第3節(jié)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能（課件）

導(dǎo)入一

2017年11月27日,世界上首個體細(xì)胞克隆猴“中中”在我國誕生,12月5日第二個體細(xì)胞克隆猴“華華”誕生?？茖W(xué)家將雌性猴子的胎兒的成纖維細(xì)胞作為體細(xì)胞,構(gòu)建出了109個早期胚胎,其中79個胚胎在實驗室中存活下來,并被轉(zhuǎn)移到21只雌性猴子的子宮里。其中6只代孕猴媽媽懷孕,但最后只有兩只順利出生,這就是“中中”和“華華”。導(dǎo)入一“中中”和“華華”的性狀與供體乙一樣,這說明性狀主要是由細(xì)胞中什么結(jié)構(gòu)決定的?導(dǎo)入二用光學(xué)顯微鏡觀察細(xì)胞,最容易注意到的一個結(jié)構(gòu)就是細(xì)胞核。我們曾經(jīng)觀察過多種多樣的細(xì)胞,除極少數(shù)細(xì)胞外,真核細(xì)胞都有細(xì)胞核。導(dǎo)入二真核細(xì)胞并不是都有一個細(xì)胞核。有的真核細(xì)胞沒有細(xì)胞核,如植物成熟的篩管細(xì)胞和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞;有的真核細(xì)胞有2個細(xì)胞核,如雙小核草履蟲;有的真核細(xì)胞有多個細(xì)胞核,如人的骨骼肌細(xì)胞中的細(xì)胞核可達(dá)數(shù)百個。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能資料1

美西螈核移植實驗?zāi)鞲玮g口螈,又名美西螈,俗稱六角恐龍,是墨西哥的特有物種。其具有強大的再生能力,不僅能夠再生四肢、尾巴、眼睛、皮膚以及肝臟等器官,甚至還可以再生大腦,也因此被科學(xué)家們作為重要的模式生物來研究再生的相關(guān)難題。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能討論①:美西螈皮膚顏色是由什么物質(zhì)決定的?討論②:表皮細(xì)胞合成黑色素的過程是由細(xì)胞核控制的還是由細(xì)胞質(zhì)控制的?討論③:根據(jù)實驗結(jié)果,你能得出什么結(jié)論?試對該實驗作出評價。討論④:根據(jù)已有實驗,設(shè)計對照試驗。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能對照試驗環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能

資料2

蠑螈受精卵橫縊實驗環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能討論①: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?討論②:根據(jù)實驗結(jié)果,你能得出什么結(jié)論?試對該實驗作出評價。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能資料3變形蟲去核及核移植實驗科學(xué)家做過這樣的實驗。將變形蟲切成兩半,一半有核,一半無核。無核的一半雖然能消化已吞噬的食物,但不能攝取食物,對外界刺激不再發(fā)生反應(yīng);電鏡下可以觀察到退化的高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等。有核的一半情況則大不相同,照樣攝食,對刺激仍有反應(yīng);失去的伸縮泡可以再生,還能生長和分裂。如果用顯微鉤針將有核的一半的細(xì)胞核鉤出,這一半的行為就會像上述無核的一半一樣。如果及時植入另一個同種變形蟲的細(xì)胞核,各種生命活動又會恢復(fù)。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能討論:分析資料3,根據(jù)實驗結(jié)果,你能得出什么結(jié)論?試對該實驗作出評價。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能資料4

傘藻嫁接與核移植實驗傘藻是單細(xì)胞生物,由“帽”、柄和假根三部分構(gòu)成,其中細(xì)胞核位于基部。傘藻的再生性很強,即傘帽被切除之后,短時間內(nèi)就能夠生出新的傘帽。傘藻的“帽”的形態(tài)由柄決定還是由假根決定?環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能①傘藻嫁接實驗傘藻的“帽”的形態(tài)由假根決定。假根既有細(xì)胞核又有細(xì)胞質(zhì),傘帽的形態(tài)和細(xì)胞核有關(guān)還是和細(xì)胞質(zhì)有關(guān)?環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能②傘藻核移植實驗細(xì)胞核控制傘藻的形態(tài)。環(huán)節(jié)一：細(xì)胞核的功能整理四個實驗：實驗名稱結(jié)論美西螈核移植實驗美西螈皮膚顏色的遺傳是由細(xì)胞核控制的蠑螈受精卵橫縊實驗沒有細(xì)胞核,細(xì)胞就不能分裂、分化變形蟲切割及核移植實驗細(xì)胞核在變形蟲的分裂、生長、再生、應(yīng)激性等生命活動中必不可少傘藻嫁接與核移植實驗傘藻的傘帽形態(tài)由細(xì)胞核決定細(xì)胞核控制遺傳細(xì)胞核控制代謝細(xì)胞核控制著細(xì)胞的代謝和遺傳,是細(xì)胞的控制中心。環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)1.核膜(1)結(jié)構(gòu):雙層膜,外膜上附著著許多核糖體,常與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。核膜不是完全連續(xù)的,其上具有核孔。環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)(2)功能:起屏障作用,把核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分開;控制離子和小分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核;核孔是大分子物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核的通道。但不是任何大分子物質(zhì)都可以出入細(xì)胞核,核孔對出入細(xì)胞核的大分子具有選擇性。(3)代謝旺盛的細(xì)胞中,核孔數(shù)目較多。環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)問題①:核膜外層有時附著有核糖體,這說明什么?問題②:大分子物質(zhì)(RNA和蛋白質(zhì))也能通過核孔進(jìn)出細(xì)胞核,是否說明核孔不具有選擇性?問題③:物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞核是否都通過核孔?環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)2.核仁(1)核仁與某種RNA(rRNA)的合成以及核糖體的形成有關(guān)。(2)蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中,核仁體積相對較大。(3)在細(xì)胞分裂周期中,核仁表現(xiàn)出周期性消失和重建。環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)問題①:在所有的細(xì)胞中,核糖體的形成都一定與核仁有關(guān)嗎?問題②:研究表明,真核生物的核孔數(shù)量和核仁大小都是可變的,嘗試推測它們的變化和細(xì)胞代謝強度之間的關(guān)系。問題③:核仁是不是遺傳物質(zhì)的儲存場所?環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)3.染色質(zhì)和染色體環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)環(huán)節(jié)二：細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)歸納細(xì)胞、細(xì)胞核、染色質(zhì)和DNA之間的關(guān)系環(huán)節(jié)三：細(xì)胞是一個統(tǒng)一的整體科學(xué)現(xiàn)象：現(xiàn)象1

將草履蟲處理為細(xì)胞核和去核草履蟲兩部分,經(jīng)過一段時間適宜培養(yǎng)后,細(xì)胞核死亡,而去核草履蟲仍能存活一段時間?，F(xiàn)象2

沒有細(xì)胞核的真核細(xì)胞,既不能生長也不能分裂,如哺乳動物成熟的紅細(xì)胞,人工去核的細(xì)胞一般不能存活太久。根據(jù)現(xiàn)象歸納細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系:細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)是相互依存、不可分割的關(guān)系,細(xì)胞核控制細(xì)胞質(zhì)的代謝和活動,細(xì)胞質(zhì)又為細(xì)胞核提供物質(zhì)和能量。環(huán)節(jié)三：細(xì)胞是一個統(tǒng)一的整體歸納：細(xì)胞的各個部分并不是彼此孤立的,而是相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)一致地構(gòu)成有機(jī)的統(tǒng)一整體。1.從結(jié)構(gòu)上看(1)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)通過核孔可以相互溝通。(2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)廣泛地分布在細(xì)胞質(zhì)中,既與核膜相連,又與細(xì)胞膜相連,從而將細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核連為一體。(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、細(xì)胞膜可通過囊泡相互轉(zhuǎn)化。環(huán)節(jié)三：細(xì)胞是一個統(tǒng)一的整體2.從功能上看細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)的功能雖不相同,但這些結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系、分工合作、協(xié)調(diào)一致,共同完成各項生命活動。3.從細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系上看(1)細(xì)胞核不能脫離細(xì)胞質(zhì)而獨立生存,這是因為細(xì)胞核調(diào)控生命活動時所需的物質(zhì)和能量均由細(xì)胞質(zhì)提供。(2)無核的細(xì)胞質(zhì)也不能長期生存,這是由細(xì)胞核的功能決定的。(3)細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)是相互依存、不可分割的關(guān)系,說明細(xì)胞只有保持結(jié)構(gòu)的完整性,才能正常地完成各項生命活動。環(huán)節(jié)三：細(xì)胞是一個統(tǒng)一的整體4.從調(diào)控上看細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的主要場所,是細(xì)胞遺傳和代謝的控制中心。核內(nèi)DNA通過控制蛋白質(zhì)的合成調(diào)控細(xì)胞的各項生命活動。環(huán)節(jié)四:嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型一、實驗?zāi)康膶W(xué)會制作真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)模型,展示并交流對真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識。二、建模要求1.體驗建構(gòu)模型的過程。先將微觀的結(jié)構(gòu)或過程簡化,把握其主要特征,再將這些特征形象化、具體化。2.呈現(xiàn)的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確,能體現(xiàn)相關(guān)結(jié)構(gòu)的主要特征以及它們之間的聯(lián)系,所模擬的過程符合科學(xué)事實。環(huán)節(jié)四:嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型三、建模過程建構(gòu)一個真核細(xì)胞(以動物細(xì)胞為例)模型前,應(yīng)明確的內(nèi)容有哪些?①明確細(xì)胞結(jié)構(gòu),動物細(xì)胞包括細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)及其內(nèi)的各種細(xì)胞器,主要有線粒體、中心體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體等;②了解制作方法,在建構(gòu)模型時,可選用瓊脂(或明膠)做細(xì)胞質(zhì),用各色彩泥(也可選用膠泥、面團(tuán))捏制各種細(xì)胞器,并固定于瓊脂中,即可成為一個動物細(xì)胞的模型;③保證制作的各種細(xì)胞器的大小成比例。環(huán)節(jié)四:嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型1.選擇細(xì)胞小組成員查找并比較幾種生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能,如小腸上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞、植物葉肉細(xì)胞等。選擇想要建構(gòu)的細(xì)胞,并歸納其特征。2.制訂方案討論模型要表達(dá)的基本內(nèi)容和特色內(nèi)容(如某個典型的生理過程等),確定制作方案,明確具體分工。與動物細(xì)胞模型相比,如果建構(gòu)一個高等植物細(xì)胞模型,在細(xì)胞結(jié)構(gòu)上需要注意什么問題?環(huán)節(jié)四:嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型3.選擇材料根據(jù)小組制作模型的種類(電腦模型、實物模型)和規(guī)格等,確定材料用具。4.建構(gòu)模型(1)制作模型前要確定模型的大小、模型內(nèi)各部分的大小以及它們之間的比例關(guān)系。(2)確定哪些材料適合用于制作模型的哪一部分。(3)按照分工制作各部分結(jié)構(gòu),然后組合在一起完成細(xì)胞的三維模型。注意細(xì)胞與細(xì)胞器之間、不同細(xì)胞器之間的空間位置關(guān)系等。大多數(shù)動植物細(xì)胞的平均直徑為100μm,其中線粒體的平均直徑為0.5~1.0μm,平均長度為1.5~3.0μm;葉綠體的平均直徑為2~5μm,平均長度為5~10μm;細(xì)胞核的平均直徑一般為5~10μm。環(huán)節(jié)四:嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型5.展示交流展示和講解本小組的模型,從科學(xué)性、藝術(shù)性等各個方面對其他小組的模型進(jìn)行評價,根據(jù)其他小組的建設(shè)性意見修改和完善本小組的模型。1.科學(xué)家用黑白兩種美西螈做實驗,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。植入核的卵細(xì)胞發(fā)育成為黑色美西螈。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.該實驗?zāi)苷f明美西螈的膚色是由細(xì)胞核控制的B.為使實驗結(jié)論更加準(zhǔn)確,應(yīng)再增加一組對照實驗C.該實驗沒說明生命活動離不開細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性D.白色美西螈的細(xì)胞質(zhì)在膚色形成中也發(fā)揮一定作用課堂練習(xí)D2.如圖是細(xì)胞核模式圖,①~④表示細(xì)胞核的各種結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是()

A.蛋白質(zhì)、核酸等大分子都可以通過④自由進(jìn)出細(xì)胞核B.②是核仁,與某種RNA的合成和中心體的形成有關(guān)C.③與細(xì)胞膜都是單層膜D.①與染色體是同種物質(zhì)在不同時期的兩種形態(tài)D課堂練習(xí)3.如圖為某同學(xué)利用同位素標(biāo)記法研究變形蟲細(xì)胞核功能的實驗,據(jù)此推斷錯誤的是()

A.RNA首先在細(xì)胞核中合成,然后釋放到細(xì)胞質(zhì)中B.細(xì)胞核可能通過控制RNA的合成間接控制細(xì)胞的代謝C.若核質(zhì)分離較長時間后進(jìn)行移植,則B組細(xì)胞質(zhì)中沒有含15N的RNAD.若A組