高一生物教案：《細胞核—系統的控制中心》教案一

高一生物教案：《細胞核—系統的控制中心》教案一

　　考點(diǎn)同步解讀

　　本節是人教版高中生物新課程必修一模塊第3章的第3節。本節為細胞結構的最后一節,主要講的是細胞核的結構和功能,通過(guò)本節課的學(xué)習,學(xué)生對細胞的亞顯微結構和功能的認識更加全面完整,對結構和功能相統一”的觀(guān)點(diǎn)有進(jìn)一步認識,也為后續的學(xué)習作了鋪墊,如細胞核的結構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(xué)習細胞分裂時(shí)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和動(dòng)物克隆技術(shù)原理細胞全能性的基礎。另外,教材中的幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗也讓學(xué)生體驗了生物學(xué)研究的一般過(guò)程和方法,為繼續學(xué)習生物打下很好的基礎。

　　核心素養聚焦

　　經(jīng)過(guò)初中階段的學(xué)習,學(xué)生對細胞的整體結構如細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核有了初步認識這部分內容可以看成是初中教材的補充和深入。通過(guò)前面幾節內容的學(xué)習,學(xué)生對細胞各部分結構以及他們的功能有了進(jìn)一步認識,在腦子中能呈現出細胞亞顯微結構的三維圖,加深“結構和功能相統一”的觀(guān)念。

　　本節課引入時(shí)直接通過(guò)克隆羊“多利”的創(chuàng )設情境,激發(fā)學(xué)生興趣和求知欲。進(jìn)而結合課本已給資料合作學(xué)習。課本上給的四個(gè)資料的邏輯性不是很強,因此教學(xué)中對四個(gè)資料順序重新組合,使得學(xué)生在討論過(guò)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(xué)重難點(diǎn),同時(shí)也獲得了更多的鍛煉機會(huì )。在交流的過(guò)程中,教師起到了引導、指導、銜接、鼓勵的角色,適時(shí)的在學(xué)生的交流過(guò)程中給以肯定,并將教學(xué)內容向深層次引入。最后在學(xué)生的交流基礎上,對細胞核的結構和功能做全面的闡述。

　　教學(xué)準備

　　1. 教學(xué)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�的細胞核的內部結構和各自的功能

　�、劾斫馊旧�質(zhì)和染色體的區別與聯(lián)系

　　能力目標

　　通過(guò)資料分析，提高設計試驗、分析實(shí)驗結果得出結論的能力

　　情感目標

　�、贅�(shù)立結構與功能相適應的觀(guān)點(diǎn)

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

　　2. 教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)

　　教學(xué)重點(diǎn)

　�、偻ㄟ^(guò)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�核的結構特點(diǎn)及與功能相適應的關(guān)系

　　教學(xué)難點(diǎn)

　�、僦鲃�(dòng)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(shí)掌握分析實(shí)驗結果得出結論的方法

　�、谌旧�質(zhì)和染色體的概念

　　3. 教學(xué)用具

　　黑板,多媒體課件

　　4. 標簽

　　教學(xué)過(guò)程

　　教學(xué)過(guò)程設計

　　1新課導入

　　同學(xué)可能看過(guò)喜羊羊與灰太狼，喜羊羊的家族里來(lái)了三個(gè)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�；已蜓蛳敫淖兒蟠�的命運，她有一個(gè)夢(mèng)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(wèn)：我們怎樣才能幫助灰羊羊實(shí)現夢(mèng)想呢？如果大家還記得初中講過(guò)的克隆羊多利，這個(gè)問(wèn)題應該很容易解決的。

　　學(xué)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，發(fā)育成胚胎后再植入灰羊羊的子宮內，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的發(fā)育后，灰羊羊誕生了一只可愛(ài)的小白羊。那為什么三個(gè)羊媽媽中，小白羊和提供給它細胞核的白羊羊長(cháng)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？上完細胞核這一節課，相信大家就會(huì )明白了。

　　這節課呢，我們主要從功能和結構兩方面來(lái)學(xué)習細胞核。

　　2細胞核的功能

　　教師提問(wèn)：首先我們要明確一下，是不是所有的細胞都有細胞核��？

　　學(xué)生思考后回答：不是，例如原核細胞

　　教師提問(wèn)：那所有的真核細胞都有細胞核嗎？

　　學(xué)生回答：也不是，例如成熟紅細胞

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

　　教師陳述：那么科學(xué)史上發(fā)現細胞核的功能有四個(gè)非常經(jīng)典的實(shí)驗，載入了我們的生物教科書(shū)，下面我們來(lái)學(xué)習一下。

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

　　教師提問(wèn)：同學(xué)們思考一下：小美西螈的膚色是什么顏色？為什么？

　　學(xué)生談?wù)摵蠡卮穑汉谏�，因為細胞核是黑色美西螈提供�?br />
　　教師提問(wèn)：美西螈的膚色是由什么控制的？

　　學(xué)生回答：細胞核

　　教師小結：沒(méi)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(guò)細胞核移植，得到的是黑色美西螈，說(shuō)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(wèn)：結合克隆羊的產(chǎn)生過(guò)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(xué)生回答：細胞核

　　教師陳述總結：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(zhù)生物體性狀的遺傳。

　　教師展示資料：接著(zhù)看資料2：蠑螈受精卵橫縊實(shí)驗。展示圖片，介紹：這就是蠑螈的一種——黃星點(diǎn)蠑螈，長(cháng)得挺難看的，但是沒(méi)關(guān)系，科學(xué)家正是通過(guò)它發(fā)現了一個(gè)重要的實(shí)驗結果。大家看圖，這是一個(gè)蠑螈受精卵，這是頭發(fā)絲。

　　教師提問(wèn)：為什么不用繩子呢？

　　學(xué)生認真聽(tīng)講、思考、回答：“實(shí)驗材料很小，繩子太大了”

　　教師陳述：接著(zhù)用這頭發(fā)絲把受精卵橫縊成有核和無(wú)核的兩半，中間只有少量細胞質(zhì)連著(zhù)，結果就發(fā)現，沒(méi)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(gè)細胞時(shí)，科學(xué)家把一個(gè)細胞核擠到無(wú)核的那一半，結果，無(wú)核的一半也開(kāi)始分裂了。最后兩半都成了正常的胚胎，只是原來(lái)無(wú)核的慢一些，有核的一半快一些。

　　教師繼續提問(wèn)：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(xué)生討論后回答：“沒(méi)有細胞核，細胞就不能分裂分化”

　　教師總結：從實(shí)驗中可知，有細胞核的時(shí)候，蠑螈可以正常的進(jìn)行分裂分化，最后發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體，但是如果沒(méi)有細胞核，蠑螈就不能進(jìn)行分裂，重新植入細胞核，細胞又能夠繼續分裂和分化。這說(shuō)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(gè)結論：細胞核控制著(zhù)細胞的分裂和分化。

　　教師提問(wèn)：人成熟的紅細胞還能生長(cháng)分裂嗎？為什么？

　　學(xué)生思考后回答：“不能，因為細胞核控制著(zhù)細胞的分裂分化，哺乳動(dòng)物成熟的紅細胞沒(méi)有細胞核，就不能生長(cháng)分裂”

　　教師陳述：我們剛開(kāi)始的時(shí)候已經(jīng)提到高等植物的篩管細胞和哺乳動(dòng)物成熟的紅細胞是沒(méi)有細胞核的，所以它們不能夠繼續生長(cháng)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(xué)家就利用該特性來(lái)研究細胞核與細胞分裂分化的關(guān)系。

　　教師提問(wèn)：那么我們接下來(lái)要學(xué)習資料3：變形蟲(chóng)去核及核移植實(shí)驗涉及到了變形蟲(chóng)，它又有什么特性呢？

　　學(xué)生小組討論，回答：分割變形蟲(chóng)，一半有核，一半無(wú)核，觀(guān)察其生命活動(dòng)

　　教師陳述：變形蟲(chóng)是生活在淡水中的單細胞原生動(dòng)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(chóng)碰到食物時(shí)，受食物刺激，細胞質(zhì)向食物周?chē)�方向流�?dòng)，伸出偽足，把食物包圍起來(lái)變成變形蟲(chóng)內的食物泡。如果變形蟲(chóng)在向前移動(dòng)的過(guò)程中受到顯微針尖的刺激，便會(huì )改變運動(dòng)的方向，原生質(zhì)由向前流動(dòng)改為向后或其他方向流動(dòng)。

　　教師追問(wèn)“如果你是科學(xué)家，想利用變形蟲(chóng)探究細胞核的功能，會(huì )如何設計實(shí)驗？

　　學(xué)生談?wù)摵蟾魇慵阂?jiàn)

　　教師總結：科學(xué)家的設計和你們的一樣，具體是這樣的：將變形蟲(chóng)切成兩半，一半有核，一半無(wú)核。無(wú)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(cháng)和分裂。

　　教師追問(wèn)：為了使實(shí)驗更嚴謹，還應如何設計實(shí)驗呢？

　　學(xué)生談?wù)摶卮穑喊延泻说囊话肴サ艉�，無(wú)核的一半移入核

　　教師根據學(xué)生回答后總結：用顯微鉤針將有核一半的細胞核鉤出，這一半的行為就會(huì )像上述的無(wú)核的一半一樣。但如果及時(shí)地植入同種變形蟲(chóng)的另一個(gè)核，各種生命活動(dòng)又會(huì )恢復。

　　追問(wèn)：那么這個(gè)實(shí)驗又說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？

　　學(xué)生聽(tīng)講、思考并回答：“細胞核控制著(zhù)變形蟲(chóng)的各種生命活動(dòng)，沒(méi)有細胞核，生命活動(dòng)就不能進(jìn)行”

　　教師總結：從上面這個(gè)實(shí)驗，我們可以看到，將變形蟲(chóng)切成兩半，沒(méi)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(dòng)都停止了，而有核的一半則能夠正常的進(jìn)行各種生命活動(dòng)。一旦把核去除，生命活動(dòng)又不能正常進(jìn)行，重新植入細胞核又可以恢復各種生命活動(dòng)。這充分說(shuō)明了變形蟲(chóng)的各種生命活動(dòng)是由細胞核控制的。

　　由此我們可以得到一個(gè)結論：細胞核控制著(zhù)細胞質(zhì)的生命活動(dòng)。

　　我們還差最后一個(gè)經(jīng)典實(shí)驗，資料4：傘藻嫁接與核移植實(shí)驗，展示傘藻的結構圖，介紹：傘藻是海生的單細胞藻類(lèi)，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(shí)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。”

　　教師提問(wèn)：科學(xué)家用傘藻做了兩個(gè)實(shí)驗，我們先來(lái)看下嫁接實(shí)驗，請同學(xué)們觀(guān)察討論實(shí)驗步驟，并思考：切去帽后長(cháng)出來(lái)的新帽的形狀是由柄決定的？還是由假根決定的？為什么？

　　學(xué)生觀(guān)察，思考，個(gè)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(cháng)出來(lái)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(wèn)：那么該實(shí)驗能否說(shuō)明傘藻帽的形狀由細胞核控制？為什么？

　　學(xué)生回答：“不能，因為假根除了有細胞核，還有細胞質(zhì)”

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

　　學(xué)生回答：“移植細胞核”

　　教師請一位同學(xué)照著(zhù)PPT上的圖描述一下吧！

　　學(xué)生上臺描述：把菊花形帽傘藻的細胞核取出來(lái)，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(cháng)出來(lái)的就不是是傘形傘藻，而是菊花形傘藻了。

　　教師提問(wèn)：根據傘藻嫁接實(shí)驗和傘藻核移植實(shí)驗結果，得出什么結論？

　　學(xué)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)結構，而帽的再生也就是生物體形態(tài)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(tài)結構的建成主要與細胞核有關(guān)

　　我們再來(lái)回顧下，總結一下細胞核的功能。資料1體現了細胞核控制著(zhù)生物性狀的遺傳，而資料4 中傘藻帽的形態(tài)結構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(chóng)細胞質(zhì)的生命活動(dòng)、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(zhù)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(xué)生認真聽(tīng)講并理解

　　3細胞核的結構

　　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，生物的各種結構和功能相適應的。那么到底細胞核里面有什么樣的結構可以使它擔當得起控制細胞遺傳和代謝這么重要的功能呢？下面讓我們一起來(lái)揭開(kāi)細胞核的神秘面紗吧。

　　教師提問(wèn)：在學(xué)習細胞核的結構之前，我們先來(lái)回顧一下細胞的結構，展示細胞結構模式圖，提問(wèn)：細胞由哪幾部分組成？

　　學(xué)生回答：細胞主要由細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核構成。

　　教師陳述：那細胞核是否又有類(lèi)似的結構呢？大家來(lái)看下細胞核的結構模式圖，并告知：細胞核由核膜、染色質(zhì)、核仁構成，與細胞的構成很相似。具體又有什么不同的呢，我們來(lái)具體學(xué)習細胞核各部分的結構及其功能。

　　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膜。

　　教師提問(wèn)：大家還記得細胞膜的功能嗎？

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

　　教師總結陳述：類(lèi)似的，核膜的功能就是將核內物質(zhì)與細胞質(zhì)分開(kāi)。至于核內要不斷地與核外細胞質(zhì)進(jìn)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，是內外兩層生物膜連接在一起形成的。主要是大分子進(jìn)出的通道，實(shí)現了核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流的功能。其實(shí)核膜和核孔很像我們的蚊帳，既能把床內和床外分隔開(kāi)，阻擋蚊子等的侵襲，蚊帳上的小孔又能實(shí)現空氣的流通。

　　進(jìn)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，所以核孔的數目就越多。

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

　　學(xué)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，核孔數目越多，因此口腔上皮細胞的核孔數目教少。

　　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主要控制合成構成核糖體的RNA,所以說(shuō)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(wù)：接下下大家帶著(zhù)這幾個(gè)問(wèn)題閱讀課本54頁(yè): 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(xué)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(shí)期的兩種存在狀態(tài)

　　教師展示圖片講述：大家先來(lái)看看這張圖，這就是組蛋白，這個(gè)雙螺旋結構是DNA，它們結合成絲狀的染色質(zhì)。染色質(zhì)經(jīng)過(guò)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(shí)際上是同種物質(zhì)在不同時(shí)期的兩種形態(tài)，細胞分裂期時(shí)是染色體，細胞分裂結束時(shí)是染色質(zhì)。它們之間的形態(tài)變化是通過(guò)解螺旋和螺旋化縮短變粗來(lái)實(shí)現的。就好像我們平常吃的泡面，平時(shí)呢都是高度卷曲、螺旋在一起的一塊東西，當我們要吃的時(shí)候呢，泡了水就散開(kāi)來(lái)，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(shí)期的兩種形態(tài)。

　　教師提問(wèn)：細胞核中誰(shuí)控制細胞的遺傳和代謝的呢？

　　學(xué)生回答：DNA

　　教師總結陳述：DNA：是遺傳信息的載體，細胞的一切生命活動(dòng)都是由DNA控制的，比如（指某個(gè)同學(xué)）你長(cháng)得像你爸媽?zhuān)�是因為你細胞核內的DNA一半來(lái)自你爸爸一半來(lái)自你媽媽?zhuān)煌瑯拥牟�，羊吃了長(cháng)羊肉，牛吃了長(cháng)牛肉，是因為牛羊細胞內的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，因此細胞核又被稱(chēng)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

　　細胞是一個(gè)統一整理：

　　我們已經(jīng)學(xué)完細胞的基本結構這一章了，知道細胞由細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核構成。而且細胞還是一個(gè)高度有序的統一整體，可以從四方面來(lái)看，

　�、購慕Y構上看，細胞核和細胞質(zhì)通過(guò)核孔相通；核膜、內質(zhì)網(wǎng)膜與細胞膜等相互連接成細胞內完整的生物膜系統

　�、趶墓δ苌峡�，細胞各個(gè)部分結構和功能雖不同，但相互聯(lián)系，分工合作，協(xié)調一致完成各項生命活動(dòng)

　�、蹚恼{控上看，細胞核是遺傳物質(zhì)貯存和復制的場(chǎng)所，是細胞遺傳和代謝的控制中心。因此，細胞的整個(gè)生命活動(dòng)主要是由DNA調控和決定的，使細胞形成一個(gè)高度有序的整體調控系統。

　�、軓呐c外界環(huán)境關(guān)系上看，細胞的整體性還表現在每一個(gè)細胞都要與相鄰細胞進(jìn)行物質(zhì)交換和能量轉換，而與外界環(huán)境直接接觸的細胞的都要與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換和能量轉換，因此細胞與外界環(huán)境形成統一的整體。

　　結合第一章的知識，我們可以知道，細胞既是生物體結構的基本單位，也是生物體代謝和遺傳的基本單位。

　　板書(shū)

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