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1教材分析
“细胞核——系统的控制中心”是人教版高中《必修1·分子与细胞》第三章第三节的内容，主要介绍了真核细胞中细胞核的结构和功能。细胞中的各部分结构各司其职且相互配合，有序地进行各种生命活动。细胞核由于染色体上的DNA携带遗传信息控制细胞的代谢和遗传，从而成为细胞的控制中心。学习该节内容有利于学生将前面所学知识贯穿起来，对细胞亚显微结构和功能的认识更加全面，对细胞作为生命系统的理解更加深刻，同时为后面学习细胞分裂、分化、生物的遗传变异、中心法则等知识奠定基础。由于结构与功能观贯穿整个生物学科教学中，是生物学中重要的生命观念。但学生学习高中生物时间较短，只能举例说出生物体结构与功能之间的关系，不能主动运用该观念解释一些生命现象。所以，本节的教学重难点为：确立结构与功能观;尝试运用“结构与功能”观解释相关生物学现象。
本节课采用了翻转课堂的教学模式，进行知识传递和内化的教学结构的翻转。学生在课前按照自己的节奏完成个性化学习，实现在课堂上起点基本相同从而进行步调一致的高层次认知目标的协同性学习。课堂上，教师引导学生通过比较、体验、讨论等活动答疑解惑，使学生明晰染色体的结构与功能，体会“结构与功能是相适应的”。学生通过资料分析，理解核孔复合体的结构及功能，明确“物质组成结构，结构决定功能”;接着，整体分析细胞核的结构和功能，认同细胞核“整体结构的功能大于局部结构的功能之和”;最终，确立“结构与功能观”这一生命观念，从而突出重点，突破难点。
2教学目标
阐明细胞核的结构和功能;尝试运用结构与功能、观解释相关的生物学现象;认同细胞核是细胞生命系統的控制中心，确立结构与功能观。
3教学过程
3.1课前自主学习，翻转教学结构
课前，教师设计预学案，制作“细胞核功能”资料分析的相关微课。学生根据目标导学自学细胞核的结构和功能，观看微课，填写预学案，提出“质疑待学”。教师查看预学案，找到共性问题，课堂解决。
设计意图：翻转课堂教学模式可以提高课堂效率，提升学生自主学习能力。
3.2提问检测引入，构建知识体系
教师展示图片，指出：除哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞等个别种类的细胞外，几乎所有的真核细胞都具有细胞核。教师引导学生思考回答细胞核的结构和功能，引出新课。
设计意图：教师引导学生回顾课前所学知识，检测学生预习情况，为该节课学习做好知识准备。同时，教师板书呈现细胞核结构和功能，帮助学生构建该节知识体系，板图呈现细胞核平面示意图则加强学生图像转换能力。
3.3比较体验讨论，认识染色质（体）结构功能
3.3.1形象类比，明晰染色质（体）形态结构特点
教师首先引导学生明确染色体、DNA、遗传信息的关系。染色体上由于含有DNA携带遗传信息成为细胞核中最重要的结构。学生自主学习时所提出的疑问也主要集中于此。如，染色质和染色体在结构上有何区别？染色体在细胞分裂时以高度螺旋的形式存在有何意义？教师引导学生分组填写表格（表1）比较染色体和染色质的物质组成、形态结构等并思考两者关系，结合资料1讨论使用熟悉的事物来形象类比染色体与染色质。
资料1：人体细胞中有46条染色体，每条染色体包含1条纵向贯穿的DNA分子。如果将人体1个体细胞中所有的DNA伸展开来，总长可达到2 m，直径约为2nm。细胞核直径仅为10um。1个DNA长链一般压缩大约50倍组装成1条染色质，继续再压缩200倍组装成染色体。
教师引导学生明确染色质和染色体结构特点及相互转化关系，组织评价各组学生所提出的类比模型，如水和冰、收缩和舒张的弹簧或毛根、松散状态和缠绕成杆状的毛线团等的优劣，明晰两者结构特点。最后，教师展示科学家研究的染色质（体）的结构模型，使学生加深对染色质（体）形态结构特点的认识，为后续分析奠定基础。
3.3.2活动体验，思考染色质（体）不同存在状态对细胞分裂不同时期的意义
学生在初中学过细胞分裂相关知识，能够回忆在细胞分裂时遗传信息需完成复制和平分才能使2个子细胞与原细胞细胞核内遗传信息一致。继而，教师引导学生通过活动体验思考染色质（体）不同存在状态对细胞分裂不同时期的意义。
①活动一：体验遗传信息复制。将某条线上不同段的颜色、顺序、长短等信息原样“抄写”在另l条长度相同的线上，体验被“抄写”的毛线分别在松散和杆状毛线团状态下的抄写情况。推测细胞分裂间期遗传信息复制时，染色质/染色体的存在形式存，并说出理由。
②活动二：体验遗传信息平分。容器中放置2条相同毛线，体验2条毛线都在松散状态或都在杆状毛线团状态时，分别将毛线移到两极的情况。注意操作过程中手不能伸出容器外。教师引导学生推测细胞分裂期遗传信息平分时，染色质/染色体的存在形式，并说出理由。最后，教师出示显微镜下细胞分裂不同时期的真实照片，明确实际观察结果与学生推测一致。
设计意图：通过列表比较、形象类比、相互评价、出示模型层层深入探讨染色体结构。对其功能分析则通过活动体验，分析推测，并显微照片明确染色质（体）不同的形态结构与其执行功能相适应。
3.4阅读资料分析核孔结构及功能特点
教师出示含核孔的核膜电子显微镜照片，指出核膜上核孔的存在，使得它与其他生物膜不同，提问：阅读资料2-4后能得到哪些启示？
资料2：核孔复合体结构模型图显示核孔复合体主要由核被膜、中央栓和核质侧的“核篮”组成（图1①）。它是生物体内最复杂的蛋白质复合体之一，由30多种不同蛋白质，1000多个蛋白质分子共同构建。
资料3：依赖传统技术科学家始终无法得到核孔复合体的准确构象。通过日益完善的冷冻电镜技术，研究人员成功还原该复合体的精细结构，了解核孔的更多“秘密”。、核孔复合体图像类似“甜甜圈”，其实它的直径只有120nm。有趣的是，三位生物物理学家发明的冰冻电镜技术由于在研究生物大分子方面所做出的卓越成就最终获得了2017年诺贝尔化学奖。 资料4：核孔进行着细胞核质之间频繁的物质运输。研究人员发现，有些大分子蛋白质直径较大，进入细胞核过程如图1。①“货运”蛋白质通过自身核定位序列（NLS）与其他胞质因子结合成三聚体，再与核孔复合体的胞质侧蛋白结合。②通过该蛋白结构的弯曲把三聚体呈递至核孔复合体中央栓蛋白，中央栓蛋白结构发生改变，最终将三聚体转运至细胞核内，随后三聚体解开。
学生自主分析后得出：当相应蛋白质结构改变时，核孔复合体结构发生改变从而完成相应的物质运输，进一步体会“物质组成结构，结构决定功能”这一观点。同时，学生从资料中可以体会科学的发展离不开技术的进步，通过2017年诺贝尔化学奖的资料意识到学科交叉已是大势所趋，认同新高考背景下学好各科的重要性。
教师出示资料5，引导学生分析核孔复合体物质运输的特点。
资料5：1个细胞大约有3000个核孔。细胞分裂复制染色体时，1个核孔1min要运进核内100个蛋白分子。细胞迅速生长时，1个核孔1min向细胞质运出3套核糖体前体单位。核孔可以将细胞核内合成的RNA运出细胞核，但是DNA不能运送出核。还有一些蛋白质一经运入核内就不能再离开细胞核。
通过分析，学生指出核孔复合体运输物质具有双向、及时、高效和选择性的特点，认同细胞核与细胞质协调一致，是一个统一的整体。
设计意图：教师利用拓展资料，提高学生获取信息的能力，使学生加深对知识的理解并尝试运用生命观念解释生物学现象。
3.5总结提升，整体分析细胞核结构和功能
教师提出问题：细胞核各个结构在实现“细胞代谢和细胞遗传的控制中心”这一功能时发挥了怎样的作用？学生理解由于染色体中的DNA上携带遗传信息，因此细胞核成为遗传信息库继而控制细胞代谢。在细胞分裂中，遗传信息通过复制和平分过程使亲子代细胞遗传信息完全一致，保证了亲子代细胞遗传性状的一致，从而控制细胞遗传。核膜、核孔也分别为细胞核成为系统的控制中心提供了结构保证。
设计意图：通过整体分析细胞核的结构和功能，学生不再孤立地看细胞核的各个结构，认同细胞核是一个统一的整体，认同整体结构的功能大于局部结构的功能之和。
3.6拓展延伸，学以致用
教师指出：对细胞核结构与功能的深入研究可以为人类自身服务，人们可以根据其结构的改变判断其功能的变化。如细胞癌变后细胞核变大，核孔增多，核仁增大;当染色体数目或结构改变时会引起严重的疾病。教师启发学生可利用结构和功能相适应的原理，通过及时的监测和早期干预或治疗，使人类远离疾病困扰。
4教学反思
本节课聚焦大概念教学，发展学生的生物学学科素养。教师要引导学生改变固有思想，明确生物学不是仅靠死记硬背，而是运用生物学观点和理性思维来学习的科目，符合新课标的课程理念。另外，該节课运用大量的资料，紧跟时事热点，提高学生获取信息的能力，使学生感受生物学是不断发展的学科，感受科学的发展离不开技术的进步，学科交叉也是大势所趋。最后，该节课运用了翻转课堂的教学模式，有利于提高学生自主学习的能力。
“细胞核——系统的控制中心”是人教版高中《必修1·分子与细胞》第三章第三节的内容，主要介绍了真核细胞中细胞核的结构和功能。细胞中的各部分结构各司其职且相互配合，有序地进行各种生命活动。细胞核由于染色体上的DNA携带遗传信息控制细胞的代谢和遗传，从而成为细胞的控制中心。学习该节内容有利于学生将前面所学知识贯穿起来，对细胞亚显微结构和功能的认识更加全面，对细胞作为生命系统的理解更加深刻，同时为后面学习细胞分裂、分化、生物的遗传变异、中心法则等知识奠定基础。由于结构与功能观贯穿整个生物学科教学中，是生物学中重要的生命观念。但学生学习高中生物时间较短，只能举例说出生物体结构与功能之间的关系，不能主动运用该观念解释一些生命现象。所以，本节的教学重难点为：确立结构与功能观;尝试运用“结构与功能”观解释相关生物学现象。
本节课采用了翻转课堂的教学模式，进行知识传递和内化的教学结构的翻转。学生在课前按照自己的节奏完成个性化学习，实现在课堂上起点基本相同从而进行步调一致的高层次认知目标的协同性学习。课堂上，教师引导学生通过比较、体验、讨论等活动答疑解惑，使学生明晰染色体的结构与功能，体会“结构与功能是相适应的”。学生通过资料分析，理解核孔复合体的结构及功能，明确“物质组成结构，结构决定功能”;接着，整体分析细胞核的结构和功能，认同细胞核“整体结构的功能大于局部结构的功能之和”;最终，确立“结构与功能观”这一生命观念，从而突出重点，突破难点。
2教学目标
阐明细胞核的结构和功能;尝试运用结构与功能、观解释相关的生物学现象;认同细胞核是细胞生命系統的控制中心，确立结构与功能观。
3教学过程
3.1课前自主学习，翻转教学结构
课前，教师设计预学案，制作“细胞核功能”资料分析的相关微课。学生根据目标导学自学细胞核的结构和功能，观看微课，填写预学案，提出“质疑待学”。教师查看预学案，找到共性问题，课堂解决。
设计意图：翻转课堂教学模式可以提高课堂效率，提升学生自主学习能力。
3.2提问检测引入，构建知识体系
教师展示图片，指出：除哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞等个别种类的细胞外，几乎所有的真核细胞都具有细胞核。教师引导学生思考回答细胞核的结构和功能，引出新课。
设计意图：教师引导学生回顾课前所学知识，检测学生预习情况，为该节课学习做好知识准备。同时，教师板书呈现细胞核结构和功能，帮助学生构建该节知识体系，板图呈现细胞核平面示意图则加强学生图像转换能力。
3.3比较体验讨论，认识染色质（体）结构功能
3.3.1形象类比，明晰染色质（体）形态结构特点
教师首先引导学生明确染色体、DNA、遗传信息的关系。染色体上由于含有DNA携带遗传信息成为细胞核中最重要的结构。学生自主学习时所提出的疑问也主要集中于此。如，染色质和染色体在结构上有何区别？染色体在细胞分裂时以高度螺旋的形式存在有何意义？教师引导学生分组填写表格（表1）比较染色体和染色质的物质组成、形态结构等并思考两者关系，结合资料1讨论使用熟悉的事物来形象类比染色体与染色质。
资料1：人体细胞中有46条染色体，每条染色体包含1条纵向贯穿的DNA分子。如果将人体1个体细胞中所有的DNA伸展开来，总长可达到2 m，直径约为2nm。细胞核直径仅为10um。1个DNA长链一般压缩大约50倍组装成1条染色质，继续再压缩200倍组装成染色体。
教师引导学生明确染色质和染色体结构特点及相互转化关系，组织评价各组学生所提出的类比模型，如水和冰、收缩和舒张的弹簧或毛根、松散状态和缠绕成杆状的毛线团等的优劣，明晰两者结构特点。最后，教师展示科学家研究的染色质（体）的结构模型，使学生加深对染色质（体）形态结构特点的认识，为后续分析奠定基础。
3.3.2活动体验，思考染色质（体）不同存在状态对细胞分裂不同时期的意义
学生在初中学过细胞分裂相关知识，能够回忆在细胞分裂时遗传信息需完成复制和平分才能使2个子细胞与原细胞细胞核内遗传信息一致。继而，教师引导学生通过活动体验思考染色质（体）不同存在状态对细胞分裂不同时期的意义。
①活动一：体验遗传信息复制。将某条线上不同段的颜色、顺序、长短等信息原样“抄写”在另l条长度相同的线上，体验被“抄写”的毛线分别在松散和杆状毛线团状态下的抄写情况。推测细胞分裂间期遗传信息复制时，染色质/染色体的存在形式存，并说出理由。
②活动二：体验遗传信息平分。容器中放置2条相同毛线，体验2条毛线都在松散状态或都在杆状毛线团状态时，分别将毛线移到两极的情况。注意操作过程中手不能伸出容器外。教师引导学生推测细胞分裂期遗传信息平分时，染色质/染色体的存在形式，并说出理由。最后，教师出示显微镜下细胞分裂不同时期的真实照片，明确实际观察结果与学生推测一致。
设计意图：通过列表比较、形象类比、相互评价、出示模型层层深入探讨染色体结构。对其功能分析则通过活动体验，分析推测，并显微照片明确染色质（体）不同的形态结构与其执行功能相适应。
3.4阅读资料分析核孔结构及功能特点
教师出示含核孔的核膜电子显微镜照片，指出核膜上核孔的存在，使得它与其他生物膜不同，提问：阅读资料2-4后能得到哪些启示？
资料2：核孔复合体结构模型图显示核孔复合体主要由核被膜、中央栓和核质侧的“核篮”组成（图1①）。它是生物体内最复杂的蛋白质复合体之一，由30多种不同蛋白质，1000多个蛋白质分子共同构建。
资料3：依赖传统技术科学家始终无法得到核孔复合体的准确构象。通过日益完善的冷冻电镜技术，研究人员成功还原该复合体的精细结构，了解核孔的更多“秘密”。、核孔复合体图像类似“甜甜圈”，其实它的直径只有120nm。有趣的是，三位生物物理学家发明的冰冻电镜技术由于在研究生物大分子方面所做出的卓越成就最终获得了2017年诺贝尔化学奖。 资料4：核孔进行着细胞核质之间频繁的物质运输。研究人员发现，有些大分子蛋白质直径较大，进入细胞核过程如图1。①“货运”蛋白质通过自身核定位序列（NLS）与其他胞质因子结合成三聚体，再与核孔复合体的胞质侧蛋白结合。②通过该蛋白结构的弯曲把三聚体呈递至核孔复合体中央栓蛋白，中央栓蛋白结构发生改变，最终将三聚体转运至细胞核内，随后三聚体解开。
学生自主分析后得出：当相应蛋白质结构改变时，核孔复合体结构发生改变从而完成相应的物质运输，进一步体会“物质组成结构，结构决定功能”这一观点。同时，学生从资料中可以体会科学的发展离不开技术的进步，通过2017年诺贝尔化学奖的资料意识到学科交叉已是大势所趋，认同新高考背景下学好各科的重要性。
教师出示资料5，引导学生分析核孔复合体物质运输的特点。
资料5：1个细胞大约有3000个核孔。细胞分裂复制染色体时，1个核孔1min要运进核内100个蛋白分子。细胞迅速生长时，1个核孔1min向细胞质运出3套核糖体前体单位。核孔可以将细胞核内合成的RNA运出细胞核，但是DNA不能运送出核。还有一些蛋白质一经运入核内就不能再离开细胞核。
通过分析，学生指出核孔复合体运输物质具有双向、及时、高效和选择性的特点，认同细胞核与细胞质协调一致，是一个统一的整体。
设计意图：教师利用拓展资料，提高学生获取信息的能力，使学生加深对知识的理解并尝试运用生命观念解释生物学现象。
3.5总结提升，整体分析细胞核结构和功能
教师提出问题：细胞核各个结构在实现“细胞代谢和细胞遗传的控制中心”这一功能时发挥了怎样的作用？学生理解由于染色体中的DNA上携带遗传信息，因此细胞核成为遗传信息库继而控制细胞代谢。在细胞分裂中，遗传信息通过复制和平分过程使亲子代细胞遗传信息完全一致，保证了亲子代细胞遗传性状的一致，从而控制细胞遗传。核膜、核孔也分别为细胞核成为系统的控制中心提供了结构保证。
设计意图：通过整体分析细胞核的结构和功能，学生不再孤立地看细胞核的各个结构，认同细胞核是一个统一的整体，认同整体结构的功能大于局部结构的功能之和。
3.6拓展延伸，学以致用
教师指出：对细胞核结构与功能的深入研究可以为人类自身服务，人们可以根据其结构的改变判断其功能的变化。如细胞癌变后细胞核变大，核孔增多，核仁增大;当染色体数目或结构改变时会引起严重的疾病。教师启发学生可利用结构和功能相适应的原理，通过及时的监测和早期干预或治疗，使人类远离疾病困扰。
4教学反思
本节课聚焦大概念教学，发展学生的生物学学科素养。教师要引导学生改变固有思想，明确生物学不是仅靠死记硬背，而是运用生物学观点和理性思维来学习的科目，符合新课标的课程理念。另外，該节课运用大量的资料，紧跟时事热点，提高学生获取信息的能力，使学生感受生物学是不断发展的学科，感受科学的发展离不开技术的进步，学科交叉也是大势所趋。最后，该节课运用了翻转课堂的教学模式，有利于提高学生自主学习的能力。