第3节 细胞核——系统的控制中心
●三维目标
1.知识与技能
（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）学会进行实验数据分析。
2.过程与方法
（1）通过自主互动的过程式教学，领悟细胞核的功能、细胞核的结构以及功能与结构相适应的关系。
（2）分小组尝试制作真核细胞的三维结构模型，展开组间评价竞争机制，既发挥每个学生的潜能，又使学生学习和体会合作的愉悦。
3.情感态度与价值观
（1）认同细胞核是细胞生命系统的控制中心。
（2）在合作与交流中分享解决问题后的愉悦。
●教学重点
1.细胞核的结构和功能。
2.制作真核细胞的三维结构模型。
●教学难点
1.领悟细胞核是遗传信息库。
2.理解细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
●教具准备
1.制作真核细胞三维结构模型的器具和材料。
2.制作细胞核结构动画。
●课时安排
2课时
第一课时 细胞核的结构和功能
●教学过程
［课前准备］
1.制作“资料分析”的动画课件。
（1）黑白美西螈的核移植实验。
（2）蝾螈受精卵的横缢实验。
（3）变形虫的切割实验。
（4）伞藻的嫁接实验和核移植实验。
2.学生自主学习课前预习提纲。
（1）通读课文。
（2）思考“问题探讨”中的4个问题。
（3）思考“资料分析”中的5个问题。
（4）细胞核在细胞的生命活动中起什么作用？
（5）细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”？
［情境创设］
1.屏幕显示细胞结构动画，凸现细胞核部分的结构。暗示学生，引起他们对细胞核的注意。今天，我们来学习：细胞核——系统的控制中心（屏幕显示这节课内容的课题，教师引导点题）
2.引入“问题探讨”（屏幕“问题探讨”中的几个问题，激发学生对细胞核每一知识内容的探讨欲望）
（1）细胞核在细胞中起着什么作用？发挥自己的想象力，把细胞核比喻成什么才既形象又贴切？
（2）没有细胞核的细胞还能存活吗？
（3）没有细胞核的细胞还能合成蛋白质吗？
（4）没有细胞核的细胞还能生长和分裂吗？
［师生互动］
1.学生议论以上问题，似懂非懂，产生了一些疑惑，激起了强烈的求知欲望。
此时，教师概述了细胞核的数目、形状、大小和在细胞中的位置等知识要点后，顺理成章地提出：细胞核在生命活动中起什么作用呢？
2.屏幕演示制作的“资料分析”细胞核具有什么功能的动画。
（1）黑白美西螈的核移植实验动画。
问题：这个实验说明美西螈皮肤的颜色是由细胞核还是由细胞质控制的？生物体性状的遗传主要是由细胞核还是由细胞质控制的？为什么？
（2）蝾螈受精卵的横缢实验的动画。
问题：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？
（3）变形虫的切割实验的动画。
问题：以这个实验可以得出什么结论？
（4）伞藻的嫁接实验和核移植实验动画。
问题：这个实验说明生物体形态结构的建成与细胞核有关还是与细胞质有关？
（5）你认为细胞核具有什么功能？
3.在老师的组织引导下，学生分组进行讨论。（学生每四人分为一个小组，按原班级里的大组依此顺序每个小组重点讨论一个问题，并推举一人交流讨论情况）
课堂集中交流。每个问题两小组交流。其他同学给在大会交流的同学作堂上评价、打分。教师组织引导，掌握交流的情况。
4.最后由两位同学作综合发言，回答：
（1）以上四个实验各从哪个侧面阐述细胞核的功能？
（2）四个实验总地说明了什么？
5.同学们在小组讨论中都争相发言。从大会交流和综合发言的同学的发言看，大家都对细胞核的功能领悟较深，都能利用资料，透过现象看本质。同学们想想，细胞核为什么能成为细胞代谢和遗传的控制中心？
这一个承上启下的问句，把学生从是什么的思维中转入了为什么的思维方向了。
6.要弄清为什么的问题，我们先要看细胞核的结构。出示细胞核结构图。
问：细胞核由哪几个部分构成？（看图回答）
生：细胞核主要由核膜、核仁和染色质组成。
问：核膜与细胞膜有何不同？（联系了前面学过的知识进行比较学习）
生：主要不同：①核膜是双层单位膜，而细胞膜是单层的；②核膜上有核孔而细胞膜没有孔。
师：你回答得很不错。一是观察能力和比较分析能力强，二是知识再现能力。
7.
大家看书：细胞核结构的内容。看能提出几个问题，对这些问题是怎样理解的。看完后同桌两个可进行讨论。
问：从课文的段落看，你认为课文描述了几个问题？
生：依课文看，我认为描述了三个问题。
问：第一个问题是什么？
生：第一个问题描述的是染色质。这里面包含了三个小问题。一是染色质的主要成分：它是由DNA和蛋白质组成的；二是染色质的特性：容易被碱性染料染成深色；三是染色质与染色体的关系。两者是同一物质在细胞的不同时期不同的形态特征。
问：第二个问题是什么？
生：第二个问题描述的是DNA。DNA上储存着遗传信息，遗传信息能从亲代细胞传给子代细胞，从而保证性状的遗传。
问：第三个问题是什么呢？
生：第三个问题描述的是遗传信息的作用。
问：在细胞的结构中，课文为什么只描述了染色质这个结构？大家现在清楚了吗？
生：明白了。细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，其功能与染色质相关。
问：现在大家能回答（理解）细胞核为什么能成为细胞的“控制中心”吗？
生：能。因为细胞核中有染色质，染色质的组成中有DNA，DNA主要在细胞核的染色质中，DNA储存有遗传信息。所以……
问：以此看，细胞核的结构与功能的关系如何？
生：相适应。老师过去给我们讲过，生物体的结构和功能有相适应的关系。这是生物学习的一个最基本的观点之一。
问：大家认为这位同学回答得怎样？
生：好！真的妙极了！
问：细胞核有何功能？
生：细胞核的功能，完整地表述应该是：
（1）遗传信息库。
（2）细胞代谢和遗传的控制中心。
［教师精讲］
前面，我们已经学习了细胞核的结构和功能。我们应该怎样理解细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心？我相信，对这个问题大家有了一定的理解。为了加深对这个问题的认知，我再谈谈对这个问题的领悟。对“细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心”的理解，我们可以从以下两个方面去分析领会。
第一个方面，一些科学实验的事实已说明了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。事实是最好的说明。
1.黑白美西螈的核移植实验和伞藻的嫁接实验与核移植实验共同说明了生物的性状遗传，生物体的形态构造的建成都是由细胞核控制的。因此，细胞核是细胞遗传的控制中心。
2.蝾螈受精卵的横缢实验，说明细胞的分裂和分化离不开细胞核，细胞核是与细胞代谢密切相关的。而变形虫的切割实验说明，细胞核和细胞质是相互依存、不可分割的。
这两个实验，从总体看是与细胞代谢相关的实验。实验结果说明细胞核是代谢的控制中心。
第二个方面，从细胞结构角度看,这是紧扣前面列举的事例,回答“为什么”的问题。细胞核为什么能成为细胞的代谢和遗传的控制中心呢？这无疑要从细胞核结构上去寻求答案。细胞核的结构中，染色质与这一问题直接相关。因为染色质上有DNA，也即DNA的主要载体是染色质。DNA储存着遗传信息，遗传信息控制细胞代谢和遗传。可见细胞核的结构与其功能是相适应的。这也是我们在学习生物过程中应掌握和运用的一个基本观点。
总地来看，课本列举了一些科学实验事实回答了细胞核的功能是什么的问题，而细胞核的结构——染色质则回答了细胞核为什么有这种功能的问题。这是我们分析和理解这个问题的总思路，总的逻辑思维过程。掌握了这个正确的逻辑思维方法，教与学上的这个难点就会迎刃而解了。同学们，你们认为呢？
［课堂小结］
本次课堂研习的知识结构：
第二课时 尝试制作真核细胞三维结构模型
●教学过程
［课前准备］
1.课前以4人为单位将全班分为若干实验小组。小组成员有明确分工，有小组长。
2.以实验小组为单位进行实验设计。
首先，学习“尝试制作真核细胞三维结构模型”模拟实验的实验原理。
实验原理
“尝试制作真核细胞三维结构模型”模拟实验的实验原理是：尝试制作真核细胞的三维结构模型实验属于模拟实验。
模拟实验是根据相似性原理，用模型来代替研究对象。这种实际存在的研究对象叫原型。而模拟的替代物叫模型。由于研究对象在时间和空间上极为遥远，通常适用于模拟实验。
模拟实验的类型可分为两大类，一类是理论模型（包括数学模型和概念模型），另一类则是实物模型。前者通常借助于抽象形式来表达，而后者通常借助于具体的实物或形象化的手段来表达。
第二，进行实验设计。
（1）小组成员根据自身实际和学校实验条件，先确定是制作计算机三维动画模型还是制作实物模型。
（2）实物模型的设计
①确定设计的是动物细胞原型还是植物细胞原型。
②确定实验中所要用的实验用具。
③确定制作细胞核、细胞器的材料和方法。
④根据所作细胞的大小，确定细胞核及各细胞器的大小比例。
3.实验材料的准备及实验用具的准备。
4.真核细胞的三维结构模型。
［情境创设］
生物实验室（或课室）屏幕上显示电脑制作的真核细胞三维结构动画。实验台上放着真核细胞三维结构模型。（以此情境激发学生的求知欲）
上课！
屏幕显示本次课的课题：尝试制作真核细胞三维结构模型
［师生互动］
课前大家学习了本实验的实验原理，在老师的教导下进行了实验设计。这节实验课各小组就按自己的设计方案（经论证是可行的）在实验室进行模拟实验。
1.实验室屏幕显示以下内容：
实验目的
（1）尝试制作真核细胞的三维结构。
（2）体验建构模型的过程。
材料用具
1 000 mL烧杯一个、泡沫塑料、大头针、玻璃棒、电炉（或酒精灯）半球形塑料大碗、琼脂（或明胶）、各色彩泥（或胶泥、面团）。
以上是实物模型建构的材料用具。
电脑动画模型：计算机、三维动画软件。
方法步骤
（1）细胞膜和细胞质的制作。（可在课前完成）
①在1 000 mL的烧杯中，加入800 mL自来水，用电炉（或酒精灯）加热；
②将20 g琼脂（或明胶）加入热水中至琼脂溶化；
③将溶化的琼脂水倒入大塑料碗中；
④将大碗中盛的琼脂水置冰箱中冷却（约40 min），也可置于室温下冷却，但时间延长；
⑤冷却后取出，模拟半球状的细胞膜和细胞质（无色透明状）。
（2）各种细胞器的制作。
粉红色彩泥制作核糖体。
蓝色彩泥制作溶酶体。
棕色彩泥制作线粒体。
红色彩泥制作细胞核。
（3）用大头针将模拟制作的各种细胞器和细胞核置于模拟的细胞质的相对位置上。
2.各实验小组依据自己的设计方案进行制作真核细胞三维结构模型。
3.老师在课堂上巡视，观察各小组的制作，解答学生在制作中遇到的问题，注意小组的制作进程、小组成员间的合作协调情况。
4.各小组展示制作模型。
5.依据事先确定的评价标准，评出各小组制作成果的等级。
（1）评价组织，由班级评审组负责组织评审；
（2）评价标准和评价等级
①评价标准：评价从模型的科学性、准确性、艺术性、协调性和完成时间等五个方面进行评价。
②评价等级：评价等级可分为四等。
一等：即优秀（A）
二等：即良好（B）
三等：即合格（C）
等外：即不合格（D）
（3）评价表
模型（作品）评价表 评审员________
实验小组
科学性
准确性
艺术性
协调性
成本
评价等级
（3～1）
（3～1）
（2～1）
（1～0.4）
（1～0.4）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
评审时间 年 月 日
6.评价及公布评价等级。
7.四个等级中各选一个小组为代表在课堂上进行交流。
［教师精讲］
1.课堂制作情况聚焦。
2.模型建构——尝试制作真核细胞三维结构模型，是一次全新的课外和课内结合的多维评价模式的模拟实验课。
模型的建构，先要学习和理解模型建构实验原理，了解模型类型，然后根据实际和可能，运用实验原理进行实验设计。在完成实验设计后，要对设计方案进行可行性思考。这是能发挥各自潜能的动脑动手的模拟实验实践活动。这次模拟实验实践活动，既可有效地巩固和深化前面所学的细胞结构的知识，同时还可体验模型的制作过程。
模型的制作，首先要讲求科学性、准确性，这是最重要的。同时还要注重艺术性、协调性和制作的成本。这就是对模型的多维评价标准。
［评价反馈］
在课堂上由老师提问，让学生先作答，然后对答案作出评价。
请回答下列问题：
1.真核细胞三维结构实物模型在实验室制作的一般步骤是怎样的？
2.在制作真核细胞三维结构模型（实物模型）时，内质网应体现出何种特点？
3.在制作真核细胞三维结构实物模型时，核糖体、线粒体、中心体、溶酶体和细胞核等细胞器从大到小的顺序是什么？
参考答案：
1.见方法步骤。
2.应为膜状,外连细胞膜,内接核膜,有的附着有核糖体。
3.细胞核→线粒体→溶酶体→中心体→核糖体。
［课堂小结］
课堂知识结构：
［布置作业］
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