高中细胞核——系统的控制中心教案

第三节 细胞核——系统的控制中心

一、教学目标

1、              知识目标

（1） 阐明细胞核的结构和功能

（2） 学会进行实验数据分析

2、              能力目标

通过自主互动的过程式教学，领悟细胞核的功能，细胞核的结构以及功能与结构相适应的关系。

3、              情感、态度价值观目标

（1） 认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。

（2） 在合作与交流中分享解决问题后的愉悦。

教学重点

细胞核的结构和主要功能。

教学难点

1、              领悟细胞核是遗传信息库。

2、              理解细胞核是细胞生命系统的控制中心。

 教学过程

细胞内部像一个繁忙的工厂，在细胞质中有许多忙碌不停的“车间”，这些“车间”都有一定的结构，如线立体、叶绿体、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等，这些都是细胞器。我们知道这些细胞器内部进行着有条不紊的生物化学反应，并且彼此之间互不干扰。那为什么细胞能够如此精确而有序的进行这些生物化学反应呢？一个工厂要正常运行，必须要有厂长的正确领导和控制，可以说厂长是一个灵魂人物，是整个工厂的核心，那么在细胞这个工厂中，它的灵魂，控制中心是什么呢？

答：细胞核

用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的就是细胞核。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。

一般来说，一个细胞只有一个细胞核，但也有多核的。如鼠、兔的肝细胞含有10个或10个以上的核，而人的骨骼肌细胞中，细胞核的数目可多达数百个。动物细胞的细胞核直径一般为5~10um，植物的为5~20um，低等植物则为1~4um。

这些不同形态、不同数目、不同大小的细胞核都存在于细胞质中。在对细胞核的形态、大小等有一定了解后，我们再回到细胞核是如何控制细胞的生命活动上来，也就是细胞核的功能是什么呢？

一、细胞核的功能  （详）

 资料分析

资料1：黑白美西螈的核移植实验

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。移植后长大的美西螈，全部都是黑色的。

问：从这个实验可以发现美西螈的皮肤颜色由什么决定？是细胞核还是细胞质？

答：细胞核

问：为什么是细胞核而不是细胞质呢？

答：生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的，因为细胞核中有DNA，DNA是主要的遗传物质。DNA上有许多基因，控制着生物的性状。

资料2：蝾螈受精卵的横缢实验

科学家用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连。这样，就相当于把一个受精卵成了实验组和对照组两部分，实验组上无核的一半，而对照组是有核的一半，那么产生的结果是什么呢？

答：有核的一半能，而无核的一半则停止。

问：由此，我们可以得出什么结论？

答：细胞的、分化与细胞核有关。

问：那么是否真的是这样呢？我们继续往后看。

当有核的一半到16~32个细胞时，如果这时有一个细胞核挤到无核的一半，则这一半也会开始，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的慢一些。

从后半个实验，我们发现我们的推论得到了证实，即后半个实验验证了前半个实验。通过这样的一个验证实验我们就更确定我们的推断了。即细胞的、分化与细胞核有关，或者说细胞核控制着细胞的、分化，没有细胞核，细胞就不能、分化。

资料3：变形虫的切割实验

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。

无核得一半虽然仍能消化已经吞噬的食物，但不能摄取食物；对外界刺激也不再发生反应；在电子显微镜下，也会观察到高尔基体、内质网等细胞器在退化。

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。这时，如果用显微钩针将有核一半的细胞核钩出，这一半的行为就会像上述的无核的一半一样。但如果及时地植入同种变形虫的另一个核，各种生命活动又会恢复。

……

问：若再植入同种变形虫的另一个核，各种生命活动又会恢复。在这个实验中，哪部分是对照实验，哪部分是验证实验呢？

答：前半部分，后半部分。

由此我们可以坚定的得出我们的结论：细胞核控制着细胞的生命活动。即细胞核是生命活动的控制中心。

在资料2与资料3中，都设计了对照实验和验证实验，从而为我们的结论提供了有力的证据。那你们是否可以为资料1设计一个对照实验和验证实验来证明我们的结论呢？请大家课后讨论并拿出一个方案。

资料4：藻的嫁接实验和伞藻移植实验

伞藻由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部，请大家观察这两个实验，并与同小组的同学讨论一下，这两个实验又说明了什么？

伞藻嫁接实验：去伞藻的帽，将两者的柄切下来，交换嫁接到对方的假根上去，可得到与原来一样的帽。

伞藻核移植实验：将菊花形帽的伞藻的核移入到去核并去帽的伞形帽伞藻的假根中去，得到与菊花形帽伞藻一样的菊花形帽。

从资料4分析得出生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。

问：通过对这四个资料的分析，我们可以总结出，细胞核有什么功能呢？

答：细胞核控制着细胞的代谢和遗传。

结论：

大量的事实表明一个共同的结论：

细胞核控制着细胞的代谢和遗传。

我们把细胞核的重要功能总结如下：

① 细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所。

② 细胞核是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

③ 细胞核在细胞生命活动中起着决定性作用。

    也正是如此，有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”。那么，细胞核为什么能够成为细胞的“大脑”呢？

按照生物学中的结构和功能相适应的重要观点，我们认为：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。

二、细胞核的结构  （略）

将有丝间期的真核细胞进行固定和染色，再用电子显微镜观察，可以发现：

细胞核的主要结构有核膜、核仁和染色质等。

学生阅读P32页图2-157细胞核结构模式图

〈一〉核 膜

1、双层膜结构。

2、有很多小孔，叫核孔。蛋白质、信使RNA等大分子物质可以自由通过。

这样，通过它，细胞实现了细胞核和细胞质之间频繁的物质交换和信息交流。

3、核膜与内质网相连，附着了大量的多种的酶。

〈二〉核 仁

1、“最显著的结构” —— “折光性”较强，与其他结构很容易区分

2、有丝过程中，核仁呈周期性的消失和重建。相关科学研究表明，这一现象和核糖体有着非常密切的关系。

〈三〉染色质

1、一种极细的丝状物，因容易被碱性染料染成深色而得名。常说成“染色质丝”。

2、其成分主要有两种：蛋白质 和  DNA

3、与染色体之间得关系：“同一种物质在不同时期的两种形态”

   互变过程：

          细长丝状，交织成网状；细胞前期；高度螺旋化，缩短变粗

染色质                                                                 染色体

               圆柱状，棒状；细胞末期；解开螺旋，变细变长

染色体是生物体主要的遗传物质 —— DNA的主要载体。DNA上贮存着遗传信息。在细胞时，DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给了子代细胞，从而保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性。

 总结：

    遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”，细胞依据这个“蓝图”，进行物质合成、能量转换和信息交流，完成生长、发育、衰老和凋亡。

     也这是有了这张“蓝图”储藏在细胞核里，细胞核才具有控制细胞代谢的功能。

因此，对细胞核功能的较为全面的阐述应该是：

细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

【板书设计】

               细胞核——系统的控制中心

一、         细胞核

形态、数目、大小

二、         细胞核的功能

资料1结论：生物体性状的遗传主要由细胞核决定。

资料2结论：细胞的分化、与细胞核有关。

资料3结论：细胞核是生命活动的控制中心。

资料4结论：生物体的形态结构的建成与细胞核有关。

细胞核的功能：细胞核控制着细胞的代谢和遗传。

细胞核是遗传信息库。

三、         细胞核的结构

(1)  核膜

(2)  染色质：DNA和蛋白质

(3)  核仁

(4) 核孔