内容正文:
课时梯级训练(11) 细胞核的结构和功能
一、选择题
1.细胞核的结构与功能有着密切的联系。据此判断,下列相关表述错误的是 ( )
A.控制细胞质生命活动的指令主要通过核孔传送
B.若核仁被破坏,不会影响核糖体的形成
C.细胞分裂时,染色质高度螺旋化形成染色体
D.细胞核中的染色质决定了细胞核具有遗传信息库的功能
B 解析:控制细胞质进行物质合成、能量转化等的指令,主要通过核孔从细胞核传送到细胞质,A正确;核仁与核糖体的形成有关,因此若核仁被破坏,会影响核糖体的形成,B错误;细胞分裂时,染色质高度螺旋化,缩短变粗成为染色体,C正确;细胞核中的遗传物质都在染色质上,因此细胞核中的染色质决定了细胞核具有遗传信息库的功能,D正确。
2.(2025·北京高一检测)下图是核膜的电镜照片,下列相关叙述正确的是 ( )
A.①中核外膜和内膜各有一层磷脂分子,组成了核膜的基本支架
B.②对大分子物质进出细胞核具有选择性
C.②不仅与细胞之间的物质交换有关还与信息交流有关
D.一般来说,代谢越旺盛的真核细胞单位面积的②就越少
B 解析:磷脂双分子层构成生物膜的基本支架,因此①中核外膜和内膜各有两层磷脂分子,A错误;②核孔是大分子物质进出细胞核的通道,其对大分子物质的进出具有选择性,能实现核质之间的物质交换,而细胞之间的物质交换与细胞膜有关,B正确、C错误;②核孔数量的多少和细胞代谢有关,核孔越多的细胞其代谢越旺盛,D错误。
3.(2025·佛山高一检测)核小体是染色质的基本结构单位,其结构如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.染色质和染色体是同一时期的两种物质
B.核小体实现细胞核质之间的物质交换
C.核小体容易被碱性染料染成深色
D.乳酸菌、酵母菌、水绵细胞中都有核小体
C 解析:染色质和染色体是同一种物质在不同时期的两种形态,A错误;核小体是染色质的基本结构单位,并不实现细胞核质之间的物质交换,实现细胞核质之间物质交换的是核膜上的核孔,B错误;核小体是染色质的基本结构单位,容易被碱性染料染成深色,C正确;乳酸菌是原核生物,没有染色质,没有核小体,酵母菌和水绵是真核生物,有核小体,D错误。
4.(2025·晋中高一检测)科学家采集定远猪的耳缘组织,从其成纤维细胞中取出细胞核,注入其他品种母猪的去核卵母细胞中,经过一系列过程可获得性状与供核定远猪几乎一模一样的小猪。细胞核中决定这一结果的关键结构及判断依据是 ( )
选项
关键结构
判断依据
A
核膜
把核内物质与细胞质分开
B
核仁
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
C
核孔
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
D
染色质
主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体
D 解析:细胞核内的染色质主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。由于细胞核是来自定远猪的成纤维细胞,因此核移植的小猪的性状与供核定远猪几乎一模一样,综上,D正确。
5.(2024·青岛高一检测)汉麦林(Hammerlin)的实验如下图所示,将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断,再在近杯处切断(a),中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c),但将此杯切断后,不能再生第二杯(d)。该实验说明 ( )
①决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核
②决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞质
③杯状藻藻杯的形态发生是细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果
④b能再生一杯是因为b 中含有由细胞核而来的遗传信息
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
C 解析:决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核,①正确;将c杯切断后,不能再生第二杯(d),说明c中不含决定藻杯的形态发生的遗传信息,即决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息不来自细胞质,②错误;实验没有单独拿出细胞核进行实验,看是否形成杯状藻藻杯,因此该实验不能说明杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果,③错误;决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息最终来自细胞核,b含有由细胞核而来的遗传信息,因此可以再生一杯,④正确。故选C。
二、非选择题
6.下图表示细胞核结构模式图,亲核蛋白通过核孔进入细胞核发挥功能。
(1)核膜由________层磷脂分子组成,主要成分还有__________,代谢旺盛的细胞,核膜上________的数目多,以实现细胞核与细胞质之间的________________和信息交流。
(2)细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,这些功能与结构________(填数字)有关,结构②的作用是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图中①是细胞核中容易被__________染成深色的结构。乳酸菌和酵母菌的细胞中,__________(填“乳酸菌”或“酵母菌”)含有图中的结构。
答案:(1)4 蛋白质 核孔 物质交换
(2)① 与某种RNA的合成和核糖体的形成有关
(3)碱性染料 酵母菌
解析:分析题图可知,①是染色质(主要成分是DNA和蛋白质),②是核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关),③是核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。(1)核膜有两层生物膜,每层生物膜有2层磷脂分子,故核膜共有4层磷脂分子;生物膜主要由脂质(磷脂)和蛋白质组成;代谢旺盛的细胞,核膜上核孔的数目多,以实现细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。(2)①是染色质,主要成分是DNA和蛋白质,DNA是细胞中的遗传物质,因此,细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,这些功能主要与结构①染色质有关;结构②核仁的作用是与某种RNA的合成和核糖体的形成有关。(3)细胞核中①染色质容易被碱性染料染成深色;乳酸菌是原核生物,无以核膜为界限的细胞核,酵母菌是真核生物,有以核膜为界限的细胞核,即酵母菌含有图中的结构。
一、选择题
1.(2024·南京高一期末)科学家用显微技术除去变形虫的细胞核,发现其新陈代谢减弱,运动停止;当重新植入细胞核后,发现其生命活动又能恢复。这说明了 ( )
A.细胞核是细胞生命活动的控制中心
B.细胞核是遗传物质的储存和复制场所
C.细胞核是细胞遗传特性的控制中心
D.细胞核是细胞代谢的主要场所
A 解析:除去变形虫的细胞核,其新陈代谢减弱,运动停止,而当重新植入细胞核后,发现其生命活动又能恢复,说明细胞核是细胞生命活动的控制中心,A正确;细胞核是遗传物质的储存和复制场所,但本题中没有涉及,B错误;细胞核是细胞遗传特性的控制中心,但本题中没有涉及,C错误;细胞代谢的主要场所是细胞质基质,D错误。
2.(2025·鄂尔多斯高一检测)细胞在胁迫条件下,一方面部分核蛋白发生错误折叠并进入核仁与NPM1蛋白结合,促使错误折叠蛋白移动速度降低;另一方面在Hsp70蛋白的帮助下,错误折叠蛋白将被重新折叠以避免凝聚,在胁迫消失后回到核基质发挥功能。下列关于细胞核和核仁的叙述,错误的是 ( )
A.细胞核外膜上可附着核糖体并与内质网膜直接相连
B.蛋白质重新折叠后离开细胞核,不需要经过核孔复合体的识别
C.胁迫过度或蛋白质已经凝聚,核仁可能无法修复错误折叠蛋白
D.错误折叠蛋白进入核仁后移动速度变慢,可避免不可逆的凝聚
B 解析:细胞核外膜上可附着核糖体,并与内质网膜直接相连,A正确;核孔具有选择透过性,蛋白质重新折叠后离开细胞核,需经过核孔复合体的识别,B错误;若胁迫过度或蛋白质已经发生了凝聚,核仁可能无法修复错误折叠的蛋白,C正确;错误折叠蛋白进入核仁后与NPM1蛋白结合,促使错误折叠蛋白移动速度变慢,可避免不可逆的凝聚,D正确。
3.科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接,将甲的伞柄嫁接到乙的假根上,长出了乙的伞帽,如右图所示。下列有关评价合理的是 ( )
①该实验证明了假根能控制伞帽的形状
②该实验证明了细胞核是细胞代谢的控制中心
③欲证明细胞核的功能,需同时进行对照实验
④该实验证明了细胞质是遗传的控制中心
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
B 解析:因为该实验是将伞柄嫁接到假根上,所以证明了伞藻的伞帽的形状由假根决定,①合理;该实验没有证明细胞核是细胞代谢的控制中心,②不合理;甲的伞柄嫁接到乙的假根上,长出了乙的伞帽,这说明乙的伞帽的形成可能与细胞核有关,该实验中缺少对照实验,要证明细胞核的功能必须再增加对照实验,③合理;该实验没有证明细胞质是遗传的控制中心,④不合理。故选B。
4.科学家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。他们通过电子显微镜观察到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,控制着所有的生物大分子进出细胞核。下列说法正确的是 ( )
A.附着NPC的核膜由2层磷脂分子组成,且与内质网膜直接相连
B.小分子物质可以通过NPC自由进出细胞核
C.正常情况下,DNA、RNA和蛋白质等大分子物质可以通过NPC进出细胞核
D.NPC对生物大分子进出细胞核有选择性
D 解析:核膜由内膜和外膜两层膜组成,故核膜由4层磷脂分子组成,且与内质网膜直接相连,A错误;NPC控制着生物大分子进出细胞核,小分子物质不能通过NPC进出细胞核,B错误;NPC对生物大分子进出细胞核具有选择性,如DNA不能通过NPC,C错误、D正确。
5.细胞核具有什么功能?科学家通过下列实验(如下图)进行探究:①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,中间只有很少的细胞质相连,结果无核的一半(a)停止分裂,有核的一半(b)能继续分裂;②b部分分裂到16~32个细胞时,将一个细胞核挤入不能分裂的a部分,结果a部分开始分裂、分化,进而发育成胚胎。下列叙述不正确的是 ( )
A.实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关
B.实验①中,a部分细胞属于实验组,b部分属于对照组
C.实验②中,a部分的操作与实验①中的a部分形成对照
D.该实验说明细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
D 解析:该实验中的自变量是细胞核的有无,有细胞核的部分能正常分裂、分化,无细胞核的部分不能正常分裂、分化,说明细胞核与细胞的分裂、分化有关,A正确;实验①中,a、b部分形成对照,其中a部分无细胞核,为实验组,b部分有细胞核,为对照组,B正确;实验②中,a部分挤入一个细胞核,与实验①中a部分的无核形成对照,C正确;该实验能说明细胞核与细胞的分裂、分化有关,不能说明细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,D错误。
二、非选择题
6.(情境创新题)图甲和图乙表示两个与细胞核有关的实验过程和结果,请据图回答下列问题。
(1)伞藻是一种能进行光合作用的单细胞藻类,由伞帽、伞柄和假根三部分构成。图甲是科学家用伞形帽伞藻和菊花形帽伞藻做的嫁接和核移植实验,①②③分别是什么形状的伞帽:__________、__________、__________。(填“伞形帽”或“菊花形帽”)
(2)伞藻嫁接实验的结果可以说明________________________________________。在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验,但科学家还是做了核移植实验,这样做的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用放射性同位素标记亲核蛋白头部和尾部,然后将放射性亲核蛋白、放射性尾部和放射性头部分别用显微注射技术注入非洲爪蟾卵母细胞的细胞质后,检测放射性存在位置,结果如图乙所示。从图乙可知,亲核蛋白进入细胞核由其__________部决定,亲核蛋白进入细胞核的通道是___________________________________________________。
答案:(1)菊花形帽 伞形帽 菊花形帽
(2)伞帽的形态与伞柄无关,与假根有关 排除假根中细胞质对伞帽形态的影响
(3)尾 核孔
解析:(1)伞藻的遗传物质存在于假根中的细胞核里,伞帽的形状由细胞核中的遗传物质决定,因此图甲①②③分别是菊花形帽、伞形帽、菊花形帽。(2)伞藻嫁接实验的结果为伞帽的形状与假根对应,因此可以说明伞帽的形态与伞柄无关,与假根有关;为排除假根中细胞质对伞帽形态的影响,科学家做了核移植实验。(3)依据图乙可知,放射性头部没有进入细胞核,放射性尾部全部进入细胞核,可见亲核蛋白进入细胞核由其尾部决定;亲核蛋白是大分子物质,由核孔进入细胞核。
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