【課件】細胞核的結(jié)構(gòu)和功能課件2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版必修1

1、第3節(jié) 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能問題探討從母牛乙的體細胞中取出細胞核，注入母牛甲去核的卵細胞中，移植后的細胞經(jīng)細胞分裂形成早期胚胎，將胚胎移植入母牛兩的子宮內(nèi)。出生的小牛幾乎與母牛乙的性狀一模一樣，稱之為“克隆?！?。討論:克隆牛的性狀與母牛乙?guī)缀跏且荒Ｒ粯拥倪@說明了什么?說明了克隆牛的性狀是由細胞核決定的。【思考】是否所有細胞都有細胞核？多個細胞核 無細胞核哺乳動物成熟的紅細胞肌細胞成熟的篩管細胞真核細胞絕大部分有1個細胞核,有的有多個核一、細胞核的分布二、細胞核的功能實驗 1美西螈核移植實驗將黑色美西螈胚胎細胞的細胞核取出來，移植到白色美西螈的去核卵細胞中。移植后發(fā)育長大的美西螈，全部是黑色的。討

2、論1：美西螈的皮膚顏色與表皮細胞內(nèi)黑色素的合成有什么關(guān)系？這一合成過程是由細胞核還是細胞質(zhì)控制的？美西螈的皮膚顏色是皮膚表皮細胞內(nèi)的黑色所決定的。表皮細胞內(nèi)合成了黑色素，是皮膚呈褐色，不能合成黑色素的，皮膚呈白色。美西螈的膚色（性狀）是由細胞核決定的。為了使實驗結(jié)論更可靠，能否再設(shè)計一組實驗進一步驗證上述結(jié)論。胚胎細胞卵細胞黑美西螈白美西螈取核去核核移植黑色個體胚胎細胞卵細胞白美西螈黑美西螈取核去核核移植白色個體蠑螈受精卵橫縊實驗無核分裂不分裂開始分裂發(fā)育（快）發(fā)育（慢）操作1：用頭發(fā)將蠑螈的受精卵橫縊，并保證一邊有核一邊無核操作2：將有核一邊的一個細胞核擠到無核的一邊有核實驗 2說明：細胞核

3、控制細胞的分裂和分化。討論2：從資料2可以看出細胞核與細胞的分裂、分化有什么關(guān)系？ 變形蟲切割與核移植實驗切有核部分無核部分死亡死亡死亡取出核一段時間后植入細胞核正常生活細胞核實驗 3說明：變形蟲的生長、分裂、應(yīng)激性等是由細胞核控制的討論3：分析資料3你可以得出什么結(jié)論？【思考】（1）正常細胞中，核、質(zhì)的關(guān)系是怎樣的？ （2）去核后的變形蟲仍能生活一段時間的原因是什么？ 相互依存 細胞質(zhì)中已合成的蛋白質(zhì)仍能發(fā)揮作用。以上兩種細胞的壽命都較短,為什么?【思考】細胞核和細胞質(zhì)相互依存。紅細胞的壽命是100-130天，平均125天左右精子的壽命大概在28天左右傘藻嫁接與核移植實驗一種單細胞藻類，屬于

4、綠藻實驗 4帽柄假根傘形菊花形討論4：資料4說明傘藻的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點取決于細胞核還是細胞質(zhì)？生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要由細胞核決定的。傘藻嫁接實驗傘藻核移植實驗除掉核移植核傘藻嫁接實驗傘藻核移植實驗除掉核移植核如果只做傘藻嫁接實驗，不做傘藻核移植實驗，能得到這個最終結(jié)論嗎？為什么？排除假根中的細胞質(zhì)的影響回顧：克隆牛的產(chǎn)生討論5：結(jié)合克隆牛的知識，你認為生物體性狀的遺傳與細胞核有什么關(guān)系？克隆牛所有細胞的細胞核，是否都來源于母牛乙體細胞的細胞核？ 生物的性狀都是由細胞核控制的?？寺∨Ｋ屑毎募毎?，都是來源于母牛乙體細胞的細胞核。母牛乙母牛甲克隆牛母牛丙核移植實驗名稱結(jié)論美西螈核移植實驗蠑螈受精

5、卵橫縊實驗變形蟲切割及核移植實驗傘藻嫁接與核移植實驗 美西螈的膚色是由細胞核控制的細胞核控制著細胞的分裂、分化細胞核是細胞生命活動的控制中心生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細胞核有關(guān)討論6：你認為細胞核具有什么功能？遺傳代謝結(jié)論：細胞核具有控制代謝和遺傳的作用。 細胞核為何能成為細胞的“控制中心”呢？細胞核的結(jié)構(gòu)如何？外膜內(nèi)膜核膜1、雙層膜（把細胞質(zhì)與核內(nèi)物質(zhì)分開）2、核膜不是連續(xù)的，上有小孔核孔3、核膜外膜與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜直接相連4、核膜外膜上附著有核糖體5、離子、較小的分子通過核膜進出細胞核核孔1、實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流2、大分子物質(zhì)進出細胞核的通道，具有選擇性。允許RNA和蛋白質(zhì)通過，

6、DNA不能通過。3、核孔的數(shù)量與細胞代謝強度有關(guān)代謝越旺盛的細胞，核孔的數(shù)目越多外膜內(nèi)膜核孔只是核膜上一個孔洞嗎？是隨時敞開、大小分子都能進出的通道？核孔不是簡單的通道，它包含一個復(fù)雜精細的結(jié)構(gòu)體系，即核孔復(fù)合體（多種蛋白質(zhì)組成）核孔復(fù)合體對親核蛋白的運進和各種RNA和核糖體亞單位的運出均具有高度選擇性，運輸過程需要消耗ATP來提供能量。核孔結(jié)構(gòu)上，核孔復(fù)合體主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成功能上，核孔復(fù)合體可以看做是一種特殊的運輸復(fù)合體，并且雙向性的親水性核質(zhì)交換通道。再認“核孔”核孔不是孔，是一種運輸?shù)鞍?，對物質(zhì)進出細胞具有選擇性，代謝旺盛的細胞中，和孔數(shù)量較多核仁1、與某種RNA（rRNA）與核糖體的形

7、成有關(guān)2、在細胞分裂的過程中周期性的消失與重建3、核仁的發(fā)達程度與蛋白質(zhì)合成的旺盛程度有關(guān)染色質(zhì)1、組成：主要是DNA和蛋白質(zhì)2、容易被堿性染料（龍膽紫或醋酸洋紅）染成深色的物質(zhì)一般而言，代謝越旺盛的細胞，蛋白質(zhì)合成越旺盛，需要的核糖體就越多，核仁較大。染色體染色質(zhì)染色質(zhì)與染色體是什么關(guān)系？染色質(zhì)染色體DNA蛋白質(zhì)DNA蛋白質(zhì)DNA、染色體和染色質(zhì)的關(guān)系：染色質(zhì)(分裂間期)染色體(分裂期)解開螺旋、恢復(fù)細長絲狀高度螺旋、變短變粗染色質(zhì)和染色體比較項目染色質(zhì)染色體不同點存在時期形態(tài)相同點成分特性功能關(guān)系分裂間期分裂期細絲狀光鏡下能看見呈圓柱狀或桿狀主要是DNA和蛋白質(zhì)易被堿性染料染成深色遺傳物質(zhì)

8、的主要載體同一種物質(zhì)在不同時期的兩種存在狀態(tài)進一步思考：為什么說細胞核是遺傳信息庫？細胞核染色體DNA細胞細胞染色體細胞核DNA細胞動物細胞植物細胞生物體按下圖方法，用圖示表示下列概念的關(guān)系DNA上貯存著遺傳信息，而DNA主要分布在細胞核，所以說細胞核是遺傳信息庫。細胞依據(jù)遺傳信息進行生命活動（生長、發(fā)育、衰老、凋亡）DNA是的載體；染色體是的主要載體。遺傳信息儲存在。遺傳信息DNA核苷酸的排列順序中（或堿基序列中）細胞染色體細胞核DNAP56旁欄思考題： 同一個生物體內(nèi)所有細胞的藍圖都一樣嗎？如是一樣的，為什么體內(nèi)細胞的形態(tài)功能如此多樣？一樣。多樣性是由于細胞分化的結(jié)果。 DNA上貯存著遺傳

9、信息。在細胞分裂時，DNA攜帶的遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，保證了親子代細胞在遺傳性狀上的一致性。 遺傳信息就像細胞生命活動的“藍圖”，細胞依據(jù)這個“藍圖”，進行物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)換和信息交流，完成生長、發(fā)育、衰老和凋亡。 正是由于這張“藍圖”儲藏在細胞核里，細胞核才具有控制細胞代謝的功能。細胞核功能:細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。模型概念模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述。原型、模型原型是我們的認識對象，是客觀存在的真實世界，實物、實物的照片就是原型。如DNA分子結(jié)晶的X射線衍射照片就是沃森與克里克建構(gòu)DNA分子結(jié)構(gòu)模型的原型。 為了表

10、達所認識對象的性質(zhì)、本質(zhì)特征，需要將真實的物體(真實世界)簡化與概括，這就是建立模型。 簡化與概括的表達形式就是模型。模型建構(gòu)物理模型以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征。物理模型直觀形象，便于觀察和理解，物理模型方法在生物學(xué)研究中屢建奇功。用概念與概念之間的關(guān)系來表達研究對象的主要特征和聯(lián)系。概念模型用適當?shù)臄?shù)學(xué)形式如數(shù)學(xué)方程式、關(guān)系式、曲線圖和表格等來表達研究的生命本質(zhì)和運動規(guī)律。數(shù)學(xué)模型不能是照片課后習題一、概念檢測1.細胞核的結(jié)構(gòu)與功能有密切的聯(lián)系，據(jù)此判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）控制細胞器進行物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)化等的指令，主要通過核孔從細胞核送到細胞質(zhì)。（ ）（2）細胞核功能的

11、實現(xiàn)與細胞核中的染色質(zhì)密切相關(guān)。（ ）2.細胞核內(nèi)行使遺傳功能的結(jié)構(gòu)是（ ） A.核膜 B.核孔 C.染色質(zhì) D.核仁3.細胞核是細胞的控制中心，下列各項不能作為這一結(jié)論的論據(jù)的是（ ）A.DNA主要存在于細胞核內(nèi) B.細胞核控制細胞的代謝和遺傳C.細胞核是遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的場所 D.細胞核位于細胞的正中央CD課后習題二、拓展應(yīng)用1.染色體與染色質(zhì)是同一種物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。這兩種不同的狀態(tài)對于細胞的生命活動有什么意義？2.有性生殖使雌雄兩性生殖細胞的細胞核融合為一個新的細胞核，從而使后代的遺傳物質(zhì)同親代相比，既有繼承，又有變化。從這個角度看，你能找出不支持克隆人的論據(jù)嗎？你還

12、能說出其他論據(jù)嗎？染色體呈高度螺旋狀態(tài)，有利于在細胞分裂過程中移動并分配到子細胞中去；而染色質(zhì)處于細絲狀，有利于DNA完成復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等生命活動。有性生殖的子代繼承了雙親的遺傳信息，大大增加了生物變異，增加了適應(yīng)多變環(huán)境的能力，也為進化提供了原材料?？寺∈菬o性繁殖的產(chǎn)物，遺傳物質(zhì)與親代一樣，因而降低了適應(yīng)環(huán)境變化的能力。課堂小結(jié)1902年，德國胚胎學(xué)家Hans Spemann在以上海膽實驗基礎(chǔ)上，將蠑螈2-細胞胚胎用發(fā)絲結(jié)扎，分離為2個獨立的卵裂胚胎，發(fā)現(xiàn)其也能分別發(fā)育為獨立的個體。這是第一例人造雙胞胎脊椎動物細胞發(fā)育成個體的指令從哪里來？1928年，Spemann在其上述實驗基礎(chǔ)上將蠑螈的受精卵不完全結(jié)扎，一半僅為胞質(zhì)，另一半含有原核，直到有核的一半發(fā)育到16-cell胚胎時將結(jié)扎線去除，再擠壓一個卵裂胚胎的細胞核進入到之前沒有細胞核的胞質(zhì)形成一個重構(gòu)胚胎，最后將此胚胎分離出來，發(fā)現(xiàn)其可以發(fā)育為一個個體。這是人類史上第一次核移植實驗，它為我們回答了以下重大科學(xué)問題：胚胎細胞核，而非胞質(zhì)，指導(dǎo)胚胎的發(fā)育過程。因以上原創(chuàng)性的貢獻，Spemann于1935年榮膺諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎1952年，英國科學(xué)家Rober