1、细胞核的结构和功能细胞核的结构和功能细胞中像分泌蛋白的合成和运输这样的生命活动有很多，而且都有一个共同点，高效且有序。如何才能保证细胞器之间的配合高效而有序呢？如果把细胞比喻成工厂，各种细胞器好比是各个车间，怎么样才能让各个车间高效的运作呢？需要有专门的部门负责宏观调控，那你觉得在细胞中是否也需要一个结构对细胞器进行宏观调控呢？这个结构是什么？1902年，德国胚胎学家Hans Spemann在以上海胆实验基础上，将蝾螈2-细胞胚胎用发丝结扎，分离为2个独立的卵裂胚胎，发现其也能分别发育为独立的个体。这是第一例人造双胞胎脊椎动物这是第一例人造双胞胎脊椎动物细胞发育成个体的指令从哪里来？细胞发育成
2、个体的指令从哪里来？1928年，Spemann在其上述实验基础上将蝾螈的受精卵不完全结扎，一半仅为胞质，另一半含有原核，直到有核的一半发育到16-cell胚胎时将结扎线去除，再挤压一个卵裂胚胎的细胞核进入到之前没有细胞核的胞质形成一个重构胚胎，最后将此胚胎分离出来，发现其可以发育为一个个体。这是人类史上第一次核移植这是人类史上第一次核移植实验，它为我们回答了以下重大科学问题：实验，它为我们回答了以下重大科学问题：胚胎细胞核，而非胞质，指导胚胎的胚胎细胞核，而非胞质，指导胚胎的发育过程。发育过程。因以上原创性的贡献，因以上原创性的贡献，Spemann于于1935年荣膺诺贝尔生理医学奖年荣膺诺贝尔
3、生理医学奖1952年，英国科学家Robert Briggs 与Thomas Joseph King首次报道了以卵细胞为受体的核移植实验研究。他们的方法在Spemann的基础上做了很大的改进，发展了一个核移植程序，至今仍在使用。即，先去除林蛙(Rana pipiens)的卵细胞核，再将分离的林蛙胚胎细胞核注射到去核卵细胞，获得重构胚胎。重构胚胎仍然能够继续发育为一个个体。该实验回答了以下重要科学问题：细胞核直接指细胞核直接指导细胞的生长和个体的发育。导细胞的生长和个体的发育。资料：资料：讨论讨论3 3、变形虫的生长、分裂、再生、应激性等生、变形虫的生长、分裂、再生、应激性等生命活动是由命活动是由
4、 控制的。控制的。即细胞核是细胞生命活动的控制中心。即细胞核是细胞生命活动的控制中心。细胞核细胞核资料资料伞藻是一种生活在海洋里的藻类单细胞生物，每个伞藻细胞大约伞藻是一种生活在海洋里的藻类单细胞生物，每个伞藻细胞大约25cm高，分为最上面的高，分为最上面的“帽帽”、中间的中间的“柄柄”和最下面的和最下面的“假根假根”，细胞核就位于假根处。不同的伞藻有不同的帽形，有的像菊花，细胞核就位于假根处。不同的伞藻有不同的帽形，有的像菊花，有的如伞状。有的如伞状。伞藻有很强的再生能力，如果把顶帽去掉，很快会长出新的顶帽。若人为切断伞藻的柄，还可以接回去继续生长。大家尝试做出假说：去掉帽的伞藻能长出新的帽
5、，去掉帽的伞藻能长出新的帽，跟跟“柄柄”有关，还是跟有关，还是跟“假根假根”有关，你能提出几种假设？有关，你能提出几种假设？现有菊花帽伞藻和伞形帽伞藻若干，设计实验进行探究。对实验的结果做出预期。问：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？该实验能否问：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？该实验能否说明伞帽的形状由细胞核控制？若要说明细胞核的作用，还需要如何设计实验？根说明伞帽的形状由细胞核控制？若要说明细胞核的作用，还需要如何设计实验？根据该实验，你能得出什么结论？据该实验，你能得出什么结论？讨论：克隆牛是由重组的卵细胞发育成的。讨论：克隆牛是由重组的
6、卵细胞发育成的。重组细胞包含了母牛乙的细胞核和母牛甲重组细胞包含了母牛乙的细胞核和母牛甲的细胞质。由这一重组细胞发育成的克隆的细胞质。由这一重组细胞发育成的克隆牛性状几乎与母牛一模一样，这说明性状牛性状几乎与母牛一模一样，这说明性状主要主要是由细胞核决定的。克隆牛所有的细是由细胞核决定的。克隆牛所有的细胞都来自重组细胞的细胞分裂，其细胞核胞都来自重组细胞的细胞分裂，其细胞核中的遗传物质与母牛乙的遗传物质相同。中的遗传物质与母牛乙的遗传物质相同。细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。2018年，中科院神经科学研究所孙强与刘真等报道了利用食蟹猴胎儿皮肤成纤维细胞核移植，成功获得了2只健康的克隆个体，并
7、命名为“中中”和“华华”。这是人类史上第一次获得的体细胞克隆灵长类动物。因非人灵长类动物被认为是人类疾病最好的研究模型，利用克利用克隆这一遗传一致性的隆这一遗传一致性的特点便消除了传统模特点便消除了传统模型猴的个体差异，型猴的个体差异，故该项研究具有重大科学意义。看看我国科学家的成就看看我国科学家的成就自然学科有个普遍的观点：结构决定功能，功能与结构相适应。我们学习了细胞核的功能，知道了细胞核是遗传和代谢的控制中心，但是我们并不清楚为什么，我们能不能从结构方面得到印证？请大家观察图，回答以下问题。真核细胞与原核细胞最大的区别是什么？真核细胞与原核细胞最大的区别是什么？核膜有何特点？细胞核要调控
8、细胞的方方面核膜有何特点？细胞核要调控细胞的方方面面，不可避免的要和细胞质发生频繁的物质交面，不可避免的要和细胞质发生频繁的物质交换和信息交流，什么结构与这一特点相适应？换和信息交流，什么结构与这一特点相适应？核膜将细胞核与细胞质分隔开，使细胞核保核膜将细胞核与细胞质分隔开，使细胞核保持相对独立，这可能有什么好处？持相对独立，这可能有什么好处？有无核膜包被的真正的细胞核 双层膜、不连续核孔真核细胞的细胞核保持相对独立，更有利于高效、精密、有序的控制生命活动。拓展拓展：核孔不是简单的通道，它包含一个复杂精细的结构体系，核孔不是简单的通道，它包含一个复杂精细的结构体系，即核孔复合体（多种蛋白质组成
9、）即核孔复合体（多种蛋白质组成）核孔复合体对亲核蛋白核孔复合体对亲核蛋白的运进和各种的运进和各种RNARNA和核糖和核糖体亚单位的运出均具有体亚单位的运出均具有高度选择性高度选择性，运输过程，运输过程需要需要消耗消耗ATPATP来提供能量。来提供能量。真核生物真核生物DNA储存遗传信息，它与染色体是什么关系？丝状染色质和棒状染色体对储存遗传信息，它与染色体是什么关系？丝状染色质和棒状染色体对遗传信息的分配各有什么优势？遗传信息的分配各有什么优势？蛋白质是生命活动的承担者，大胆预测它与细胞核有着怎样的关系？蛋白质是生命活动的承担者，大胆预测它与细胞核有着怎样的关系？染色质在细胞核中之所以保持极细
10、的丝状，染色质在细胞核中之所以保持极细的丝状，不是因为它爱美。而是为了方便细胞中遗传信是为了方便细胞中遗传信息的复制，基因控制蛋白质的合成等生命活动的进行。息的复制，基因控制蛋白质的合成等生命活动的进行。染色质进行了遗传信息的复制，由1份成为2份，但是这两份遗传信息是在一起连着的，并没有完全分开两份遗传信息是在一起连着的，并没有完全分开。两份遗传信息又要两份遗传信息又要平均分配到两个子细胞中，而这个过程是靠细胞中的一种丝状物牵拉完成的平均分配到两个子细胞中，而这个过程是靠细胞中的一种丝状物牵拉完成的。为了防止牵拉过程中遗传信息遭到破坏，所以在生命的进化过程中就保留这种看似复杂的机制。提示：信息
11、在核里，机器的生产受控 核膜孔变化分裂期：高度螺旋化，缩短变分裂期：高度螺旋化，缩短变粗粗染色体染色体DNA蛋白质蛋白质染色质染色质组成组成分裂间期：解开螺旋，变细变分裂间期：解开螺旋，变细变长长(棒状棒状)(丝状丝状)真核细胞中的染色体真核细胞中的染色体总结总结在细胞分裂过程中，核仁周期性地消失和重建。在细胞分裂过程中，核仁周期性地消失和重建。细胞核的功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 细胞既是生物体结构和功能的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位细胞核为什么能控制遗传和代谢呢模型建构 概念：概念：人们为了某人们为了某种特定的目的而对种特定的目的而对认识对象所做的一认识
12、对象所做的一种简化的概括性描种简化的概括性描述。述。物理模型物理模型 概念：以实物或者图画形式直观地概念：以实物或者图画形式直观地表达认识对象的特征。表达认识对象的特征。数学模型数学模型 用字母、数字及符号用字母、数字及符号建立起来的等式或不建立起来的等式或不等式以及图像、图表等式以及图像、图表等描述事物特征及内等描述事物特征及内在联系的数学表达式在联系的数学表达式概念模型概念模型 用文字、图线和符号等用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程将有联系的名词或过程连接起来，将生命现象连接起来，将生命现象和活动规律阐明清楚的和活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型，一种较为抽象的模型，主要有流程图模
13、型和概主要有流程图模型和概念图模型两种。念图模型两种。1.一方面，城市是可爱的。它创造了现代文明，并耀武扬威地显摆着现代文明的物质成果，引诱着人们集聚其中。2.在这里，不仅有四通八达的交通网络、美轮美奂的摩天大楼、令人咋舌的财富神话、繁忙紧张的生活节奏、层出不穷的竞争机会、丰富多彩的文娱生活，而且生活于其中的人们能够分享财富的盛宴、发展的成果，能够编织梦想、追求理想，能够开阔眼界、增长见识，能够施展才华、实现自我。3.另一方面，城市是可怜的。它远离了自然，侵害了人心，异化了人性。我们的不少城市，不仅没能把物质成果转化成让人们快乐、幸福的动力，反而把人们变成了追逐名利的工具。至少目前，在很多城市
14、里，绿色消失了，纯净的水源消失了，清新的空气消失了，安全的食品消失了，人与自然的和谐共处成了遥远的神话，人与人的信任成了黄牙小儿的天真妄想。4.浊雾笼罩下的财富不夜城，不仅侵蚀了星星的亮光，而且泯灭了心灵的光芒，使我们的眼睛近视、散光且老花，失去了辨别真伪、美丑、善恶的天然能力，使我们的心迷茫且苦闷。生活在城市，我们几乎忘了：夜，本该是黑的，本该是有星星的，本该是安静的，本该带着人们心安理得地歇息的。5.如今的城里人，很少享受到夜的黑与美。其实，我心里也明白，城乡各有其美。所以，久居乡村的人们向往城市的繁华，久居城市的人们向往田园的恬静。二者的主要区别在于：城市生贪欲，田园守天心。贪欲破坏自然，让人浮躁，使人隔阂，虽富贵而不能心安；天心带来和谐，让人心静，使人互信，顺应环境总能让人快乐。6.铜山湖远离城市，所以，能够本分地、无欲无求地、自然而然地进行着四季轮回、昼夜更替，春绿夏艳秋静冬安，白天张扬着活力，夜晚安守着宁静。她，不近人亦不远人，不为秋愁亦不为春喜，只顺其自然地存在着，任人亲疏。7.记得易系辞上说过这样的话：圣人与天地相似，所以不违背自然规律；知道周围万物而以其道成就天下，所以不会有过失；乐天知命，没有忧愁；安于所居之地，敦厚而施行仁德，所以能爱。
