科学前沿 组装细胞教学设计及说课稿

必修一

第3章

第3节 细胞核——系统的控制中心

卢龙县中学 刘海娟

教学目标：

1、知识目标：

阐明细胞核的结构和功能

2、能力目标：

在合作探究中学会分析问题的方法，培养学生设计实验、分析实验结果的能力

3、情感态度和价值观：

初步形成生物体结构与功能相统一的观点

学习科学家勇于探索、精益求精的精神

教学重点：细胞核的结构和功能

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

3、实验探究：伞藻嫁接实验

教学方法：

教法：直观教学法、观察-讨论-归纳法、实验探究法

学法：自主探究学习法、分析归纳法、合作学习法

教学手段：多媒体运用与教具相结合

教学步骤：

教学内容

教师活动

引入

同学们，大家好！今天这节课由我来带大家领略生物知识的奥秘。首先我给大家介绍两位特殊的朋友，它们是“中中”和“华华”。为什么说它们特殊呢？因为它们有个共同的名字：克隆猴。

2018年1月25日凌晨，伴随着体细胞克隆猴的研究成果在国际顶级学术期刊《细胞》上的在线发表，中国科学家率先突破体细胞克隆猴技术的消息，迅速抢占了各大自媒体头条。

自克隆羊“多莉”诞生后，目前已经有23种哺乳动物相继被克隆出来，包括猫、狗、猪、大鼠等，但与人类相近的灵长类动物的体细胞克隆一直未解决。

克隆猴的诞生，将为生物医学的研究以及医药研发产业带来极大的便利，生命科学由此从实验小鼠时代迈进了实验猴时代，而针对人类大脑相关的许多疾病的研发，也将因此而加速。

克隆猴利用的是“动物核移植技术”，这在我们生物选修三将会更深入的讲解。

动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核，

1 学生活动

教学意图

通过克隆猴的实例，引发学生学习本节知识的兴趣。

移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新的胚胎，这个新的胚胎最终发育为动物个体。用核移植的方法得到的动物称为克隆动物。

问：“中中”和“华华”长得像提供细胞核的那只猴子,这跟细胞核有什么关系呢？细胞核有什么功能呢？

一、细胞资料分析1：美西螈核移植实验

核的功能

教师展示黑色美西螈和白色美西螈图片引起学生兴趣，简单介绍美西螈并展示美西螈核移植实验图解

美西螈（英文名称：Axolotl），又名墨西哥钝口螈，俗称六角恐龙，是水栖的两栖类，是墨西哥的特有种，因其独特的外貌及幼体性成熟而著名。根据肤色不同分为白美西螈和黑美西螈。

图解（略）

问：美西螈的皮肤颜色是受细胞核控制还是受细胞质控制的？

通过上述核移植的实验，我们可以知道，细胞核能控制生物的遗传。

资料2：伞藻的嫁接和核移植实验

伞藻是单细胞藻类，细胞长2-5cm，可分为“帽”、“柄”和“假根”3部分，细胞核在假根部位。伞藻具有非常强的再生能力，比如人为去掉伞藻的“帽”，过一段时间后，“柄”上会长出新的“帽”，人为切断伞藻的“柄”，还可以再接回去。

问：去掉“帽”的伞藻能长出新的“帽”，是跟“柄”有关，还是和“假根”有关，你能提出几种假设？哪几种？

同学们给出了4种假设，很好，说明你的思维是很严谨的，但是你觉的第4种假设可能性大吗？

问：我们提出了3种假设，那怎样才能知道我们做出的假设哪个是对的呢？

那么怎么去设计实验？

探究实验：现有菊花形帽伞藻和伞形帽伞藻若干，探究“柄”和“假根”对伞藻“帽”的形状影响。

（展示教具，加以说明并引导学生设计“换柄”实验）

（给学生2分钟时间，让学生利用手里的一组伞藻模型图，探究讨论实验方法，并预期实验

2

答：细胞核

答：4种。

（1）伞藻“帽”的形状只与“柄”有关（2）伞藻“帽”的形状只与“假根”有关（3）伞藻“帽”的形状与“柄”和“假根”都有关（4）都无关

答：通过实验

答：换“柄”通过四个资料培养学生归纳、总结的能力。通过对“伞藻嫁接实验”的探究过程使学生了解科学探究的一般过程，培养学生勇于探索、锲而不舍、精益求精的科学精神。

使学生理解细胞核的功能。

结果。）

好了，现在哪组同学可以把自己的实验设计跟大家分享一下？

学生展示（略）

（教师根据学生展示总结：换“柄”或者换“假根”：把两种伞帽的伞藻的“帽”切掉，然后把“伞形帽”的“柄”嫁接到“菊花形帽”的伞藻“假根”上，把“菊花形帽”的“柄”嫁接到“伞形帽”的“假根”上。

1、如果长出的“帽”形与“柄”相对应，则说明“帽”的形状只与“柄”有关

2、如果长出的“帽”形与“假根”相对应，则说明“帽”的形状只与“假根”有关

3、如果没有长出“帽”，或长出了新形状的“帽”，则说明“帽”的形状与二者都有关）

我们刚才进行的其实是进行科学探究的一般过程，我们发现一个特殊的现象，总是想去解释它，也就是作出假设，然后我们根据我们的假设去设计实验来验证我们的假设正确与否。那我们刚才所做的假设到底哪个才是正确的呢？科学家已经通过实验给出了我们正确的答案，也就是说新长出的“帽”形与“假根”有关。

问：那到底是与“假根”部位的细胞核有关，还是与“假根”部位的细胞质有关呢？怎么进一步的去验证它呢？

展示“伞藻核移植实验”图解，可以得出新长出的“帽”是受细胞核的控制。

问：这个实验我们观察一下，是不是哪里觉得不合适？

实验不严谨，应该设置一组对照实验：将伞形帽伞藻的细胞核移植到去掉“帽”和细胞核的菊花形帽伞藻的假根中，如果重组伞藻长出的帽形为伞形帽，则进一步证明细胞核控制生物的遗传。

（在刚刚我们讲过的“美西螈核移植实验”中也存在这样的问题，也应设置对照实验，使实验更加严谨）

伞藻嫁接实验和核移植实验更进一步证明细胞核控制生物的遗传。

我们看一下习题变式：（略）

非常好，现在的高考注重知识的整合和在实际中的应用。我们在解题过程中要灵活掌握。

那么细胞核除了控制遗传还可以控制生物的哪些过程，我们看一下“蝾螈受精卵横缢实

3 或换“假根”。

学生活动，完成老师布置的探究任务。

答：1、菊花柄上长出菊花帽，伞柄上长出伞形帽。

2、菊花柄上长出伞形帽，伞柄上长出菊花形帽

3、柄上没有长出帽或者长出了新型的帽

答：第2种

答：核移植

答：实验不严谨。缺对照。（方法略）

答：没有细胞核，细胞就不能分裂和分化

答：细胞核

验”，在课本的52页，思考：

从“蝾螈受精卵横缢实验”中可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系？（细胞核控制细胞分裂和分化。没有细胞核，细胞就不能分裂、分化）

结论：细胞核控制细胞的分裂、分化。(细胞分裂和分化在这本书的第六章我们会更加详细的进行学习）

结合课本53页相关内容和幻灯片图解，分析“变形虫切割实验”思考以下问题：

1、变形虫的摄食、生长等由什么控制？

2、细胞核与细胞质能不能单独存在？

通过这两个实验我们可以知道：细胞核除了可以控制遗传还可以控制胚胎发育、细胞分裂、细胞分化、摄食、生长等生命活动。而生命活动实质上是细胞内的许许多多的反应，我们也称之为细胞代谢。

综合之前几个资料分析，我们得出细胞核控制着细胞的代谢和遗传。

二、细胞那么细胞核为什么能控制细胞的代谢和遗核的结构

传，成为细胞的“控制中心”呢？在生物界有个

普遍的观点：结构与功能相适应。所以细胞核的功能是与它的结构密不可分的。接下来我们来共

同研究一下细胞核的结构是怎样决定功能? 教师展示细胞核结构图

问：真核细胞与原核细胞的最主要区别是什么？

问：核膜的结构特点是什么？

大家观察的非常仔细，核膜：双层膜、不连续：内膜光滑无核糖体，外膜附着许多核糖体，常与内质网相连。

问：那么核膜又有什么功能呢？首先我们回顾一下细胞膜的功能。

（教师引导学生回忆相关知识）

核膜的功能与之是相对应的。所以核膜的第一个功能是将核内物质与细胞质分开。使细胞核保持相对独立，能够更有效的、精确的控制细胞代谢。

第二个功能控制物质进出细胞核，问：是不是所有的物质都可以通过核膜进出细胞核呢？

（补充：核膜也具有选择透过性，小分子、离子可以通过核膜进出细胞核，大分子物质无法通过。）

问：那大分子物质无法由核膜进出细胞核，

4 答：不能，二者相互依存，细胞是一个有机整体。

答：有无以核膜为界限的细胞核

答：双层膜，且不连续（上边有核孔）

答：1、细胞膜将细胞与外界环境分隔开2、控制物质进出细胞3、进行细胞间的信息交流

答：不是

答：核孔

通过问题式教学引导学生自主探究细胞核的结构。使学生明确生物学观点：结构与功能相适应

那怎么实现大分子的核质交换呢？

非常好，同学们都认真看书了，在核膜上是存在核孔的，大分子物质可以通过核孔进出细胞核。

点明核孔的功能：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

问：是不是所有的大分子物质都可以通过核孔进出细胞核呢？

1、核孔具有选择性，如细胞核中的DNA就不能通过核孔2、结构与功能相适应，一般细胞代谢旺盛的细胞核孔数量较多。

通过对核膜、核孔的学习我们掌握到细胞核可以保持相对独立，精确的控制细胞代谢。那到底是什么物质去控制着细胞代谢和遗传呢？带着这个问题，我们来阅读一下课本54页第一段，并思考以下问题：

1、

染色质的成分是什么？(主要是DNA和蛋白质) 2、染色质是什么性状？（极细的丝状物，易被碱性染料染成深色）

3、染色质是如何变成染色体的？（细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下清晰可见的圆柱或杆状的染色体）

4、如何用一句话概扩染色质和染色体的关系。（染色质和染色体是同样的物质在细胞的不同时期的两种存在状态）

教师教具演示染色质和染色体的关系。

除了核膜、核孔、染色质（体），还有一个结构叫核仁，位于细胞核的中间位置，它与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

问：核仁大小是固定的吗？

（补充：蛋白质合成旺盛，生长活跃的细胞，核仁较大如分泌细胞、卵母细胞；

不具有蛋白质合成能力的细胞，核仁较小如肌细胞、休眠的植物细胞。）

讲到这，我们把细胞核的结构已经了解清楚，结合之前的学习，我们知道到底是细胞核中的什么物质控制着细胞的代谢和遗传呢？

对，正是DNA。DNA是遗传信息的载体，而DNA主要储存在细胞核中，现在我们可以对细胞核的功能做一个更全面的阐述：

细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

5

学生回答：1、DNA和蛋白质2、极细的丝状物，易被碱性染料染成深色

答：DNA

使学生对染色质和染色体的关系有更深刻的认识。

对细胞核的功能和结构我们已经学习完毕，接下来再思考一个问题：

是不是所有的细胞都有细胞核？一个细胞具有几个细胞核？

（高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞是没有细胞核的。

多数细胞有一个细胞核，但是也有的，比如双小核草履虫就有2个细胞核，而肌细胞则有多达数百个细胞核。）

总结本节一、细胞核的功能

学生回答

知识

1、美西螈核移植实验

2、伞藻的嫁接和核移植实验

这两个材料证明细胞核控制遗传

3、蝾螈受精卵横缢实验

4、变形虫切割实验

这两个材料证明细胞核控制细胞代谢

二、细胞核的结构

点明细胞核的功能。

克隆前沿

体细胞核移植技术存在的问题:

绝大多数克隆动物还存在健康问题，许多克隆动物表现出遗传和生理缺陷，如体型过大、异常肥胖、发育困难、脏器缺陷、免疫失调等。

这些问题需要新一代科学家去研究探索，其中就包括你们！

帮助学生梳理本节课知识网络。使学生对本节知识有整体把握。

知识拓展，鼓励学生积极参与科研创新，培养社会责任感！

课后习题

1、思考：遗传信息就像细胞生命活动的“蓝学生整理，使学生对课本P54图”，同一个生物体内的所有细胞的“蓝图”都自主思考

知识的掌旁栏思考是一样的吗？如果是一样的，为什么体内细胞的握更加完形态、功能如此多样？结构不完全相同？ 题

整，为以（一样，同一生物体内的细胞都来源于一个受精后的学习卵；生物体内细胞形态，结构和功能的多种多样，奠定基是细胞分化的结果

。）

础。

2、尝试制作真核细胞的三维结构模型

6

板书设计：

第3节 细胞核——系统的控制中心

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