三、細(xì)胞核──細(xì)胞中最為重要的結(jié)構(gòu)
1、位置、形態(tài):
“一般真核細(xì)胞都具有細(xì)胞核,有時(shí)還不止一個(gè)!蹦男┘(xì)胞沒有細(xì)胞核?(紅細(xì)胞、血小板、篩管細(xì)胞)哪些細(xì)胞不止一個(gè)細(xì)胞核?(骨骼肌細(xì)胞、草履蟲)
細(xì)胞核的形狀一般是什么樣?(鏈球狀多頁、腎狀、網(wǎng)狀、分支狀)位置?(一般在中心,有時(shí)在邊側(cè))
搜集證據(jù): 證明細(xì)胞核是細(xì)胞生命活動(dòng)中必不可少的結(jié)構(gòu)
(1)變形蟲顯微去核實(shí)驗(yàn): 不食、不動(dòng)、不分裂繁育然后死亡。
如果1、2天后再移入細(xì)胞核,復(fù)活。
。2)事實(shí):紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核所以120天死亡; 血小板7天死亡。
。3)對單細(xì)胞傘藻的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析
。4)克隆技術(shù)——多莉羊的產(chǎn)生(簡單敘述過程和結(jié)果,分析原因)
問題: 以上事實(shí)說明了什么?細(xì)胞核里有什么重要物質(zhì)?遺傳物質(zhì)的成分和作用是什么?
。ê藳Q定生物的性狀;核內(nèi)具有全套遺傳物質(zhì))
鑒于遺傳物質(zhì)的重要性,遺傳物質(zhì)應(yīng)該如何生產(chǎn)才能確保萬無一失?復(fù)制與合成的異同?細(xì)胞在何時(shí)進(jìn)行遺傳物質(zhì)的復(fù)制?原因?
2、功能:遺傳物質(zhì)儲(chǔ)存和復(fù)制的場所。是細(xì)胞遺傳特性和代謝活動(dòng)的控制中心。
細(xì)胞核具有什么樣的結(jié)構(gòu)和功能?細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)要控制細(xì)胞質(zhì)內(nèi)核糖體上的蛋白質(zhì)的合成,如何克服空間上有距離的現(xiàn)實(shí)?如何實(shí)現(xiàn)呢?細(xì)胞是如何解決這一矛盾的?
3、結(jié)構(gòu):
(1)、核膜:兩層;與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)連接;有許多核孔。
既然要保護(hù)遺傳物質(zhì),為什么又有那么多的孔?孔是做什么用的?是否破壞了膜的屏障作用?細(xì)胞核具有什么樣的結(jié)構(gòu)?細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)要控制細(xì)胞質(zhì)內(nèi)核糖體上的蛋白質(zhì)的合成,如何實(shí)現(xiàn)呢?細(xì)胞是如何解決這一矛盾的?
孔內(nèi)有絲交織、有一層不定型物質(zhì)隔膜──屏障。只有特許證的大分子物質(zhì)才可以進(jìn)出。
究竟是那些大分子物質(zhì)呢?什么物質(zhì)是細(xì)胞核內(nèi)產(chǎn)生,卻主要分布在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)呢?細(xì)胞核內(nèi)主要做那些工作?需要細(xì)胞質(zhì)內(nèi)提供什么物質(zhì)方面的援助呢?
核孔是某些大分子的運(yùn)輸通道。
。2)、核液:
。3)、核仁:
致密、無膜、多球狀、染色很深、數(shù)目不定(處于分裂時(shí)期的細(xì)胞和蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中數(shù)目多、個(gè)大其他細(xì)胞可能沒有。)
經(jīng)試驗(yàn)證實(shí):與核糖體RNA合成有關(guān)。(影響核糖體的組裝間接影響蛋白質(zhì)的合成。)
RNA的合成需要遺傳物質(zhì)DNA的控制。遺傳物質(zhì)DNA在細(xì)胞核內(nèi)以什么形式存在呢?當(dāng)科學(xué)家用堿性染料對細(xì)胞核進(jìn)行染色時(shí),發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞核內(nèi)存在著一些容易著色的物質(zhì),定名為染色質(zhì)。經(jīng)過化學(xué)分析得知他是由蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)DNA組成的。
。4)、染色質(zhì):
、、成分:DNA和蛋白質(zhì)
、、狀態(tài):松散的絲狀體。
、堋⒁饬x:染色體:可以保持大分子遺傳物質(zhì)在細(xì)胞分裂中保持分子的完整性。
染色質(zhì):確保遺傳物質(zhì)的復(fù)制;保證DNA控制蛋白質(zhì)合成的進(jìn)行。
總結(jié):染色體與染色質(zhì)的關(guān)系:同一物質(zhì)成分,不同時(shí)期細(xì)胞中遺傳物質(zhì)的不同存在形式。
(從中體會(huì)生物體最優(yōu)化的結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)出來的完美。)
自然界的生物千奇百怪種類繁多。在微觀世界里,還存在著另一類結(jié)構(gòu)簡單的原核生物。主要包括……它們具有什么樣的細(xì)胞結(jié)構(gòu)呢?與真核生物存在什么區(qū)別呢?
原核生物
1、主要類型:藍(lán)藻類、細(xì)菌類等。舉例……。
問題討論: 觀察細(xì)菌結(jié)構(gòu)圖,找出與真核細(xì)胞的不同……。
2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn):體積極;缺少“膜結(jié)構(gòu)”所以沒有成型的細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)。
思考討論問題: 原核生物體積小、結(jié)構(gòu)簡單生殖方式單一等諸多特點(diǎn)的根源是什么?
——遺傳物質(zhì)簡單,所承載的遺傳信息量少……。(DNA分子呈環(huán)狀獨(dú)自存在,很少與蛋白質(zhì)一同構(gòu)成染色體)
復(fù)習(xí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能,進(jìn)行知識(shí)梳理。
學(xué)生討論:
。1)哪些事實(shí)可以說明:細(xì)胞是一個(gè)有生命的結(jié)構(gòu)?(細(xì)胞結(jié)構(gòu)是有生命的結(jié)構(gòu)與非生物有著本質(zhì)上的不同——生命性)
。2)舉例說明:生物體總是處于不斷的運(yùn)動(dòng)和變化的過程之中。
生命的本質(zhì)是物質(zhì)的,也具有物質(zhì)的基本屬性——運(yùn)動(dòng)性。
。3)哪些事實(shí)可以說明:細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能方面是一個(gè)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的整體?體會(huì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的嚴(yán)整性——有序、高效、整體協(xié)調(diào)。
。4)哪些事實(shí)可以說明:細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能是相互適應(yīng)的?
體會(huì)生物體自身以及與環(huán)境間的——協(xié)調(diào)性、適應(yīng)性
細(xì)胞的生命性: 運(yùn)動(dòng)性、應(yīng)激性、協(xié)調(diào)性等均為生命性的具體體現(xiàn)。
(1)由于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)具有流動(dòng)性,因此使生物體具有如下特性:
①解決了大分子物質(zhì)不能透過膜的問題。
。ò、內(nèi)吞、分泌、核孔等)
②是實(shí)現(xiàn)膜的選擇透過性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
③內(nèi)膜系統(tǒng):使細(xì)胞在結(jié)構(gòu)、功能等方面建立了密切的聯(lián)系。從而奠定了細(xì)胞整體協(xié)調(diào)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
不同時(shí)期、不同部位、不同形態(tài)、相互轉(zhuǎn)換是一個(gè)整體。
空間分隔保證了各種生物化學(xué)反應(yīng)各自有條不紊地進(jìn)行。
(2)由于細(xì)胞膜功能具有選擇性,因此使生物體具有如下特性:
①可以違反一般物理原則反濃度差運(yùn)輸。
可以根據(jù)細(xì)胞代謝的需要有選擇地吸收需要的各種元素,與細(xì)胞外界各種物質(zhì)的濃度不具有正相關(guān)聯(lián)系。不需要的元素盡管外界濃度很高也可拒絕接受;有些物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)濃度可以比環(huán)境中相應(yīng)物質(zhì)的濃度高出幾十倍甚至幾百倍。
②在一定范圍內(nèi),是否被吸收與物質(zhì)大小無關(guān)。
離子很小但不一定被吸收;有些氨基酸分子相對很大但是可以大量輕易地被吸收;尤其是脂類物質(zhì)連載體都不需要,便可輕易通過。
、鄄荒艽┬羞^膜的大分子,可以通過其它方式如胞飲、分泌、內(nèi)吞等方式通過膜結(jié)構(gòu)。
(3)應(yīng)激反應(yīng)。
①葉綠體對光的反應(yīng),可以判斷光源的位置、光照的強(qiáng)度等。
、诤颂求w捕獲mRNA。DNA和RNA 之間、各種RNA 之間相互配合共同完成蛋白質(zhì)的生產(chǎn)流程。
、壑行捏w吸引微絲微管形成紡錘體。
④細(xì)胞的信號(hào)識(shí)別。
免疫識(shí)別功能;細(xì)胞的接觸抑制現(xiàn)象;分泌激素或酶;神經(jīng)傳導(dǎo);形成食物泡取食等一系列生理生化反應(yīng)……。
。4)生化反應(yīng)、物質(zhì)能量變化的調(diào)節(jié)。
①線粒體氧化分解有機(jī)物的條件完全不同與自然界。
物質(zhì)燃燒的三要素在生物體中式不具備的:細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物是在常溫、常壓、水環(huán)境中“燃燒”的——全是因?yàn)橛辛嗣浮?/P>
、谶M(jìn)入葉綠體后,可以被活化近而轉(zhuǎn)化為有機(jī)物;與此同時(shí)光能也被轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存入有機(jī)物葡萄糖中形成生物體賴以為生的能源物質(zhì)。
③不同波長的光對植物會(huì)產(chǎn)生不同的效果,會(huì)影響到產(chǎn)物的形成。
。5)整體協(xié)調(diào)性。
如果由學(xué)生總結(jié)歸納整理教學(xué)效果會(huì)更好。生命性貫穿于每一個(gè)知識(shí)點(diǎn),需要認(rèn)真體會(huì)挖掘。
探究活動(dòng)
觀察膜的選擇透過性
(1)血細(xì)胞失水、吸水的過程:
用生理鹽水制成臨時(shí)裝片觀察紅細(xì)胞形態(tài)。從蓋玻片一側(cè)加入略高濃度的鹽水、以及添加蒸餾水稀釋后,觀察血細(xì)胞失水和吸水脹破的過程。
。2)植物細(xì)胞的選擇吸收過程:
制成洋蔥葉肉植物細(xì)胞臨時(shí)裝片。從蓋玻片一側(cè)添加少量2%氯化鈣溶液,觀察細(xì)胞形態(tài)改變過程。
可以進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn):測定試驗(yàn)開始前與實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,溶液PH值的變化。
細(xì)胞的體積與面積大小對細(xì)胞的生物學(xué)意義
形式:試驗(yàn)并對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析討論。
細(xì)胞是新陳代謝的基本單位。由于細(xì)胞與環(huán)境的交換量很大,你認(rèn)為細(xì)胞的體積應(yīng)該是多大更合適呢?依據(jù)什么?最好設(shè)計(jì)一個(gè)讓人信服的模型加以說明。
對一般學(xué)生可以介紹實(shí)驗(yàn)方法讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn),并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析。(定性或定量實(shí)驗(yàn)均可以)
如:用不同體積的豆腐塊(或瓊脂塊)浸泡于彩色的液體里,分別記錄浸泡時(shí)間。切開從剖面觀察染色情況。分析原因。體會(huì)細(xì)胞體積為什么要盡可能的小。(保證足夠大的交換面積)最好計(jì)算相對體表面積對物質(zhì)交換的影響,會(huì)更令人信服。
尋找可以證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的證據(jù)
形式:根據(jù)已有的初高中生物知識(shí)或生活經(jīng)驗(yàn)開展討論
可以通過每個(gè)人自己查找資料后分小組交流
1、草履蟲取食過程中食物泡的形成以及胞肛出廢渣的排除。(初中:動(dòng)物學(xué))
2、白細(xì)胞吞噬細(xì)菌的過程。(初中:人體生理衛(wèi)生)
3、物質(zhì)通過細(xì)胞膜的過程。(高中:細(xì)胞結(jié)構(gòu)部分)
4、受精時(shí)細(xì)胞的融合過程。(高中:生殖發(fā)育部分)
5、動(dòng)物細(xì)胞分裂時(shí)細(xì)胞膜的縊斷過程。(高中:細(xì)胞分裂部分)
6、高爾基體的產(chǎn)生和分泌泡的分泌行為。(高中:細(xì)胞結(jié)構(gòu)部分)