人教版教学课件1112学年高一生物必修1新人教版同步课件：33细胞核——系统的控制中心.ppt

第3节 细胞核系统的控制中心 1知识与技能 (1)阐明细胞核的结构和功能。 (2)尝试制作真核细胞的三维结构模型。 (3)学会进行实验数据分析。 2过程与方法 (1)通过自主互动的过程式教学，领悟细胞核的功 能、细胞核的结构以及功能与结构相适应的关系。 (2)分小组尝试制作真核细胞的三维结构模型，展 开组间评价竞争机制，既发挥每个学生的潜能，又使 学生学习和体会合作的愉悦。 学习目标 3情感态度与价值观 (1)认同细胞核是细胞生命系统的控制中 心。 (2)在合作与交流中分享解决问题后的愉 悦。 一、细胞核的分布与功能 1分布 在光学显微镜下最容易观察到的细胞结构是 _，除高等植物成熟的_细 胞和哺乳动物成熟的_细胞等极少数细胞 外，真核细胞都有细胞核。 2功能 细胞核控制着细胞的代谢和_，是细胞的“ 控制中心”。 知识清单 二、细胞核的结构 1核膜 (1)位置：细胞核的最外面。 (2)结构：_层膜。 (3)功能：把核内物质与_分开。 2核孔 (1)位置：核膜上。 (2)功能：实现核质之间频繁的_和 _。 3核仁：与某种_的合成以及 _的形成有关。 4染色质 (1)成分：主要由_和_组成 。 (2)染色质与染色体的比较 染色质染色体 同种物 质 主要成分：_ 特性：易被_染料染 成深色，性质、结构稳定 功能：_的主要载体 不同时 期 分裂间期分裂期 三、模型构建 1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_的描述。 2类型：物理模型、_、 _等。例如沃森和克里克制作的DNA双螺旋 结构模型属于_。 答案： 细胞核 筛管 红 遗传 双 细 胞质 物质交换 信息交流 RNA 核糖体 DNA 蛋白质 DNA、蛋白质 碱性 DNA 概括性 概念模型 数学模型 物 理模型 难点1 细胞核的功能解读 1课本资料1、2、3中实验解读 实验 内容实验 方法实验结 果得出结论 两种美西 螈细胞核 移植 将黑色美西螈胚胎 细胞的细胞核，移 植到白色美西螈去 核卵细胞中 发育成的美西螈都是黑 色 美西螈皮肤颜色 遗传 是由细胞核 控制的 横缢蝾 螈 受精卵 用头发 横缢蝾 螈 受精卵，一半有核 ，一半无核 有核的一半能分裂、分 化，无核的则不能 蝾螈的细胞分裂 和分化是由细胞 核控制的 将变形虫 切成两半 切成一半有核，一 半无核 有核部分能生长、分裂 、再生，具有应激性， 无核部分只能消化食物 变形虫的分裂、 生长、再生、应 激性是由细胞核 控制的 难点互动 2.伞藻嫁接和核移植实验 (1)伞藻嫁接实验解读(图甲) 将A中的伞帽均去掉得B； 将B中的伞柄交换位置嫁接得C； 继续培养C得D 结论：伞帽形状与伞柄无关。 (2)伞藻核移植实验解读(图乙) 将F的伞帽和细胞核去掉； 将E的细胞核取出，并移植到F中； 继续培养移植核后的F得G。 结论：伞藻的伞帽形状由细胞核控制，而与伞 柄无关。 说明：图乙是对图甲实验的补充，进一步验证 细胞核功能。 总结：生物体的形态结构的构建，主要与细胞核 有关。 3对细胞核功能的理解 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控 制中心。 (1)细胞核是遗传物质(DNA)储存和复制的场所 ，DNA携带遗传 信息，并通过复制由亲代传给子代 ，保证了亲子代在遗传性状上的一致性。 (2)细胞核控制着物质合成、能量转换和信息交 流，使生物体能够进行正常的细胞代谢。DNA可以控 制蛋白质的合成，从而决定生物体的性状。 特别提示：原核生物的拟核是遗传物质储存 的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。 每个真核细胞通常只有一个细胞核，也有的 细胞含有两个或两个以上的细胞核，如骨骼肌细胞 。也有极少数细胞没有细胞核，如高等植物韧皮部 成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等。 例1 汉麦林(Hammerlin)的实验如下图所示，将单 细胞的地中海杯状藻先在近核处切断a，再在近杯处切断e， 此中间的茎b置于海水中可再生一杯c，但将此杯切掉后，不 能再生第二个杯d；e处不能再生出其他部分；a处可以再生 一完整个体f，将其切断后的g处，还可再生一完整个体。这 个实验可以说明(多选)( ) A决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息来自细胞质 B决定杯状藻的藻杯形态发生的遗传信息可能来自于细 胞核 C杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传 信息共同作用的结果 Db能再生一杯是因为b中含有与藻杯发生有关的物质 答案：BD 解析：茎b中无细胞核，最终不能再生第二杯d，而a处可 以再生一完整的个体，可推测决定藻杯形态发生的遗传信息可 能来自于细胞核。茎b可再生一杯，说明地中海杯状藻中间茎 内有与藻杯发生有关的物质。 变式训练1 下图是两种单细胞伞藻的幼体相 互嫁接的实验示意图。 (1)上述实验的大体过程是：将甲种伞藻的 _部分嫁接到乙种伞藻的_。 (2)_ _。 (3)实验结 果说明了 _。 答案：(1)伞柄中段 带核的假根段 (2)甲种伞柄 中段长出了乙种伞盖；乙种伞柄中段长出甲种伞盖 (3)伞盖形状是由细胞核内遗传物质控制的 解析：从图中看出，单细胞伞藻的细胞核存在于 假根中。嫁接后，在种甲的假根上接的是种乙的伞柄 ，以后在这段种乙的伞柄上新长出的是种甲的伞形帽 ；在种乙的假根上接的是种甲的伞柄，以后在这段种 甲的伞柄上新长出的是种乙的菊花形帽。帽的形状总 是与假根的类型一致，因为细胞核在假根里，细胞核 的遗传物质决定了伞藻帽的形状。 难点2 细胞核的结构 1核膜 (1)核膜的结构：核膜是双层膜结构，外膜上附着 有许多核糖体，常与内质网膜相连，其上有核孔。 (2)核膜的化学组成：主要是磷脂分子和蛋白质分 子。 (3)核膜的功能 起屏障作用。把核内物质(主要是DNA) 与细胞质分隔开。 控制细胞核与细胞质之间的信息交流 与物质交换。 2核仁：是一种匀质的球形、无膜结构 的小体。与某种RNA的合成以及核糖体的形 成有关。 3染色质 (1)概念：染色质是指细胞核中容易被碱性染料(如龙胆紫 溶液、醋酸洋红溶液等)染成深色的物质。 (2)成分：主要是DNA和蛋白质，DNA是遗传信息的载体 。 (3)染色质与染色体 可以相互转化，表示如下： 染色质和染色体的比较 名称项目染色质染色体 同 一 物 质 成分相 同 主要成分是蛋白质和DNA 性质相 同 容易被碱性染料染成深色 功能相 同 是遗传物质的主要载体 不同时期分裂间期分裂期 两种形态细长丝 状杆状或圆柱状 例2 以下关于细胞核的叙述正确的是( ) A核膜为双层膜，外膜的外表面附着有很多核 糖体 B不同的细胞内，核仁的大小和数量都是一定 的 C细胞核内的液体叫做细胞液 D核孔是包括DNA在内的高分子物质任意通过 的通道 答案：A 解析：在不同的细胞内，核仁的大小和数量是不 同的，经研究发现，在蛋白质合成旺盛的细胞(如植物 的分生组织细胞和肿瘤细胞等)中核仁数目较多，体积 较大；而在一些蛋白质合成不活跃的细胞(如精细胞、 肌细胞等)中，核仁很小或根本没有(因为核仁与核糖 体形成有关)。细胞核内的核孔虽是某些大分子的运输 通道但并不是任意通过的通道，并且细胞核内的DNA 分子一般只在核内贮存或复制，并不进入细胞质。核 膜由双层膜构成，外膜的外表面附着有许多核糖体， 是正确的。这一点从课本的插图中也可以看得很清楚 。 变式训练2 下列有关细胞核结构的叙述，正确的是( ) A代谢旺盛的细胞核DNA数量上升 B细胞核的核膜对物质的通过具有选择性，核孔没有 C不同细胞中核仁的大小和数量是一样的 D细胞核行使遗传功能的重要结构是染色体 答案：D 解析：代谢旺盛的细胞蛋白质含量高，因此mRNA、核糖 体较多，核孔数目增多，核仁体积增大。核膜、核孔对物质的 进出都有选择性。细胞核的主要功能是遗传与代谢的控制中心 ，其行使者是DNA，而DNA是染色体的主要成分之一。 细胞核、细胞质功能关系研究 1实验一：变形虫的切割实验(参见教材) 2实验二：伞藻的嫁接实验 3施佩曼(Spemann H)的蛙受精卵实验 1928年，德国学者施佩曼将蛙受精卵结扎，但一 个半球含细胞核，另一个半球不含细胞核。结果有细 胞核的半球能够进行正常的卵裂，没有细胞核的则不 能卵裂。在16个或32个细胞的时期，他让一个细胞核 通过结扎处进入无核的半球，结果这个半球也开始卵 裂，并且发育成了正常胚胎。 知识拓展 4体验童第周的鱼类核移植实验 我国著名学者童第周教授把细胞核移植技术引入鱼类发 育学研究。童第周的方法是在显微镜下，将一个胚胎细胞的核 取出来，移植到另一个预先去除了核的卵细胞中。这种新形成 的杂交细胞，包含了第一个细胞的细胞核和另一个卵细胞的 细胞质，也叫核质杂种。这一研究成果证实了脊椎动物远缘 种间的核质可配合性，克隆动物的载体不局限于同种或亚种的 去核卵。随后我国科学家于1982年将培养30多天的成熟银鲫 的肾细胞核移入去核卵中，得到1尾性成熟的银鲫，当时称“ 体细胞试管鱼”。这是世界第一例体细胞核移植克隆的脊椎 动物。这尾体细胞克隆鱼比体细胞克隆羊“多利”问世早15 年！因为种种原因，这一艰苦卓绝的研究鲜为人知，未引起 学术界应有的重视。 5“多利”绵羊的诞生过程 “多利”绵羊的身世的确旷古未闻。它有三个母亲，却 没有一个父亲。它的胚胎发育和诞生的过程，全部受到英国罗 林研究所威尔莫特小组的操纵。他们先用药物促使母羊A排卵 ，然后将未受精的卵的全部染色体吸空，使之成为一个具有活 性但无遗传物质的“卵空壳”，接着他们从母羊B一只6龄绵 羊的乳腺中取出一个普通细胞，通过电流刺激作用，使乳腺细 胞的细胞核与“卵空壳”结合成一个含有新的遗传物质的卵 细胞，这个卵细胞在试管中发育成胚胎后，再将其植入母羊C 的子宫。 1996年7月，“多利”在科学家们忐忑等待的心 情中降临世间。三只母羊对它都有生育之恩，但只有 母羊B，那只为它提供了细胞核的6龄绵羊，才是她 的真正“生母”。“多利”继承了它的全部DNA遗传 基因，换句话说，多利是母羊B百分之百的复制品。 实验总结 ： 上述实验一和实验二侧重于细胞核质关系的研 究，细胞核质彼此相互依赖，两者缺一便不能生存。 细胞核控制遗传信息，而细胞质对细 胞核有重要作 用。 实验 三：德国施佩曼实验 ，目的是说明细 胞核在胚胎发育过程中的主导作用。该实验 用 同一个受精卵细胞进行两次对照实验 (空白对 照、自身对照)，较好地说明了细胞核在胚胎 发育过程中的主导作用。 实验 四：童第周的鱼类 核移植实验 ，实验 成功的理论依据：细胞核是遗传 信息库。中国 科学家首创转 基因鱼研究和世界首批克隆“多 利”羊的成功说明细胞核具有遗传 信息功能。 例 (2009西安)为了研究细胞核是否为活细胞所 必需，一位生物学家做了这样的实验。他研究了100个细胞 ，把每个细胞都分成两部分，一部分含有细胞核，另一部分 没有细胞核。所有的细胞都放在一定的条件下培养。他得到 下面的实验数据： 时间/d 细胞无核部分 的存活个数 181 262 320 40 时间/d 细胞核部分的存活个 数 179 278 377 474 1067 3065 表一 表二 请回答下列问题： (1)如果你是这位生物学家，你怎样解释表一中的数据？ _ 。 (2)表二数据说明了_。 (3)由表一、表二得出的结论是_。 (4)表二中，有部分细胞有核部分也死亡了，其原因可能 是_。 答案：(1)细胞无核部分全部死亡，是因为没有细胞核， 细胞的生命活动就不能进行 (2)细胞核对于细胞的生命活动不可或缺 (3)细胞核控制着细胞的代谢和遗传 (4)细胞的正常凋亡或人为因素对细胞造成了伤害致死 解析：表一中细胞无核部分的死亡个数随 着培养天数的增加而增加，原因是没有细胞 核，细胞的生命活动就不能进行。表二中， 细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部 分多和长，同样说明细胞核对于细胞的生命 活动不可或缺。表二中，细胞有核部分的死 亡原因可能是细胞的正常凋亡或人为因素对 细胞造成了伤害致死。 变式训练 下图表示再生能力很强的原生动物喇叭虫， 将它切成三截(图中a：纤毛；b：大核；c：根部)，能再生成喇 叭虫的是( ) A B C D 答案：B 解析：b为大核，含有控制喇叭虫遗传的物质。 1(2011江苏卷)核孔是具有选择 性的核 质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞 核发挥 功能。下图为 非洲爪蟾卵母细胞亲核 蛋白注射实验 ，下列相关叙述正确的是( ) 随堂练习 A亲核蛋白进入细胞核由头部决定 B亲核蛋白进入细胞核不需要载体 C亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量 D亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖 进入红细 胞相同 答案：C 2下列有关染色质或染色体的叙述中，不正确的是( ) A染色质是细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质 B染色质或染色体的成分主要是DNA和蛋白质 C染色体是由染色质高度螺旋化、缩短变粗形成的 D染色质和染色体的形态、结构、化学成分都完全相同 答案：D 解析：染色质和染色体的形态不同：染色质是极细的丝状 物，而染色体是圆柱状或杆状。两者是同一物质在细胞不同时 期的两种存在形态。 3细胞核的主要功能是( ) A进行能量转换 B合成蛋白质 C贮存和复制遗传 物质 D贮存能源物 质 答案：C 解析：考查对细胞核功能的掌握情况，细 胞核的主要功能有两点：一是遗传物质贮存和 复制的场