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第3节 细胞核的结构和功能
第3章 细胞的基本结构
能概述细胞核的结构和功能。
尝试制作真核细胞的三维结构模型。
能阐明细胞核是细胞生命系统的控制中心。
讨论：
母牛甲：取卵细胞去核
早期胚胎
植入母牛丙子宫
克隆牛
克隆的小牛长相和谁相似？能说明什么？
母牛乙：从体细胞中取出核
与母牛乙相似，说明了克隆牛的性状是由细胞核决定的。
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”。
克隆牛所有细胞的细胞核都来源于母牛乙的体细胞核。
一个核（大部分）
眼虫
变形虫
神经细胞
口腔上皮细胞
多个核（少部分）
骨骼肌细胞
没有核（极少数）
哺乳动物成熟的红细胞
是否所有的细胞都有细胞核？且都只有一个细胞核？
可以采取什么方案来研究细胞核的功能？
【任务①】 阅读教材P54-55资料1～4，思考以下问题：
1.美西螈的肤色遗传受细胞核还是细胞质控制？
指出该实验不严密之处并进行完善。
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？
该实验是如何设置对照的？
3.分析资料3你可以得出什么结论？
该实验是如何设置对照的？
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？
伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验中，哪个实验更有说服力？为什么？
一、细胞核的功能
黑美西螈胚胎细胞
【讨论1】美西螈皮肤颜色是由什么物质决定的？
【讨论2】表皮细胞合成黑色素的过程是由细胞核还是细胞质控制的？
白美西螈卵细胞
取核
去核
核移植
重组细胞
发育
黑美西螈
资料1：美西螈核移植实验
【讨论1】美西螈皮肤颜色是由什么物质决定的？
【讨论2】表皮细胞合成黑色素的过程是由细胞核还是细胞质控制的？
美西螈的皮肤颜色是皮肤表皮细胞内的黑色素决定的。
细胞内黑色素的合成是由细胞核控制的。
实验结论
实验分析
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的。
缺少对照组
对照实验
黑美西螈胚胎细胞
白美西螈卵细胞
黑美西螈胚胎细胞
白美西螈卵细胞
取核
去核
重组细胞
发育
黑美西螈
取核
去核
重组细胞
发育
白美西螈
实验结论
美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的。
蝾螈受精卵横缢实验示意图
蝾螈的受精卵
无核
有核
不分裂
分裂
开始分裂
发育
（慢）
发育
（快）
【讨论】从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？
没有细胞核，细胞就不能分裂、分化
资料2：蝾螈受精卵横缢实验
蝾螈受精卵横缢实验示意图
蝾螈的受精卵
无核
有核
不分裂
分裂
开始分裂
发育
（慢）
发育
（快）
实验结论
蝾螈的 _______________ 受细胞核控制。
细胞分裂、分化
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)
(对无核者重新挤入核)
资料2：蝾螈受精卵横缢实验
变形虫
无核
正常
能消化，但不能摄食，刺激无反应,细胞器退化
死亡
有核
取出核
植入细胞核
恢复生命活动
无核
细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动。
实验结论
变形虫________________________________等生命活动受________控制。
实验分析
分裂、生长、再生、对刺激的反应
细胞核
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）
变形虫
资料3：变形虫去核及核移植实验
Ⅱ.伞藻的核移植实验
Ⅰ.伞藻的嫁接实验
资料4 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，如下图所示。
伞柄
伞帽
假根
细胞核
思考：伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验中，哪个实验更有说服力？为什么？
伞藻核移植实验，这个实验可排除假根中其他物质的影响。
伞藻的伞帽形态由细胞核决定。
实验结论：
结合克隆牛的实例，综合以上实验分析，你认为细胞核具有什么功能？
细胞分裂分化离不开细胞核！ 细胞核是变形虫生长、应激性的生命活动的控制中心！ 美西螈肤色的遗传是由细胞核控制的！
细胞核控制伞藻的形态结构（伞帽的形状）！
美西螈核移植实验
伞藻嫁接核核移植实验
变形虫切割核核核移植实验
蝾螈受精卵横缢实验
细胞核控制着细胞 和 ，是细胞的控制中心！
代谢
遗传
推 出
代谢
遗传
细胞核的结构是怎样的？
结构
功能
【任务②】观看视频和阅读教材P56。
二、细胞核的结构
1.细胞核各结构有什么功能？细胞核内行使遗传功能的结构是什么？
2.大分子都能进出核孔吗？
核孔是细胞核物质进出唯一通道吗？
细胞代谢与核孔、核仁的关系？
3.染色质与染色体如何相互转化？
高倍镜下能看到染色体和染色质吗？
【任务②】 阅读教材P56，小组合作思考讨论完成问题：
核膜
层膜，把 与 与
分开
染色质
由 和 组成，DNA是
的载体
与某种 的合成以及 的形成有关
核仁
核孔
实现 之间频繁 的 。
双
核内物质
细胞质
核质
物质交换和信息交流
RNA
核糖体
DNA
蛋白质
遗传信息
1.细胞核各结构有什么功能？细胞核内行使遗传功能的结构是什么？
染色质
2.核孔？细胞代谢与核孔、核仁的关系？
【资料分析】核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体。大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。
(1)根据以上信息能否说明各种大分子物质都能自由进出核孔？
为什么？
(2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？
为什么？
(3)胰腺细胞与神经细胞相比，核孔数量多，核仁体积大。说明核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？
（如允许某些RNA和蛋白质通过，而DNA不能通过）
核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质是通过核膜进出细胞核的。
代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔数量较多。
不能！
核孔具有选择性！
不是！
3.染色质与染色体如何相互转化？
DNA
蛋白质
染色质
染色体
细胞核中的 紧密结合成染色质，染色质是极细的丝状物，因容易被 染成深色而得名。
DNA和蛋白质
碱性染料
染色质
染色体
高度螺旋、缩短变粗
解开螺旋、恢复细长丝状
(细胞分裂时)
(细胞分裂即将结束时)
染色质和染色体是 在
细胞 的 。
同一物质
不同时期
两种存在状态
光镜下清晰可见的染色体
DNA
遗传信息
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
控制中心
遗传性状
是 ，是细胞代谢和遗传的控制中心。
遗传信息库
物质合成
能量转化
信息交流
代谢
遗传
储存着
染色质
细胞核
4.根据教材56页第3、4、5段，构建概念图
遗传物质贮存和复制的场所
注意：细胞核不是细胞代谢的中心,细胞代谢的中心是细胞质(或细胞质基质)
以下两种细胞的寿命都较短，说明什么
说明细胞只有保持完整性，才能进行正常的生命活动。
也就是说，细胞既是生物体 ，
也是 。
结构的基本单位
生物体代谢和遗传的基本单位
与生活联系1
成熟的红细胞
精子细胞
特殊的细胞
细胞既是生物体的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。而细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。细胞核中的DNA上储存着遗传信息，是细胞生命活动的“蓝图”。
让我们为真核细胞构建模型吧！
1.模型的概念
人们为了某种____________而对认识对象所做的 一种简化的____________。
特定目的
概括性描述
这种描述可以是定性的，也可以是定量的。
2.模型的类型
①物理模型
以实物或者图画的形式，直观地表达认识对象的特征模型。
真核细胞三维结构模型
DNA双螺旋结构模型
注意：照片不是物理模型
减数分裂染色体变化的模型
三、构建模型
②数学模型
用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等描述事物特征及其内在联系的数学表达式。
③概念模型
指用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来，将生命现象和活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型，主要由流程图模型和概念图模型两种类型。
Nt=N0λt
物理模型
物理模型
真实结构（不是模型）
数学模型
数学模型
概念模型
判断下列模型分别属于哪种模型？
照片是原型，不是模型！
尝试制作真核细胞的三维结构模型
1.小组合作完成，参考方案自选材料制作真核细胞的三维结构物理模型
2.模型内容：可以是细胞的整体或者部分（如细胞膜）结构的模型
3.制作模型的原则：科学性和准确性优先，美观和成本其次！
探究·实践
视频欣赏：模型展览
视频欣赏：制作过程
细胞核
结构
功能
核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开
核仁：与rRNA合成以及核糖体形成有关
核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
相适应
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
细胞核 是遗传信息库
细胞代谢和遗传的控制中心
位于

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