教案——细胞核——系统的控制中心.doc

通过学习我们应该发现，细胞中各种各样的细胞器，他们在结构和功能上是有联系的，是有配合的。那么之所以他们能配合的如此的精巧有序，共同的推进细胞的稳定和发展，那是因为它们有一个领导的核心，调控的核心。这就是我今天要为大家介绍的细胞核。真核细胞呢，它里面都有细胞核，因为这是真核与原核的一个区别。因此在真核细胞中找到没有核的细胞，这种情况是格外引人注目的。比如说我们哺乳动物成熟的红细胞。这是一种高度特化的细胞，它就丧失了细胞核。因为它要完成的使命就一个就是要结合携带氧气。而能够结合氧气的物质就是血红蛋白。于是为了给血红蛋白腾地，它连核也省掉了。先说一段现象整个红细胞中充满了血红蛋白，这是一种高度特化高度专业化的一个结构。后给出评价植物体内也有类似的现象。最后引出同类的事物。比如说，植物成熟的筛管分子。这个结构是负责运输有机物的。居然也发生了高度的特化，也把核省掉了。当然多数的真核细胞都是有核的，那么细胞核何德何能能够担当领导的重任呢？先把例外的说外，接着进入主题。这节课就为大家介绍细胞核的结构和功能？首先给大家一个简单的图，让大家感受一下。细胞核呢，。通常位于细胞的中央。当然成熟的植物细胞中，间含有中央大液泡细胞就另当别论了。因为它会被推倒一边去。说结构一定先要说整体的位置。我们看到这个核大概有这几部分所组成。最外边呢？是有这个膜组成的，我们把它叫做核膜。然后内部充满液体，我们可以把它叫做核基质。此外，在内部悬浮着一种丝状结构。我们把它叫做染色质。最后，还有一个物质密度非常高的部位我们把它叫做核仁。这是一个大概得印象。为了详细给大家说明。我们将细胞核的结构加以拆分。先整体概说，后挨个细说。请看，看从外往里来说。最外侧核膜成了我们能够看出细胞核存在的一个边界。我们经常说原核细胞真核细胞的区别是什么啊？你要是简单地回答一个有核一个没核，这个没有意思。为什么有核，为什么你能看出有核，是因为它外面有核膜的包被。对不对？从核膜联想到了在、原核细胞和真核细胞的区别。仔细看这个核膜不是一层膜而是两层膜。这一点和线粒体、叶绿体很像。对不对？有两层膜联想到了，具有两层膜的细胞器。那么这两层膜呢，分别叫做内膜和外膜，它们不是都那么平坦。在某些位置外膜和内膜发生了融合。形成了一个一个的孔。有核膜说到核孔，合情合理。所以我们在核膜表面可以看到很多空隙。我们就把这些孔叫做核孔。那么核孔它的意义是什么呢？有现象或者说是结构谈到了意义。一半谈意义的时候，用疑问句。我们说细胞选择性的吸收某些物质，一些小分子物质是可以透过膜的。但是大分子是绝对不能过膜的。如果大分子物质需要进出细胞需要进行内吞和外排，但问题是这个大分子要进出核该怎么办呢？你总不能也内吞外排吧。运用类比的思想，把核膜与细胞膜进行类比。因此，核孔的意义就是给这些大分子进出核提供了一个通道。主要的就是大分子。最后总结核孔的意义。但是给人的感觉感觉不够直观，因此，后面就进行了举例说明。我们可以举一些例子。比如说核内会发生转录过程，以DNA的一条链转绿形成mRNA,那么mRNA核酸就是一种大分子。它在细胞核中产生但是需要到核外的核糖体上工作。去指导合成蛋白质，所以它是需要出核的走的就是核孔。此外，像在细胞核内合成的核糖体的亚单位，也得通过核孔出去。这些都是大分子。那说有没有进细胞核呢？也有啊，你想想细胞核里面DNA的复制，需要酶吧。RNA的转录需要酶吧。这些酶都是要同外面合成送入核内。从进出两方面分别列举了例子。那么这就有一个问题了，这些物质是通过核孔的时候是自由通过核孔的呢？还是有一定的选择性呢？利用问题串，来引导所要学的内容。对于这个问题，当我们有高分辨率的电子显微镜观察时便得到了答案。仔细看，电子显微镜观察核孔时，它绝对不是一个窟窿，事实上在核孔上镶嵌有很多的蛋白质分子。有这些蛋白质贴在核孔上边组成了一个核孔复合体，因此，核孔的全称其实就是核孔复合体。它的意义啊，就是要对进出核的物质啊，进行审查。因此，这些大分子进出核孔不是随意的，而是选择性的运输。因为细胞核毕竟是一个细胞核的核心啊，相当于紫荆城啊，哪能随意的进出啊，必须得审查。核膜也是我们生物膜的一个重要组成部分。从核膜一方面讲了核孔的形成，另一方面也讲了核膜的属性，或者说形成过程。因为核膜的外膜经常与内质网的膜相延续。这直接导致核膜内膜和外膜之间的核周腔，与内质网的内腔是通着的。甚至在某些时候在核的外膜上我们还能看到一些疙疙瘩瘩的核糖体。这体现了它们二者的联系，事实上从历史上来，不管是内质网还是核膜都是由细胞的质膜下陷下来形成的。并逐渐地构成了我们真核细胞发达的生物膜系统。在核膜之内充满了大量的液体，这个液体当中溶解了大量的物质。它就是核基质。由核膜自然过渡到核基质，从物质的结构上过渡的。核基质就跟我们的细胞质基质是一样的，它也是细胞核中发生各种代谢的场所。运用类比，引出核基质的作用。当我们用光学显微镜观察的时候，似乎没有发现什么新奇的东西。好像一片汪洋大海什么都没有。这就像是在讲故事。如果说：用显微镜观察不到核基质内的物质。而用电子显微镜则可以观察到。这是在叙述事实。但是当我们用高分辨率电子显微镜观察细胞核内部的时候。就发现在核基质中悬浮着一种丝状物质。由于它能被碱性染料染色，因此我们称之为染色质。也即是说在细胞核内部悬浮着这些丝状结构啊，他们非常的纤细交织成为一个网。只有用高分辨率的电子显微镜才能看到。当细胞分裂，也就是细胞进入分裂期的时候，我们惊异地发现在同样的位置出现了巨大的棒状结构。这个巨大的棒状结构，真的非常巨大，用光学显微镜便可清晰看到。用光学显微镜突出它的巨大。所以给它取名叫做染色体。那么染色质和染色体到底是什么关系呢？又是一个问题串我们用一幅图来说明，染色质和染色体其实是一个东西。它只是同一种物质不同时期的表现形式而已。先概括说明，后总结分析。我们看，在间期的时候，染色质呈细丝状散布于细胞核内。所以你用光学显微镜是看不到的。到一旦细胞进入分裂期，这个染色质细丝将会不断地聚集，高度的螺旋化，缩短变粗最后形成了一个巨大的染色体。因此，我们可以这么讲染色体是由染色质细丝浓集而成。也就是浓缩聚集而成。分析完过程之后，有分析了物质组成它完全是同一种物质，内部的化学成分。是完全一样的。先概括后分说只有两种成分，一种是蛋白质、一种是DNA。当然染色体或者说是染色质当中的蛋白主要是组蛋白。组成的组，没有别的作用就是用来组成染色体的。而DNA分子是另外一种成分，它便缠绕在组蛋白上，最后不断地聚集浓缩形成了染色体结构。所以我们要深刻理解染色质和染色体根本就是一个东西。再次说明而我们发现在染色体当中有细胞重要的遗传物质DNA。因此，染色体就是DNA的载体，当然也是基因的载体。最后说出染色体的意义。好了，同样用电子显微镜观察细胞核的内部，我们会发现经染色，有着色较深的一个球形区域。如果你用的是电子显微镜，这里就是一个电子密度相对比较高的区域。我们把这个区域叫做核仁。大家一定要注意核仁只是一个物质密度高的区域而已，它绝对没有膜结构。那我们发现凡是蛋白质合成比较旺盛的细胞啊，核仁比较大。甚至可以占到细胞核体积的25%。先说明现象这说明核仁这个结构与蛋白质的合成有关，经过现象推测分析可那会有什么关系呢？我们知道蛋白质是在核糖体上合成的，关核仁什么事呢？引发认知冲突经研究发现，在核仁这个区域内，正集中进行着rRNA的转录，以及核糖体亚单位的装配。继续说明研究进展。在这里需要说明一下的是，一个完整的核糖体啊，它通常是由两个亚单位所组成的。比如一个60s大亚基、一个40s小亚基就形成了80s的核糖体。S呢是沉降系数，也就是说一个大亚基，一个小亚基。它们平常是分散的。没活嘛！等有活了，mRNA出来了，当需要翻译的时候，啪嚓，它们就把mRNA夹中间了，于是开始启动翻译，沿着mRNA跑。那么这个大亚基小亚基又是在哪个地方合成的呢？又是在哪组装的呢？唉，就是在核仁。在核仁这个区域，DNA负责转录rRNA的片段，都聚集在这，马上相应的蛋白质都在了，于是就和相应的蛋白质组装成核糖体的亚基，组装好了亚单位便可以通过核孔出去，等待接活，mRNA一出来，就夹上，就可以翻译了。所以蛋白质合成的地方需要的核糖体比较多，核仁就必须抓紧时间组成核糖体的亚单位。原来就是这样的一个关系。解释第一个现象，前后照应。没想到在细胞核里面核仁的区域居然和外面蛋白质的合成有如此紧密的联系。细胞真的不愧是一个整体。好了到这我们已经介绍完了细胞核的结构。那么结构一定与功能相适应。那么细胞核到底有什么功能呢？说完了细胞核的结构，结构一定与功能相适应。那么细胞核有什么功能呢，首先通过实验来介绍。先介绍一下实验材料，这是一种单细胞的绿藻，名叫伞澡。讲实验先介绍实验材料。为什么叫这个名字呢，因为在它的顶端拥有一个伞状的结构。在介绍材料名称的由来。但是大家要注意伞澡浑身上下只有一个细胞。但是一个细胞还成为三个不同的部分。下边是假根，中间叫伞柄，上面就是伞冒啦。这种现象叫做细胞内分化，很神奇诡异。说明这个实验材料的特性。我们来看一下，伞澡有两个品种。一个品种的伞冒是伞型的，一个品种的帽是菊花型的。先让学生对实验材料有一个认识，在说明实验材料的不同点。那么现在我们就进行一个实验，我们拿来一个伞形帽的伞澡的下方部分给它嫁接上菊花型伞澡的伞柄，然后不久就会在上面长上帽，你猜在上面会长成什么帽呢？结果长成的是伞型的帽，而不是菊花型的。分组介绍实验。说明实验的过程和结果。那么看下一组实验，下面试菊花型的，上面嫁接上伞型帽伞澡的伞柄，结果上面张出的帽呢，就是菊花型的帽。好，通过这个实验你能得出什么结论呢？通过实验现象得出实验结果。上面长出什么型的帽，取决于哪个部分？是假根部分，因为假根部分有核。而和伞柄无关，因为伞柄无核。利用设问句而不是陈述句，给人的感觉不像是在灌输。而长什么型的帽，这应该算是生物的一种形状。以核为转移说明，这个形状是由核来决定的。分析实验结果，得出实验结论。这件事情我们一定都不意外，因为核中有染色质，染色质上有DNA。而DNA又是遗传物质。运用所学的生物知识去解释实验结论。因此，这个实验揭示了细胞核的第一个功能。它是遗传的调控中心。控制着生物的遗传形状。那么细胞核是不是一个细胞进行生命活动所必须的呢？利用总结实验结论去承上取下，引出下一个问题。我们来看一个实验，变形虫切割实验。说明实验名称。我们用的材料是一种单细胞的原生动物，名叫大变形虫。说明实验材料名称，性质。将这个大变形虫身体的某一个部分溢断，一部分有核，一部分无核。等上一段时间无核的部分死掉了，有核的部分还可以继续存活。先总说，后分说。我们再来做一个实验，拿来大变形虫，提出它的细胞核，当然这个细胞核是活不了啦，因为它自己没法活。但是这个是剩下的无核部分。它肯定会重蹈覆辙啊，会死掉，对不对？引起学生共鸣，比直接说：剩下的无核部分也会死掉。就会显得没有和学生进行交流，是“满堂灌”的教学方式。然而我们将另外一个变形虫抽出核，植入这个无核的部分，这相当于核移植。及时告知学生应该知道的新名词。获得了新核的大变形虫继续正常生活。恢复了生命活动。请大家思考一个问题，细胞核是不是一个细胞生命活动条件呢？失去核就将死掉。而有核就将继续生存。由此可见，核控制的不仅仅是形状那么简单。它还控制了整个细胞的代谢活动。从现象得出结论。也就是说失去了这个领导核心的话，整个细胞的代谢将会陷入混乱。由于代谢紊乱导致细胞的生命活动发生异常，将无法存活下去。从现象逐步分析得出结论。由此可见，细胞核的另外一个功能就是代谢的调控中心。一个细胞不可能没有核，没有核的细胞等待它的只有是死亡。像我们前面介绍的红细胞。由于它高度特化失去了核，所以，它的寿命便只剩120天。这就导致我们体内每秒钟都有多达200万的红细胞在死去。怎么办呢？还要制造新的来补充。有实验现象列举出我们以前学