§3.3《细胞核——系统的控制中心》教学设计

T：首先，是取这个黑色美西螈的胚胎细胞，然后再取这个白色美西螈的卵细胞。怎么处理呢？对于对于黑美西螈的胚胎细胞，取它的细胞核，对于这个卵细胞而言呢，去掉它的细胞核，留取剩下的部分，然后黑美西螈的细胞核移植到白美西螈的去核的卵细胞里面，然后就的到一个重组的细胞，在一定的条件下，就能够长出美西螈，长出的美西螈像谁呢？大家可以看一下，长出的美西螈都是黑色的。通过这个实验我们可以讨论一下，这个美西螈皮肤的颜色是由细胞核决定的还是由细胞质决定的。这个是很直观的吧，很明显是由细胞核所控制的。当然啦，这个实验也可以做一个对比，你可以取白色美西螈的胚胎细胞的细胞核，然后取黑色美西螈的去核卵细胞，然后将他们重组，结果得到的是一只白色美西螈。因此，从这个实验我们可以得出这样的结论：美西螈的肤色是由细胞核控制的。
课型
新授课
课时
1课时
授课时间
2020
课题
§3.3 细胞核——系统的控制中心
教学目标
①阐明细胞核的结构和功能。
②尝试制作真核细胞的三维结构模型。
③认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。
④描述染色质的组成及与染色体的关系。
⑤通过各实验的资料分析，使学生体验科学工作的方法与过程，增强学生探索知识的欲望和创新意识。
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。
3.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，同学们思考一下：小美西螈的肤色是什么颜色？为什么？
T：下面再通过一个动画来看一下。取两个伞藻，菊花形帽的和伞形帽的，然后呢，把这两者的帽给切除掉，把这两者的柄切下来进行交换，最终呢，可以发现，具有这个菊花形的细胞核的这个伞藻呢，它最终会长出菊花形帽，同理具有伞形帽细胞核的这个伞藻啊，最终长出的是伞形帽。其实啊，这个实验交换了这两个柄，相当于交换了细胞质，说服力并不是那么的强，为什么呢？你比方这一部分啊，它其实具有这个伞形帽的细胞质，在这个假根的部分啊，也有菊花形帽伞藻的细胞质，那么到底什么决定这个帽，说服力并不是很强的。所以未了更精确的做这个实验，就得排除这个细胞质的影响啊。所以，科学家又做了第二个实验，伞藻核移植实验。怎么做的呢？取一个伞形帽的伞藻，把它的核和帽都去掉，剩下这一部分，然后呢，把这个菊花形帽的伞藻的细胞核移植到这里面，那重新组合这一部分，你可以看到它具有的是菊花形帽伞藻的细胞核和伞形帽伞藻的细胞质，最终长出来的帽是这个菊花形帽。所以通过这个实验可以说明，生物体形态结构的建成，主要与细胞核有关还是细胞质有关啊？很明显与细胞核有关的。也就是说，什么样的核决定什么样的帽，什么样的核决定什么样的发型。对吧？
T：我们再来看一下多利羊诞生实验。这个就是多莉羊的产生过程。由此可见啊，它产生的这个羊啊，还是比较像这个提供细胞核的这只羊的。
T：我们再来看看第二则资料。有关这个蝾螈的实验。其实这个蝾螈也属于两栖类，它和这个美西螈都属于同一种生物。好我们看一下这个实验室怎么操作的。首先取这个蝾螈的受精卵。用头发将蝾螈的受精卵横溢并保证一边有核一边无核。把这样一个形态的受精卵进行培养，可以发现无核的部分不分裂，有核的部分正常分裂。就变成这样一个形态。然后接着进行处理，把有核的一边挤到无核的一边，最终可以发现原先有核的部分正常分裂，而这边由于挤进去了细胞核则开始进行了分裂，但是要注意，上下这两部分的分裂程度是不同的。最终发育成2个胚胎，上面这一个胚胎发育的表较慢，而下面这一个发育的比较快。
我们可以通过一个图示来看看这个实验是如何操作的。
这是一个变形虫，然后呢，把它切成有核和无核的两部分，可以看到无核的部分，它最终会死亡的，有核的部分能够正常生长。接着进行处理，对于有核部分，取出细胞核，就变成了去核部分的变形虫，和仅有细胞核的部分。那无核的这一部分呢，它最终会死亡的。在这里大家要注意，在仅有细胞核的部分，它过一段时间后，它最终也会死亡的。紧接着在这里面移植入同种变形虫的细胞核，那么，这样的一个变形虫它就能够正常生活。通过这个实验也可以看出来，细胞核对于维持这个变形虫的生命活动是必不可少的。同时啊，也可以证明，通过什么证明，通过这个只有细胞核的部分也可以证明，这个细胞啊必须得保持这个完整性，也就是说，你必须这个细胞核和细胞质都具备了，它才能够正常的生活。
T：通过以上的大量事实可以说明细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的控制中心。遗传体现在哪呢，通过刚才那个伞藻的实验，我们就可以看出来。怎么叫细胞的代谢呢？说到细胞代谢啊，大家可能不知道。新陈代谢这个听过吧，新城代谢就是所有细胞代谢的总和。它包括能量的合成与消耗，物质的合成与消耗。那么这些活动啊，都是由细胞核所控制的。所以啊，在这里我们可以做一个比喻啊。细胞核，它控制着细胞这个系统，而人体的大脑控制着人体这样的系统，所以可以把细胞核比作细胞的“大脑”。
但是大家注意一下啊，绝大多数细胞只有一个细胞核。也有一些特殊的细胞，它具有多个细胞核；
比方说，人体的骨骼肌细胞，它可以有数百个细胞核，鼠，还有兔子，他们的肝细胞也可以有十个以上的细胞核。但是有些真核细胞，它是没有细胞核的。像这个高等植物成熟的筛管细胞和这个哺乳动物成熟的红细胞，它们虽然都是真核细胞，但是它们的细胞里面是没有细胞核的。
这位同学真会活学活用，是的，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。
8.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。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？
这节课呢，我们主要从功能和结构两方面来学习细胞核。
1.回答：喜羊羊和灰太狼
2.克隆白羊羊，让灰羊羊生下小白羊
3.认真听讲，思考
创设情境
要明确一下，是不是所有的细胞都有细胞核啊？
T：那所有的真核细胞都有细胞核吗？
T：首先，我们来看一下细胞核的分布。我们再第二节课的时候就学习到啊，对于真核细胞而言，它是有核膜包被的细胞核。所以，这个细胞和是存在于真核细胞里面。
T: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。
T:同学们：今年最流行的动画片是什么?
T:今天，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。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。
4.那也就是说美西螈的肤色是由什么控制的？
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。
5.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？
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。
T：怎么做实验呢，首先看一下伞藻嫁接实验。这个是伞形帽，这个是菊花形帽，先将这两者的帽给切除掉，然后把这个柄啊，也切下来，交换一下位置，就是进行嫁接，然后看着两者能长出什么样的帽，对于这个伞藻啊，它虽然嫁接了菊花形帽伞藻的茎，但是它的细胞核是这个伞形帽伞藻的，因此啊，最终它还是长出了伞形帽，而这个伞藻呢，它具有的是菊花形帽伞藻的细胞核，因此，它最终长出的是菊花形帽。
举个例子吧，哺乳动物成熟的红细胞，因为它没有细胞核，所以它的寿命也会受到影响，它的寿命大概仅有120天左右。
那说到这，有的同学可能就有疑问啦，这个红细胞不是运输氧气的吗?如果它死了，这人不就挂了吗？
这个大家不用担心啊，其实我们人体啊，每时每刻都在对这个红细胞进行补充的，这个红细胞啊，它在刚产生的时候啊，是由细胞核的，等到他成熟的时候，细胞核才会消失，为血红蛋白腾出地方，从这个地方也可以体现出，生物体结构和功能相适应。
7.很好，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。那么我想问一下同学们，人成熟的红细胞还能生长分裂吗？为什么？
6.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，为什么不用绳子呢？
真聪明，正是因为实验材料很小，而头发丝又细又韧，很合适。
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。从资料2可以看出细胞核和细胞的分裂分化有什么关系？
讨论一下，从这个实验可以看出，细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系。这个分裂大家好理解，你看到这一块啊，一个细胞变成2个，2个变成多个。这个通过增加细胞的数目，它属于分裂的。什么叫分化呢？这个我们以后也会学到，细胞分化能够增加细胞的种类。那么由这个实验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。