高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3章 细胞的基本结构第3节 细胞核的结构和功能教案

第三章  细胞的基本结构

第三节  细胞核的结构和功能

学习目标\教学目标

1.阐明细胞核的结构和功能。

2.根据对细胞整体与局部的认识尝试制作真核细胞的三维结构模型。

3.认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。

教学重点

1.细胞核的结构和功能。

2.制作真核细胞的三维结构模型。

教学难点

制作真核细胞的三维结构模型.

教学方法

讲授、演示、视频播放、小组讨论

教学过程

【新课导入：情景设置，导入新课】

观看视频《一分钟了解细胞核》，通过视频，初步了解细胞核的基本结构及功能，并通过提出问题，激发学生的学习兴趣。

【新课讲授】

分析资料，小组讨论，问题探究（引导学生科学思维和分析实验设计思路，通过实验分析推理结论，提高学生科学推理能力）

从母牛乙的体细胞中取出细胞核，注入母牛甲去核的卵细胞中，移植后的细胞经细胞分裂形成早期胚胎，将胚胎移植入母牛丙的子宫内。出生的小牛几乎与母牛乙的性状一模一样，称之为“克隆牛”。

提问：克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的， 这说明了什么？

提示：说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。

用光学显微镜观察，很容易注意到的一个结构是细胞核

除了高等植物成熟的_________________和哺乳动物成熟的________________等极少数细胞之外，真核细胞都有细胞核。

一、细胞核的功能

分析资料，小组讨论，问题探究（通过资料分析，引导学生科学思维和分析实验设计思路，通过实验分析推理结论，提高学生科学推理能力）

资料１：美西螈核移植实验

提出问题：美西螈的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系？

提示：美西螈的皮肤颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素决定的。表皮细胞内合成了黑色素，使皮肤呈黑色，不能合成黑色素，皮肤呈白色。

结论：美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的。

资料2：蝾螈受精卵的横溢实验

提出问题：从资料中可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？

提示：没有细胞核，细胞就不能分裂、分化。

结论：细胞核控制细胞分裂和分化。

资料3：变形虫切割、核移植实验

小组讨论，问题探究：

（1）为什么去核的细胞质仍然能够消化已吞噬的食物，并且生活一段时间？

提示：因为已合成的蛋白质等物质仍可发挥作用

（2）为什么去核的细胞质又会最终死亡？

提示：因为没有细胞核，不能指导蛋白质的合成，失去了细胞核的控制和调节作用，因此细胞会死亡。

（3）为什么单独的细胞核无法生存？

提示：因为失去了细胞质中营养物质和能量的供应

结论：细胞核可以控制细胞的生长、分裂、应激性等细胞核是细胞生命活动的控制中心

资料4：伞藻嫁接和核移植实验

伞藻是一种单细胞生物，由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验。

【伞藻的嫁接实验】

提出问题：

（1）本实验中，切去“帽” 后长出的新“帽”的形状是由柄决定的？还是由假根决定的？

（2）该实验能否说明伞帽的形状由细胞核控制？

（3）要证明“伞帽的形状由细胞核控制”需再怎样设计实验？

结论：伞藻的形态(伞帽)与伞藻的假根有关。

【伞藻的核移植实验】

结论：伞藻的形态（伞帽）受假根里面的细胞核控制，生物体形态结构的建成与细胞核有关，细胞核控制生物体性状遗传。

结论：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

二、细胞核的结构

阅读教材，小组讨论，问题探究。

（1）细胞核由哪几部分组成？它们的作用各是什么？

（2）核膜与细胞膜在结构上有什么区别？核膜是否具有选择透过性？

（3）核仁的作用是什么？为什么蛋白质合成旺盛的细胞，核仁相对比较大呢？

（4）什么是染色质？染色质与染色体是什么关系？

（5）细胞核为什么具有控制细胞代谢的功能？

观看视频《细胞核的结构》，结合问题探讨对细胞核的结构和功能进行归纳总结。

细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是与细胞核的结构分不开的。

学生根据视频和细胞核的结构模式图，尝试说出细胞核的结构和功能。

核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。

核膜：双层膜，把核内物质和细胞质分开，分为核外膜，核内膜。

通过对细胞核的结构模式图的分析，概述核膜，核孔，核仁以及染色质的结构和功能特点。

1.核膜

（1）核膜的结构

a.双层膜，膜外附着核糖体，常与内质网相连。

b. 不是完全连续的，有核孔。

c. 是选择透过性膜，主要由脂质和蛋白质组成。

（2）核膜的功能

a.起屏障作用，把核内物质与细胞质分开。

b.控制离子和小分子物质进出细胞核。

2.核孔：是大分子物质进出细胞核的通道。

（1）数量：代谢旺盛的细胞中，核孔数量较多。

（2）功能：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

3.核仁大小：蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁体积相对较大。

4.染色质：细胞核中能被碱性染料（如龙胆紫、醋酸洋红）染成深色的物质。

成。主要由DNA 和蛋白质组成。（利用课件展示相关视频，讲解染色质的相关知识）

（1）功能：DNA是遗传信息的载体。染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。

三、尝试制作真核细胞的三维结构模型

播放视频《尝试制作真核细胞的三维结构模型》，教师通过课件展示构建模型的相关资料并进行讲解。

学生观看视频《尝试制作真核细胞的三维结构模型》，完成探究·实践：尝试制作真核细胞的三维结构模型，并进行展示。

建构模型

1.概念：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。

2.类型：物理模型、概念模型、数学模型等。

3.方法步骤：确定模型种类；确定材料用具；确定实施过程和具体分工；完成模型制作；检查、修补；表达交流。

提问：哺乳动物成熟的红细胞和精细胞的寿命都很短，为什么？

（提示：从细胞的结构分析）

细胞核与细胞质相互依存，细胞的完整性是细胞完成正常生命活动的前提。

展示蓝藻细胞，成熟红细胞，植物成熟的筛管细胞，骨骼肌细胞，草履虫，洋葱表皮细胞显微镜下结构模式图，引导学生得出结论。

结论：

1.不是所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞。

2.通常一个细胞只有一个细胞核，但草履虫细胞有两个细胞核，人的骨骼肌细胞有数百个细胞核。

四、课堂练习

1.如图为细胞核结构模式图，下列有关叙述错误的是（     ）

A.①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂不同时期呈现不同状态

B.②与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关

C.③在细胞周期中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质

D.蛋白质、DNA及RNA等大分子物质可以随意通过核孔进出细胞核

提示：本题考查细胞核的结构和功能。①染色质主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂不同时期呈现不同状态，A正确；②核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，B正确；③核膜在细胞周期中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质，C正确；核孔是蛋白质和RNA等大分子物质进出细胞核的通道，但核孔具有选择性，如DNA不能通过核孔，D错误。

2.核孔并不是一个简单的孔洞，而是一个复杂的结构，称为核孔复合体，主要由蛋白质构成，其中某些蛋白质对进出核的物质有控制作用。下列说法不正确的是（     ）

A.核孔复合体对物质的运输具有选择性

B.RNA聚合酶、DNA都可以通过核孔进出细胞核

C.核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

D.细胞核控制细胞代谢的指令主要是通过核孔到达细胞质的

提示：本题考查核孔的功能。核孔复合体对物质的运输具有选择性，A正确；DNA不能通过核孔进出细胞核，B错误；核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，C正确；细胞核控制细胞代谢的指令主要是通过核孔到达细胞质的，D正确。

3.蛋白质是生命活动的体现者,大量事实表明在蛋白质合成旺盛的细胞中，往往有较多或较大的核仁，核糖体的数量也很多。据这一事实可以推断（      ） 

A.DNA主要存在于细胞核中 

B.无核仁的细胞往往不能合成蛋白质 

C.细胞质的蛋白质主要在核仁中合成 

D.核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关

提示：蛋白质合成场所在核糖体，根据题意蛋白质合成旺盛，核仁较大，核糖体数量多。

板书设计

第三节  细胞核的结构和功能

一、细胞核的功能

细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心

二、细胞核的结构

核膜，核孔，核仁，染色质

三、尝试制作真核细胞的三维结构模型

建构模型