高一生物教案：《細胞核—系統(tǒng)的控制中心》教案一

高一生物教案：《細胞核—系統(tǒng)的控制中心》教案一

　　考點同步解讀

　　本節(jié)是人教版高中生物新課程必修一模塊第3章的第3節(jié)。本節(jié)為細胞結(jié)構(gòu)的最后一節(jié),主要講的是細胞核的結(jié)構(gòu)和功能,通過本節(jié)課的學習,學生對細胞的亞顯微結(jié)構(gòu)和功能的認識更加全面完整,對結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一”的觀點有進一步認識,也為后續(xù)的學習作了鋪墊,如細胞核的結(jié)構(gòu)和功能是生物遺傳的基礎,其中DNA的復制、基因指導蛋白質(zhì)的合成都和細胞核有關(guān);染色質(zhì)和染色體的關(guān)系是學習細胞分裂時染色體變化的基礎;細胞核是遺傳信息庫是理解植物組織培養(yǎng)和動物克隆技術(shù)原理細胞全能性的基礎。另外,教材中的幾個經(jīng)典實驗也讓學生體驗了生物學研究的一般過程和方法,為繼續(xù)學習生物打下很好的基礎。

　　核心素養(yǎng)聚焦

　　經(jīng)過初中階段的學習,學生對細胞的整體結(jié)構(gòu)如細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核有了初步認識這部分內(nèi)容可以看成是初中教材的補充和深入。通過前面幾節(jié)內(nèi)容的學習,學生對細胞各部分結(jié)構(gòu)以及他們的功能有了進一步認識,在腦子中能呈現(xiàn)出細胞亞顯微結(jié)構(gòu)的三維圖,加深“結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一”的觀念。

　　本節(jié)課引入時直接通過克隆羊“多利”的創(chuàng)設情境,激發(fā)學生興趣和求知欲。進而結(jié)合課本已給資料合作學習。課本上給的四個資料的邏輯性不是很強,因此教學中對四個資料順序重新組合,使得學生在討論過程中一步步地將細胞核的功能理解的更充分解決本課的教學重難點,同時也獲得了更多的鍛煉機會。在交流的過程中,教師起到了引導、指導、銜接、鼓勵的角色,適時的在學生的交流過程中給以肯定,并將教學內(nèi)容向深層次引入。最后在學生的交流基礎上,對細胞核的結(jié)構(gòu)和功能做全面的闡述。

　　教學準備

　　1. 教學目標

　　知識目標

　�、僬莆照婧思毎�的細胞核的主要功能

　�、谡莆照婧思毎�的細胞核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各自的功能

　　③理解染色質(zhì)和染色體的區(qū)別與聯(lián)系

　　能力目標

　　通過資料分析，提高設計試驗、分析實驗結(jié)果得出結(jié)論的能力

　　情感目標

　�、贅淞⒔Y(jié)構(gòu)與功能相適應的觀點

　�、隗w驗科學工作的方法和過程，增強探索新知識的欲望和創(chuàng)新意識

　　2. 教學重點/難點

　　教學重點

　�、偻ㄟ^資料分析，真正認同細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心

　�、诩毎�核的結(jié)構(gòu)特點及與功能相適應的關(guān)系

　　教學難點

　　①主動地思考和分析資料，不僅理解細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心，同時掌握分析實驗結(jié)果得出結(jié)論的方法

　　②染色質(zhì)和染色體的概念

　　3. 教學用具

　　黑板,多媒體課件

　　4. 標簽

　　教學過程

　　教學過程設計

　　1新課導入

　　同學可能看過喜羊羊與灰太狼，喜羊羊的家族里來了三個新成員，分別是黑羊羊、白羊羊和灰羊羊，黑羊羊、白羊羊非常受他們的歡迎，而灰羊羊常常被冷落。灰羊羊想改變后代的命運，她有一個夢想就是生一只小白羊。但我們知道，龍生龍，鳳生鳳，通常黑羊生黑羊，白羊生白羊，灰羊生灰羊。

　　教師提問：我們怎樣才能幫助灰羊羊?qū)崿F(xiàn)夢想呢？如果大家還記得初中講過的克隆羊多利，這個問題應該很容易解決的。

　　學生討論后回答：克隆白羊羊，讓灰羊羊生下小白羊

　　教師陳述：是的，白羊羊和黑羊羊可以助白羊羊一臂之力，白羊羊乳腺細胞的細胞核移植到黑羊羊的去核卵細胞內(nèi)，發(fā)育成胚胎后再植入灰羊羊的子宮內(nèi)，經(jīng)過一定時間的發(fā)育后，灰羊羊誕生了一只可愛的小白羊。那為什么三個羊媽媽中，小白羊和提供給它細胞核的白羊羊長得最像，而不是和提供去核卵細胞的黑羊羊或者生下她的灰羊羊最像呢？上完細胞核這一節(jié)課，相信大家就會明白了。

　　這節(jié)課呢，我們主要從功能和結(jié)構(gòu)兩方面來學習細胞核。

　　2細胞核的功能

　　教師提問：首先我們要明確一下，是不是所有的細胞都有細胞核�。�

　　學生思考后回答：不是，例如原核細胞

　　教師提問：那所有的真核細胞都有細胞核嗎？

　　學生回答：也不是，例如成熟紅細胞

　　教師根據(jù)學生答案總結(jié)：是的，除了高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數(shù)細胞外，真核細胞都有細胞核。

　　教師陳述：那么科學史上發(fā)現(xiàn)細胞核的功能有四個非常經(jīng)典的實驗，載入了我們的生物教科書，下面我們來學習一下。

　　我們先看資料1：美西螈核移植實驗——科學家用黑白兩種美西螈做實驗，將黑色美西螈胚胎細胞的細胞核取出來，移植到白色美西螈的去核卵細胞中

　　教師提問：同學們思考一下：小美西螈的膚色是什么顏色？為什么？

　　學生談論后回答：黑色，因為細胞核是黑色美西螈提供的

　　教師提問：美西螈的膚色是由什么控制的？

　　學生回答：細胞核

　　教師小結(jié)：沒錯，從資料一可知，黑色美西螈提供細胞核，白色美西螈提供細胞質(zhì)，通過細胞核移植，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(zhì)控制的，而是由細胞核控制的。

　　教師提問：結(jié)合克隆羊的產(chǎn)生過程，你認為生物性狀的遺傳主要是細胞核還是細胞質(zhì)控制？

　　學生回答：細胞核

　　教師陳述總結(jié)：是的，不管是美西螈還是克隆羊，得到的后代性狀都是和提供細胞核的一樣，因此，細胞核控制著生物體性狀的遺傳。

　　教師展示資料：接著看資料2：蠑螈受精卵橫縊實驗。展示圖片，介紹：這就是蠑螈的一種——黃星點蠑螈，長得挺難看的，但是沒關(guān)系，科學家正是通過它發(fā)現(xiàn)了一個重要的實驗結(jié)果。大家看圖，這是一個蠑螈受精卵，這是頭發(fā)絲。

　　教師提問：為什么不用繩子呢？

　　學生認真聽講、思考、回答：“實驗材料很小，繩子太大了”

　　教師陳述：接著用這頭發(fā)絲把受精卵橫縊成有核和無核的兩半，中間只有少量細胞質(zhì)連著，結(jié)果就發(fā)現(xiàn)，沒有核的這一半不能分裂，而有核的這一半分裂了。當有核的一半分裂到16——32個細胞時，科學家把一個細胞核擠到無核的那一半，結(jié)果，無核的一半也開始分裂了。最后兩半都成了正常的胚胎，只是原來無核的慢一些，有核的一半快一些。

　　教師繼續(xù)提問：從資料2可以看出細胞核和細胞的分裂分化有什么關(guān)系？

　　學生討論后回答：“沒有細胞核，細胞就不能分裂分化”

　　教師總結(jié)：從實驗中可知，有細胞核的時候，蠑螈可以正常的進行分裂分化，最后發(fā)育成一個新個體，但是如果沒有細胞核，蠑螈就不能進行分裂，重新植入細胞核，細胞又能夠繼續(xù)分裂和分化。這說明細胞核與細胞的分裂分化緊密相連。由此我們可以得到這樣一個結(jié)論：細胞核控制著細胞的分裂和分化。

　　教師提問：人成熟的紅細胞還能生長分裂嗎？為什么？

　　學生思考后回答：“不能，因為細胞核控制著細胞的分裂分化，哺乳動物成熟的紅細胞沒有細胞核，就不能生長分裂”

　　教師陳述：我們剛開始的時候已經(jīng)提到高等植物的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞是沒有細胞核的，所以它們不能夠繼續(xù)生長和分裂，只能逐漸的衰老，最后死亡，它們的壽命是非常短的。我們知道受精卵具有分裂分化的特性，科學家就利用該特性來研究細胞核與細胞分裂分化的關(guān)系。

　　教師提問：那么我們接下來要學習資料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？

　　學生小組討論，回答：分割變形蟲，一半有核，一半無核，觀察其生命活動

　　教師陳述：變形蟲是生活在淡水中的單細胞原生動物，體形不固定，細胞質(zhì)能夠向外流出形成指狀突起，即偽足。當變形蟲碰到食物時，受食物刺激，細胞質(zhì)向食物周圍方向流動，伸出偽足，把食物包圍起來變成變形蟲內(nèi)的食物泡。如果變形蟲在向前移動的過程中受到顯微針尖的刺激，便會改變運動的方向，原生質(zhì)由向前流動改為向后或其他方向流動。

　　教師追問“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？

　　學生談論后各抒己見

　　教師總結(jié)：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(fā)生反應；高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)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。

　　教師追問：為了使實驗更嚴謹，還應如何設計實驗呢？

　　學生談論回答：把有核的一半去掉核，無核的一半移入核

　　教師根據(jù)學生回答后總結(jié)：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。

　　追問：那么這個實驗又說明了什么問題呢？

　　學生聽講、思考并回答：“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”

　　教師總結(jié)：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生命活動是由細胞核控制的。

　　由此我們可以得到一個結(jié)論：細胞核控制著細胞質(zhì)的生命活動。

　　我們還差最后一個經(jīng)典實驗，資料4：傘藻嫁接與核移植實驗，展示傘藻的結(jié)構(gòu)圖，介紹：傘藻是海生的單細胞藻類，由“帽、柄和假根三部分構(gòu)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(nèi)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。”

　　教師提問：科學家用傘藻做了兩個實驗，我們先來看下嫁接實驗，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柄決定的？還是由假根決定的？為什么？

　　學生觀察，思考，個別回答“把兩種傘藻的帽都去除，把它們的柄嫁接到彼此的假根上”

　　“切去帽后長出來的新帽的形狀是由假根決定的，因為假根具有細胞核”

　　教師追問：那么該實驗能否說明傘藻帽的形狀由細胞核控制？為什么？

　　學生回答：“不能，因為假根除了有細胞核，還有細胞質(zhì)”

　　教師繼續(xù)追問：那要證明“傘藻帽的形狀由細胞核控制”需再怎樣設計實驗？

　　學生回答：“移植細胞核”

　　教師請一位同學照著PPT上的圖描述一下吧！

　　學生上臺描述：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。

　　教師提問：根據(jù)傘藻嫁接實驗和傘藻核移植實驗結(jié)果，得出什么結(jié)論？

　　學生回答：傘藻帽的形狀由細胞核控制

　　教師陳述：傘藻帽的形狀也就是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)，而帽的再生也就是生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成了，所以我們從資料4得到的結(jié)論就是：生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)的建成主要與細胞核有關(guān)

　　我們再來回顧下，總結(jié)一下細胞核的功能。資料1體現(xiàn)了細胞核控制著生物性狀的遺傳，而資料4 中傘藻帽的形態(tài)結(jié)構(gòu)也屬于生物性狀的一種，由細胞核控制。資料2中蠑螈胚胎細胞的分裂分化，資料3中變形蟲細胞質(zhì)的生命活動、資料4中傘藻帽的再生都與代謝有關(guān)，也是由細胞核控制，因此，細胞核的功能可以歸納為：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。

　　學生認真聽講并理解

　　3細胞核的結(jié)構(gòu)

　　教師講述：正因為細胞有如此重要的功能，有人把細胞核比喻為細胞的“大腦”或細胞的“控制中心”。那細胞核為什么能成為細胞的 “控制中心”呢？

　　我們都知道，生物的各種結(jié)構(gòu)和功能相適應的。那么到底細胞核里面有什么樣的結(jié)構(gòu)可以使它擔當?shù)闷鹂刂萍毎�遺傳和代謝這么重要的功能呢？下面讓我們一起來揭開細胞核的神秘面紗吧。

　　教師提問：在學習細胞核的結(jié)構(gòu)之前，我們先來回顧一下細胞的結(jié)構(gòu)，展示細胞結(jié)構(gòu)模式圖，提問：細胞由哪幾部分組成？

　　學生回答：細胞主要由細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核構(gòu)成。

　　教師陳述：那細胞核是否又有類似的結(jié)構(gòu)呢？大家來看下細胞核的結(jié)構(gòu)模式圖，并告知：細胞核由核膜、染色質(zhì)、核仁構(gòu)成，與細胞的構(gòu)成很相似。具體又有什么不同的呢，我們來具體學習細胞核各部分的結(jié)構(gòu)及其功能。

　　核膜是雙層生物膜，靠近細胞質(zhì)的一面是外膜，靠近核仁的一面是內(nèi)膜。

　　教師提問：大家還記得細胞膜的功能嗎？

　　學生回憶后回答：將細胞與外界環(huán)境分隔開，控制物質(zhì)進出細胞，進行細胞間的信息交流。

　　教師總結(jié)陳述：類似的，核膜的功能就是將核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開。至于核內(nèi)要不斷地與核外細胞質(zhì)進行物質(zhì)交換和信息交流，則不是核膜的主要功能。因為核膜上有核孔，是內(nèi)外兩層生物膜連接在一起形成的。主要是大分子進出的通道，實現(xiàn)了核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流的功能。其實核膜和核孔很像我們的蚊帳，既能把床內(nèi)和床外分隔開，阻擋蚊子等的侵襲，蚊帳上的小孔又能實現(xiàn)空氣的流通。

　　進一步指出，代謝越旺盛的細胞需要交換的物質(zhì)和信息越多，為適應這一功能，所以核孔的數(shù)目就越多。

　　教師提問：那么，口腔上皮細胞和胰島細胞哪個核膜上的核孔數(shù)目多呢？

　　學生回答：胰島細胞

　　教師講述：胰島細胞能分泌激素，代謝旺盛；口腔上皮細胞為高度分化的細胞，代謝較弱。由于細胞代謝越旺盛，核孔數(shù)目越多，因此口腔上皮細胞的核孔數(shù)目教少。

　　核仁：在細胞核的中央，很像蛋黃派的餡，主要是一部分染色質(zhì)聚在一起形成的，這部分染色質(zhì)里的DNA主要控制合成構(gòu)成核糖體的RNA,所以說它與某種RNA及于核糖體的形成有關(guān)。通常蛋白質(zhì)合成旺盛的細胞核仁較大。

　　教師布置閱讀任務：接下下大家?guī)е�這幾個問題閱讀課本54頁: 1、染色質(zhì)的組成成分2、染色質(zhì)的特性3、染色質(zhì)和染色體的關(guān)系

　　學生回答：

　　1、染色質(zhì)由DNA和蛋白質(zhì)組成

　　2、染色質(zhì)是極細的絲狀物，

　　容易被堿性染料染成深色

　　3、染色質(zhì)和染色體是同樣的物質(zhì)在不同時期的兩種存在狀態(tài)

　　教師展示圖片講述：大家先來看看這張圖，這就是組蛋白，這個雙螺旋結(jié)構(gòu)是DNA，它們結(jié)合成絲狀的染色質(zhì)。染色質(zhì)經(jīng)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(zhì)和染色體實際上是同種物質(zhì)在不同時期的兩種形態(tài)，細胞分裂期時是染色體，細胞分裂結(jié)束時是染色質(zhì)。它們之間的形態(tài)變化是通過解螺旋和螺旋化縮短變粗來實現(xiàn)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(tài)不一樣但都是泡面，因此，要記住啊——染色質(zhì)和染色體是同一種物質(zhì)在不同時期的兩種形態(tài)。

　　教師提問：細胞核中誰控制細胞的遺傳和代謝的呢？

　　學生回答：DNA

　　教師總結(jié)陳述：DNA：是遺傳信息的載體，細胞的一切生命活動都是由DNA控制的，比如（指某個同學）你長得像你爸媽，是因為你細胞核內(nèi)的DNA一半來自你爸爸一半來自你媽媽；同樣的草，羊吃了長羊肉，牛吃了長牛肉，是因為牛羊細胞內(nèi)的DNA不同。所以細胞的代謝和遺傳都是DNA控制的。而DNA主要分布在細胞核內(nèi)，因此細胞核又被稱為──遺傳信息庫。所以細胞核才具有控制細胞代謝和遺傳的功能

　　課堂小結(jié)

　　細胞是一個統(tǒng)一整理：

　　我們已經(jīng)學完細胞的基本結(jié)構(gòu)這一章了，知道細胞由細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核構(gòu)成。而且細胞還是一個高度有序的統(tǒng)一整體，可以從四方面來看，

　�、購慕Y(jié)構(gòu)上看，細胞核和細胞質(zhì)通過核孔相通；核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜與細胞膜等相互連接成細胞內(nèi)完整的生物膜系統(tǒng)

　　②從功能上看，細胞各個部分結(jié)構(gòu)和功能雖不同，但相互聯(lián)系，分工合作，協(xié)調(diào)一致完成各項生命活動

　　③從調(diào)控上看，細胞核是遺傳物質(zhì)貯存和復制的場所，是細胞遺傳和代謝的控制中心。因此，細胞的整個生命活動主要是由DNA調(diào)控和決定的，使細胞形成一個高度有序的整體調(diào)控系統(tǒng)。

　�、軓呐c外界環(huán)境關(guān)系上看，細胞的整體性還表現(xiàn)在每一個細胞都要與相鄰細胞進行物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換，而與外界環(huán)境直接接觸的細胞的都要與外界環(huán)境進行物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換，因此細胞與外界環(huán)境形成統(tǒng)一的整體。

　　結(jié)合第一章的知識，我們可以知道，細胞既是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位，也是生物體代謝和遺傳的基本單位。

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