資源簡介

細胞核的結構和功能教學設計
一、教學思路
二、教材分析
《細胞核的結構和功能》是生物人教版必修一第3章《細胞的基本結構》的第三節內容。本節課之前，細胞是新陳代謝最基本的結構和功能單位，生物體的各項生命活動及生命的生理、行為特點都是建立在細胞這一特殊結構基礎上的。除此之外，細胞膜的各項功能，細胞器在系統中的分工合作等各項調控都需要有調控機制，細胞系統的調控機制主要是由細胞核來實施的；細胞核的結構和功能的學習也與細胞分裂、生物的遺傳和變異等重要的章節有必然的聯系。
三、學情分析
本節課的授課對象是高中一年級的學生，學生已經學習過真核細胞的細胞膜及細胞質的結構和功能相關知識，對細胞的基本結構有一定的了解，但是對細胞這個微觀世界并不熟悉，也不易理解，但是從系統的角度去認識，系統有邊界、系統包括不同的組分和各自的分工，系統需要調控，學生容易理解細胞核如何作為細胞的控制中心。順著這個角度，既符合學生的認知特點，又可以幫助學生理解細胞核的結構與功能，完善生命的系統觀。
四、教學目標
1、通過分析科學家的實驗過程，能夠提高設計試驗、分析實驗結果得出結論的能力，培養學生的探究興趣和科學探究能力。
2、通過學習細胞核的結構和功能，能夠說出細胞核結構特點，認同細胞核是細胞生命系統的控制中心，進一步理解結構和功能相適應的關系。
3、通過學習思維導圖的繪制方法，能夠繪制出以“細胞核”為中心的思維導圖，理解概念之間的關系，發散思維，增強的創造性思維能力。
五、教學重點
1、理解細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心。
2、說出細胞核的結構特點及并能理解結構與功能相適應的關系。
六、教學難點
1、理解細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心。
2、掌握分析實驗結果得出結論的方法。
七、教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
設計意圖
導入新課
我們前幾節課已經學過了真核細胞的哪些結構呢？
除了這兩個結構還有什么結構呢？
原核細胞和真核細胞最明顯的區別
細胞膜和細胞質
復習導入，回顧總結知識，引出細胞核。
探究細胞核的功能
今天我們就沿著科學家走過的足跡，去探討和學習如何進行科學探究。
【活動一】分析資料探究細胞核的功能
資料1：美西螈核移植實驗
[問題]：
①科學家用什么材料做實驗的？②他是怎么做的？
③大家預測一下發育長大的美西螈的膚色是什么顏色？
④如果是黑色的可能與什么有關系？如果是白色的可能與什么有關？
[講解]：
大家有兩種猜測，科學家做了這個實驗，通過細胞核移植，最終得到的是黑色美西螈，說明美西螈皮膚的顏色不是由細胞質控制的，而是由細胞核控制的。
[小結]：體色是生物的一個性狀，由細胞核來控制，我們可以知道細胞核控制生物的體色。其實生物體內的很多性狀都是由細胞核來控制，所以可以說細胞核控制生物體的遺傳。
學生回答：
①美西螈；
②將黑色美西螈的胚胎細胞核取出來，移植到白色美西螈的去核卵細胞中。
③黑色的；白色的
④若美西螈是黑色的，則與細胞核有關；若美西螈是白色的，則與細胞質有關。
培養學生思考、歸納、遷移等綜合性能力
資料2：蠑螈受精卵橫縊實驗。
展示圖片，大家看圖，這是一個蠑螈受精卵，這是頭發絲。
[問題]：①為什么不用繩子呢？
[講解]：真聰明，正是因為實驗材料很小，而頭發絲又細又韌，很合適。
接著用這頭發絲把受精卵橫縊成有核和無核的兩半，[問題]：
②我們看這一半有核的怎么了，無核的怎么了？
③這說明了什么？
[講解]：
無核的一半是有核一半的對照，有細胞核的一半進行分裂，說明細胞核控制細胞分裂。
我們可以進一步做實驗，我們把這邊有核的擠過來看看這一半是不是真的分裂了呢。果然，兩邊都開始分裂了，最后兩半都發育成了胚胎，只是原來無核的慢一些，有核的一半快一些。
[問題]：④從資料2可以看出細胞核和細胞的分裂分化有什么關系？
[講解]：很好，從實驗我們可以得到這樣一個結論：細胞核控制著細胞的分裂和分化。
①實驗材料很小，繩子太粗了；
②有核的進行分裂，無核的不進行分裂
③說明了有細胞核能進行細胞分裂
④沒有細胞核，細胞就不能分裂分化
設計一系列的問題串，引導學生思考蠑螈實驗的設計過程。
資料3：變形蟲去核及核移植實驗涉及到了變形蟲，它又有什么特性呢？
展示變形蟲的圖片，變形蟲是一種單細胞動物，它能進行一系列的生命活動，可以變形，攝食等等。
[問題]：①如果你是科學家，想利用變形蟲探究細胞核的功能，會如何設計實驗?
[講解]：沒錯，科學家的設計和你們的一樣，具體是這樣的：將變形蟲切成兩半，一半有核，一半無核。無核的一半不能攝取食物；對外界刺激也不再發生反應；高爾基體、內質網等細胞器逐漸退化。有核的一半，情況則大不相同，照樣攝食，對刺激仍有反應，還能生長和分裂。
[問題]：②這說明了什么？
③為了使實驗更嚴謹，還應如何設計實驗呢？
[講解]：是的，就是用顯微鉤針將有核一半的細胞核鉤出，這一半的行為就會像上述的無核的一半一樣。但如果及時地植入同種變形蟲的另一個核，各種生命活動又會恢復。
[問題]：④那么這個實驗又說明了什么問題呢？
[講解]：回答得非常正確，從上面這個實驗，我們可以看到，將變形蟲切成兩半，沒有細胞核的一半不能攝取食物、不能對外界刺激做出反應，很多生命活動都停止了，而有核的一半則能夠正常的進行各種生命活動。一旦把核去除，生命活動又不能正常進行，重新植入細胞核又可以恢復各種生命活動。這充分說明了變形蟲的各種代謝活動是由細胞核控制的。
由此我們可以得到一個結論：細胞核控制著細胞的生命活動，控制著細胞代謝。
①小組討論，回答：分割變形蟲，一半有核，一半無核，觀察其生命活動。
②細胞核能控制細胞的代謝和生長等生命活動
③把有核的一半去掉核，無核的一半移入核
④細胞核控制著變形蟲的各種生命活動，沒有細胞核，生命活動就不能進行
訓練學生
思維的思
辨性，滲透“單一
變量”的思想。
使學生自己得出結
論，培養學生的自主學習和總結概括的良好習慣和能力，實現學生為主體的教學角色轉變。
資料4：傘藻嫁接與核移植實驗，展示傘藻的結構圖，介紹：傘藻是海生的單細胞藻類，由“帽、柄和假根三部分構成，細胞核在基部。傘藻再生性很強，即傘帽切除之后，很短時間內能夠生出新的傘帽，而且傘藻種間容易嫁接。傘藻的帽有兩種，一種是傘形，一種是菊花形。”科學家用傘藻做了兩個實驗，我們先來看下嫁接實驗，
[問題]：①請同學們觀察討論實驗步驟，并思考：切去帽后長出來的新帽的形狀是由誰控制的？
[講解]：大家再思考一下，回答細胞核準不準確。②這是由哪一部分決定的傘藻帽的性狀？
[問題]：③正是如此，那要證明“傘藻帽的形狀由細胞核控制”需再怎樣設計實驗？
[講解]：是的，具體步驟呢請一位同學照著PPT上的圖描述一下吧！
[問題]：④根據傘藻嫁接實驗和傘藻核移植實驗結果，得出什么結論？
[講解]：傘藻帽的形狀也就是生物體形態結構，而帽的再生也就是生物體形態結構的建成了，所以我們從資料4得到的結論就是：生物體形態結構的建成主要與細胞核有關，也就是說細胞核控制生物體的遺傳表現。
[總結歸納]：
除了這四個實驗，科學家們還做了大量的實驗，最終把細胞核的功能歸納為：細胞核控制著細胞的遺傳和代謝，即細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心。看書本55頁。
①細胞核
②不準確，因為假根除了有細胞核，還有細胞質
③移植細胞核：把菊花形帽傘藻的細胞核取出來，而把傘形帽傘藻的帽子切除，并且去掉細胞核，把菊花形帽傘藻的細胞核移植到去除細胞核的傘形帽傘藻中，最后長出來的就不是是傘形傘藻，而是菊花形傘藻了。
④傘藻帽的形狀由細胞核控制
鍛煉學生的語言表達能力，檢查學生的學習情況。
通過互動和學生的參與，增強學生的積極主動性和求知欲望，也利于學生的學習和理解。
學生在新知識與原有的相關
概念之間建立起實
質性的聯系，理解并掌握細
胞核各部分結構的功能。
二、細胞核的結構
我們都知道，有什么樣的功能，生物體內就會有相應的結構與之相適應。
下面我們來看看細胞核有哪些結構。
核膜：
①核膜由雙層膜構成的，它跟細胞膜是類似的，你猜它有怎么樣的功能？
在核膜上有許多酶的存在，有利于各種化學反應的進行。它與細胞膜有不同之處在于它有核孔。
核孔：
是大分子物質進出細胞核的通道。
如：細胞質中的蛋白質進入細胞核和細胞核中的RNA到細胞質中去。核孔則主要是大分子進出的通道。
②大家來歸納一下核孔的功能是什么？
代謝越旺盛需要交換的物質和信息越多，核孔也就越多。核孔和核膜都具有選擇性，核孔允許大分子如蛋白質、RNA等分子通過，但是DNA不能，小分子主要也是通過核孔。
核仁：
細胞核里可以看到球形小體，這些球形小體的折光性很強，很容易被區分。它參與RNA的合成，是形成核糖體的主要成分的部位。
③細胞核中的細胞形態、大小、數目都一樣嗎？
在不同的細胞這，核仁的形態、大小和數目都各不相同。比如在一些生長比較迅速、具有分裂能力或分泌酶類物質的細胞中核仁較大，而在一些蛋白質合成不活躍的細胞中則較小。（比如胰島細胞）
染色質
特性：細胞核中易被堿性染料（龍膽紫和醋酸洋紅）染成深色的物質。
組成：主要由DNA和蛋白質構成。
兩種不同形態結構：
這張圖，這就是組蛋白，這個雙螺旋結構是DNA，它們結合成絲狀的染色質。染色質經過高度的螺旋，縮短變粗，變成這圓柱狀或桿狀，也就是染色體啦！因此，染色質和染色體實際上是同種物質在不同時期的兩種形態，細胞分裂期時是染色體，細胞分裂結束時是染色質。它們之間的形態變化是通過解螺旋和螺旋化縮短變粗來實現的。就好像我們平常吃的泡面，平時呢都是高度卷曲、螺旋在一起的一塊東西，當我們要吃的時候呢，泡了水就散開來，成為一條條的。形態不一樣但都是泡面，因此，要記住啊——染色質和染色體是同一種物質在不同時期的兩種形態。
前期：高度螺旋化縮短變粗
DNA＋蛋白質
染色質
染色體
　　　　　　　　
末期：解螺旋變細變長
①將核內物質和核外物質分隔開；控制物質的進出細胞核。
②進行物質交換和信息交流
③一樣；不一樣
所有的細胞都有細胞核嗎？
[講解]：原核細胞中沒有真正的細胞核；有的真核細胞中也沒有細胞核，如哺乳動物中成熟的紅細胞。
（最初的紅細胞是有細胞核的，但是紅細胞在成熟的過程中細胞核就慢慢消失了。而且紅細胞本身不會分裂成更多紅細胞所以紅細胞不需要細胞核。問有什么作用？除去細胞核，紅細胞可以有更多空間運輸血紅蛋白和氧。
紅細胞之所以呈雙凹圓盤形是因為這不但可以增加表面積，有利于氧氣和二氧化碳的結合和釋放，還更有利于紅細胞在血管中的流動。）
圖示：人體成熟的紅細胞和高等植物的篩管細胞圖（無核）以及骨骼肌細胞和草履蟲細胞（多核）。
[問題]：
數目：一般一個：大多數生物體細胞中都是一個；
有的沒有：哺乳動物成熟的紅細胞；
有的多個：草履蟲有兩個細胞核；人的骨胳肌細胞中的細胞核可達數百個！
形態：球形或者卵形
大小：一般7微米左右
不是
通過特例，使學生思維發生碰撞，從而進一步明確細胞核是細胞的“控制中心”。
課堂小結
總結細胞核的結構和功能
DNA所攜帶的遺傳信息代代相傳，保證了親代和子代細胞在遺傳性狀上的一致性。細胞核是遺傳信息庫。
而遺傳信息控制著細胞的生命活動，進行物質合成、能量轉化和信息交流，完成生長、發育、衰老和死亡。所以細胞核是代謝和遺傳的控制中心。
細胞是生物體結構和功能的單位，也是遺傳的基本單位。
大家都知道克隆羊吧，現在還有克隆豬、克隆牛。從母牛乙的體細胞中取出細胞核，注入母牛甲去核的卵細胞中，移植后的細胞經細胞分裂形成早期胚胎，將胚胎移植入母牛丙的子宮內。出生的小牛幾乎與母牛乙的性狀一模一樣，這是為什么呢？
歸納總結
因為細胞核是遺傳信息庫，而且是細胞代謝和遺傳的控制中心，所以小牛與母牛性狀一樣。
進一步鞏固本課所學，應用于生活知識。
作業
繪制本章《細胞的基本結構》的思維導圖
八、板書設計
21世紀教育網
www.21cnjy.com
精品試卷·第
2
頁
（共
2
頁）

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