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第三章 细胞的基本结构
第3节 细胞核的结构和功能
动物细胞 植物细胞
用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的一个结构就是______
细胞核
洋葱鳞片内表皮细胞
口腔上皮细胞
一、细胞核的分布
原核细胞
细胞质
纤毛
细胞膜
细胞壁
鞭毛
核糖体
拟核
.
细胞壁
细胞膜
细胞质
拟核
核糖体
原核细胞没有真正的细胞核，但是有拟核。拟核是遗传物质储存和复制的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。
真核细胞：
除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。
高等植物成熟的筛管细胞
哺乳动物的红细胞
筛管细胞
伴胞
细胞核
筛板
一、细胞核的分布
双小核草履虫（2个细胞核）
骨骼肌细胞（多个细胞核）
一个细胞一般只有一个细胞核，极少数的真核细胞会有多个细胞核
有细胞核的细胞是否都只有一个细胞核？
思考
绝大部分真核细胞有１个细胞核
高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核
少部分细胞有多个核，例如草履虫、骨骼肌细胞
骨骼肌细胞
草履虫
红细胞
筛管细胞
一、细胞核的分布
细胞核立体结构模式图
细胞核平面结构模式图
核膜
核仁
染色质
核孔
二.细胞核的结构
成分：
结构：
功能：
1.核膜
脂质+蛋白质
双层膜，有核孔
外膜附有核糖体，常与内质网相连。核膜上有大量酶。
内膜光滑，无核糖体
①把核内物质与细胞质分开
②控制离子和小分子物质进出细胞
外膜
内膜
核
膜
特点：
具有选择透过性
功能：
①实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
②是某些大分子物质进出细胞核的通道
如RNA、蛋白质,酶等。
特点：具有选择性。
核孔不是一个孔，由多种蛋白质构成的复杂结构
2.核孔
DNA和染色质不能通过核孔
（代谢旺盛，蛋白质合成旺盛的细胞中核孔数目较多）
核孔
3.核仁
①形态：球形或椭球形
②功能：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
（蛋白质合成旺盛的细胞中，体积较大。）
核仁
不是。原核生物没有核仁，但有核糖体。故核糖体的形成不都与核仁有关。
思考：核糖体的形成都与核仁有关么？
染色质
染色体
③染色质和染色体的关系：
DNA是遗传信息的载体
4.染色质（体）
特点：
是极细的丝状物，易被碱性染料染成深色而得名
（龙胆紫溶液(甲紫溶液）、醋酸洋红染液）
组成：DNA+蛋白质
染色质
功能：
染色质
染色体
染色质
染色体
DNA
蛋白质
染色质
(分裂期)
(细胞分裂间期)
染色体
染色体与染色质
染色质
染色体
高度螺旋、缩短变粗
解开螺旋、恢复细长丝状
染色质和染色体是____________在细胞__________的两种存在状态。
同一种物质
不同时期
极细的丝状物
圆柱状或杆状
（分裂间期）
（分裂期）
归纳提升
染色质和染色体
比较项目 染色质 染色体
不同点 存在时期 分裂间期 分裂期
形态 极细的丝状 呈圆柱状或杆状
相同点 成分 主要是DNA和蛋白质
特性 易被碱性染料染成深色
功能 遗传物质的主要载体
关系 同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态
1
2
3
4
并不是所有物质都能进出核孔：核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。mRNA、蛋白质进出核膜穿过 0 层。
核孔的数量和核仁的大小不是固定不变的：核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多，核仁较大。
细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质。
并非所有的真核细胞都有细胞核：如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等。凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。说明细胞质和细胞核之间相互依存。
1
归纳总结：细胞核的相关结构及其功能特点
1.如图是细胞核的结构模式图,下列关于其结构及功能的叙述，正确的是(　 )
A、①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开
B、②是遗传物质DNA和RNA的载体
C、③与蛋白质的合成直接有关
D、④有利于DNA和mRNA从细胞核进入细胞质
核膜
染色质
核仁
核孔
细胞膜、细胞器膜、核膜
由DNA和蛋白质组成
×
核糖体的形成
×
DNA不能通过核孔
×
A
习题巩固
√
D
2. 单项选择题
（2）真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是(　　)
A．胰岛细胞　　 B．造血干细胞
C．浆细胞(能分泌抗体) D．口腔上皮细胞
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
结构和功能密切联系
2.下列说法正确的是(　　)
A．染色体和染色质是不同物质在同一时期细胞中的两种形态
B．细胞内的各种细胞器之间各司其职，互不联系
C．控制细胞器进行物质合成、能量转换等的指令，主要是通过核孔从细胞核到达细胞质的
D．拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是建构了细胞的物理模型
×
×
√
模型是对认识对象的简化和概括性的描述
×
C
习题巩固
与核糖体的形成有关
3.关于细胞核结构与功能统一性的叙述中，正确的是(　　)
A．核仁中的DNA控制着细胞代谢
B．染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息
C．不同细胞的核孔数量是相同的
D．原核细胞的核膜也具有两层膜，有利于控制物质的进出
蛋白质和DNA DNA是遗传信息的载体
大分子物质的通道，其数量与代谢有关
×
√
×
无细胞核
×
B
习题巩固
乙
甲
体细胞
卵母细胞
提取
提取
取核
去核
体外培养
早期胚胎
胚胎移植
丙
生产
克隆牛
重组细胞
克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明了什么？
说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的
问题探讨——克隆牛
01
PART ONE
细胞核究竟具有什么功能呢？
美西螈，俗称六角恐龙，是水栖的两栖类，是墨西哥的特有物种。自然环境只能生活在有淤泥的水道和湖泊。因其独特的外貌及幼体性成熟而著名。
资料一：美西螈核移植实验
物种简介
结论：美西螈皮肤颜色的遗传是由 控制的。
细胞核
重组细胞
胚胎细胞
卵细胞
黑色美西螈
白色美西螈
核移植
去核
取核
黑色美西螈
资料一：美西螈核移植实验
这个实验不严谨，缺乏对照组。
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？
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，不能合成黑色素的，皮肤呈白色。
对照实验的类型
重组细胞
胚胎细胞
卵细胞
黑色美西螈
白色美西螈
核移植
去核
取核
黑色美西螈
重组细胞
胚胎细胞
卵细胞
白色美西螈
黑色美西螈
核移植
去核
取核
白色美西螈
注意：细胞质为细胞核代谢提供物质和能量，以及少量的遗传物质，所以也不能忽略细胞质的作用。
资料一：美西螈核移植实验
与上面的实验形成相互对照
物 种 简 介
有尾两栖动物，体型和蜥蜴相似，体表没有鳞，大部分栖息在淡水和沼泽地区，依靠皮肤吸收水分，因此需要潮湿的生活环境。蝾螈受精卵大，而且容易操作。
资料二：蝾螈受精卵横缢实验
物种简介
蝾螈的
受精卵
无核
分裂
不分裂
开始
分裂
发育
(快)
发育
(慢)
有核
问题：蝾螈的受精卵的分裂和分化与什么结构有密切关系？
细胞分裂和分化是由细胞核控制的。
问题：该实验是如何设置对照的？
本实验既有相互对照，又有自身的前后对照。
结论：
细胞分裂、分化等生命活动（代谢）受细胞核控制。
资料二：蝾螈受精卵横缢实验
（有核与无核的对照）
（对无核部分重新挤入细胞核）
资料3：变形虫切割和核移植实验
变形虫，单细胞真核生物，身体没有固定形状，会随伪足的伸缩而变化。
细胞核
伪足
切
有核部分
无核部分
死亡
死亡
死亡
取出核
一段
时间后
植入细胞核
正常生活
细胞核
实验结果：有核部分能_______、_______、_______、对刺激有反应。用钩针将有核部分的细胞核钩出，核不久_______，剩余部分一段时间后_________，若及时植入细胞核，又能____________。
生长
分裂
再生
死亡
也死亡
正常生活
资料三：变形虫切割和核移植实验
实验分析：
实验既有 对照，又有 对照。
相互
自身前后
(无核与有核对照)
(核移植）
切
有核部分
无核部分
死亡
死亡
死亡
取出核
一段
时间后
植入细胞核
正常生活
细胞核
实验结论：
1、变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。细胞核是细胞生命活动的控制中心。
2、细胞核与细胞质是相互依存的，细胞只有保持完整性，才能够正常地完成
各项生命活动。
资料三：变形虫切割和核移植实验
切
有核部分
无核部分
死亡
死亡
死亡
取出核
一段
时间后
植入细胞核
正常生活
细胞核
答题模板
▌没有细胞质，细胞核无法存活，因为：
▌没有细胞核，细胞质无法存活，因为：
▌没有细胞核，细胞质仍然可以存活短暂时间，因为：
细胞核需要细胞质提供营养物质和能量
没有细胞核的控制，失去了细胞核的控制和调节作用，细胞质无法继续合成蛋白质（酶等），蛋白质是生命活动的主要承担者。
已转录的RNA仍在控制蛋白质合成，已经合成的蛋白质可以在短时间内发挥作用
资料三：变形虫切割和核移植实验
伞藻，生活在海中，为单细胞绿藻，伞藻是单细胞绿藻类， 由“伞帽”、“伞柄”和“假根”3部分组成，细胞核在假根部位。伞藻的形态主要是看“伞帽”的形态。由于伞藻容易嫁接，常被用于基因研究。
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
物种简介
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
伞帽
(菊花形)
伞帽
(伞形)
伞柄
假根
伞柄
假根
物种简介
伞藻，为单细胞绿藻，由“伞帽”、“伞柄”和“假根”3部分组成，细胞核在假根部位。
假设一：由“柄”决定。因为柄中有大量细胞质，其中也含有遗传物质。
思考：伞藻顶帽的形状由哪一部分决定？
假设二：由“假根”决定。因为细胞核存在于假根中。
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
伞藻嫁接实验
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
讨论：
①伞帽的形状由假根决定还是由伞柄决定？
假根决定伞帽形状
②只做嫁接实验能否说明伞帽的形成一定是细胞核的作用？如果不可以，那该如何设置实验？
假根中细胞质也有可能决定了伞帽的形状。
设计核移植实验。
伞藻核移植实验
资料四：伞藻嫁接与核移植实验
伞藻的形态(伞帽)的遗传受细胞核控制
伞藻核移植实验，是对嫁接实验的补充，排除了假根中其他物质的干扰。
结论：生物体的形态建成与 有关。
细胞核
二、细胞核的功能
1.克隆牛实验
2.美西螈的核移植实验
3.伞藻嫁接与核移植实验
4.蝾螈受精卵横缢实验
5.变形虫切割与核移植实验
美西螈的肤色由细胞核控制的
细胞核控制细胞的分裂、分化
细胞核控制细胞的生命活动
伞藻“帽”的形态由细胞核决定
克隆牛的性状是由细胞核控制
遗传
代谢
细胞核控制着细胞的代谢和遗传。是细胞的“控制中心”。
通过复制，由亲代细胞传递给子代细胞，保证亲子代细胞 一致性。
“蓝图”
控制中心
储存着
遗传信息
遗传性状
是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
DNA
细胞核
染色质
控制
物质合成
能量转化
信息交流
完成
生长
发育
衰老
凋亡
代谢
（遗传物质的载体）
细胞核的功能
四、 细胞是一个统一的整体
细胞膜
核糖体
线粒体
光面内质网
粗面内质网
溶酶体
高尔基体
中心体
细胞质基质
细胞核
细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧；各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化环境中自我调控、高度有序地进行。
细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。
五、模型构建
(1)概念：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作出的一种简化的 的描述。
(2)类型：物理模型、 、 等。如沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于 。
概括性
数学模型
概念模型
物理模型
五、科学方法——模型建构
1.物理模型
以实物或图画形式，直观地表达认识对象的特征的模型
注意：照片不属于模型
光学显微镜
电子显微镜
细
胞
核
实物
图画
五、科学方法——模型建构
2.数学模型
以数学关系式或坐标曲线图等数学形式来描述一个系统或它的性质的模型。
t年后种群的数量为 Nt=N0×λt
五、科学方法——模型建构
3.概念模型
用线条和文字直观而形象地表示出某些概念之间的关系。
五、科学方法——模型建构
尝试制作真核细胞的三维结构模型
细胞核
结构
功能
相适应
核膜：把核内物质与细胞质分开
核孔：核与质之间物质交换与信息交流
核仁：与某种RNA合成及核糖体形成有关
染色质： 与蛋白质组成，高度螺旋化后形成染色体
DNA
储存遗传信息
遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
克隆牛实验
美西螈核移植实验 、蝾螈受精卵横缢实验
伞藻嫁接与核移植实验、变形虫切割实验
证实
控制
物质合成、能量转化、信息交流
课堂小结
相适应
4.右图所示为再生能力很强的原生动物喇叭虫(图中a.纤毛；b.大核；c.根部)，将之切成①②③三截，能再生成喇叭虫的是
A.① 　　 B.②
C.③ 　　 D.①、②或③
5
解析　因为细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，所以只有含细胞核的部分才能再生成喇叭虫。
√
同学们再见

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