高一生物教案：《细胞核—系统的控制中心》教案一

高一生物教案：《细胞核—系统的控制中心》教案一

　　考点同步解读

　　本节是人教版高中生物新课程必修一模块第3章的第3节。本节为细胞结构的最后一节,主要讲的是细胞核的结构和功能,通过本节课的学习,学生对细胞的亚显微结构和功能的认识更加全面完整,对结构和功能相统一”的观点有进一步认识,也为后续的学习作了铺垫,如细胞核的结构和功能是生物遗传的基础,其中DNA的复制、基因指导蛋白质的合成都和细胞核有关;染色质和染色体的关系是学习细胞分裂时染色体变化的基础;细胞核是遗传信息库是理解植物组织培养和动物克隆技术原理细胞全能性的基础。另外,教材中的几个经典实验也让学生体验了生物学研究的一般过程和方法,为继续学习生物打下很好的基础。

　　核心素养聚焦

　　经过初中阶段的学习,学生对细胞的整体结构如细胞膜、细胞质、细胞核有了初步认识这部分内容可以看成是初中教材的补充和深入。通过前面几节内容的学习,学生对细胞各部分结构以及他们的功能有了进一步认识,在脑子中能呈现出细胞亚显微结构的三维图,加深“结构和功能相统一”的观念。

　　本节课引入时直接通过克隆羊“多利”的创设情境,激发学生兴趣和求知欲。进而结合课本已给资料合作学习。课本上给的四个资料的逻辑性不是很强,因此教学中对四个资料顺序重新组合,使得学生在讨论过程中一步步地将细胞核的功能理解的更充分解决本课的教学重难点,同时也获得了更多的锻炼机会。在交流的过程中,教师起到了引导、指导、衔接、鼓励的角色,适时的在学生的交流过程中给以肯定,并将教学内容向深层次引入。最后在学生的交流基础上,对细胞核的结构和功能做全面的阐述。

　　教学准备

　　1. 教学目标

　　知识目标

　　①掌握真核细胞的细胞核的主要功能

　　②掌握真核细胞的细胞核的内部结构和各自的功能

　　③理解染色质和染色体的区别与联系

　　能力目标

　　通过资料分析，提高设计试验、分析实验结果得出结论的能力

　　情感目标

　　①树立结构与功能相适应的观点

　　②体验科学工作的方法和过程，增强探索新知识的欲望和创新意识

　　2. 教学重点/难点

　　教学重点

　　①通过资料分析，真正认同细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心

　　②细胞核的结构特点及与功能相适应的关系

　　教学难点

　　①主动地思考和分析资料，不仅理解细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，同时掌握分析实验结果得出结论的方法

　　②染色质和染色体的概念

　　3. 教学用具

　　黑板,多媒体课件

　　4. 标签

　　教学过程

　　教学过程设计

　　1新课导入

　　同学可能看过喜羊羊与灰太狼，喜羊羊的家族里来了三个新成员，分别是黑羊羊、白羊羊和灰羊羊，黑羊羊、白羊羊非常受他们的欢迎，而灰羊羊常常被冷落。灰羊羊想改变后代的命运，她有一个梦想就是生一只小白羊。但我们知道，龙生龙，凤生凤，通常黑羊生黑羊，白羊生白羊，灰羊生灰羊。

　　教师提问：我们怎样才能帮助灰羊羊实现梦想呢？如果大家还记得初中讲过的克隆羊多利，这个问题应该很容易解决的。

　　学生讨论后回答：克隆白羊羊，让灰羊羊生下小白羊

　　教师陈述：是的，白羊羊和黑羊羊可以助白羊羊一臂之力，白羊羊乳腺细胞的细胞核移植到黑羊羊的去核卵细胞内，发育成胚胎后再植入灰羊羊的子宫内，经过一定时间的发育后，灰羊羊诞生了一只可爱的小白羊。那为什么三个羊妈妈中，小白羊和提供给它细胞核的白羊羊长得最像，而不是和提供去核卵细胞的黑羊羊或者生下她的灰羊羊最像呢？上完细胞核这一节课，相信大家就会明白了。

　　这节课呢，我们主要从功能和结构两方面来学习细胞核。

　　2细胞核的功能

　　教师提问：首先我们要明确一下，是不是所有的细胞都有细胞核啊？

　　学生思考后回答：不是，例如原核细胞

　　教师提问：那所有的真核细胞都有细胞核吗？

　　学生回答：也不是，例如成熟红细胞

　　教师根据学生答案总结：是的，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。

　　教师陈述：那么科学史上发现细胞核的功能有四个非常经典的实验，载入了我们的生物教科书，下面我们来学习一下。

　　我们先看资料1：美西螈核移植实验——科学家用黑白两种美西螈做实验，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

　　教师提问：同学们思考一下：小美西螈的肤色是什么颜色？为什么？

　　学生谈论后回答：黑色，因为细胞核是黑色美西螈提供的

　　教师提问：美西螈的肤色是由什么控制的？

　　学生回答：细胞核

　　教师小结：没错，从资料一可知，黑色美西螈提供细胞核，白色美西螈提供细胞质，通过细胞核移植，得到的是黑色美西螈，说明美西螈皮肤的颜色不是由细胞质控制的，而是由细胞核控制的。

　　教师提问：结合克隆羊的产生过程，你认为生物性状的遗传主要是细胞核还是细胞质控制？

　　学生回答：细胞核

　　教师陈述总结：是的，不管是美西螈还是克隆羊，得到的后代性状都是和提供细胞核的一样，因此，细胞核控制着生物体性状的遗传。

　　教师展示资料：接着看资料2：蝾螈受精卵横缢实验。展示图片，介绍：这就是蝾螈的一种——黄星点蝾螈，长得挺难看的，但是没关系，科学家正是通过它发现了一个重要的实验结果。大家看图，这是一个蝾螈受精卵，这是头发丝。

　　教师提问：为什么不用绳子呢？

　　学生认真听讲、思考、回答：“实验材料很小，绳子太大了”

　　教师陈述：接着用这头发丝把受精卵横缢成有核和无核的两半，中间只有少量细胞质连着，结果就发现，没有核的这一半不能分裂，而有核的这一半分裂了。当有核的一半分裂到16——32个细胞时，科学家把一个细胞核挤到无核的那一半，结果，无核的一半也开始分裂了。最后两半都成了正常的胚胎，只是原来无核的慢一些，有核的一半快一些。

　　教师继续提问：从资料2可以看出细胞核和细胞的分裂分化有什么关系？

　　学生讨论后回答：“没有细胞核，细胞就不能分裂分化”

　　教师总结：从实验中可知，有细胞核的时候，蝾螈可以正常的进行分裂分化，最后发育成一个新个体，但是如果没有细胞核，蝾螈就不能进行分裂，重新植入细胞核，细胞又能够继续分裂和分化。这说明细胞核与细胞的分裂分化紧密相连。由此我们可以得到这样一个结论：细胞核控制着细胞的分裂和分化。

　　教师提问：人成熟的红细胞还能生长分裂吗？为什么？

　　学生思考后回答：“不能，因为细胞核控制着细胞的分裂分化，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，就不能生长分裂”

　　教师陈述：我们刚开始的时候已经提到高等植物的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞是没有细胞核的，所以它们不能够继续生长和分裂，只能逐渐的衰老，最后死亡，它们的寿命是非常短的。我们知道受精卵具有分裂分化的特性，科学家就利用该特性来研究细胞核与细胞分裂分化的关系。

　　教师提问：那么我们接下来要学习资料3：变形虫去核及核移植实验涉及到了变形虫，它又有什么特性呢？

　　学生小组讨论，回答：分割变形虫，一半有核，一半无核，观察其生命活动

　　教师陈述：变形虫是生活在淡水中的单细胞原生动物，体形不固定，细胞质能够向外流出形成指状突起，即伪足。当变形虫碰到食物时，受食物刺激，细胞质向食物周围方向流动，伸出伪足，把食物包围起来变成变形虫内的食物泡。如果变形虫在向前移动的过程中受到显微针尖的刺激，便会改变运动的方向，原生质由向前流动改为向后或其他方向流动。

　　教师追问“如果你是科学家，想利用变形虫探究细胞核的功能，会如何设计实验？

　　学生谈论后各抒己见

　　教师总结：科学家的设计和你们的一样，具体是这样的：将变形虫切成两半，一半有核，一半无核。无核的一半不能摄取食物；对外界刺激也不再发生反应；高尔基体、内质网等细胞器逐渐退化。有核的一半，情况则大不相同，照样摄食，对刺激仍有反应，还能生长和分裂。

　　教师追问：为了使实验更严谨，还应如何设计实验呢？

　　学生谈论回答：把有核的一半去掉核，无核的一半移入核

　　教师根据学生回答后总结：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。

　　追问：那么这个实验又说明了什么问题呢？

　　学生听讲、思考并回答：“细胞核控制着变形虫的各种生命活动，没有细胞核，生命活动就不能进行”

　　教师总结：从上面这个实验，我们可以看到，将变形虫切成两半，没有细胞核的一半不能摄取食物、不能对外界刺激做出反应，很多生命活动都停止了，而有核的一半则能够正常的进行各种生命活动。一旦把核去除，生命活动又不能正常进行，重新植入细胞核又可以恢复各种生命活动。这充分说明了变形虫的各种生命活动是由细胞核控制的。

　　由此我们可以得到一个结论：细胞核控制着细胞质的生命活动。

　　我们还差最后一个经典实验，资料4：伞藻嫁接与核移植实验，展示伞藻的结构图，介绍：伞藻是海生的单细胞藻类，由“帽、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。伞藻再生性很强，即伞帽切除之后，很短时间内能够生出新的伞帽，而且伞藻种间容易嫁接。伞藻的帽有两种，一种是伞形，一种是菊花形。”

　　教师提问：科学家用伞藻做了两个实验，我们先来看下嫁接实验，请同学们观察讨论实验步骤，并思考：切去帽后长出来的新帽的形状是由柄决定的？还是由假根决定的？为什么？

　　学生观察，思考，个别回答“把两种伞藻的帽都去除，把它们的柄嫁接到彼此的假根上”

　　“切去帽后长出来的新帽的形状是由假根决定的，因为假根具有细胞核”

　　教师追问：那么该实验能否说明伞藻帽的形状由细胞核控制？为什么？

　　学生回答：“不能，因为假根除了有细胞核，还有细胞质”

　　教师继续追问：那要证明“伞藻帽的形状由细胞核控制”需再怎样设计实验？

　　学生回答：“移植细胞核”

　　教师请一位同学照着PPT上的图描述一下吧！

　　学生上台描述：把菊花形帽伞藻的细胞核取出来，而把伞形帽伞藻的帽子切除，并且去掉细胞核，把菊花形帽伞藻的细胞核移植到去除细胞核的伞形帽伞藻中，最后长出来的就不是是伞形伞藻，而是菊花形伞藻了。

　　教师提问：根据伞藻嫁接实验和伞藻核移植实验结果，得出什么结论？

　　学生回答：伞藻帽的形状由细胞核控制

　　教师陈述：伞藻帽的形状也就是生物体形态结构，而帽的再生也就是生物体形态结构的建成了，所以我们从资料4得到的结论就是：生物体形态结构的建成主要与细胞核有关

　　我们再来回顾下，总结一下细胞核的功能。资料1体现了细胞核控制着生物性状的遗传，而资料4 中伞藻帽的形态结构也属于生物性状的一种，由细胞核控制。资料2中蝾螈胚胎细胞的分裂分化，资料3中变形虫细胞质的生命活动、资料4中伞藻帽的再生都与代谢有关，也是由细胞核控制，因此，细胞核的功能可以归纳为：细胞核控制着细胞的遗传和代谢，即细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。

　　学生认真听讲并理解

　　3细胞核的结构

　　教师讲述：正因为细胞有如此重要的功能，有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”或细胞的“控制中心”。那细胞核为什么能成为细胞的 “控制中心”呢？

　　我们都知道，生物的各种结构和功能相适应的。那么到底细胞核里面有什么样的结构可以使它担当得起控制细胞遗传和代谢这么重要的功能呢？下面让我们一起来揭开细胞核的神秘面纱吧。

　　教师提问：在学习细胞核的结构之前，我们先来回顾一下细胞的结构，展示细胞结构模式图，提问：细胞由哪几部分组成？

　　学生回答：细胞主要由细胞膜、细胞质、细胞核构成。

　　教师陈述：那细胞核是否又有类似的结构呢？大家来看下细胞核的结构模式图，并告知：细胞核由核膜、染色质、核仁构成，与细胞的构成很相似。具体又有什么不同的呢，我们来具体学习细胞核各部分的结构及其功能。

　　核膜是双层生物膜，靠近细胞质的一面是外膜，靠近核仁的一面是内膜。

　　教师提问：大家还记得细胞膜的功能吗？

　　学生回忆后回答：将细胞与外界环境分隔开，控制物质进出细胞，进行细胞间的信息交流。

　　教师总结陈述：类似的，核膜的功能就是将核内物质与细胞质分开。至于核内要不断地与核外细胞质进行物质交换和信息交流，则不是核膜的主要功能。因为核膜上有核孔，是内外两层生物膜连接在一起形成的。主要是大分子进出的通道，实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流的功能。其实核膜和核孔很像我们的蚊帐，既能把床内和床外分隔开，阻挡蚊子等的侵袭，蚊帐上的小孔又能实现空气的流通。

　　进一步指出，代谢越旺盛的细胞需要交换的物质和信息越多，为适应这一功能，所以核孔的数目就越多。

　　教师提问：那么，口腔上皮细胞和胰岛细胞哪个核膜上的核孔数目多呢？

　　学生回答：胰岛细胞

　　教师讲述：胰岛细胞能分泌激素，代谢旺盛；口腔上皮细胞为高度分化的细胞，代谢较弱。由于细胞代谢越旺盛，核孔数目越多，因此口腔上皮细胞的核孔数目教少。

　　核仁：在细胞核的中央，很像蛋黄派的馅，主要是一部分染色质聚在一起形成的，这部分染色质里的DNA主要控制合成构成核糖体的RNA,所以说它与某种RNA及于核糖体的形成有关。通常蛋白质合成旺盛的细胞核仁较大。

　　教师布置阅读任务：接下下大家带着这几个问题阅读课本54页: 1、染色质的组成成分2、染色质的特性3、染色质和染色体的关系

　　学生回答：

　　1、染色质由DNA和蛋白质组成

　　2、染色质是极细的丝状物，

　　容易被碱性染料染成深色

　　3、染色质和染色体是同样的物质在不同时期的两种存在状态

　　教师展示图片讲述：大家先来看看这张图，这就是组蛋白，这个双螺旋结构是DNA，它们结合成丝状的染色质。染色质经过高度的螺旋，缩短变粗，变成这圆柱状或杆状，也就是染色体啦！因此，染色质和染色体实际上是同种物质在不同时期的两种形态，细胞分裂期时是染色体，细胞分裂结束时是染色质。它们之间的形态变化是通过解螺旋和螺旋化缩短变粗来实现的。就好像我们平常吃的泡面，平时呢都是高度卷曲、螺旋在一起的一块东西，当我们要吃的时候呢，泡了水就散开来，成为一条条的。形态不一样但都是泡面，因此，要记住啊——染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种形态。

　　教师提问：细胞核中谁控制细胞的遗传和代谢的呢？

　　学生回答：DNA

　　教师总结陈述：DNA：是遗传信息的载体，细胞的一切生命活动都是由DNA控制的，比如（指某个同学）你长得像你爸妈，是因为你细胞核内的DNA一半来自你爸爸一半来自你妈妈；同样的草，羊吃了长羊肉，牛吃了长牛肉，是因为牛羊细胞内的DNA不同。所以细胞的代谢和遗传都是DNA控制的。而DNA主要分布在细胞核内，因此细胞核又被称为──遗传信息库。所以细胞核才具有控制细胞代谢和遗传的功能

　　课堂小结

　　细胞是一个统一整理：

　　我们已经学完细胞的基本结构这一章了，知道细胞由细胞膜、细胞质、细胞核构成。而且细胞还是一个高度有序的统一整体，可以从四方面来看，

　　①从结构上看，细胞核和细胞质通过核孔相通；核膜、内质网膜与细胞膜等相互连接成细胞内完整的生物膜系统

　　②从功能上看，细胞各个部分结构和功能虽不同，但相互联系，分工合作，协调一致完成各项生命活动

　　③从调控上看，细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。因此，细胞的整个生命活动主要是由DNA调控和决定的，使细胞形成一个高度有序的整体调控系统。

　　④从与外界环境关系上看，细胞的整体性还表现在每一个细胞都要与相邻细胞进行物质交换和能量转换，而与外界环境直接接触的细胞的都要与外界环境进行物质交换和能量转换，因此细胞与外界环境形成统一的整体。

　　结合第一章的知识，我们可以知道，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。

　　板书

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