【課件】細(xì)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(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能問題探討從母牛乙的體細(xì)胞中取出細(xì)胞核，注入母牛甲去核的卵細(xì)胞中，移植后的細(xì)胞經(jīng)細(xì)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“克隆牛”。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(xì)胞核決定的?！舅伎肌渴欠袼屑?xì)胞都有細(xì)胞核？多個(gè)細(xì)胞核 無細(xì)胞核哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞肌細(xì)胞成熟的篩管細(xì)胞真核細(xì)胞絕大部分有1個(gè)細(xì)胞核,有的有多個(gè)核一、細(xì)胞核的分布二、細(xì)胞核的功能實(shí)驗(yàn) 1美西螈核移植實(shí)驗(yàn)將黑色美西螈胚胎細(xì)胞的細(xì)胞核取出來，移植到白色美西螈的去核卵細(xì)胞中。移植后發(fā)育長(zhǎng)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(xì)胞內(nèi)黑色素的合成有什么關(guān)系？這一合成過程是由細(xì)胞核還是細(xì)胞質(zhì)控制的？美西螈的皮膚顏色是皮膚表皮細(xì)胞內(nèi)的黑色所決定的。表皮細(xì)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(xì)胞核決定的。為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更可靠，能否再設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)論。胚胎細(xì)胞卵細(xì)胞黑美西螈白美西螈取核去核核移植黑色個(gè)體胚胎細(xì)胞卵細(xì)胞白美西螈黑美西螈取核去核核移植白色個(gè)體蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗(yàn)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(gè)細(xì)胞核擠到無核的一邊有核實(shí)驗(yàn) 2說明：細(xì)胞核

3、控制細(xì)胞的分裂和分化。討論2：從資料2可以看出細(xì)胞核與細(xì)胞的分裂、分化有什么關(guān)系？ 變形蟲切割與核移植實(shí)驗(yàn)切有核部分無核部分死亡死亡死亡取出核一段時(shí)間后植入細(xì)胞核正常生活細(xì)胞核實(shí)驗(yàn) 3說明：變形蟲的生長(zhǎng)、分裂、應(yīng)激性等是由細(xì)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(xì)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(shí)間的原因是什么？ 相互依存 細(xì)胞質(zhì)中已合成的蛋白質(zhì)仍能發(fā)揮作用。以上兩種細(xì)胞的壽命都較短,為什么?【思考】細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)相互依存。紅細(xì)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(shí)驗(yàn)一種單細(xì)胞藻類，屬于

4、綠藻實(shí)驗(yàn) 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(diǎn)取決于細(xì)胞核還是細(xì)胞質(zhì)？生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要由細(xì)胞核決定的。傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)傘藻核移植實(shí)驗(yàn)除掉核移植核傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)傘藻核移植實(shí)驗(yàn)除掉核移植核如果只做傘藻嫁接實(shí)驗(yàn)，不做傘藻核移植實(shí)驗(yàn)，能得到這個(gè)最終結(jié)論嗎？為什么？排除假根中的細(xì)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(shí)，你認(rèn)為生物體性狀的遺傳與細(xì)胞核有什么關(guān)系？克隆牛所有細(xì)胞的細(xì)胞核，是否都來源于母牛乙體細(xì)胞的細(xì)胞核？ 生物的性狀都是由細(xì)胞核控制的。克隆牛所有細(xì)胞的細(xì)胞核，都是來源于母牛乙體細(xì)胞的細(xì)胞核。母牛乙母牛甲克隆牛母牛丙核移植實(shí)驗(yàn)名稱結(jié)論美西螈核移植實(shí)驗(yàn)蠑螈受精

5、卵橫縊實(shí)驗(yàn)變形蟲切割及核移植實(shí)驗(yàn)傘藻嫁接與核移植實(shí)驗(yàn) 美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的細(xì)胞核控制著細(xì)胞的分裂、分化細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)的控制中心生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細(xì)胞核有關(guān)討論6：你認(rèn)為細(xì)胞核具有什么功能？遺傳代謝結(jié)論：細(xì)胞核具有控制代謝和遺傳的作用。 細(xì)胞核為何能成為細(xì)胞的“控制中心”呢？細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)如何？外膜內(nèi)膜核膜1、雙層膜（把細(xì)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(jìn)出細(xì)胞核核孔1、實(shí)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(jìn)出細(xì)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(xì)胞代謝強(qiáng)度有關(guān)代謝越旺盛的細(xì)胞，核孔的數(shù)目越多外膜內(nèi)膜核孔只是核膜上一個(gè)孔洞嗎？是隨時(shí)敞開、大小分子都能進(jìn)出的通道？核孔不是簡(jiǎn)單的通道，它包含一個(gè)復(fù)雜精細(xì)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(duì)親核蛋白的運(yùn)進(jìn)和各種RNA和核糖體亞單位的運(yùn)出均具有高度選擇性，運(yùn)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(yùn)輸復(fù)合體，并且雙向性的親水性核質(zhì)交換通道。再認(rèn)“核孔”核孔不是孔，是一種運(yùn)輸?shù)鞍祝瑢?duì)物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞具有選擇性，代謝旺盛的細(xì)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(xì)胞分裂的過程中周期性的消失與重建3、核仁的發(fā)達(dá)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(xì)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(xì)長(zhǎng)絲狀高度螺旋、變短變粗染色質(zhì)和染色體比較項(xiàng)目染色質(zhì)染色體不同點(diǎn)存在時(shí)期形態(tài)相同點(diǎn)成分特性功能關(guān)系分裂間期分裂期細(xì)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(shí)期的兩種存在狀態(tài)進(jìn)一步思考：為什么說細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)？細(xì)胞核染色體DNA細(xì)胞細(xì)胞染色體細(xì)胞核DNA細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞植物細(xì)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(xì)胞核，所以說細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)。細(xì)胞依據(jù)遺傳信息進(jìn)行生命活動(dòng)（生長(zhǎng)、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(chǔ)存在。遺傳信息DNA核苷酸的排列順序中（或堿基序列中）細(xì)胞染色體細(xì)胞核DNAP56旁欄思考題： 同一個(gè)生物體內(nèi)所有細(xì)胞的藍(lán)圖都一樣嗎？如是一樣的，為什么體內(nèi)細(xì)胞的形態(tài)功能如此多樣？一樣。多樣性是由于細(xì)胞分化的結(jié)果。 DNA上貯存著遺傳

9、信息。在細(xì)胞分裂時(shí)，DNA攜帶的遺傳信息從親代細(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。 遺傳信息就像細(xì)胞生命活動(dòng)的“藍(lán)圖”，細(xì)胞依據(jù)這個(gè)“藍(lán)圖”，進(jìn)行物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)換和信息交流，完成生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老和凋亡。 正是由于這張“藍(lán)圖”儲(chǔ)藏在細(xì)胞核里，細(xì)胞核才具有控制細(xì)胞代謝的功能。細(xì)胞核功能:細(xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)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(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所作的一種簡(jiǎn)化的概括性的描述。原型、模型原型是我們的認(rèn)識(shí)對(duì)象，是客觀存在的真實(shí)世界，實(shí)物、實(shí)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(dá)所認(rèn)識(shí)對(duì)象的性質(zhì)、本質(zhì)特征，需要將真實(shí)的物體(真實(shí)世界)簡(jiǎn)化與概括，這就是建立模型。 簡(jiǎn)化與概括的表達(dá)形式就是模型。模型建構(gòu)物理模型以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)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(dá)研究對(duì)象的主要特征和聯(lián)系。概念模型用適當(dāng)?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(dá)研究的生命本質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。數(shù)學(xué)模型不能是照片課后習(xí)題一、概念檢測(cè)1.細(xì)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(xì)胞器進(jìn)行物質(zhì)合成、能量轉(zhuǎn)化等的指令，主要通過核孔從細(xì)胞核送到細(xì)胞質(zhì)。（ ）（2）細(xì)胞核功能的

11、實(shí)現(xiàn)與細(xì)胞核中的染色質(zhì)密切相關(guān)。（ ）2.細(xì)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(xì)胞核是細(xì)胞的控制中心，下列各項(xiàng)不能作為這一結(jié)論的論據(jù)的是（ ）A.DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi) B.細(xì)胞核控制細(xì)胞的代謝和遺傳C.細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所 D.細(xì)胞核位于細(xì)胞的正中央CD課后習(xí)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(xì)胞不同時(shí)期的兩種存在狀態(tài)。這兩種不同的狀態(tài)對(duì)于細(xì)胞的生命活動(dòng)有什么意義？2.有性生殖使雌雄兩性生殖細(xì)胞的細(xì)胞核融合為一個(gè)新的細(xì)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(gè)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(xì)胞分裂過程中移動(dòng)并分配到子細(xì)胞中去；而染色質(zhì)處于細(xì)絲狀，有利于DNA完成復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等生命活動(dòng)。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(jìn)化提供了原材料。克隆是無性繁殖的產(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(guó)胚胎學(xué)家Hans Spemann在以上海膽實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，將蠑螈2-細(xì)胞胚胎用發(fā)絲結(jié)扎，分離為2個(gè)獨(dú)立的卵裂胚胎，發(fā)現(xiàn)其也能分別發(fā)育為獨(dú)立的個(gè)體。這是第一例人造雙胞胎脊椎動(dòng)物細(xì)胞發(fā)育成個(gè)體的指令從哪里來？1928年，Spemann在其上述實(shí)驗(yàn)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(shí)將結(jié)扎線去除，再擠壓一個(gè)卵裂胚胎的細(xì)胞核進(jìn)入到之前沒有細(xì)胞核的胞質(zhì)形成一個(gè)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(gè)個(gè)體。這是人類史上第一次核移植實(shí)驗(yàn)，它為我們回答了以下重大科學(xué)問題：胚胎細(xì)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(xiàn)，Spemann于1935年榮膺諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1952年，英國(guó)科學(xué)家Rober