3.3+细胞核的结构和功能课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

高中必修1分子与细胞第3章细胞的基本结构第三节细胞核的结构和功能习题探讨SZ-LWH母牛甲：取卵细胞去核早期胚胎植入母牛丙子宫小牛？克隆牛思考：克隆的小牛会长得像谁呢？这一现象背后又蕴含着什么科学道理？母牛乙：从体细胞中取出核结论：它与提供细胞核的母牛乙高度相似！这证明了生物的性状主要是由细胞核所决定的。目录123目录SZ-LWH细胞核的功能细胞核的结构课堂总结一、细胞核的功能SZ-LWH1.1细胞核的分析核心

探究思考：一个细胞里有几个核？细胞的核数量并非绝对固定，会因细胞类型、功能不同而出现差异，存在“一核、无核、多核”三种典型情况。01通常情况：单核动植物体中绝大多数的体细胞都只有一个细胞核，是细胞遗传与代谢的控制中心，如神经细胞、上皮细胞等。02特殊情况：无细胞核（高度特化）典型代表：哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞。原因：为了适应特定功能，发育过程中核退化消失。如红细胞丢核后能容纳更多血红蛋白，提升氧气运输效率；筛管细胞无核利于有机物的快速运输。03特殊情况：多个细胞核（功能旺盛）典型代表：骨骼肌细胞、草履虫（大核+小核）、部分真菌细胞。原因：满足细胞旺盛的代谢需求。如骨骼肌细胞体积大、收缩活动需要大量蛋白质和能量，多个细胞核可同时调控基因表达，保障物质合成与功能实现。一、细胞核的功能SZ-LWH任务一：探究细胞核的功能请阅读教材「思考·讨论」的资料1至资料4，结合实验分析回答问题。首先聚焦资料1：美西螈核移植实验，这是探究细胞核功能的经典实验之一。(1)实验核心过程：将黑色美西螈的细胞核取出，移植到白色美西螈的去核卵细胞中，培育重组细胞并观察性状表现。核移植操作黑美西螈胚胎白美西螈卵重组细胞供体：黑美西螈受体：白美西螈去核取核一、细胞核的功能SZ-LWH01实验结果：将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中，最终发育而来的子代美西螈，皮肤颜色全部为黑色，与提供细胞核的个体性状一致。02实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传性状，是由细胞核所控制的，细胞核是细胞遗传特性的控制中心。03实验反思：该实验仅进行了单向核移植，缺乏严格的对照，实验逻辑的严密性有待提升。方案完善（对照实验）：增设一组反向实验——将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中。若后代均表现为白色，则与原实验结果相互印证，可更有力地证明“细胞核控制生物性状的遗传”这一结论。一、细胞核的功能SZ-LWHⅡ.伞藻的核移植实验Ⅰ.伞藻的嫁接实验资料4：伞藻的经典实验探究伞藻是一种大型单细胞藻类，因外形像一把精致的小伞而得名。它的结构分为伞帽、伞柄和假根三部分，是研究细胞核功能的理想实验材料。①嫁接实验：切除两种伞藻的伞帽，将甲伞藻的伞柄嫁接到乙伞藻的假根上，将乙伞藻的伞柄嫁接到甲伞藻的假根上，置于适宜条件下培养，观察伞帽形态。②核移植实验：先去除伞藻的伞帽和细胞核，再将一种伞藻的细胞核提取出来，植入到去核去帽的另一种伞藻的假根内，培养后观察新伞帽的形状。一、细胞核的功能SZ-LWHⅡ.伞藻的核移植实验Ⅰ.伞藻的嫁接实验(2)实验结果：嫁接实验中新伞帽与提供假根（含核）的伞藻一致；核移植实验中新伞帽与提供细胞核的伞藻完全相同。(3)延伸思考：哪个实验更具说服力？核移植实验排除了假根中其他物质的干扰，是更直接的证据。核移植实验更有说服力。因为它直接将细胞核作为变量，排除了假根中细胞质等其他成分的干扰，精准验证了细胞核的决定性作用，是对嫁接实验的有力补充。假根细胞核(4)实验结论：生物体形态结构的建成，与细胞核有着密切的联系，细胞核控制着生物的性状表现。结论一、细胞核的功能SZ-LWH3.资料2：蝾螈受精卵横缢实验01实验探究目的以蝾螈受精卵为实验材料，通过人为分割有核与无核部分，直观探究细胞核在细胞分裂、分化及胚胎发育过程中的调控作用。02核心实验操作①用极细的头发将蝾螈受精卵横向缢裂，分成有核和无核的两半，中间仅留少量细胞质连通；②观察初期分裂情况后，将一个细胞核挤入无核的那一半中，继续培养观察。现象A：无核的受精卵半侧细胞分裂很快停止，无法进行正常的细胞增殖与分化，胚胎发育随即停滞，最终无法形成完整的胚胎结构，证明无核状态下细胞生命活动无法持续推进。现象B：有核的受精卵半侧能够持续进行有丝分裂，细胞不断增殖并有序分化，最终正常发育成完整的胚胎；若后期为无核半侧植入细胞核，该部分也会恢复分裂与分化能力。🔬实验结论：细胞核是细胞分裂和分化的控制中心，决定了细胞的生命活动进程。没有细胞核，细胞的分裂、分化等关键生命活动将无法正常进行，进一步证明细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。一、细胞核的功能SZ-LWH(1)实验过程：用头发丝横缢蝾螈受精卵，分为有核和无核两部分；后续向无核部分注入一个细胞核，观察发育情况。(2)实验结果：有核部分正常分裂分化，无核部分停止发育；注入细胞核后，无核部分恢复分裂分化能力。(3)实验结论：细胞核是细胞分裂、分化的控制中心，决定细胞的生命活动进程。细胞核正常分裂停止分裂恢复分裂控制中心步骤一步骤二关键操作：注入核(4)实验分析：该实验设置了相互与自身前后双重对照，实验逻辑严谨可靠。对照1：有核组↔无核组对照2：无核组↔注入核后组一、细胞核的功能SZ-LWH4.资料3：变形虫切割和核移植实验01实验设计思路以单细胞生物变形虫为实验材料，利用显微切割技术将其切分为“有核部分”和“无核部分”，并对无核部分进行核移植，通过对比观察不同组别的生命活动差异，探究细胞核的作用。02关键操作步骤①切割：将变形虫切成两半，一半有核，一半无核；②观察：分别培养两部分，观察形态与行为；③核移植：将细胞核植入无核的变形虫体内，继续观察其生理变化。03实验现象对比•无核部分：可短期存活，能消化食物，但无法分裂，最终死亡；

•有核部分：能正常摄食、生长、分裂和再生；

•核移植组：植入细胞核后，变形虫恢复正常的生命活动。04核心结论推导细胞核是细胞生命活动的“控制中心”。细胞只有保持结构的完整性（核质共存），才能正常地进行代谢、分裂等各项生命活动，没有细胞核，细胞的生命活动将无法持续进行。实验启示：该实验不仅证实了细胞核对细胞代谢的控制作用，还体现了“结构与功能相适应”的生物学观点——细胞核作为遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，是细胞生命系统的核心枢纽。一、细胞核的功能SZ-LWH01实验操作：将变形虫切分为有核与无核两半；对有核组移除原有细胞核后，再植入新的同种细胞核，全程显微操作控制变量。02实验现象：有核部分可正常摄食、增殖与应激，无核部分则代谢停滞；去核个体生命活动消失，植入核后快速恢复正常生理功能。03实验结论：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，是维持细胞生命活动的核心结构。分组处理核移植验证一、细胞核的功能01实验结论变形虫的生长、分裂、再生及应激性等一系列生命活动，均由细胞核所控制。这直接证明了细胞核是细胞生命活动的控制中心，主导着细胞的代谢与遗传调控。02实验对照分析实验以“细胞核的有无”为单一变量，设置了相互对照与自身前后对照。结果显示：无核部分无法独立完成分裂、分化、摄食等复杂生命活动，而有核部分则能正常进行，凸显了核的核心调控作用。03核心科学启示细胞必须保持结构的完整性（核质相互依存），才能协调完成各项生命活动。若细胞核与细胞质分离，二者均无法长期存活，体现了生命系统的整体性与协调性。SZ-LWH一、细胞核的功能SZ-LWH结合美西螈、伞藻、蝾螈受精卵与变形虫实验，归纳细胞核的核心功能！蝾螈受精卵实验结论：细胞核是细胞分裂与分化的控制中心。无核的受精卵细胞无法进行分裂和分化，只有植入细胞核后，细胞才能恢复正常的增殖与发育。变形虫切割实验结论：细胞核是细胞代谢活动的控制中心。无核部分的变形虫无法进行摄食、对外界刺激做出反应，生命活动逐渐停止，植入核后恢复正常。美西螈核移植实验结论：细胞核控制生物的性状遗传。白色美西螈的去核卵细胞中植入黑色美西螈的细胞核，发育成的后代全部表现为黑色性状。伞藻嫁接与核移植结论：细胞核控制细胞的形态结构建成。伞藻的伞帽形状（菊花形/伞形）由细胞核决定，而非伞柄或假根的细胞质部分。总结细胞核的核心功能归纳01.控制中心：细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞生命活动的“总指挥部”。02.遗传宝库：细胞核是细胞的遗传信息库，储存着生物体发育、遗传的全部指令(P56)。习题巩固SZ-LWH1.(2023·安徽皖北地区高一联考)伞藻是一种单细胞生物，由伞帽、伞柄和假根三部分组成，细胞核位于基部的假根中。如图为科学家利用两种伞藻开展的嫁接与核移植实验示意图，下列相关叙述正确的是：A.实验甲的嫁接结果说明伞帽的形状完全由细胞核控制，与细胞质无关B.实验甲的结果表明伞帽的形态与伞柄无直接关系，假根是决定因素C.实验乙的核移植结果证明，伞藻的形态结构建成只需细胞核即可完成D.两个实验共同说明细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，而非代谢中心√二、细胞核的结构SZ-LWH01结构特点：细胞是一个复杂而精巧的生命系统，各组成部分并非孤立存在，而是通过精密的调控机制相互配合，形成一个不可分割的统一整体，共同支撑生命活动的有序进行。02生命地位：从结构层面看，它是生物体构建的基本单元，承载着生命的物质基础；从功能层面看，它是代谢反应的主要场所与遗传信息的储存、传递中心，是生命活动的核心载体。※补充：除病毒等少数非细胞生物外，细胞是所有生命形式存在的基础，其完整性是生命活动正常开展的前提条件。分工协作结构基石代谢与遗传的控制中心细胞在生命系统中的地位2.3二、细胞核的结构SZ-LWHDNA储存着遗传信息由亲代传递给子代，保证亲子代

遗传性状的稳定性与连续性“蓝图”控制控制中心遗传性状是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心物质合成能量转化信息交流代谢遗传活动一：阅读教材P56第3-5段，构建细胞核概念图细胞核的结构与功能相适应的关系染色质细胞核二、细胞核的结构SZ-LWH01模型的概念模型是人们为了某种特定目的，对认识对象所作的一种简化的、概括性的描述。它通过舍去次要细节、突出核心特征，帮助我们更清晰地认识和把握复杂的生命现象。物理模型数学模型概念模型以实物或图画形式直观地表达认识对象的形态结构或三维结构。

注：真实照片≠物理模型（未简化概括）用数学形式（公式、曲线、表格）来描述生命活动规律的模型，如种群数量增长曲线。用文字、符号等抽象概括出事物本质特征的模型，如概念图、流程图、解释性模型等。建构模型2.4二、细胞核的结构SZ-LWH接下来，我们就来详细看看细胞核这个“控制中心”到底长什么样，它有哪些重要的组成部分。细胞核的结构复杂而精巧，各部分协同作用，确保了遗传信息的稳定储存与精准表达。01核膜（核被膜）——边界与屏障由双层磷脂膜构成，将核内物质与细胞质严格分隔，保障遗传物质的相对独立。膜上分布的核孔复合体是核质间物质交换的通道，可选择性允许mRNA、蛋白质等大分子进出，实现信息与物质的高效传递。02核仁——核糖体的“装配车间”呈球形或椭球形，无膜包被，是细胞核内最显著的结构之一。它主要负责rRNA的合成与加工，并与核糖体的形成密切相关。在蛋白质合成旺盛的细胞（如胰腺细胞、癌细胞）中，核仁的体积通常更大，数量也可能更多。03染色质——遗传信息的载体由DNA和蛋白质（组蛋白等）紧密结合而成的细丝状结构，承载着细胞的全部遗传信息。在细胞分裂期，染色质会高度螺旋化、缩短变粗，成为光学显微镜下清晰可见的染色体。染色质与染色体是同一物质在细胞不同时期的两种形态。04核基质——细胞核的“骨架”又称核骨架，是细胞核内以蛋白质纤维为主构成的三维网状结构。它不仅为细胞核提供了结构支撑，维持核的形态，还参与了DNA复制、基因表达调控、染色质组装等重要生命活动，是细胞核内物质与信息有序运转的基础。二、细胞核的结构SZ-LWH活动二：尝试制作真核细胞的三维结构模型📐模型制作核心要求1.选材适配：选用橡皮泥、卡纸、泡沫板等易塑形材料，也可利用废旧物品进行创意改造，兼顾环保与结构支撑。

2.结构精准：完整呈现真核细胞的基本框架，清晰区分细胞膜、细胞质基质，重点突出细胞核的核膜、核仁等细节。

3.层次分明：合理布置线粒体、内质网、高尔基体等细胞器的位置，体现细胞内部的空间关系。✨作品评价三大维度1.科学性（40%）：结构比例符合生物学事实，细胞器形态与位置准确，无科学性错误。

2.美观性（30%）：色彩搭配协调，制作工艺精细，造型立体且富有视觉吸引力。

3.创新性（30%）：材料使用有巧思，或通过标签、解说等形式展现独特的设计思路。💡实践小贴士：建议以小组为单位分工协作，先绘制设计草图再动手制作；制作时可使用不同颜色区分不同细胞器，并用牙签+标签纸标注名称。完成后，各小组将派代表上台展示并解说模型设计理念，我们将共同评选出“最佳模型奖”！习题巩固S