關(guān)軟件、材料等）、想要展示的重點(diǎn)內(nèi)容（是細(xì)胞全貌還是部分結(jié)構(gòu)）以及展示的效果（如計(jì)算機(jī)模型可能展示效果更生動(dòng)，實(shí)物模型更具直觀性）等因素。2.根據(jù)所選材料準(zhǔn)確呈現(xiàn)細(xì)胞各結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可從形狀、大小、顏色等方面入手。比如用球形的材料代表細(xì)胞核，用扁平的材料代表線粒體等，并用不同顏色加以區(qū)分，使其特征更明顯。3.對(duì)于細(xì)胞內(nèi)微小且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可查閱相關(guān)資料了解其準(zhǔn)確形態(tài)和功能特點(diǎn)，然后采用簡(jiǎn)化但能突出關(guān)鍵特征的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。例如對(duì)于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，可制作成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并適當(dāng)標(biāo)注其與其他結(jié)構(gòu)的連接關(guān)系，這樣既能保證科學(xué)性又便于理解。4.制作過(guò)程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行各部分配件的制作，確保尺寸、形狀等符合要求。在組合時(shí)，可先從大的結(jié)構(gòu)開(kāi)始組裝，逐步添加小的結(jié)構(gòu)，并不斷對(duì)照細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行調(diào)整，確保各部分連接準(zhǔn)確，體現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

1.通過(guò)各小組制作的模型可以看出，不同小組根據(jù)自身對(duì)真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的理解和所選用的制作方式，成功制作出了各具特色的細(xì)胞模型，這些模型在一定程度上準(zhǔn)確概括了真核細(xì)胞的特征，體現(xiàn)了建構(gòu)模型的過(guò)程。2.從科學(xué)性角度看，各小組在制作過(guò)程中通過(guò)查閱資料、討論等方式努力保證細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確呈現(xiàn)，雖然可能存在一些細(xì)微偏差，但整體上符合真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)框架。從藝術(shù)性角度看，同學(xué)們利用不同顏色、材料等對(duì)模型進(jìn)行了裝飾，使其具有一定的觀賞性。從成本角度看，不同制作方式的成本也有所不同，如計(jì)算機(jī)模型可能需要相關(guān)軟件及設(shè)備投入，而手工制作的實(shí)物模型成本相對(duì)較低，材料多為常見(jiàn)且易得的物品。1.模型是對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象的一種簡(jiǎn)化的概括性描述，有多種形式，此次制作的真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型屬于物理模型，它能直觀地表達(dá)真核細(xì)胞的特征。2.通過(guò)嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型，體驗(yàn)了建構(gòu)模型的過(guò)程，包括確定模型相關(guān)要素、細(xì)化設(shè)計(jì)方案、制作并完善模型等環(huán)節(jié)。3.在制作模型過(guò)程中，要注重科學(xué)性，準(zhǔn)確呈現(xiàn)細(xì)胞各結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，同時(shí)也可兼顧藝術(shù)性和成本等方面。通過(guò)模型制作及交流評(píng)價(jià)，能更深入地理解真核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。圖注：北京某中學(xué)學(xué)生制作的細(xì)胞模型知識(shí)總結(jié)課堂練習(xí)【題文】高溫脅迫導(dǎo)致植物細(xì)胞中錯(cuò)誤折疊或未折疊蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中異常積累，使細(xì)胞合成更多的參與蛋白質(zhì)折疊的分子伴侶蛋白，以恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中正常的蛋白質(zhì)合成與加工，此過(guò)程稱為“未折疊蛋白質(zhì)應(yīng)答反應(yīng)（UPR）”。下列敘述正確的是（）A．錯(cuò)誤折疊或未折疊蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)運(yùn)至高爾基體降解B．UPR過(guò)程需要細(xì)胞核、核糖體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的協(xié)作C．合成新的分子伴侶所需能量全部由線粒體提供D．阻礙UPR可增強(qiáng)植物對(duì)高溫脅迫的耐受性【答案】B課堂練習(xí)【題文】生物膜是以磷脂雙分子層為基本骨架的柔性結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于生物膜的敘述，正確的是（

）A．細(xì)胞膜表面含有多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流B．類(lèi)囊體薄膜上含葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素，能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能C．線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成“嵴”，可為丙酮酸分解提供更廣闊的膜面積D．核膜為雙層膜，膜上的核孔是蛋白質(zhì)等大分子自由進(jìn)出核的通道【答案】B【題文】如圖是某些細(xì)胞結(jié)構(gòu)的示意圖，①~⑥表示相關(guān)結(jié)構(gòu)。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）A．結(jié)構(gòu)①和⑥均由兩層磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)組成B．結(jié)構(gòu)②是蛋白質(zhì)和RNA運(yùn)輸?shù)耐ǖ溃哂羞x擇性C．結(jié)構(gòu)