3.3 细胞核的结构和功能（精讲导学案）-【帮课堂】2024-2025学年高一生物同步学与练（2019人教版必修1）

第3章 细胞的基本结构 第3节 细胞核的结构和功能 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/课前导学 梳理教材内容，掌握基础知识；延申思考探究，深入理解知识；预习判断检测，及时效果验收 04/课堂探究 课堂知识探究，全面学会知识 05/分层训练 基础提升拓展，突破学习任务 1.阐明细胞核的结构和功能。（重点） 2.尝试制作真核细胞的三维结构模型。（难点） 3.阐明遗传信息主要存在于细胞核中。（重点） · 基础感知 1．细胞核的功能： （1）实验： 实验名称 结论 黑白两种美西螈核移植实验 生物体 是由细胞核控制的 蝾螈受精卵横缢实验 细胞核控制着细胞的 变形虫切割及核移植实验 细胞核是细胞 中心 伞藻嫁接与核移植实验 生物体 的建成与细胞核有关 （2）结论: 对细胞核功能较为全面的阐述应该是：细胞核是 库，是 的控制中心。 【答案】 性状的遗传 分裂、分化 生命活动的控制 形态结构 遗传信息 细胞代谢和遗传 2．细胞核的结构 主要由核膜、核孔、核仁、染色质、核基质等组成。 （1）核膜：有内、外 ，使细胞分为 与 两个结构与功能区域，可以保证细胞的生命活动更加有序地进行。 （2）核孔：是细胞核和细胞质之间进行 和 的主要通道。 （3）核仁：细胞核中 状或 状的颗粒结构， 膜包被。核仁与 中RNA的合成、加工以及 的形成有关。在 过程中，核仁会周期性地消失和重建。 利用甲基绿—派洛宁染色液处理蟾蜍血细胞，发现RNA主要分布在 中，DNA主要分布在 中。 （4）染色质：主要由 和 组成。染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态。 （5）核基质：包括以 成分为主的网架结构体系，以及网孔中充满的液体。 在不同类型的细胞中，细胞核的形态、大小和位置是 的。 【答案】 两层 细胞核 细胞质 物质交换 信息交流 球 椭球 没有 核糖体 核糖体 细胞分裂 细胞质 细胞核 DNA 蛋白质 蛋白质 不同 【详解】细胞核的结构主要由核膜、核孔、核仁、染色质、核基质等组成。 （1）核膜：有内、外两层，使细胞分为细胞核与细胞质两个结构与功能区域，可以保证细胞的生命活动更加有序地进行。 （2）核孔：是细胞核和细胞质之间进行物质交换和信息交流的主要通道。 （3）核仁：细胞核中球状或椭球状的颗粒结构，没有膜包被。核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关。在细胞分裂过程中，核仁会周期性地消失和重建。利用甲基绿—派洛宁染色液处理蟾蜍血细胞，发现RNA主要分布在细胞质中，DNA主要分布在细胞核中。 （4）染色质：主要由DNA和蛋白质组成。染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态。 （5）核基质：包括以蛋白质成分为主的网架结构体系，以及网孔中充满的液体。在不同类型的细胞中，细胞核的形态、大小和位置是不同的。 3．模型的形式很多，包括 模型、 模型、 模型等。在设计并制作细胞模型时，科学性、准确性是第一位的，其次才是模型的美观与否。（P57“科学方法”）模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。以 或 形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。（P57“科学方法”） 【答案】 物理 概念 数学 实物 图画 【详解】模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的，包括物理模型、概念模型和数学模型等，其中物理模型主要借助于具体的实物或其他形象化的手段如图画等形式直观地表达认识对象的特征。 4．在细胞核中，核膜具有双层膜把 与 分开；染色质由 和 组成，其中 是遗传信息的载体；核仁与 的合成以及 的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的 和 。 【答案】 细胞核 细胞质 DNA 蛋白质 DNA rRNA 核糖体 物质交换 信息交流 【详解】细胞核的核膜把细胞核与细胞质分开；染色质由DNA和蛋白质组成，其中DNA是遗传信息的载体；核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关；核孔可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 · 思考提升 1．黑白美西螈核移植实验是否严谨？并说明理由。 提示：不严谨。缺少对照实验，应加一组：将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中并培养，观察美西螈肤色。 2．蝾螈受精卵横缢实验是如何设置对照实验的？ 提示：既设置了相互对照(有核与无核对照)，又设置了自身前后对照(对无核者重新挤入核)。 3．若只做伞藻嫁接实验，能否得出细胞核是遗传的控制中心？并说明理由。 提示：不能。无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。 · 预习检测 1.关于细胞核的功能判断正误 (1)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，真核细胞都有一个细胞核(　　) (2)某些细胞无细胞核，说明细胞核不是细胞进行生命活动所必需的(　　) (3)细胞核是细胞代谢中心(　　) 【答案】(1)×　(2)×　(3)× 【解析】(1)骨骼肌细胞具有多个细胞核。 (2)没有细胞核的真核细胞，既不能生长也不能分裂，细胞核是细胞进行生命活动所必需的。 (3)细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的主要场所是细胞质基质。 2.关于细胞核的结构判断正误 (1)核仁被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行(　　) (2)拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是构建了细胞的物理模型(　　) (3)细胞中核糖体的形成一定与核仁有关(　　) 【答案】(1)√　(2)×　(3)× 【解析】(2)拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片是实物照片，不属于物理模型。 (3)核糖体是真、原核细胞共有的细胞器，真核细胞中核糖体的形成与核仁有关，原核细胞无核仁，核糖体的形成与核仁无关。 探究一 探究细胞核的功能 1．资料1：美西螈核移植实验 (1)实验过程：该实验中，黑色美西螈提供细胞核，白色美西螈提供细胞质、细胞膜等结构。 (2)实验结果：子代美西螈全部发育成黑色。 (3)实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的。 (4)延伸：从实验设计的原则上分析，该实验的设计并不严密，请指出不严密之处并进行完善。 提示：该实验没有设置对照。可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中进行培养作为对照，增强实验的说服力。 2．资料4：伞藻嫁接实验和核移植实验 (1)实验过程 ①去帽→换柄→培养。 ②去帽、去核→植入核→培养。 (2)实验结果：在伞藻嫁接实验中，新长出的伞帽跟提供假根的伞藻的伞帽相同；在伞藻核移植实验中，新长出的伞帽跟提供细胞核的伞藻的伞帽相同。 (3)延伸：伞藻嫁接和核移植实验中，哪个实验更有说服力？为什么？ 提示：伞藻核移植实验更有说服力。伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响，是对伞藻嫁接实验的补充，进一步验证细胞核的功能。 (4)实验结论：核移植实验进一步说明生物体形态结构的建成与细胞核有关。 3．资料2：蝾螈受精卵横缢实验 (1)实验过程：步骤一：将受精卵横缢成有核一半和无核一半；步骤二：向无核一半挤入细胞核。 (2)实验结果：结果一：有核一半能分裂，无核一半停止分裂；结果二：挤入细胞核后，无核一半开始分裂。 (3)实验结论：细胞的分裂、分化是由细胞核控制的。 4．资料3：变形虫切割和核移植实验 (1)实验过程：步骤一：将变形虫切割成有核一半和无核一半；步骤二：用显微钩针将有核一半的细胞核钩出，然后再及时植入另一个同种变形虫的细胞核。 (2)实验结果：结果一：有核一半能摄食、生长、分裂、再生，对刺激有反应，无核一半不能摄食、生长、分裂，对刺激无反应；结果二：去核后生命活动丧失，加核后生命活动恢复。 (3)实验结论：变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由细胞核控制的。 (4)延伸：资料2和资料3中两个实验的相似操作步骤是都以细胞核的有无为变量设置了相互对照与自身对照。从实验结果分析，细胞核的有无影响了细胞的分裂、分化、生长、对外界刺激的反应、摄食等生命活动。 (5)延伸：由资料2、3中的实验还说明细胞只有保持结构的完整性，才能完成正常的生命活动。 探究二 探讨细胞核各组分的结构特点 1．核孔 资料：核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。 (1)根据以上信息能否说明各种大分子物质都能自由进出核孔？ 提示：不能；核孔具有选择性，如：允许某些RNA和蛋白质通过，而DNA不能通过。 (2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？ 提示：不是；核孔是某些大分子物质出入细胞核的通道，小分子物质是经过核膜出入细胞核的。 (3)代谢越旺盛的细胞中，蛋白质合成量越大，核质之间的物质交换越频繁。那么核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？ 提示：代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔数量较多。 2．染色质和染色体 资料1：用电镜观察染色质，发现它是由很多串珠状结构聚合在一起形成的。用DNA酶处理细胞核，发现“珠子”间连线消失，但“珠子”还在；用蛋白酶处理，“珠子”被分解，连线尚在。 (1)根据以上信息分析染色质是由什么组成的？ 提示：蛋白质和DNA。 资料2：染色质与染色体的关系示意图 (2)据图概括染色质和染色体之间的关系。 提示：染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。 ★名师点拨： (1)源于必修1 P57“科学方法”：模型分为物理模型(如DNA双螺旋结构模型)、概念模型(如种群数量特征的关系图示)和数学模型(如“J”形曲线、“S”形曲线，公式、表格等)。 (2)源于必修1 P57“探究·实践”：在设计并制作细胞结构模型时，科学性应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。 (3)(必修1 P58“拓展应用1”)染色体与染色质这两种不同的状态对细胞生命活动的意义：染色体呈高度螺旋状态，有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，而染色质为细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动。 ★易错提示： (1)核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。外膜上附着许多核糖体，常与内质网相连；核膜上附着大量酶，利于多种化学反应的进行。 (2)核孔是大分子物质出入细胞核的通道，如mRNA、蛋白质(解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)可以通过，但DNA不能通过；而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。RNA和蛋白质出入细胞核穿过0层膜。核膜和核孔都具有选择透过性。 (3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多，核仁较大。原核细胞无核仁，其核糖体形成与核仁无关。 (4)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。 · 基础过关练 一、单选题 1．细胞代谢是指细胞内每时每刻都进行的化学反应，下列过程与发生的场所对应关系正确的是（　　） A．氨基酸的脱水缩合——高尔基体 B．真核生物中某种RNA的合成以及核糖体的形成——核仁 C．蛋白质、RNA和DNA这些大分子物质进出细胞核——核孔 D．分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒——中心体 【答案】B 【分析】细胞内每时每刻都进行着许多化学反应，叫细胞代谢，细胞代谢是细胞生命活动的基础。核糖体是蛋白质合成的机器，在核糖体上，氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链依次进入内质网、高尔基体进行加工形成具有一定生物活性的蛋白质。叶绿体是光合作用的场所，在叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素，光合色素的作用是吸收、传递和转化光能。核孔：实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流。核仁：与某种RNA的合成及核糖体的形成有关。 【详解】A、氨基酸的脱水缩合过程在核糖体，多肽链的盘曲折叠形成空间结构在内质网，A错误； B、核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关，B正确； C、蛋白质和RNA这些大分子物质进出细胞核——核孔，DNA不进出细胞核，C错误； D、分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒——溶酶体，D错误。 故选B。 2．如图是细胞核模式图，①~④表示细胞核的各种结构。下列叙述正确的是（    ） A．蛋白质、核酸等大分子都可以通过④自由进出细胞核 B．②是核仁，与某种RNA的合成和中心体的形成有关 C．结构③是双层膜，由两层磷脂分子构成 D．物质①在细胞不同时期存在状态可以不同 【答案】D 【分析】分析题图：①为染色质，②为核仁，③为核膜，④为核孔。 【详解】A、核孔是蛋白质和RNA等生物大分子进出细胞核的通道，核孔也具有选择性，如DNA不能通过核孔，A错误； B、②是核仁，与某种RNA的合成和核糖体的形成有关，B错误； C、③是核被膜，由双层生物膜构成，生物膜由磷脂双分子层构成其基本骨架，因此结构③有四层磷脂分子，C错误； D、物质①是染色质，其在细胞的不同时期的存在形式不同，分裂期以染色体形式存在，分裂结束时以染色质的形式存在，D正确。 故选D。 3．图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是（    ） A．②的大小、数目与生物种类、细胞类型无关 B．细胞中的DNA只存在于①中 C．蛋白质、RNA等生物大分子物质出入③时不需要能量 D．核膜属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开 【答案】D 【分析】1、细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(主要由DNA 和蛋白质组成)、核仁(与某种 RNA的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。 2、分析图示可知，①表示染色质，②表示核仁，③表示核孔。 【详解】A、②表示核仁，其大小、数目与生物种类、细胞类型有关，一般来说，细胞代谢越旺盛，核仁越大，数量越多，A错误； B、细胞中的 DNA 主要存在于①染色质中，还存在于线粒体、叶绿体中，B错误； C、蛋白质、RNA 等生物大分子物质出入③核孔时需要消耗能量，C错误； D、细胞膜、细胞器膜、核膜等膜结构统称为生物膜系统，核膜的作用是把核内物质与细胞质分开，D正确。 故选D。 4．如图为高等植物细胞亚显微结构模式图。下列叙述错误的是（　　） A．图中③是细胞代谢和遗传的控制中心 B．图中④组成成分中含有纤维素和果胶 C．细胞质中分布着由蛋白纤维组成的细胞骨架 D．图中①②⑤⑥的膜结构共同构成生物膜系统 【答案】D 【分析】植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，植物细胞也是通过渗透作用吸水和失水的。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和原生质层都出现一定程度的收缩。当细胞不断失水时，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，也就是逐渐发生了质壁分离。当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，外界溶液中的水就透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，使植物细胞逐渐发生质壁分离的复原。 【详解】A、据图可知，图中③是细胞核，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，A正确； B、据图可知，图中④是细胞壁，植物细胞细胞壁的组成成分是纤维素和果胶，B正确； C、真核细胞细胞质中有着支持各种细胞器的细胞骨架，细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构，维持着细胞的形态，锚定并支撑着许多细胞器，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转化、信息传递等生命活动密切相关，C正确； D、真核细胞的细胞器膜和细胞膜、核膜等结构， 共同构成细胞的生物膜系统。据图可知，图中③是细胞核，也属于生物膜系统，D错误。 故选D。 5．如图是动植物细胞亚显微结构模式图，下列叙述正确的是（　　） A．植物细胞系统的边界是位于最外层的⑦ B．①上的磷脂和大多数的蛋白质可以运动 C．分泌蛋白的合成分泌要经过④③⑥②① D．DNA等大分子可经⑤上的核孔进出细胞核 【答案】B 【分析】据图可知，①是细胞膜，②是线粒体，③是高尔基体，④是核糖体，⑤是细胞核，⑥是内质网，⑦是细胞壁。 【详解】A、植物细胞系统的边界是细胞膜，而位于最外层的⑦是细胞壁，细胞壁具有全透性，不是细胞的边界，A错误； B、①是细胞膜，细胞膜上的磷脂和大多数的蛋白质可以运动，B正确； C、分泌蛋白的合成分泌要依次经过④核糖体、⑥内质网、③高尔基体、①细胞膜。②是线粒体，只是为分泌蛋白的合成和分泌提供能量，分泌蛋白的合成分泌不需要经过线粒体，C错误； D、⑤是细胞核，核膜上的核孔是大分子物质进出的通道，但具有选择性，DNA不能通过核孔，D错误。 故选B。 6．下图为细胞内某结构的模式图，下列有关叙述正确的是（　　） A．②中储存着细胞中大部分的遗传信息 B．③在细胞不同时期有两种存在状态 C．④在原核细胞中的数量少于真核细胞 D．⑥可以存在于所有真核生物细胞中 【答案】B 【分析】据图分析，①是核膜，②是核仁，③是染色质，④是核孔，⑤是核糖体，⑥是内质网。 【详解】A、②为核仁，核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，细胞中大部分的遗传信息储存在③所示的染色质中，A错误； B、③为染色质，染色质是极细的丝状物。细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化，缩短变粗，成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂结束时，染色体解螺旋，重新成为细丝状的染色质，被包围在重新形成的细胞核里。可见，③在细胞不同时期有两种存在状态，B正确； C、④为核孔，原核生物没有膜孔，C错误； D、⑥为内质网，哺乳动物成熟的红细胞中没有该细胞器，D错误； 故选B。 7．核仁是合成rRNA的主要场所，科研人员发现爪蟾无核仁纯合突变型的胚胎不能合成rRNA，无法形成核糖体，而只能依赖受精卵残留下来的核糖体生存，一周后死亡。下列有关说法正确的是（　　） A．受精卵残留下来的核糖体主要来自精细胞 B．核仁是合成rRNA的场所，核仁中存在DNA C．蛋白质合成旺盛的细胞，其核仁体积较小 D．染色质主要分布于核仁，是遗传物质的主要载体 【答案】B 【分析】细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（DNA和蛋白质）、核仁（与某种RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。功能：细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。 【详解】A、核糖体分布在细胞质中，而受精卵的细胞质主要来自卵细胞，A错误； B、核仁是合成rRNA的主要场所，推测核仁中存在DNA，能转录合成rRNA，B正确； C、蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁的体积较大，C错误； D、染色质不分布于核仁中，D错误。 故选B。 8．如图为某动物细胞的亚显微结构示意图(图中①~⑧表示相应的结构，②为核糖体)。下列相关叙述错误的是（    ） A．由结构⑧参与构成的结构有①③④⑥⑦ B．该细胞和颤蓝细菌细胞共有的结构有④和⑥ C．在一定浓度的 KNO3溶液中，细胞可能皱缩后逐渐恢复再出现膨胀 D．含放射性标记的甘氨酸，一段时间后可在②⑥③内依次出现 【答案】B 【分析】1、分泌蛋白的合成和分泌：氨基酸首先在核糖体上被利用，然后进入内质网中进行初步加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，再到达高尔基体中进一步加工为成熟的蛋白质，最后通过胞吐作用出细胞，整个过程需要线粒体提供能量。 2、分析图示，①为细胞核，②为核糖体，③为内质网，④为细胞膜，⑤为中心体，⑥为高尔基体，⑦为线粒体，⑧为磷脂双分子层，其中核糖体和中心体无膜结构。 【详解】A、⑧为磷脂双分子层，是构成生物膜的基本支架，可参与构成①③④⑥⑦等具膜结构，A正确； B、颤蓝细菌为原核生物，与该动物细胞共有的结构有②核糖体、④细胞膜，B错误； C、该图示为动物细胞，置于一定浓度的 KNO3溶液中，若外界溶液浓度大于细胞质浓度，该细胞可能会皱缩后逐渐恢复再出现膨胀，C正确； D、由分析可知，分泌蛋白的合成和分泌过程与核糖体、内质网和高尔基体即②③⑥直接相关，⑦线粒体为该过程提供能量，D正确。 故选B。 9．翟中和院士主编的《细胞生物学》中说：“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧”。下列叙述错误的是（    ） A．生物膜系统与物质运输、能量转化和信息传递有关 B．高等植物细胞之间可通过胞间连丝来实现信息交流 C．肝细胞中内质网合成的磷脂可转移至中心体 D．细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心 【答案】C 【分析】细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，控制细胞的物质合成、能量转换和信息交流，完成生长、发育、衰老和凋亡。 【详解】A、生物膜系统与物质运输（细胞膜）、能量转化（线粒体内膜）和信息传递（细胞膜）有关，A正确； B、高等植物细胞之间可在细胞间形成通道（例如胞间连丝）实现信息交流，B正确； C、中心体没有膜结构，不含磷脂，C错误； D、 细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心 ，D正确。 故选C。 10．核孔复合体（NPC）是镶嵌在内、外核膜上的篮状复合体结构，是物质跨核膜运输的双向通道。施一公团队经过数年的努力解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构，再一次震撼了结构生物学领域。下列说法错误的是（    ） A．NPC的数量变化可调节放线菌核质间物质交换的频率 B．NPC控制物质双向进出细胞核具有选择透过性 C．构建NPC近原子分辨率结构模型属于物理模型 D．有丝分裂过程中，NPC会出现周期性的消失和重建 【答案】A 【分析】细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，是由核膜、核仁、染色质、核孔构成，核膜是双层膜，外与内质网相连；核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关；核孔是核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道。 【详解】A、放线菌属于原核生物，没有细胞核，A错误； B、核孔复合体（NPC）是镶嵌在内、外核膜上的篮状复合体结构，是物质跨核膜运输的双向通道，但如DNA分子不能通过，说明NPC控制物质双向进出细胞核具有选择透过性，B正确； C、构建NPC的结构模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，属于物理模型，C正确； D、有丝分裂过程中，NPC会在前期消失，末期重建，所以会出现周期性的消失和重建，D正确。 故选A。 二、非选择题 11．我国热带植物研究所在西双版纳发现一个具有分泌功能的植物新品种，该植物细胞的亚显微结构的局部图如下。请据图回答下列问题：（注：图中D为光面内质网） (1)细胞核的功能是 。 (2)该细胞中磷脂的合成场所是 （填中文名称）。 (3)经检验该植物细胞的分泌物含有一种多肽，请写出该多肽在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”： （用“→”和字母表示）。 (4)该植物相邻细胞之间可通过F进行信息交流，则F代表 。 (5)与蓝细菌相比，植物细胞在结构上的最大特点是 。 【答案】(1)是细胞的遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 (2)内质网 (3)B→C→M→G→N (4)胞间连丝 (5)有以核膜为界限的细胞核 【分析】分析题图：图示为植物细胞的亚显微结构的局部图，其中结构A为核孔，B为核糖体，C为粗面内质网，D 为滑面内质网，E 为线粒体，F 为胞间连丝，G 为高尔基体，M 和N为囊泡。 【详解】（1）细胞核是细胞的遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 （2）磷脂属于脂质，其合成场所是内质网。 （3） 分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜。因此，该多肽在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”：B核糖体→C内质网→M囊泡→G高尔基体→N囊泡。 （4） 植物细胞间进行信息交流的方式为胞间连丝，所以F代表胞间连丝。 （5） 蓝细菌属于原核生物，植物属于真核生物，与原核细胞相比，真核细胞具有以核膜为界限的细胞核。 12．某高等生物的细胞的部分亚显微结构如图1所示，该细胞部分细胞器的物质组成如图2所示。回答下列问题： (1)图1所示的细胞可能是高等 （填“植物”或“动物”）的细胞，判断依据是 （答出2点）。 (2)图1所示的细胞中，含有核酸结构的是（有） （填序号），在结构上能直接相联系的是 、 （填序号）。 (3)图1中，结构②是细胞核，请阐述其功能： 。细胞中各种生物膜的功能不同，主要原因是 。 (4)图2中的a、b代表的细胞器分别是 和 （填名称）。研究表明硒对线粒体膜有稳定作用，当人体缺硒时，下列细胞中受损最严重的是 。 A．心肌细胞    B．皮肤表皮细胞    C．成熟的红细胞    D．脂肪细胞 【答案】(1) 动物 没有细胞壁、叶绿体及液泡，有中心体 (2) ①②④⑧ ②③ ③⑤ (3) 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 各种生物膜上所含蛋白质的种类有差异 (4) 核糖体 线粒体 A 【分析】细胞器的分类： ①具有双层膜结构的细胞器有：叶绿体、线粒体。具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和核膜。 ②具有单层膜结构的细胞器有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡。具有单层膜结构的细胞结构有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡和细胞膜。 ③不具备膜结构的细胞器有核糖体和中心体。 【详解】（1）据图1可知，①为线粒体，②为细胞核，③为内质网，④为核糖体，⑤为细胞膜，⑥为中心体，⑦为高尔基体，⑧为细胞质。图1所示细胞中无叶绿体、细胞壁及液泡，有中心体，为高等动物细胞。 （2）线粒体、细胞核、核糖体、细胞质中均含有核酸，故图1所示的细胞中，含有核酸结构的是①②④⑧。细胞核与内质网直接相联系，核糖体附着在内质网上，内质网与细胞膜相联系。故在结构上能直接相联系的是②③和③⑤ （3）各种生物膜的功能不同主要取决于生物膜上蛋白质的种类不同。 （4）a代表的细胞器含有蛋白质和核酸，无膜结构，为核糖体；b代表的细胞器有蛋白质和核酸，且有膜结构，为线粒体；心肌细胞消耗的能量多，线粒体数量多，缺硒时受损会最严重，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 · 能力提升练 一、单选题 1．真核细胞的起源有两个重要假说，一个是古核生物的质膜内折形成细胞核，另一个是线粒体和叶绿体的内共生起源。具体变化分别如下图a和图h所示。下列说法错误的是（    ） A．古核细胞和真核细胞的生物膜系统都具有选择透过性 B．叶绿体和线粒体内都有核糖体为内共生学说提供了证据 C．在线粒体和叶绿体形成之前，地球上已经有氧气存在 D．核膜的形成把细胞核和细胞质分隔开，可使二者的化学反应不会互相干扰 【答案】A 【分析】生物膜系统功能：（1）保证内环境的相对稳定，对物质运输、能量转换和信息传递等过程起决定作用。（2）为多种酶提供附着位点，是许多生物化学反应的场所。（3）分隔细胞器，保证细胞生命活动高效、有序地进行。 【详解】A、生物膜系统是由细胞膜、细胞器膜和核膜组成的，古核生物（原核生物）不具有核膜和细胞器膜，没有生物膜系统，A错误； B、核糖体是蛋白质的合成车间，叶绿体和线粒体都是细胞器，两种细胞器内都有核糖体为内共生学说提供了证据，B正确； C、据图可知，始祖光合细菌和始祖需氧细菌存在于线粒体和叶绿体形成之前，即在线粒体和叶绿体形成之前，地球上已经有氧气存在，C正确； D、核膜的形成把细胞核和细胞质分隔开，可使二者的化学反应不会互相干扰，保障了细胞核的稳定性，D正确。 故选A。 2．细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是与细胞核的结构分不开的，下列有关细胞核的结构和功能的叙述，错误的是（    ） A．核膜——双层膜，把核内物质与细胞质分开 B．染色质——由DNA、RNA和蛋白质组成，细胞内遗传物质的主要分布结构 C．核仁——与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 D．核孔——是大分子物质如RNA、DNA和蛋白质等进出细胞核的通道 【答案】D 【分析】细胞核的核膜具有双层膜结构；染色体和染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，在分裂间期是丝状的染色质，在分裂期，染色质高度螺旋化，缩短变粗成为光学显微镜下清晰可见的染色体；核仁与核糖体RNA的合成有关，当然与核糖体的形成有关；核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，是大分子物质如RNA和蛋白质等进出细胞核的通道，但DNA不会通过核孔出细胞核，因此核孔具有选择性。 【详解】A、核膜具有双层膜结构，把核内物质与细胞质分开，有选择性，A正确； B、染色体和染色质主要由DNA、RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要分布结构，是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态，B正确； C、核仁与核糖体RNA的合成有关，与核糖体的形成有关，C正确； D、核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，是大分子物质如RNA和蛋白质等进出细胞核的通道，但DNA不会通过核孔出细胞核，D错误。 故选D。 3．蛋白复合体种类较多且功能各异。例如，核孔复合体是由多个蛋白质镶嵌在核孔上的一种双向亲水核质运输通道；蛋白复合体X位于内质网膜上，其中心有一个通道，能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则该多肽链会通过蛋白复合体X运回细胞质基质。下列说法错误的是（    ） A．原核细胞没有核孔复合体 B．物质经核孔运输属于顺浓度梯度运输 C．蛋白复合体X与核孔均具有运输某些大分子物质的能力 D．蛋白复合体X进行物质运输时具有识别能力，体现了内质网膜的选择性 【答案】B 【分析】内质网是由膜构成的网状结构，内质网内连核膜，外连细胞膜，与细胞膜和核膜构成直接联系，并且内质网上能够形成囊泡，该囊泡会与高尔基体融合，与高尔基体形成间接联系。 【详解】A、核孔复合体是位于核孔上的一种双向亲水核质运输通道，原核细胞没有以核膜为界限的细胞核，故原核细胞没有核孔复合体，A正确； B、物质经核孔出入具有严格的选择性，不属于顺浓度梯度运输，B错误； C、核孔是大分子进出细胞的通道；蛋白复合体X能引导新合成多肽链进入内质网，并可以将内质网中的未正确折叠的多肽链运回细胞质基质，故蛋白复合体X与核孔均具有运输某些大分子物质进出的能力，C正确； D、蛋白复合体X是一种位于内质网膜上的蛋白复合体，且与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，体现了内质网膜的选择性，D正确。 故选B。 4．核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层蛋白是紧贴内核膜的一层蛋白网络结构，向外与内核膜上的蛋白结合，向内与染色质的特定区段结合。当细胞进行有丝分裂时，核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解，去磷酸化介导核膜围绕染色体重建。下列叙述正确的是（    ） A．核孔复合体是核质之间运输DNA、蛋白质等物质的通道 B．核纤层位于内外核膜之间，与细胞核的崩解与重建密切相关 C．核纤层蛋白的磷酸化过程中，染色质可能会发生高度螺旋化 D．抑制核纤层蛋白去磷酸化会将细胞分裂阻断在有丝分裂后期 【答案】C 【分析】细胞核的结构 1、核膜：（1）结构：核膜是双层膜，外膜上附有许多核糖体，常与内质网相连；其上有核孔，是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道；在代谢旺盛的细胞中，核孔的数目较多。（2）化学成分：主要是脂质分子和蛋白质分子。（3）功能：起屏障作用，把核内物质与细胞质分隔开；控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。 2、核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。在有丝分裂过程中，核仁有规律地消失和重建。 3、染色质：细胞核中能被碱性染料染成深色的物质，其主要成分是DNA和蛋白质。 【详解】A、核孔复合体具有选择性，DNA不能通过核孔复合体，A错误； B、核纤层蛋白位于内核膜与染色质之间，B错误； C、核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解，细胞核内染色质可能发生螺旋化程度增大变成染色体，C正确； D、核纤层蛋白在前期磷酸化导致核膜解体，在后期核纤层去磷酸化促进核膜重建和染色体解螺旋形成染色质，D错误。 故选C。 5．为研究细胞核与细胞质之间的物质交流，科学家利用甲、乙、丙三组变形虫进行实验：将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内，适宜条件下培养一段时间后检测乙、丙两组变形虫的放射性，实验操作及结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．乙组变形虫去除细胞核后可以长期存活 B．最终乙组变形虫的细胞核、质均有放射性，说明细胞核中的物质可以进入细胞质 C．最终丙组变形虫的细胞核、质均有放射性，说明细胞质中的物质可以进入细胞核 D．上述实验中甲组变形虫是用含32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸食物饲喂获得的 【答案】B 【分析】分析题图：将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内，适宜条件下培养一段时间后检测乙、丙两组的放射性，发现乙组变形虫细胞核、细胞质均有放射性，而丙组变形虫原有细胞核没有放射性，细胞质含有放射性。 【详解】A、细胞核与细胞质相互依存、不可分割，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，因此，乙组变形虫去除细胞核后存活时间很短，A错误； B、将被32P标记的细胞核移植到乙组变形虫的细胞内，最终乙组变形虫细胞核、细胞质均有放射性，说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质，B正确； C、最终丙组变形虫原有细胞核没有放射性，说明细胞质中被标记的物质不可进入细胞核，C错误； D、若甲组变形虫用含32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸食物饲喂获得的，由于胸腺嘧啶脱氧核苷酸不能通过核孔从细胞核进入细胞质，无法达成乙组结果，D错误。 故选B。 6．施一公团队解析了来自非洲爪蟾的核孔复合体(NPC)的近原子分辨率结构。他们通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在核膜上，是真核生物连接细胞质和细胞核的唯一双向通道，控制着生物大分子进出细胞核。以下说法正确的是（    ） A．附着NPC的核膜为双层膜结构且与内质网膜、细胞膜均直接相连 B．NPC实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流 C．核膜上NPC的数量与细胞代谢强度没有关系 D．NPC对生物大分子进出细胞核没有选择性 【答案】B 【分析】核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，核孔的数目、分布和密度与细胞代谢活性有关，核质与细胞质之间物质交换旺盛的细胞核膜孔数目多，通过核孔的运输具有选择性，核孔在调节核与细胞质的物质交换中有一定的作用。 【详解】A、核膜是双层膜，和内质网直接相连，没有和细胞膜直接相连，A错误； B、题意显示，“NPC“附着”并稳定融合在核膜上，控制着核质之间的物质交换”，说明NPC实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流，B正确； C、由于NPC控制核质之间频繁的物质交换，所以NPC的数量与细胞代谢强度有关，细胞代谢强度越大，NPC数量越多，C错误； D、NPC是真核生物连接细胞质和细胞核的唯一双向通道，控制着所有的生物大分子进出细胞核（针对大分子），NPC对生物大分子进出细胞核体现了选择性，D错误。 故选B。 7．实验发现，伞藻长出帽状体前将位于假根的细胞核取出，其帽状体不再形成。若晚 些时候去除细胞核，则只有一小部分藻体长出完整的但非常小的帽状体，而大部分 藻体不长伞帽或长得不完全；且去核的时间越晚，帽状体形成的概率就越大长得也 越完全。下列哪项不是该实验的推论（    ） A．假根中的细胞核是控制伞藻帽状体能否形成的根本原因 B．晚些时候去除细胞核再移入另一种帽形伞藻的细胞核，藻体长出后者的帽状体 C．细胞核在特定时期合成某些物质并运往细胞质发挥作用 D．去核时间越晚，伞柄中含有的与帽状体合成相关的物质越多 【答案】B 【分析】细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心；生物性状主要由细胞核决定。 【详解】A、细胞核控制伞帽的形状，A正确； B、晚些时候去除细胞核再移入另一种帽形伞藻的细胞核，藻体可能长出前者的帽状体，B错误； C、根据题干信息，帽状体属于伞藻的细胞质，细胞核控制帽状体的形状，说明细胞核在特定时期合成某些物质并运往细胞质发挥作用，C正确； D、去核时间越晚，伞柄中含有的与帽状体合成相关的物质越多，帽状体形成的概率就越大长得也 越完全，D正确。 故选B 8．研究发现，分泌蛋白的合成起始于游离的核糖体，合成的初始序列为信号序列，当信号序列合成后，在信号识别颗粒的识别和引导下与内质网膜上的受体接触，信号序列穿过内质网膜后，蛋白质继续合成，并在内质网腔中将信号序列切除。合成结束后，核糖体与内质网脱离，重新游离于细胞质基质中。下列叙述正确的是（    ） A．核糖体与内质网的结合体现了生物膜流动性的结构特点 B．附着在内质网上的核糖体合成蛋白质的过程不消耗能量 C．核糖体与内质网的结合过程受细胞核中相关物质的控制 D．由附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质都是分泌蛋白 【答案】C 【分析】分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程所需的能量主要由线粒体提供。 【详解】A、核糖体无膜结构，因此其与内质网的结合与生物膜的流动性无关，A错误； B、氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程需要消耗能量，B错误； C、核糖体与内质网的结合过程受细胞核中相关物质的控制，细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，C正确； D、附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质不一定都是分泌蛋白，如溶酶体体的水解酶，D错误。 故选C。 9．在伞形藻未长出帽体前，早期把细胞核取出，发现去核的伞形藻不再形成伞形的帽体。若晚些时候去除细胞核，则只有一部分藻体长出完整的、非常细小的帽体，而大部分藻体不能长出，或长得很不完全。去核的时间越晚，藻体形成的帽体就越完全。如果把取出的核放置一段时间再放回去，藻体又完全恢复发育能力，长出完整的帽体。下列叙述错误的是（　　）    A．实验表明，假根中的细胞核与帽状体的形成有密切关系 B．细胞核是通过产生某些物质来控制伞帽的发育进程 C．伞藻发育任何阶段，细胞核均可产生控制伞帽发育的物质 D．细胞核产生的物质消耗殆尽后，细胞将不能继续完成发育 【答案】C 【分析】细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心；生物性状主要由细胞核决定。 【详解】A、实验表明，假根中的细胞核与帽状体的形成有密切关系，A正确； B、细胞核可能会产生某种物质，这种物质是发育过程所必需的，B正确； C、只有在一定时期，细胞核才能产生这种物质。早期去核，因为还没有这种物质的产生，所以不能形成帽状体，而晚期去核，已经在核的控制下，部分地产生了这种物质，并贮存在细胞质里，这时尽管将核除去，仍能形成不完全的帽状体，C错误； D、当这种物质消耗殆尽，即细胞质内不能再产生和补充这种物质时，细胞就不能继续完成发育，D正确。 故选C。 10．非结合态的S1P蛋白酶可以切割高尔基体中的胆固醇调节元件结合蛋白（SREBP）将其激活，激活的SREBP进入细胞核并促进脂肪等脂质合成相关基因的表达。尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）是肝糖原合成中的一种中间代谢物，UDPG进入高尔基体后与S1P蛋白酶相结合进而调节脂质代谢。下列说法正确的是（　　） A．脂肪的组成元素与糖类相同，二者在机体内可大量进行相互转化 B．激活的SREBP、mRNA和DNA均可通过核孔运输 C．外源注射UDPG可抑制脂肪合成基因的表达，缓解脂肪肝 D．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，可参与血液中蛋白质的运输 【答案】C 【分析】糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，而脂肪一般在糖类代谢发生障碍，引起供应不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类。 【详解】A、脂肪的组成元素与糖类相同，均是C、H、O，二者在机体内的转化是有条件的，糖类在供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，而脂肪一般在糖类代谢发生障碍，引起供应不足时，才会分解供能，而且不能大量转化为糖类，A错误； B、依据题干信息，激活的SREBP后可以通过核孔进入细胞核并促进脂肪等脂质合成相关基因的表达；mRNA在细胞核内经转录生成，并经过加工后，通过核孔进入细胞质；DNA不可通过核孔运输，B错误； C、依据题干信息，当外源注射UDPG后，会进入高尔基体与S1P蛋白酶相结合，进而抑制SREBP的激活，从而抑制脂肪等脂质合成相关基因的表达，减缓脂肪肝，C正确； D、胆固醇属于脂质中的固醇，可参与血液中脂质的运输，同时也是动物细胞膜的重要组成部分，D错误。 故选C。 二、非选择题 11．下图1 表示某种新型抗肿瘤药物分子进入细胞核后产生效应的过程 (1)由图1可知，药物分子进入肿瘤细胞后，一部分在溶酶体和 中被降解，另一部分通过进入细胞核，积累后产生效应。因此可以推测:为增强细胞核对药物的吸收效率及药效，需 (填 “缩短”或“延长”)药物分子在细胞质中的停留时间。 (2)科研人员发现，亲核蛋白在细胞质中合成后，可以迅速被运输至细胞核内。为研究其运输机理，设计了有关实验，操作与实验结果如图2 ①下列同位素中，可用于实验中亲核蛋白进行标记的有 A．14C     B．3H     C．18O       D．15N ②根据各组实验的检测结果可知，亲核蛋白快速进入细胞核依赖于 (3)综合上述研究结果:请你设计一个提高该新型抗肿瘤药物作用效果的研发思路: 【答案】(1) 细胞质基质 缩短 (2) AB 尾部 (3) 将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部结合 【分析】题图分析，图1显示的药物的走向有： ①药物分子可直接穿过细胞膜进入到细胞质基质，在细胞质基质中的药物分子有部分会被分解； ②药物分子与细胞膜表面受体结合，以胞吞方式进入细胞，部分与溶酶体结合后被降解，部分在细胞质基质中释放出来； ③未被降解的部分药物分子通过核孔进入到细胞核中，发挥作用。 【详解】（1）由图1可知，药物分子进入肿瘤细胞后，一部分在溶酶体和细胞质基质中被降解，另一部分通过核孔进入细胞核，积累后产生效应。因此可以推测:为增强细胞核对药物的吸收效率及药效，需“缩短”药物分子在细胞质中的停留时间，进而避免药物被分解。较快进入到细胞核中发挥作用。 （2）①科研人员发现，亲核蛋白在细胞质中合成后，可以迅速被运输至细胞核内。为研究其运输机理，可采用放射性同位素标记法追踪其走向，而18O和15N均不具有放射性，因而不可用于标记蛋白质，则可用于标记的是14C 和3H，即AB正确。 故选AB。 ②根据各组实验的检测结果可知，放射性头部不能进入到细胞核中，而放射性尾部可以进入到细胞核中，即亲核蛋白快速进入细胞核依赖于尾部。 （3）由放射自显影技术检测结果可知，含有尾部的亲核蛋白才可以进入细胞核内，故亲核蛋白进入细胞核依赖于尾部。因此，为了提高抗肿瘤药物的作用效果可以将抗肿瘤药物与亲核蛋白的尾部结合，由亲核蛋白携带药物进入细胞核内。 12．如图是某组织细胞部分结构及生理过程的示意图，其中字母代表细胞结构，数字代表相关的生理过程，请据图分析并回答下列问题： (1)图中 （填字母）表示溶酶体，它是由 （填细胞器名称）以出芽的形式形成的。溶酶体内部含有水解酶，这些水解酶是在 （填细胞器名称）上合成的。溶酶体的形成过程体现了细胞内生物膜系统在 上的紧密联系。 (2)人体血液中的低密度脂蛋白（LDL），与LDL受体结合形成复合物，以 方式进入细胞，囊泡膜与溶酶体膜 ， (3)从过程⑥—⑨可推测溶酶体具有 的功能。 (4)结构F的作用是 （答两点）。 【答案】(1) A 高尔基体 （附着在内质网上的）核糖体 结构和功能 (2) 胞吞 胆固醇等 (3)分解衰老、损伤的细胞器 (4)产生核糖体RNA，与细胞代谢密切相关。 【分析】题图分析：图示表示某组织细胞部分结构及生理过程的示意图，其中①表示内质网，②表示附着在内质网上的核糖体，③是游离在细胞质基质中的核糖体，④是高尔基体，⑤是线粒体；图中①~⑤表示LDL-受体复合物通过胞吞最终被溶酶体中的水解酶消化的过程，并且有用的养分被细胞吸收，没用的物质通过胞吐的方式运出细胞；图中⑥-⑨是衰老的线粒体进入内质网并与溶酶体结合，衰老的线粒体被水解，由细胞膜分泌到细胞外，该过程说明溶酶体具有分解细胞器功能。 【详解】（1）据图可知，A表示溶酶体，它是由高尔基体以出芽的形式形成的，溶酶体内部含有水解酶，这些水解酶是在(附着在内质网上的)核糖体上合成的。溶酶体的形成过程体现了细胞内生物膜在结构和功能上的上的紧密联系。 （2）人体血液中的低密度脂蛋白(LDL)，与LDL受体结合形成复合物，以胞吐方式进入细胞，与溶酶体融合，溶酶体内的水解酶将复台物降解，获得胆固醇等成分。 （3）图中过程⑥→⑨说明溶酶体具有分解衰老、损伤的功能。 （4）结构F的作用主要是产生核糖体RNA，与细胞代谢密切相关。 · 思维拓展练 知识拓展——核孔 核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，是核内外物质转运的通道，结构如图甲所示。核孔复合体具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式，即被动运输(离子和水分子等小分子物质)与主动运输(大分子物质)；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等的出核运输。如图乙为核孔控制物质进出细胞核的示意图。 (1)举例说出入核运输的蛋白质。 提示：解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、染色体的组蛋白等。 (2)核孔复合体能够识别已经加工成熟的mRNA并将其运出核孔，前体mRNA(未经加工剪接的RNA)不能运出核孔，这体现了核孔具有什么特点？核孔复合体能够识别相应的物质信号，可推测核孔复合体上存在什么结构？ 提示：体现了核孔具有选择透过性。推测核孔复合体上存在特异性受体蛋白。 (3)物质通过核孔进出细胞核时穿过几层膜？ 提示：0层。 (4)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢之间有什么关系？ 提示：细胞代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。 思维训练 一、单选题 1．核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，是一个具有双功能和双向性的亲水性核质交换通道。双功能表现在它有两种运输方式——被动运输与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。细胞核与细胞质之间物质交换旺盛的部位核孔数目多。下列分析错误的是（　　） A．细胞核控制细胞器进行物质合成、能量转化等指令主要借助核孔复合体送到细胞质 B．细胞核能控制细胞代谢和遗传与核孔夏合体的双功能、双向性密切相关 C．大分子物质可以通过核孔复合体自由进出细胞核，该过程无选择性 D．一般情况下，细胞的细胞核上核孔数量越多，细胞代谢越旺盛 【答案】C 【分析】细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（DNA和蛋白质）、核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。 【详解】A、由于核孔复合体具有双功能和双向性，介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输，所以细胞核控制细胞器进行物质合成、能量转化等指令主要借助核孔复合体送到细胞质，A正确； B、细胞核能控制细胞代谢和遗传与核孔夏合体的双功能、双向性密切相关，B正确； C、大分子物质可以通过核孔复合进出细胞核，核孔复合体介导物质进出也具有选择性，C错误； D、一般情况下，细胞的细胞核上核孔数量越多，核质之间交换也频繁，细胞代谢越旺盛，D正确。 故选C。 2．核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性。双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（    ） A．大分子物质进出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动运输 B．细胞核能控制细胞代谢和遗传与核孔的双功能、双向性密切相关 C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成 D．核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流作用 【答案】B 【分析】1、细胞核的结构： （1）核膜（双层膜），可将核内物质与细胞质分开； （2）核孔：实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流； （3）核仁：与某种RNA的合成及核糖体的形成有关； （4）染色质（染色体）：主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质DNA的主要载体。 2、细胞核的功能：细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。 【详解】A、根据题干信息可知，大分子物质进出细胞核既有需要载体、消耗能量的主动运输，也有被动运输，A错误； B、细胞核和细胞质间的物质交换、信息传递是细胞核完成其功能的基础，而这与核孔的双功能、双向性密切相关，B正确； C、细胞核RNP中含有的RNA在细胞核内合成，而蛋白质在细胞质中的核糖体上合成，C错误； D、核质间的物质交换体现了核膜具有信息交流的作用，D错误。 故选B。 3．细胞核的内外核膜常常在某些部位相互融合，形成的环状开口称为核孔。核孔复合体镶嵌在核孔上，主要由蛋白质构成，整个结构在演化上是高度保守的。下列说法错误的是（    ） A．从某些单细胞生物到多细胞生物，核孔复合体的成分有很强的同源性 B．核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体，具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式，即被动扩散与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等的出核运输。 C．细胞核内有若干种蛋白质，它们是由细胞质中的核糖体合成的 D．人体成熟红细胞含有大量血红蛋白，可推测其核孔复合体的数量较多 【答案】D 【分析】1、细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（DNA和蛋白质）、核仁（与rRNA的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。 2、核孔：（1）核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。 （2）双功能：①离子和水分子等小分子物质可以通过被动运输通过核孔复合体；②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。 （3）双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导 RNA等出核运输。 【详解】A、由于核孔复合体镶嵌在核孔上，主要由蛋白质构成，且整个结构在演化上是高度保守的，所以从某些单细胞生物到多细胞生物，核孔复合体的成分有很强的同源性，A正确； B、核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体，根据核孔复合体的成分主要由蛋白质构成可推断，蛋白质可以作为载体，所以核孔复合体能介导被动运输与主动运输，核孔也是某些大分子的运输通道，细胞核代谢需要的蛋白质需要通过核孔进入细胞核，细胞核转录形成的RNA需要通过核孔进入细胞质中，B正确； C、核糖体是蛋白质的合成场所，分布在细胞质中，所以细胞核内的蛋白质是由细胞质内的核糖体合成的，C正确； D、人体成熟红细胞没有细胞核，所以没有核孔复合体，D错误。 故选D。 4．核孔与核纤层（组分为核纤层蛋白，存在于内层核膜内侧）紧密结合，成为核孔复合体。核孔复合体具有双功能和双向性。双功能表现在既有被动运输，又有主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。下列分析正确的是（    ） A．根尖分生区和成熟区细胞都表达有核纤层蛋白 B．物质进出细胞核的方式都为需要载体、消耗能量的主动运输 C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成 D．RNA出核运输经过两层核膜 【答案】A 【分析】细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（DNA和蛋白质）、核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。 【详解】A、根尖分生区和成熟区细胞都具有细胞核，都表达有核纤层蛋白，A正确； B、物质进出细胞核的方式不一定都为需要载体、消耗能量的主动运输，如RNA、RNP的出核运输，B错误； C、RNP中含有的RNA在细胞核内合成，而蛋白质在细胞质中的核糖体上合成，C错误； D、RNA出核运输是通过核孔，没有跨膜，D错误。 故选A。 5．核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动转运；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（    ） A．DNA分子出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动转运 B．细胞核能控制代谢和遗传，这与核孔的双功能、双向性有关 C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成 D．核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流作用 【答案】B 【分析】细胞核的结构：（1）核膜（双层膜），可将核内物质与细胞质分开；（2）核孔：实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流；（3）核仁：与某种RNA的合成及核糖体的形成有关；（4）染色质（染色体）：主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质DNA的主要载体。 【详解】A、根据题干信息可知，核孔对大分子的进入具有选择性，DNA不能通过核孔出细胞核，A错误； B、细胞核和细胞质间的物质交换、信息传递是细胞核完成其功能的基础，而这与核孔的双功能、双向性密切相关，B正确； C、细胞核RNP中含有的RNA在细胞核内通过转录过程合成，而蛋白质在细胞质中的核糖体上合成，C错误； D、核质间的物质交换体现了核膜具有信息交流的作用，D错误。 故选B。 6．核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，是核内外物质转运的通道。大分子物质凭借自身的核定位信号和核输出信号与核孔复合体蛋白质（主要是中央运输蛋白）上的受体结合而实现物质转运过程，下列相关叙述正确的是（    ） A．原核细胞中核孔的数量远远少于真核细胞中核孔的数量 B．代谢旺盛的细胞中，核孔数量一般较多 C．核孔只能让蛋白质、DNA和RNA等大分子物质通过 D．大分子物质与中央受体蛋白的识别，实现了细胞间的信息交流 【答案】B 【分析】1、细胞核的结构：（1）核膜（双层膜），可将核内物质与细胞质分开；（2）核孔：实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流；（3）核仁：与某种RNA的合成及核糖体的形成有关；（4）染色质（染色体）：主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质DNA的主要载体。 2、细胞核的功能：细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。 【详解】A、原核细胞没有细胞核，也不具有核孔，A错误； B、核孔：实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流，代谢旺盛的细胞中，核孔数量一般较多，B正确； C、核孔是大分子物质通道，但某些小分子也能通过，而且DNA作为遗传物质，不能通过核孔进入到细胞质中，C错误； D、大分子物质与中央受体蛋白的识别，实现了细胞质和细胞核间的信息交流，D错误。 故选B。 二、非选择题 7．细胞核是细胞中非常重要的结构，其结构与功能相适应，是一个精密的仪器。细胞核核膜上分布着核糖体，核膜与内质网膜相连接，其模式图如图1所示。核膜有两层，核膜上有核孔复合体，核孔复合体能控制物质进出细胞核，如图2所示。回答下列问题：    (1)细胞核的功能是 。 (2)核纤层是位于细胞核核内膜下的纤维蛋白片层或纤维网络。观察发现，在有丝分裂前期，核纤层解聚，在有丝分裂末期，核纤层重新装配。由此可以推测，核纤层与有丝分裂过程中 有关。 (3)中央运输蛋白位于核孔复合体中心，Nup62蛋白是一种单链中央运输蛋白质，由522个氨基酸组成。Nup62蛋白的合成需要核糖体和内质网的参与，其中核糖体上主要完成 以形成肽链，形成的肽链含有 个肽键。然后肽链转移到内质网上进一步完成加工形成Nup62蛋白。Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白，但它们的功能有所不同，从两者的结构上分析，原因是 。 (4)核孔是核质双向性的亲水性核质交换通道，一般10nm的分子可以被动转运的方式自由出入核孔复合体。有的分子含有信号序列或者与其他分子结合成大分子，再由核孔复合体来介导该类物质的核输入及核输出，例如可以介导RNA聚合酶的 以及介导mRNA的 。核孔复合体的存在可以说明核膜具有 性。 【答案】(1)作为遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 (2)核膜的裂解与重建 (3) 氨基酸的脱水缩合 521 构成Nup62蛋白与Nup58蛋白的氨基酸数目、排列顺序不同，蛋白质的空间结构不同 (4) 核输入 核输出 选择透过 【分析】细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（DNA和蛋白质）、核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。 【详解】（1）细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心。 （2）由题意可知，核纤层与有丝分裂过程中核膜的裂解和重建有关。 （3）核糖体是蛋白质的合成场所，在核糖体上主要完成搭配脱水缩合以形成肽链，形成的肽链含有的肽键数为522-1=521个；Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白，但它们的功能有所不同，从两者的结构上分析，原因是构成Nup62蛋白与Nup58蛋白的氨基酸数目、排列顺序不同，蛋白质的空间结构不同。 （4）RNA聚合酶在细胞核中催化RNA的合成，从细胞质进入细胞核；而mRNA在细胞核中合成后通过核孔进入细胞质与核糖体结合，指导蛋白质的合成，因此核孔可以介导RNA聚合酶的核输入以及介导mRNA的核输出，核孔复合体的存在可以说明核膜具有选择透过性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章 细胞的基本结构 第3节 细胞核的结构和功能 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/课前导学 梳理教材内容，掌握基础知识；延申思考探究，深入理解知识；预习判断检测，及时效果验收 04/课堂探究 课堂知识探究，全面学会知识 05/分层训练 基础提升拓展，突破学习任务 1.阐明细胞核的结构和功能。（重点） 2.尝试制作真核细胞的三维结构模型。（难点） 3.阐明遗传信息主要存在于细胞核中。（重点） · 基础感知 1．细胞核的功能： （1）实验： 实验名称 结论 黑白两种美西螈核移植实验 生物体 是由细胞核控制的 蝾螈受精卵横缢实验 细胞核控制着细胞的 变形虫切割及核移植实验 细胞核是细胞 中心 伞藻嫁接与核移植实验 生物体 的建成与细胞核有关 （2）结论: 对细胞核功能较为全面的阐述应该是：细胞核是 库，是 的控制中心。 2．细胞核的结构 主要由核膜、核孔、核仁、染色质、核基质等组成。 （1）核膜：有内、外 ，使细胞分为 与 两个结构与功能区域，可以保证细胞的生命活动更加有序地进行。 （2）核孔：是细胞核和细胞质之间进行 和 的主要通道。 （3）核仁：细胞核中 状或 状的颗粒结构， 膜包被。核仁与 中RNA的合成、加工以及 的形成有关。在 过程中，核仁会周期性地消失和重建。 利用甲基绿—派洛宁染色液处理蟾蜍血细胞，发现RNA主要分布在 中，DNA主要分布在 中。 （4）染色质：主要由 和 组成。染色质和染色体是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态。 （5）核基质：包括以 成分为主的网架结构体系，以及网孔中充满的液体。 在不同类型的细胞中，细胞核的形态、大小和位置是 的。 3．模型的形式很多，包括 模型、 模型、 模型等。在设计并制作细胞模型时，科学性、准确性是第一位的，其次才是模型的美观与否。（P57“科学方法”）模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。以 或 形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型。（P57“科学方法”） 4．在细胞核中，核膜具有双层膜把 与 分开；染色质由 和 组成，其中 是遗传信息的载体；核仁与 的合成以及 的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的 和 。 · 思考提升 1．黑白美西螈核移植实验是否严谨？并说明理由。 2．蝾螈受精卵横缢实验是如何设置对照实验的？ 3．若只做伞藻嫁接实验，能否得出细胞核是遗传的控制中心？并说明理由。 · 预习检测 1.关于细胞核的功能判断正误 (1)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，真核细胞都有一个细胞核(　　) (2)某些细胞无细胞核，说明细胞核不是细胞进行生命活动所必需的(　　) (3)细胞核是细胞代谢中心(　　) 2.关于细胞核的结构判断正误 (1)核仁被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行(　　) (2)拍摄洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片就是构建了细胞的物理模型(　　) (3)细胞中核糖体的形成一定与核仁有关(　　) 探究一 探究细胞核的功能 1．资料1：美西螈核移植实验 (1)实验过程：该实验中，黑色美西螈提供细胞核，白色美西螈提供细胞质、细胞膜等结构。 (2)实验结果：子代美西螈全部发育成黑色。 (3)实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传是由细胞核控制的。 (4)延伸：从实验设计的原则上分析，该实验的设计并不严密，请指出不严密之处并进行完善。 2．资料4：伞藻嫁接实验和核移植实验 (1)实验过程 ①去帽→换柄→培养。 ②去帽、去核→植入核→培养。 (2)实验结果：在伞藻嫁接实验中，新长出的伞帽跟提供假根的伞藻的伞帽相同；在伞藻核移植实验中，新长出的伞帽跟提供细胞核的伞藻的伞帽相同。 (3)延伸：伞藻嫁接和核移植实验中，哪个实验更有说服力？为什么？ (4)实验结论：核移植实验进一步说明生物体形态结构的建成与细胞核有关。 3．资料2：蝾螈受精卵横缢实验 (1)实验过程：步骤一：将受精卵横缢成有核一半和无核一半；步骤二：向无核一半挤入细胞核。 (2)实验结果：结果一：有核一半能分裂，无核一半停止分裂；结果二：挤入细胞核后，无核一半开始分裂。 (3)实验结论：细胞的分裂、分化是由细胞核控制的。 4．资料3：变形虫切割和核移植实验 (1)实验过程：步骤一：将变形虫切割成有核一半和无核一半；步骤二：用显微钩针将有核一半的细胞核钩出，然后再及时植入另一个同种变形虫的细胞核。 (2)实验结果：结果一：有核一半能摄食、生长、分裂、再生，对刺激有反应，无核一半不能摄食、生长、分裂，对刺激无反应；结果二：去核后生命活动丧失，加核后生命活动恢复。 (3)实验结论：变形虫的生长、分裂、再生、应激性是由细胞核控制的。 (4)延伸：资料2和资料3中两个实验的相似操作步骤是都以细胞核的有无为变量设置了相互对照与自身对照。从实验结果分析，细胞核的有无影响了细胞的分裂、分化、生长、对外界刺激的反应、摄食等生命活动。 (5)延伸：由资料2、3中的实验还说明细胞只有保持结构的完整性，才能完成正常的生命活动。 探究二 探讨细胞核各组分的结构特点 1．核孔 资料：核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，大分子凭借自身的核定位信号与核孔复合体蛋白质(主要是中央运输蛋白)上的受体结合而实现物质运输过程。 (1)根据以上信息能否说明各种大分子物质都能自由进出核孔？ (2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道吗？ (3)代谢越旺盛的细胞中，蛋白质合成量越大，核质之间的物质交换越频繁。那么核仁大小、核孔数量与细胞代谢程度有什么关系？ 2．染色质和染色体 资料1：用电镜观察染色质，发现它是由很多串珠状结构聚合在一起形成的。用DNA酶处理细胞核，发现“珠子”间连线消失，但“珠子”还在；用蛋白酶处理，“珠子”被分解，连线尚在。 (1)根据以上信息分析染色质是由什么组成的？ 资料2：染色质与染色体的关系示意图 (2)据图概括染色质和染色体之间的关系。 ★名师点拨： (1)源于必修1 P57“科学方法”：模型分为物理模型(如DNA双螺旋结构模型)、概念模型(如种群数量特征的关系图示)和数学模型(如“J”形曲线、“S”形曲线，公式、表格等)。 (2)源于必修1 P57“探究·实践”：在设计并制作细胞结构模型时，科学性应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。 (3)(必修1 P58“拓展应用1”)染色体与染色质这两种不同的状态对细胞生命活动的意义：染色体呈高度螺旋状态，有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，而染色质为细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动。 ★易错提示： (1)核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。外膜上附着许多核糖体，常与内质网相连；核膜上附着大量酶，利于多种化学反应的进行。 (2)核孔是大分子物质出入细胞核的通道，如mRNA、蛋白质(解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)可以通过，但DNA不能通过；而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。RNA和蛋白质出入细胞核穿过0层膜。核膜和核孔都具有选择透过性。 (3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数量多，核仁较大。原核细胞无核仁，其核糖体形成与核仁无关。 (4)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。 · 基础过关练 一、单选题 1．细胞代谢是指细胞内每时每刻都进行的化学反应，下列过程与发生的场所对应关系正确的是（　　） A．氨基酸的脱水缩合——高尔基体 B．真核生物中某种RNA的合成以及核糖体的形成——核仁 C．蛋白质、RNA和DNA这些大分子物质进出细胞核——核孔 D．分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的细菌或病毒——中心体 2．如图是细胞核模式图，①~④表示细胞核的各种结构。下列叙述正确的是（    ） A．蛋白质、核酸等大分子都可以通过④自由进出细胞核 B．②是核仁，与某种RNA的合成和中心体的形成有关 C．结构③是双层膜，由两层磷脂分子构成 D．物质①在细胞不同时期存在状态可以不同 3．图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是（    ） A．②的大小、数目与生物种类、细胞类型无关 B．细胞中的DNA只存在于①中 C．蛋白质、RNA等生物大分子物质出入③时不需要能量 D．核膜属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开 4．如图为高等植物细胞亚显微结构模式图。下列叙述错误的是（　　） A．图中③是细胞代谢和遗传的控制中心 B．图中④组成成分中含有纤维素和果胶 C．细胞质中分布着由蛋白纤维组成的细胞骨架 D．图中①②⑤⑥的膜结构共同构成生物膜系统 5．如图是动植物细胞亚显微结构模式图，下列叙述正确的是（　　） A．植物细胞系统的边界是位于最外层的⑦ B．①上的磷脂和大多数的蛋白质可以运动 C．分泌蛋白的合成分泌要经过④③⑥②① D．DNA等大分子可经⑤上的核孔进出细胞核 6．下图为细胞内某结构的模式图，下列有关叙述正确的是（　　） A．②中储存着细胞中大部分的遗传信息 B．③在细胞不同时期有两种存在状态 C．④在原核细胞中的数量少于真核细胞 D．⑥可以存在于所有真核生物细胞中 7．核仁是合成rRNA的主要场所，科研人员发现爪蟾无核仁纯合突变型的胚胎不能合成rRNA，无法形成核糖体，而只能依赖受精卵残留下来的核糖体生存，一周后死亡。下列有关说法正确的是（　　） A．受精卵残留下来的核糖体主要来自精细胞 B．核仁是合成rRNA的场所，核仁中存在DNA C．蛋白质合成旺盛的细胞，其核仁体积较小 D．染色质主要分布于核仁，是遗传物质的主要载体 8．如图为某动物细胞的亚显微结构示意图(图中①~⑧表示相应的结构，②为核糖体)。下列相关叙述错误的是（    ） A．由结构⑧参与构成的结构有①③④⑥⑦ B．该细胞和颤蓝细菌细胞共有的结构有④和⑥ C．在一定浓度的 KNO3溶液中，细胞可能皱缩后逐渐恢复再出现膨胀 D．含放射性标记的甘氨酸，一段时间后可在②⑥③内依次出现 9．翟中和院士主编的《细胞生物学》中说：“我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧”。下列叙述错误的是（    ） A．生物膜系统与物质运输、能量转化和信息传递有关 B．高等植物细胞之间可通过胞间连丝来实现信息交流 C．肝细胞中内质网合成的磷脂可转移至中心体 D．细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心 10．核孔复合体（NPC）是镶嵌在内、外核膜上的篮状复合体结构，是物质跨核膜运输的双向通道。施一公团队经过数年的努力解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构，再一次震撼了结构生物学领域。下列说法错误的是（    ） A．NPC的数量变化可调节放线菌核质间物质交换的频率 B．NPC控制物质双向进出细胞核具有选择透过性 C．构建NPC近原子分辨率结构模型属于物理模型 D．有丝分裂过程中，NPC会出现周期性的消失和重建 二、非选择题 11．我国热带植物研究所在西双版纳发现一个具有分泌功能的植物新品种，该植物细胞的亚显微结构的局部图如下。请据图回答下列问题：（注：图中D为光面内质网） (1)细胞核的功能是 。 (2)该细胞中磷脂的合成场所是 （填中文名称）。 (3)经检验该植物细胞的分泌物含有一种多肽，请写出该多肽在细胞中从合成至分泌出细胞的“轨迹”： （用“→”和字母表示）。 (4)该植物相邻细胞之间可通过F进行信息交流，则F代表 。 (5)与蓝细菌相比，植物细胞在结构上的最大特点是 。 12．某高等生物的细胞的部分亚显微结构如图1所示，该细胞部分细胞器的物质组成如图2所示。回答下列问题： (1)图1所示的细胞可能是高等 （填“植物”或“动物”）的细胞，判断依据是 （答出2点）。 (2)图1所示的细胞中，含有核酸结构的是（有） （填序号），在结构上能直接相联系的是 、 （填序号）。 (3)图1中，结构②是细胞核，请阐述其功能： 。细胞中各种生物膜的功能不同，主要原因是 。 (4)图2中的a、b代表的细胞器分别是 和 （填名称）。研究表明硒对线粒体膜有稳定作用，当人体缺硒时，下列细胞中受损最严重的是 。 A．心肌细胞    B．皮肤表皮细胞    C．成熟的红细胞    D．脂肪细胞 · 能力提升练 一、单选题 1．真核细胞的起源有两个重要假说，一个是古核生物的质膜内折形成细胞核，另一个是线粒体和叶绿体的内共生起源。具体变化分别如下图a和图h所示。下列说法错误的是（    ） A．古核细胞和真核细胞的生物膜系统都具有选择透过性 B．叶绿体和线粒体内都有核糖体为内共生学说提供了证据 C．在线粒体和叶绿体形成之前，地球上已经有氧气存在 D．核膜的形成把细胞核和细胞质分隔开，可使二者的化学反应不会互相干扰 2．细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是与细胞核的结构分不开的，下列有关细胞核的结构和功能的叙述，错误的是（    ） A．核膜——双层膜，把核内物质与细胞质分开 B．染色质——由DNA、RNA和蛋白质组成，细胞内遗传物质的主要分布结构 C．核仁——与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 D．核孔——是大分子物质如RNA、DNA和蛋白质等进出细胞核的通道 3．蛋白复合体种类较多且功能各异。例如，核孔复合体是由多个蛋白质镶嵌在核孔上的一种双向亲水核质运输通道；蛋白复合体X位于内质网膜上，其中心有一个通道，能与信号肽结合并引导新合成的多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则该多肽链会通过蛋白复合体X运回细胞质基质。下列说法错误的是（    ） A．原核细胞没有核孔复合体 B．物质经核孔运输属于顺浓度梯度运输 C．蛋白复合体X与核孔均具有运输某些大分子物质的能力 D．蛋白复合体X进行物质运输时具有识别能力，体现了内质网膜的选择性 4．核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层蛋白是紧贴内核膜的一层蛋白网络结构，向外与内核膜上的蛋白结合，向内与染色质的特定区段结合。当细胞进行有丝分裂时，核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解，去磷酸化介导核膜围绕染色体重建。下列叙述正确的是（    ） A．核孔复合体是核质之间运输DNA、蛋白质等物质的通道 B．核纤层位于内外核膜之间，与细胞核的崩解与重建密切相关 C．核纤层蛋白的磷酸化过程中，染色质可能会发生高度螺旋化 D．抑制核纤层蛋白去磷酸化会将细胞分裂阻断在有丝分裂后期 5．为研究细胞核与细胞质之间的物质交流，科学家利用甲、乙、丙三组变形虫进行实验：将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内，适宜条件下培养一段时间后检测乙、丙两组变形虫的放射性，实验操作及结果如图所示。下列说法正确的是（　　） A．乙组变形虫去除细胞核后可以长期存活 B．最终乙组变形虫的细胞核、质均有放射性，说明细胞核中的物质可以进入细胞质 C．最终丙组变形虫的细胞核、质均有放射性，说明细胞质中的物质可以进入细胞核 D．上述实验中甲组变形虫是用含32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸食物饲喂获得的 6．施一公团队解析了来自非洲爪蟾的核孔复合体(NPC)的近原子分辨率结构。他们通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在核膜上，是真核生物连接细胞质和细胞核的唯一双向通道，控制着生物大分子进出细胞核。以下说法正确的是（    ） A．附着NPC的核膜为双层膜结构且与内质网膜、细胞膜均直接相连 B．NPC实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流 C．核膜上NPC的数量与细胞代谢强度没有关系 D．NPC对生物大分子进出细胞核没有选择性 7．实验发现，伞藻长出帽状体前将位于假根的细胞核取出，其帽状体不再形成。若晚 些时候去除细胞核，则只有一小部分藻体长出完整的但非常小的帽状体，而大部分 藻体不长伞帽或长得不完全；且去核的时间越晚，帽状体形成的概率就越大长得也 越完全。下列哪项不是该实验的推论（    ） A．假根中的细胞核是控制伞藻帽状体能否形成的根本原因 B．晚些时候去除细胞核再移入另一种帽形伞藻的细胞核，藻体长出后者的帽状体 C．细胞核在特定时期合成某些物质并运往细胞质发挥作用 D．去核时间越晚，伞柄中含有的与帽状体合成相关的物质越多 8．研究发现，分泌蛋白的合成起始于游离的核糖体，合成的初始序列为信号序列，当信号序列合成后，在信号识别颗粒的识别和引导下与内质网膜上的受体接触，信号序列穿过内质网膜后，蛋白质继续合成，并在内质网腔中将信号序列切除。合成结束后，核糖体与内质网脱离，重新游离于细胞质基质中。下列叙述正确的是（    ） A．核糖体与内质网的结合体现了生物膜流动性的结构特点 B．附着在内质网上的核糖体合成蛋白质的过程不消耗能量 C．核糖体与内质网的结合过程受细胞核中相关物质的控制 D．由附着在内质网上的核糖体合成的蛋白质都是分泌蛋白 9．在伞形藻未长出帽体前，早期把细胞核取出，发现去核的伞形藻不再形成伞形的帽体。若晚些时候去除细胞核，则只有一部分藻体长出完整的、非常细小的帽体，而大部分藻体不能长出，或长得很不完全。去核的时间越晚，藻体形成的帽体就越完全。如果把取出的核放置一段时间再放回去，藻体又完全恢复发育能力，长出完整的帽体。下列叙述错误的是（　　）    A．实验表明，假根中的细胞核与帽状体的形成有密切关系 B．细胞核是通过产生某些物质来控制伞帽的发育进程 C．伞藻发育任何阶段，细胞核均可产生控制伞帽发育的物质 D．细胞核产生的物质消耗殆尽后，细胞将不能继续完成发育 10．非结合态的S1P蛋白酶可以切割高尔基体中的胆固醇调节元件结合蛋白（SREBP）将其激活，激活的SREBP进入细胞核并促进脂肪等脂质合成相关基因的表达。尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）是肝糖原合成中的一种中间代谢物，UDPG进入高尔基体后与S1P蛋白酶相结合进而调节脂质代谢。下列说法正确的是（　　） A．脂肪的组成元素与糖类相同，二者在机体内可大量进行相互转化 B．激活的SREBP、mRNA和DNA均可通过核孔运输 C．外源注射UDPG可抑制脂肪合成基因的表达，缓解脂肪肝 D．胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，可参与血液中蛋白质的运输 二、非选择题 11．下图1 表示某种新型抗肿瘤药物分子进入细胞核后产生效应的过程 (1)由图1可知，药物分子进入肿瘤细胞后，一部分在溶酶体和 中被降解，另一部分通过进入细胞核，积累后产生效应。因此可以推测:为增强细胞核对药物的吸收效率及药效，需 (填 “缩短”或“延长”)药物分子在细胞质中的停留时间。 (2)科研人员发现，亲核蛋白在细胞质中合成后，可以迅速被运输至细胞核内。为研究其运输机理，设计了有关实验，操作与实验结果如图2 ①下列同位素中，可用于实验中亲核蛋白进行标记的有 A．14C     B．3H     C．18O       D．15N ②根据各组实验的检测结果可知，亲核蛋白快速进入细胞核依赖于 (3)综合上述研究结果:请你设计一个提高该新型抗肿瘤药物作用效果的研发思路: 12．如图是某组织细胞部分结构及生理过程的示意图，其中字母代表细胞结构，数字代表相关的生理过程，请据图分析并回答下列问题： (1)图中 （填字母）表示溶酶体，它是由 （填细胞器名称）以出芽的形式形成的。溶酶体内部含有水解酶，这些水解酶是在 （填细胞器名称）上合成的。溶酶体的形成过程体现了细胞内生物膜系统在 上的紧密联系。 (2)人体血液中的低密度脂蛋白（LDL），与LDL受体结合形成复合物，以 方式进入细胞，囊泡膜与溶酶体膜 ， (3)从过程⑥—⑨可推测溶酶体具有 的功能。 (4)结构F的作用是 （答两点）。 · 思维拓展练 知识拓展——核孔 核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，是核内外物质转运的通道，结构如图甲所示。核孔复合体具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式，即被动运输(离子和水分子等小分子物质)与主动运输(大分子物质)；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等的出核运输。如图乙为核孔控制物质进出细胞核的示意图。 (1)举例说出入核运输的蛋白质。 提示：解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、染色体的组蛋白等。 (2)核孔复合体能够识别已经加工成熟的mRNA并将其运出核孔，前体mRNA(未经加工剪接的RNA)不能运出核孔，这体现了核孔具有什么特点？核孔复合体能够识别相应的物质信号，可推测核孔复合体上存在什么结构？ 提示：体现了核孔具有选择透过性。推测核孔复合体上存在特异性受体蛋白。 (3)物质通过核孔进出细胞核时穿过几层膜？ 提示：0层。 (4)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢之间有什么关系？ 提示：细胞代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。 思维训练 一、单选题 1．核孔复合体是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，是一个具有双功能和双向性的亲水性核质交换通道。双功能表现在它有两种运输方式——被动运输与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。细胞核与细胞质之间物质交换旺盛的部位核孔数目多。下列分析错误的是（　　） A．细胞核控制细胞器进行物质合成、能量转化等指令主要借助核孔复合体送到细胞质 B．细胞核能控制细胞代谢和遗传与核孔夏合体的双功能、双向性密切相关 C．大分子物质可以通过核孔复合体自由进出细胞核，该过程无选择性 D．一般情况下，细胞的细胞核上核孔数量越多，细胞代谢越旺盛 2．核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性。双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（    ） A．大分子物质进出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动运输 B．细胞核能控制细胞代谢和遗传与核孔的双功能、双向性密切相关 C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成 D．核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流作用 3．细胞核的内外核膜常常在某些部位相互融合，形成的环状开口称为核孔。核孔复合体镶嵌在核孔上，主要由蛋白质构成，整个结构在演化上是高度保守的。下列说法错误的是（    ） A．从某些单细胞生物到多细胞生物，核孔复合体的成分有很强的同源性 B．核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体，具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式，即被动扩散与主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等的出核运输。 C．细胞核内有若干种蛋白质，它们是由细胞质中的核糖体合成的 D．人体成熟红细胞含有大量血红蛋白，可推测其核孔复合体的数量较多 4．核孔与核纤层（组分为核纤层蛋白，存在于内层核膜内侧）紧密结合，成为核孔复合体。核孔复合体具有双功能和双向性。双功能表现在既有被动运输，又有主动运输；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。下列分析正确的是（    ） A．根尖分生区和成熟区细胞都表达有核纤层蛋白 B．物质进出细胞核的方式都为需要载体、消耗能量的主动运输 C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成 D．RNA出核运输经过两层核膜 5．核孔复合体是核质交换的特殊跨膜运输蛋白质复合体，它具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式：被动运输与主动转运；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA、RNP（含有RNA的核蛋白）等的出核运输。核孔对大分子的进入具有选择性，大分子凭借自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现“主动转运”过程。下列分析正确的是（    ） A．DNA分子出细胞核的方式为需要载体、消耗能量的主动转运 B．细胞核能控制代谢和遗传，这与核孔的双功能、双向性有关 C．RNP中含有的RNA和蛋白质均在细胞核内合成 D．核质间的物质交换体现了细胞膜的信息交流作用 6．核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，是核内外物质转运的通道。大分子物质凭借自身的核定位信号和核输出信号与核孔复合体蛋白质（主要是中央运输蛋白）上的受体结合而实现物质转运过程，下列相关叙述正确的是（    ） A．原核细胞中核孔的数量远远少于真核细胞中核孔的数量 B．代谢旺盛的细胞中，核孔数量一般较多 C．核孔只能让蛋白质、DNA和RNA等大分子物质通过 D．大分子物质与中央受体蛋白的识别，实现了细胞间的信息交流 二、非选择题 7．细胞核是细胞中非常重要的结构，其结构与功能相适应，是一个精密的仪器。细胞核核膜上分布着核糖体，核膜与内质网膜相连接，其模式图如图1所示。核膜有两层，核膜上有核孔复合体，核孔复合体能控制物质进出细胞核，如图2所示。回答下列问题：    (1)细胞核的功能是 。 (2)核纤层是位于细胞核核内膜下的纤维蛋白片层或纤维网络。观察发现，在有丝分裂前期，核纤层解聚，在有丝分裂末期，核纤层重新装配。由此可以推测，核纤层与有丝分裂过程中 有关。 (3)中央运输蛋白位于核孔复合体中心，Nup62蛋白是一种单链中央运输蛋白质，由522个氨基酸组成。Nup62蛋白的合成需要核糖体和内质网的参与，其中核糖体上主要完成 以形成肽链，形成的肽链含有 个肽键。然后肽链转移到内质网上进一步完成加工形成Nup62蛋白。Nup62蛋白与Nup58蛋白均是由相同的20种氨基酸构成的核孔蛋白，但它们的功能有所不同，从两者的结构上分析，原因是 。 (4)核孔是核质双向性的亲水性核质交换通道，一般10nm的分子可以被动转运的方式自由出入核孔复合体。有的分子含有信号序列或者与其他分子结合成大分子，再由核孔复合体来介导该类物质的核输入及核输出，例如可以介导RNA聚合酶的 以及介导mRNA的 。核孔复合体的存在可以说明核膜具有 性。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学 2 学科网（北京）股份有限公司 $$