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第3节 细胞核的结构和功能
人教版 必修1
构建细胞核的亚显微结构模型，阐明细胞核的结构和功能。
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。
举例说明细胞核是细胞生命活动的“控制中心”。
供体甲
卵母细胞
去核
去核
卵母细胞
供体乙
成纤维细胞
细胞核
提取
融合
激活
重组细胞
胚胎移植
代孕母猴丙
克隆猴
思考：1.为什么细胞核移植技术能培育出与细胞核供体性状相似的克隆猴？
2.克隆猴的诞生具有哪些社会价值？
3.克隆猴“ 中中”和“华华”的性状是否完全一致？
资料1、科学家用黑白两种美西螈（一种两栖动物）做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中，移植后发育长大的美西螈，全部是黑色的。
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
问题1：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？这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？
一、细胞核的功能
问题1.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？这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的？
美西螈皮肤的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。细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。
结论：子代美西螈的肤色是由细胞核控制的。
该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中进行培养作为对照组，增强实验的说服力。
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
资料2、科学家用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核两半，中间只有很少的细胞质相连。结果，有核的一半能分裂，无核的一半则停止分裂。当有核的一半分裂到16-32个细胞时，如果这时将一个细胞核挤到无核的一半，这一半也会开始分裂。最后两半都能发育成正常的胚胎，只是原来无核的一半发育得慢一些。
结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。
问题2：从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？
资料3、科学家做过这样的实验。将变形虫切成两半，一半有核，一半无核。无核的一半虽然能消化已吞噬的食物，但不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应，；电镜下可以观察到退化的高尔基体、内质网等。有核的一半情况则大不相同，照样摄食，对刺激仍有反应；失去的伸缩泡可以再生，还能生长和分裂。如果用显微针将有核的一半的细胞核钩出，这一半的行为就会像上述无核的一半一样。如果及时植入另一个同种变形虫的细胞核，各种生命活动又恢复。
不能摄食，对刺激无反应，细胞器退化
正常生长
生命活动恢复
无核部分
有核部分
问题3：分析资料3，你可以得出什么结论？
思 考
1.去核后的变形虫仍能生活一段时间，原因是？
2.单独的细胞核不能生存的原因？
结论：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。
已合成的蛋白质仍发挥作用。
没有营养物质和能量供应。
资料4、伞藻是一种单细胞生物，有“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。科学家用伞帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验，如下图所示。
结论：伞帽的形状与伞柄无关，与假根有关。
伞藻的核移植实验是对伞藻嫁接实验的补充，可排除假根中其他物质的作用。
问题4：资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质？
资料1结论：子代美西螈的肤色是由细胞核控制的。
→遗传
资料2结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。
→代谢
资料3结论：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。
→代谢
资料4结论：伞帽的形状与伞柄无关，与假根有关。
→遗传
细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的“控制中心”
洋葱鳞叶内表皮细胞
神经细胞
骨骼肌细胞
高等植物成熟筛管细胞
哺乳动物成熟的红细胞
草履虫
细胞通常只有一个核，极少无核，有的多核。通常呈球状或卵形。
核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）
把核内物质与细胞质分开，具有选择透过性，控制分子较小的物质进出细胞核（如葡萄糖、氨基酸、各种离子）。
不连续，具有核孔。
外膜与内质网相连，且附着有核糖体。
核膜、核仁在细胞分裂中周期性消失和重现。
二、细胞核的结构
核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）
核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）
核孔具有选择透过性：控制大分子物质进出细胞核（消耗能量），如：蛋白质、RNA、部分小分子、水等）
DNA、染色质不能通过核孔
代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多
②核孔是由多种蛋白质构成的复杂结构，对进出物质具有
选择性。
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）
核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）
折光性强，易辨认。
与rRNA的合成及核糖体的形成有关，蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体数目较多，核仁体积越大。
染色质（主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体）
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）
核膜（双层膜，把核内物质与细胞质分开）
细胞核中能被碱性染料（如龙胆紫、醋酸洋红）染成深色物质。
分裂间期
分裂期
高度螺旋化、缩短变粗
解螺旋
染色质
[丝状]
染色体
[杆状]
染色质
染色体
染色质：有利于遗传信息的复制和表达
染色体：有利于细胞分裂使遗传物质均等分配到子细胞
注意辨别：
遗传信息的主要载体——DNA，遗传物质的主要载体——染色质/染色体
（真核生物）DNA分布在：主要在细胞核、其次线粒体和叶绿体。
染色体只分布在细胞核。
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
阅读教材P56内容，明确细胞核的基本结构组成，并尝试建立细胞核三维结构模型。
特点：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统一的整体。
地位：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。
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述。
请同学们阅读教材第57页，将下图进行分类。
酶活性变化曲线
三、建构模型
以实物或图画形式直观地表达认识对象
的形态结构或三维结构
物理模型
概念模型
以图示、文字、符号等组成的流程图形式，对生物的生命活动规律、机理进行描述、阐明
数学模型
用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图，依实验数据绘制的柱状图、饼图等
酶活性变化曲线
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
1）美西螈核移植实验 2）蝾螈受精卵横缢实验
3）伞藻嫁接与核移植实验 4）变形虫切割实验
证实
一、概念检测
1、细胞核的结构与功能有密切的俩系，据此判断下列相关表述是否正确。
控制细胞器进行物质合成、能量转化等的指令主要通过核孔从细胞核送到细胞质。（ ）
细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关。（ ）
2、细胞核内行使遗传功能的结构是（ ）
A、核膜 B、核孔 C、染色质 D、核仁
3、细胞核是细胞的控制中心，下列各项不能作为这一结论的论据的是（ ）
A、DNA主要存在于细胞核内。 B、细胞核控制细胞的代谢和遗传。
C、细胞核是遗传物质储存和复制的场所。 D、细胞核位于细胞的正中央。
√
√
C
D
二、拓展应用
1、染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动有什么意义？
2、有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核，从而使后代的遗传物质同亲代相比，既有继承，又有变化。从这个角度看，你能找出不支持克隆人的论据吗？你还能说出其他论据吗？
染色体呈高度螺旋状态，这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，而染色质处于细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动。
有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息，在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合，从而大大增加了生物变异，增加了适应多变环境的能力。还有，克隆人对某种疾病具有易感性，就可能带来灾难性的后果；在社会学意义上，克隆人没有传统意义上的父亲和母亲，这会冲击原有的家庭和社会伦理观念，等等。

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