3.3 细胞核的结构和功能（提升讲义）生物人教版2019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 （必会知识+难点强化+必刷好题，三层提升） 必会知识一 细胞核功能的实验探究 1．细胞核的分布： 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，真核细胞都有细胞核。 （注意：骨骼肌细胞有多个细胞核） 2．细胞核功能的实验探究 （1）美西螈细胞核移植实验 ①实验过程 ②实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。 （注意：未设置对照实验） （2）蝾螈受精卵横缢实验 ①实验过程 ②实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。 （注意：本实验既有相互对照又有自身对照） （3）变形虫切割实验 ①实验过程 ②实验结论：变形虫的生长、分裂、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。 （注意：本实验既有相互对照又有自身对照） （4）伞藻嫁接与核移植实验 ①伞藻嫁接实验过程 ②伞藻核移植实验过程 ③实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。 （提醒：嫁接实验只能证明帽的形状与假根有关） [例1]细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。下列描述不能体现这一观点的是（　　） A．失去细胞核的变形虫对外界刺激不发生反应 B．无核白色美西螈卵细胞移入黑色美西螈的细胞核后发育成黑色美西螈 C．在代谢旺盛的细胞中，核孔的数目较多，实现DNA、RNA、蛋白质等频繁进出细胞核 D．母牛甲的去核卵细胞移入母牛乙的体细胞核后发育成与母牛乙性状一样的小牛 【答案】C 【详解】A、失去细胞核的变形虫对外界刺激不发生反应，说明细胞核控制着变形虫对外界刺激作出反应的生命活动，体现了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，A正确； B、无核白色美西螈卵细胞移入黑色美西螈的细胞核后发育成黑色美西螈，表明美西螈的发育等遗传性状由细胞核控制，体现了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，B正确； C、核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，但DNA不能进出细胞核，且也未体现细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，C错误； D、母牛甲的去核卵细胞移入母牛乙的体细胞核后发育成与母牛乙性状一样的小牛，说明小牛的性状由母牛乙的细胞核决定，体现了细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，D正确。 故选C。 [例2]某研究团队通过伞藻嫁接及核移植实验探究细胞核的功能。实验中将菊花形帽伞藻的假根（含细胞核）与伞形帽伞藻的柄（含细胞质）进行嫁接，新生的伞帽呈现中间形态（兼具两种伞藻特征）。一段时间后，再次切除新生伞帽，重新生长出的伞帽变为菊花形。下列分析错误的是（　　） A．初次新生伞帽呈中间形态，可能与细胞质中残留的物质指导蛋白质合成有关 B．最终伞帽恢复为菊花形，说明细胞核是遗传信息库并控制细胞的代谢和遗传 C．若将两种伞藻的细胞膜成分进行互换，新生伞帽的形态、结构均不发生改变 D．该实验结果表明，细胞核和细胞质共同决定生物体的性状，且细胞质起主导作用 【答案】D 【详解】A、初次新生伞帽呈中间形态，可能因细胞质中残留的mRNA指导部分蛋白质合成，导致混合特征，A正确； B、通过伞藻嫁接及核移植实验探究细胞核的功能的实验中，最终伞帽恢复为菊花形，说明细胞核作为遗传信息库，控制细胞的代谢和遗传，B正确； C、细胞膜成分互换不影响细胞核的遗传信息，伞帽形态仍由核DNA决定，故形态结构不变，C正确； D、该实验结果表明，细胞核和细胞质共同决定生物体的性状，且细胞核起主导作用，因为细胞核是遗传信息库，D错误。 故选D。 [例3]科学家将变形虫切成两半，一半有核，一半无核，如图所示。有核部分具有应激性。仍能生长、分裂、再生；无核部分不能摄取食物，无应激性，不再分裂增殖，很快死亡。该实验表明控制细胞代谢和增殖的是（    ） A．细胞膜 B．细胞质 C．细胞核 D．中心体 【答案】C 【分析】科学家对变形虫的切割实验来探究控制细胞代谢和增殖的结构。实验将变形虫切成有核和无核的两部分，呈现出了不同的生命活动表现。 【详解】A、细胞膜主要具有将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞以及进行细胞间信息交流等功能。在该实验中，有核和无核部分的细胞膜都是完整的，但二者生命活动表现差异很大，说明细胞膜不是控制细胞代谢和增殖的结构，A错误； B、细胞质是细胞进行新陈代谢的主要场所，为细胞生命活动提供物质和能量。然而实验中无核部分也有细胞质，但不能进行正常的生命活动，如摄取食物、分裂增殖等，这表明细胞质不是控制细胞代谢和增殖的关键结构，B错误； C、从实验结果来看，有核部分能生长、分裂、再生且具有应激性，而无核部分不能摄取食物、无应激性且很快死亡，这充分说明细胞核对于细胞的代谢和增殖起着控制作用，C正确； D、中心体与细胞的有丝分裂有关，主要存在于动物细胞和某些低等植物细胞中。但在本实验中，重点强调的是有核和无核部分生命活动的差异，并未体现中心体对细胞代谢和增殖的控制作用，D错误。 故选C。 必会知识二 细胞核的结构和功能 1.细胞核的结构 （1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。 （2）核仁：与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。蛋白质合成旺盛，核仁相对较大。 （3）染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA 是遗传信息的载体 （注意：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。） （4）核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 （注意：物质进出核孔方式（穿过0层膜）（蛋白质入，RNA出）强调：DNA不能出入核孔） 2.细胞核的功能 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 （提醒：细胞代谢的主要场所是细胞质，细胞核是细胞代谢的控制中心。） 3.生物模型辨析 （1）物理模型：以实物或图片形式直观地表达认识对象的特征。(如：细胞亚显微结构模式图、DNA双螺旋结构模型、流动镶嵌模型等) （2）概念模型：用文字或符号突出表达对象的主要特征和联系。(如：光合作用和呼吸作用、血糖平衡、体温调节图解等) （3）数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。(如：方程式、关系式、曲线、表格等) [例1]下图为细胞核结构模式图。下列相关叙述，错误的是（    ） A．①与质膜的相连可通过内质网来实现 B．②是复制、转录和翻译的主要场所 C．③被破坏，会影响蛋白质的合成 D．④是核与质之间物质运输的通道 【答案】B 【详解】A、①是核膜，与质膜的相连可通过内质网来实现，A正确； B、②是染色质，是DNA的主要载体，是DNA复制、转录的主要场所，翻译发生在核糖体，B错误； C、③是核仁，与某种RNA合成和核糖体的形成有关，所以核仁如被破坏，会影响蛋白质的合成，C正确； D、④是核孔，核与质之间物质运输与信息交流的通道，D正确。 故选B。 [例2]如图是某些细胞结构的示意图，①~⑥表示相关结构。下列叙述错误的是（    ） A．结构①和⑥均由两层磷脂双分子层和蛋白质组成 B．结构②是蛋白质和RNA运输的通道，具有选择性 C．结构④主要由DNA和蛋白质组成，是基因的主要载体 D．结构⑤是蛋白质的合成场所，其形成与结构③密切相关 【答案】A 【详解】A、结构①为核膜，是双层膜，由两层磷脂双分子层和蛋白质组成，⑥为内质网膜，是单层膜，由一层磷脂双分子层和蛋白质组成，A错误； B、结构②（核孔）是蛋白质、RNA 等大分子运输的通道，具有选择性（如允许 RNA 出核、特定蛋白质入核），B正确； C、结构④（染色质）主要由DNA 和蛋白质组成，是基因的主要载体（基因主要位于 DNA 上），C正确； D、结构⑤（核糖体）是蛋白质的合成场所；结构③（核仁）与核糖体的形成密切相关（参与 rRNA 合成与核糖体亚单位组装），D正确。 故选A。 [例3]细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心。下列叙述错误的是（    ） A．细胞核内的DNA是遗传信息的主要载体 B．真核细胞都有细胞核，核仁的形成与某种RNA有关 C．核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 D．核膜可使核内物质与细胞质基质及细胞器分隔开来 【答案】B 【详解】A、细胞核内的DNA携带遗传信息，是遗传信息的主要载体（线粒体和叶绿体中的DNA占少量），A正确； B、并非所有真核细胞都有细胞核（如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核），但核仁确实与rRNA的合成有关，B错误； C、核孔是核质间物质交换（如mRNA输出）和信息交流（如调控信号传递）的通道，C正确； D、核膜将细胞核内的物质与细胞质基质及细胞器分隔，保证核内环境相对独立，D正确。 故选B。 难点知识一 细胞核功能的实验探究 细胞核功能的经典实验 实验名称 实验过程 实验结论 黑白美西螈核移植实验 美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核的控制 蝾螈受精卵横缢实验 蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制 变形虫切割实验 变形虫的分裂、生长、摄食、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制 伞藻嫁接与核移植实验 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 注意：黑白美西螈核移植实验中，还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，形成重组细胞进行培养，作为对照。 命题角度1 美西螈细胞核移植实验 科学家用黑白两种美西螈做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中，植入核的卵细胞发育成为黑色美西螈。下列相关说法错误的是（    ） A．白色美西螈的细胞质在体色形成中也发挥一定作用 B．为使实验结论更加准确，应再增加一组对照实验 C．该实验不能说明生命活动离不开细胞结构的完整性 D．该实验能说明美西螈的体色是由细胞核控制的 【答案】A 【分析】由题意可知，黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈的去核卵细胞中形成重组细胞，重组细胞发育形成的美西螈，都是黑色的，这说明美西螈皮肤的颜色是由细胞核控制的，细胞核是遗传的信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 【详解】A、尽管细胞质在基因表达的过程中也起一定作用，但该实验不能证明白色美西螈的细胞质在肤色的形成过程中发挥一定作用，A错误； B、该实验缺少对照实验，为使实验结论更加准确，应增加对照实验：将黑色美西螈的去核卵细胞与白色美西螈胚胎细胞的细胞核结合，形成重组细胞并进行培养，B正确； C、该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的，未能说明生命活动离不开细胞结构完整性的观点，C正确； D、由实验结果可知，美西螈的体色是由细胞核控制的，D正确。 故选A。 命题角度2 蝾螈受精卵横缢实验 如图表示变形虫的切割和核移植实验。下列说法正确的是（　　） A．切割后，无核的一半能摄取食物但不能消化已吞噬的食物 B．单独的细胞核不能生存，可能是缺少细胞质为其提供物质和能量 C．该实验说明只要保持细胞核的完整性，变形虫就能正常地进行生命活动 D．该实验过程中形成了多组对照，可证明细胞核是细胞遗传的控制中心 【答案】B 【分析】细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞进行生命活动必须要保证细胞的完整性。 【详解】A、切割后，无核的一半仍能消化已吞噬的食物，但不能摄取食物，对外界的刺激不再发生反应，A错误； B、单独的细胞核不能生存，可能是缺少细胞质通过新陈代谢为其提供的物质和能量，B正确； C、细胞能正常地进行生命活动需要保持细胞核的完整性和完整的细胞质，去除细胞质的细胞核会死亡，C错误； D、这一系列实验只能证明细胞核是细胞代谢的控制中心，而不能说是细胞遗传的控制中心，D错误。 故选B。 命题角度3 变形虫切割实验 下图所表示的是两个实验：一个是用玻璃针将一变形虫作一切为二的切割实验；第二个是将另一变形虫作核、质分离实验。下列分析不正确的是（　　） A．有核的一半（a）能正常生长、分裂、再生 B．无核的细胞质（b、c）不能正常消化食物和进行生长 C．只有细胞核的部分（d）能正常生长、分裂、再生 D．该实验体现核质相互依存的关系 【答案】C 【分析】细胞是一个统一的整体，细胞核和细胞质相互依存，共同完成细胞的各种生命活动。细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是细胞的控制中心；细胞质为细胞核提供物质和能量。 【详解】A、有核的一半（a）含有细胞核，细胞核控制着细胞的生长、分裂和再生等生命活动，所以能正常生长、分裂、再生，A正确； B、无核的细胞质（b、c）由于失去了细胞核的控制，无法正常进行各种生命活动，包括不能正常消化食物和进行生长，B正确； C、只有细胞核的部分（d），缺乏细胞质提供的物质和能量，不能正常生长、分裂、再生，C错误； D、该实验中，有核部分能正常进行生命活动，无核部分不能正常进行生命活动，体现了核质相互依存的关系，D正确。 故选C。 命题角度4 伞藻嫁接与核移植实验 伞藻是一种单细胞藻类，由“帽”、柄和假根三部分组成，细胞核位于假根内。科学家用伞形帽伞藻(甲)和菊花形帽伞藻(乙)进行嫁接和核移植实验(如图)。能证明伞藻“帽”的形状由细胞核控制的一组实验是（　　） A．实验1 B．实验2 C．实验1和实验2 D．实验1或实验2 【答案】C 【分析】实验1(甲假根+乙柄→长甲形帽)：说明帽形由假根(含甲细胞核)决定；实验2(乙假根+甲柄→长乙形帽)：说明帽形由假根(含乙细胞核)决定。 【详解】A、选项(实验1)片面：仅实验1无法排除柄的影响，A错误； B、选项(实验2)片面：仅实验2无法排除柄的影响，B错误； C、选项(实验1和实验2)正确：双对照共同证明细胞核控制性状，C正确； D、选项(实验1或实验2)错误："或"表示任选其一，但单一实验证据不充分，D错误。 故选C。 难点知识二 细胞核的结构和功能 1．细胞核的结构概述 2．核孔复合体 （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能以被动运输方式通过核孔复合体；②大分子物质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，而且核也对大分子物质的进出具有选择性。 （3）双向性：既介导蛋白质等的入核运输，又介导RNA等的出核运输。 3．染色体与染色质的转化 染色质和染色体是同一物质不同时期的两种存在状态。光学显微镜可以观察到染色体的数目和结构的变化，因此能够通过显微镜观察到染色体的变异。 4．“三核”——核膜、核孔、核仁的相关剖析 （1）核膜、核仁在有丝分裂前期消失，有丝分裂末期重建。 （2）核膜上附着有多种酶，有利于多种化学反应的进行。 （3）核膜、核孔都有选择透过性：小分子物质可通过核膜进出细胞核。核孔可以运输部分小分子物质（不消耗能量），也可以运输大分子物质（消耗能量）。RNA可以通过核孔进入细胞质。蛋白质（如解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等）通过核孔进入细胞核，但DNA不能通过核孔。 （4）代谢越旺盛的细胞，核孔的数目一般越多，核仁的体积一般越大。如，人的口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，前者核孔的数目少，核仁体积小；冬小麦在越冬期间核孔的数目少，核仁体积小。 5．细胞核的功能 （1）功能阐述：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 （2）原因：DNA上储存着遗传信息、遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”，这张“蓝图”储藏在细胞核里。 6．建构模型 （1）概念：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。 （2）类型：物理模型、概念模型、数学模型等。 （3）举例：沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型，它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。 7．易错知识点 （1）细胞核不是遗传信息转录和翻译的场所，细胞核是遗传信息转录的场所，翻译的场所是核糖体。 （2）细胞质中的RNA不是都在细胞核合成，线粒体和叶绿体中也有DNA，也可以转录合成RNA。 （3）原核细胞无核仁，但能合成rRNA，因为其有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA。 （4）并不是所有物质都能进出核孔。如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。 （5）核仁不是遗传物质的储存场所。核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。 （6）核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢活动的强弱有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量多的细胞，其核孔数量多，核仁较大。 （7）在细胞周期中表现为周期性消失与重建的是核膜、核仁，而不是染色体。　 （8）真核细胞的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因：核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体的合成将不能正常进行。 命题角度1 细胞核的结构 下图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图。下列说法错误的是（　　） A．②为核孔，蛋白质合成旺盛的细胞核孔数目多，有利于DNA和RNA进出 B．③是染色质，由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体 C．⑤是核膜，核膜为双层膜，有利于核内环境的相对稳定 D．细胞核是遗传的信息库，是遗传和代谢的控制中心 【答案】A 【详解】A、②为核孔，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，蛋白质合成旺盛的细胞，核质之间物质交换频繁，核孔数量多，有利于RNA由细胞核进入细胞质，但DNA不能进出细胞核，A错误； B、就真核细胞而言，遗传物质DNA主要分布在细胞核中，③是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，因此染色质是遗传物质的主要载体，B正确； C、⑤是核膜，核膜为双层膜，把核内物质与细胞质分开，有利于核内环境的相对稳定，C正确； D、细胞核是遗传的信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，D正确。 故选A。 命题角度2 生物模型 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描述。下列关于模型的叙述，错误的是（    ） A．细胞膜流动镶嵌模型属于物理模型 B．探究酶活性的最适温度常构建数学模型 C．描述生态系统中的能量流动常构建物理模型 D．对真核细胞结构共同特征的描述常构建概念模型 【答案】C 【分析】物理模型是以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。概念模型是通过分析大量的具体形象，分类并揭示其共同本质，将其本质凝结在概念中，把各类对象的关系用概念与概念之间的关系来表述，用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。 【详解】A、细胞膜流动镶嵌模型属于物理模型，A正确； B、探究酶活性的最适温度常通过构建坐标系，绘制变化曲线进行描述，属于数学模型，B正确； C、描述生态系统的能量流动过程常构建概念模型，C错误； D、对真核细胞结构共同特征的描述常构建概念模型，D正确。 故选C。 命题角度3 核孔复合体 核孔又称核孔复合体(NPC)，是一个位于核膜上的双功能通道，既能被动运输物质，也能主动运输物质。下列叙述正确的是（　　） A．NPC是核质进行物质交换的唯一途径 B．NPC被动运输物质入核时不消耗ATP C．NPC介导大分子物质入核时不消耗能量 D．人体细胞都有NPC介导的RNA运输 【答案】B 【详解】A、NPC是核质进行物质交换的主要途径，但并非唯一途径，某些小分子可通过核膜直接运输，A错误； B、被动运输包括自由扩散和协助扩散，均不消耗ATP，故NPC被动运输物质入核时无需消耗ATP，B正确； C、NPC介导的大分子物质（如酶、RNA聚合酶）运输属于主动运输，需消耗能量，C错误； D、成熟的红细胞无细胞核，故无NPC，无法介导RNA运输，D错误。 故选B。 命题角度4 细胞核的结构和功能综合 真核细胞的核孔数目不定，一般有几千个，体积较大的细胞，如两栖类动物的卵母细胞，其核孔数量可达百万个。下列说法正确的是（　　） A．DNA、蛋白质等生物大分子通过核孔自由进出细胞核 B．哺乳动物成熟红细胞中核孔数目较多与其合成较多的血红蛋白相适应 C．核孔数目与细胞代谢旺盛程度一般呈正相关 D．核膜由两层磷脂分子组成，核孔与核膜内外的信息交流有关 【答案】C 【详解】A、DNA不能通过核孔自由进出细胞核，DNA主要在细胞核内复制，转录形成的RNA可通过核孔进入细胞质，而核孔对大分子物质的运输具有选择性，需消耗能量并依赖载体蛋白，A错误； B、哺乳动物成熟红细胞无细胞核，故不存在核孔，其血红蛋白的合成发生在未成熟阶段（由骨髓中造血干细胞完成），B错误； C、核孔是细胞核与细胞质物质交换和信息交流的通道，代谢旺盛的细胞（如卵母细胞）需要频繁运输RNA、酶等物质，核孔数量多与此功能相适应，C正确； D、核膜由双层膜构成，每层膜均为磷脂双层，故共四层磷脂分子，D错误。 故选C。 1．正确的科学方法和严谨的实验设计是得出可靠结论的重要前提，下列关于细胞核功能探究实验的叙述，错误的是（    ） A．美西螈核移植实验说明细胞核控制生物体的遗传 B．蝾螈受精卵横缢实验说明细胞核控制细胞分裂 C．变形虫切割实验说明细胞只有保持完整结构才能进行正常生命活动 D．通过伞藻嫁接实验可以证明伞藻“帽”的形态由细胞核控制 【答案】D 【分析】细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，细胞核是细胞的控制中心，在细胞的代谢、生长、分化中起着重要作用，是遗传物质的主要存在部位。 【详解】A、美西螈核移植实验证明了黑色美西螈的肤色由细胞核控制，说明细胞核控制生物体的遗传，A正确； B、蝾螈受精卵的横缢实验中有核一半能分裂，无核的一半则停止分裂，说明细胞核控制着细胞的分裂，B正确； C、变形虫去除细胞核以后，不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应，电镜下观察到退化的高尔基体、内质网等，一段时间后最终死亡，取出的细胞核也不能正常生存，但去核后如果及时植入一个同种变形虫的细胞核，变形虫又能够恢复生命活动，这说明细胞只有保持完整结构才能进行正常生命活动，C正确； D、通过伞藻嫁接实验能证明伞藻“帽”的形态由假根控制，不能确定是假根中的细胞质还是细胞核，需要进行核移植实验才能说明，D错误。 故选D。 2．甲、乙两种伞藻的帽形不同（如右图），现将甲的A部分与乙的B部分嫁接，发现第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。下列叙述错误的是（    ） A．用黑藻代替伞藻进行本实验是不太合理的 B．第一次为中间类型可能受B残余（乙细胞核合成的）物质影响 C．第二次长出的帽形与甲相同，说明细胞核控制生物的性状 D．若要进一步验证细胞核与细胞质的关系，还应进行核移植实验 【答案】C 【分析】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。 【详解】A、黑藻是多细胞生物，结构比伞藻复杂，用黑藻代替伞藻进行此嫁接实验，难以明确是细胞核还是其他众多因素对性状的影响，不太合理，A正确； B、第一次长出中间类型，因为嫁接时乙的B部分带有乙细胞核合成的物质，这些残余物质可能影响了帽状体的形态，使其呈现中间类型，B正确； CD、第二次长出的帽形与甲相同，是因为第一次嫁接后，细胞中含有甲的细胞核和部分细胞质，随着细胞的代谢和生长，甲的细胞核和部分细胞质控制合成了与甲相同形态帽状体的相关物质，说明生物的性状受细胞核和细胞质的控制，因此要进一步验证细胞核与细胞质的关系，还应进行核移植实验，C错误，D正确。   故选C。 3．如图为细胞的一部分结构模式图，下列叙述错误的是（    ） A．①具有物质运输的功能，同时能为多种酶提供附着位点 B．②和⑤控制细胞的物质运输，⑤控制细胞间的信息交流 C．③与某种 RNA 以及核糖体的形成有关，细胞代谢越旺盛，③的体积越大 D．④上的物质携带细胞的遗传信息，控制细胞的遗传和代谢 【答案】B 【详解】A、①为内质网，能出芽形成囊泡运输物质，具有物质运输的功能，同时其膜上可为多种酶提供附着位点，A正确； B、⑤为核孔，是细胞质与细胞核进行物质交换和信息交流的通道，B错误； C、③为核仁，与某种RNA的合成及核糖体的形成有关，细胞代谢越旺盛，核仁的体积也越大，C正确； D、④为染色质，其上含有DNA，是遗传信息的携带者，控制细胞的遗传和代谢，D正确。 故选B。 4．科学研究发现，当细胞处于较硬的微环境中时，细胞核从皱褶状态变为紧绷状态并进一步促使YAP蛋白向细胞核内迁移，刺激细胞增殖。laminA/C（核纤层蛋白A/C）降低会减少YAP向细胞核的定位，较低的细胞密度有利于YAP向细胞核的定位。以下推测合理的是（    ） A．YAP向核内迁移过程体现了核膜的流动性 B．激活YAP不利于维持干细胞自我更新的能力 C．laminA/C合成基因可能是抑癌基因 D．设计高密度的细胞环境可能会成为癌症治疗新的突破点 【答案】D 【详解】A、YAP蛋白通过核孔进入细胞核，该过程体现核膜的选择透过性，而非流动性，A错误； B、YAP激活促进细胞增殖，而干细胞自我更新依赖增殖能力，故激活YAP应有利于维持其能力，B错误； C、laminA/C减少会抑制YAP入核（抑制增殖），若其基因是抑癌基因，则失活会导致增殖失控，但题干中laminA/C减少反而抑制增殖，说明其基因可能为原癌基因（促进增殖），C错误； D、低密度环境促进YAP入核，高密度环境可能抑制YAP入核，从而减少增殖，可用于癌症治疗，D正确。 故选D。 5．细胞核在细胞的生长、分化、代谢中发挥着重要作用。下列相关叙述正确的是（    ） A．细胞核由单层核膜、核仁、染色体等组成 B．核孔是物质进出细胞核的唯一通道 C．染色质的形态在细胞的不同时期会发生变化 D．细胞核是所有细胞中生命活动的控制中心 【答案】C 【详解】A、细胞核的核膜是双层膜结构，A错误； B、核孔是大分子物质（如RNA、蛋白质）进出细胞核的通道，但小分子物质可通过核膜进行运输，B错误； C、染色质在细胞分裂时高度螺旋化形成染色体，在间期则松散为染色质，形态随细胞周期变化，C正确； D、并非所有细胞均有细胞核（如哺乳动物成熟红细胞），且原核细胞无细胞核，其生命活动由拟核区控制，D错误。 故选C。 6．核小体是染色质的基本结构单位，由约150bp（碱基对）的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体上构成“珠子”状的核心颗粒，再由约60bp的DNA分子和组蛋白共同构成的连接区连接起来，形成“串珠”状的染色质。下列有关说法错误的是（　　） A．染色质主要由DNA和蛋白质组成，易被碱性染料染成深色 B．“串珠”状的染色质仅在处于分裂间期的细胞中出现 C．“串珠”上的每个“珠子”由DNA和组蛋白共同连接 D．组蛋白由细胞质中的核糖体合成，通过核孔进入细胞核 【答案】B 【详解】A、染色质主要成分为DNA和蛋白质，易被碱性染料（如龙胆紫）染色，因而被称为染色质，A正确； B、“串珠”状染色质是染色质的常态结构，存在于未高度螺旋化的时期（如间期和非分裂状态的细胞），分裂期会缩短为染色体，因此并非“仅”在间期出现，B错误； C、每个“珠子”（核小体）由约150bp的DNA盘绕组蛋白八聚体构成，连接区由60bp DNA和组蛋白连接，C正确； D、组蛋白属于蛋白质，由细胞质中的核糖体合成后，通过核孔运输至细胞核，D正确。 故选B。 7．核纤层是一层由纤维蛋白构成的网状结构，其分布于核膜内侧，能维持细胞核正常形状与大小，有利于细胞核与细胞质之间的隔离与信息交换。下列叙述错误的是（    ） A．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 B．核纤层可能与维持核膜结构的稳定有关 C．组成染色质的蛋白质由核孔进入细胞核内 D．核纤层的组成成分与细胞膜的组成成分相同 【答案】D 【详解】A、细胞核是遗传信息库，控制细胞的代谢和遗传，A正确； B、题干指出核纤层能维持细胞核正常形状与大小，推测其可能与维持核膜结构的稳定有关，B正确； C、染色质蛋白质（大分子）在细胞质合成后通过核孔进入细胞核，C正确； D、核纤层由纤维蛋白构成，而细胞膜主要成分为磷脂和蛋白质，两者组成不同，D错误。 故选D。 8．模型方法是生物学研究过程中常常会用到的一种方法。根据以下四图所示，下列关于模型的说法，错误的是（    ） A．图a属于物理模型 B．图b属于概念模型 C．图c属于数学模型 D．图d属于物理模型 【答案】D 【详解】A、物理模型是根据相似原理，把真实事物按比例大小放大或缩小制成的模型，其状态变化和原事物基本相同，可以模拟客观事物的某些功能和性质，如图a，A正确； B、概念模型是指以图示、文字、符号等组成的流程图形式对事物的规律和机理进行描述、阐明，如图b，B正确； C、数学模型是用来定性或定量表述生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图以及由实验数据绘制成的柱形图、饼状图等，如图c，C正确； D、物理模型需要体现各种结构组成和相关联系，拍摄的照片是研究对象真实的反映，不属于模型，D错误。 故选D。 9．下列关于科学方法的叙述，不正确的是（　　） A．在细胞学说的建立过程中运用了不完全归纳法 B．探索细胞膜结构的过程中运用了提出假说的方法 C．探究细胞膜的结构特点时采用的方法是荧光标记法 D．制作真核细胞的三维结构模型采用的是建构概念模型 【答案】D 【详解】A、细胞学说的建立基于对部分动植物细胞的观察，未涵盖所有细胞，属于不完全归纳法，A正确； B、探索细胞膜结构时，科学家通过实验现象提出“所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成”的假说，并不断修正，B正确； C、探究细胞膜流动性（结构特点）时，采用荧光标记法标记膜蛋白，观察融合后荧光分布，C正确； D、真核细胞的三维结构模型属于物理模型，D错误。 故选D。 10．核孔复合体是由多种蛋白质构成的复杂结构，细胞质中的亲核蛋白（如染色体蛋白等）必须与NLS受体识别并结合才能通过核孔复合体进入细胞核；核内的大分子必须与NES受体识别并结合才能通过核孔复合体进入细胞质。下列说法错误的是（　　） A．细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流均通过核孔复合体进行 B．核孔复合体中的NLS和NES受体介导的大分子运输均需消耗能量 C．一般情况下，核孔复合体的数量与细胞代谢强度呈正相关 D．若NLS受体缺失，亲核蛋白会在细胞质内积累 【答案】A 【详解】A、细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流并非完全依赖核孔复合体。例如，小分子物质（如水、离子）可通过核膜自由扩散，而某些脂溶性信号分子（如性激素）可直接穿过核膜传递信息，A错误； B、核孔复合体介导的大分子运输，如亲核蛋白入核、RNA出核，需受体识别并消耗能量，B正确； C、代谢活跃的细胞（如分泌蛋白合成旺盛的细胞）核孔数量多，以满足频繁的物质运输需求，C正确； D、NLS受体缺失会导致亲核蛋白无法识别核孔复合体，无法进入细胞核，从而在细胞质中积累，D正确。 故选A。 11．细胞核是真核细胞特有的结构，在细胞的代谢、生长和分化中起着重要作用。如图所示为细胞核的模式图和电镜照片，回答下列相关问题： 资料1：有人用变形虫做实验，去掉细胞核的变形虫虽然还能存活几天，但不能取食，也不能生长，最终死亡。 资料2：动物精子形成过程中要经过变形，精子离开动物体后存活时间通常较短。 资料3：科学家用伞形帽伞藻和菊花形帽伞藻完成了伞藻的嫁接实验和核移植实验。 (1)图(b)中电镜下所示结构称为 结构，其中的异染色质属于染色质的一种，它主要是由 组成；细胞核的功能是 。 (2)图(a)中的核孔是由蛋白质和核纤层紧密结合，形成核孔复合体；核孔复合体在核内外的大分子物质转运中起重要作用，请列举一例： ；大分子出入细胞核不是简单的扩散，而是依据自身的核定位信号和与核孔复合体中受体蛋白结合而实现的“主动转运”，这说明核孔对于物质转运具有 的特点。 (3)科学家用伞形帽伞藻和菊花形帽伞藻先完成嫁接实验后，再进行核移植实验，其目的是 。 (4)结合资料1和资料2能得到的结论是： 。 (5)体细胞克隆猴在我国已成功诞生，这是科学家首次成功克隆出非人灵长类动物，意义非凡。那么克隆人是否离我们也就不远了？你是否支持该技术实施，说出你的观点与理由： 。 【答案】(1)细胞核的亚显微 DNA和蛋白质 遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心 (2)mRNA从细胞核进入细胞质（或“组蛋白等从细胞质进入细胞核”等） 选择性 (3)排除假根中其他物质的影响，进一步证明细胞核控制伞帽的形状 (4)细胞核控制细胞的代谢和遗传，细胞核的存在对细胞的生存和繁殖等生命活动是必不可少的 (5)不支持。克隆人会带来一系列伦理问题，如克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是对人类尊严的侵犯；克隆技术还不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的人等 【分析】1、细胞核是细胞中的遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 2、在伞藻的嫁接实验中，伞藻的帽型与假根中细胞核的类型是一致的，说明伞藻的伞帽形态可能决定于细胞核。 3、在伞藻的核移植实验中，将菊花形的伞藻的细胞核移植到伞帽是帽形的去掉伞帽的伞藻中，长出的伞帽是菊花形，由此可以说明细胞核控制伞帽的形态，即细胞核具有控制生物的性状的功能。 【详解】（1）图（b）中电镜下所示结构称为细胞核的亚显微结构。染色质主要由DNA 和蛋白质组成，异染色质属于染色质的一种，所以也主要由 DNA 和蛋白质组成。 细胞核的功能是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 （2）核孔复合体在核内外的大分子物质转运的例子有mRNA从细胞核进入细胞质（或“组蛋白等从细胞质进入细胞核”等）。大分子出入细胞核依据自身的核定信号与核孔复合体中受体蛋白结合而实现“主动转运”，这表明核孔对于物质转运具有选择性的特点。 （3）科学家用伞形帽伞藻和菊花形帽伞藻先完成嫁接实验后，再进行核移植实验，其目的是排除假根中其他物质的影响，进一步证明细胞核控制伞帽的形状。 （4）资料1中去掉细胞核的变形虫不能取食、生长，最终死亡；资料2中精子离开动物体后存活时间短。结合两者能得到的结论是：细胞核控制细胞的代谢和遗传，细胞核的存在对细胞的生存和繁殖等生命活动是必不可少的。 （5）不支持。克隆人会带来一系列伦理问题，如克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是对人类尊严的侵犯；克隆技术还不成熟，可能克隆出有严重生理缺陷的人等。 12．研究表明，生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中起至关重要的作用。下图为细胞核部分结构示意图，请回答下列问题： (1)细胞核DNA中的 代表着遗传信息，核内RNA的合成以 为模板，需要 的催化。 (2)核膜的基本支架是 ，其在空间上将遗传物质和细胞质分隔开，形成核内特殊的微环境。外核膜向胞质侧与 （细胞器）膜相连，向核质侧则与内核膜融合；在外核膜和内核膜的融合处嵌入 （结构）。 (3)核膜上存在LINC复合体，该复合体在物理结构上连接了细胞骨架和 ，将细胞外的力学刺激经由 、细胞骨架和LINC复合体传递至核内，进而影响染色质构象和 ，调控细胞功能。游离细胞核的体外拉伸实验表明，小范围形变时细胞核对外力的抵抗由染色质主导，通过相关处理使染色质结构松散导致细胞核变 （选填“软”或“硬”）。 (4)癌变后的细胞代谢通常增强，推测细胞核结构发生的变化有 ，这些变化逐渐成为诊断癌症的“金标准”。 【答案】(1)碱基排列顺序 DNA 的一条链 RNA 聚合酶 (2)磷脂双分子层 内质网 核孔 (3)核纤层 整合素 基因表达（转录） 软 (4)细胞核形态大小变化、 核仁大小与数量变化以及染色质形态变化等 【分析】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。 【详解】（1）DNA 分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。转录是以 DNA 的一条链为模板合成 RNA 的过程。转录过程需要 RNA 聚合酶催化核糖核苷酸聚合形成 RNA。 （2）生物膜的基本支架都是磷脂双分子层。内质网是细胞内膜面积最大的细胞器，向外与细胞膜相连，向内与核外膜相连。从图中可看出核孔位于外核膜和内核膜融合处。 （3）从图中可知 LINC 复合体连接细胞骨架和核纤层。细胞外的力学刺激经由整合素、细胞骨架和LINC复合体传递至核内，影响染色质构象，从而影响基因表达，调控细胞功能。染色质结构松散后对细胞核的支撑作用减弱，细胞核变软。 （4）癌变后细胞代谢增强，则细胞核内对应的变化有核膜凹陷，核仁体积增大，核孔数量较多，染色质松散，细胞核变软。 13．细胞核是真核细胞代谢和遗传的控制中心。如右图为真核生物的细胞核模式图。回答下列问题： (1)图中③为 ，主要由 和 这两种物质构成。 (2)蛋白质和RNA通过核孔进出细胞核时，ATP中的 键会断裂，用于供能。进入细胞核的蛋白质若为核糖体蛋白，会在细胞核的 中被装配成核糖体亚基。 (3)在细胞不同的生命历程中，细胞核的形态和数目会发生改变。有丝分裂时，细胞核的 和 会在前期消失、在末期重建。在植物细胞有丝分裂中，若细胞的 （填细胞器）功能异常，无法正常产生囊泡，会导致细胞壁的形成受阻，出现多核现象。衰老细胞的细胞核体积变 ，功能减弱。具有无限增殖能力的 细胞，其核形态不一，并出现巨核、双核或多核现象。 【答案】(1)核膜 磷脂 蛋白质 (2)高能磷酸键 核仁 (3)核膜 核仁 高尔基体 大 癌 【分析】由图可知，①表示染色质，②表示核仁，③表示核膜。 【详解】（1）③表示核膜，核膜的主要成分是磷脂和蛋白质，基本支架是磷脂双分子层。 （2）ATP中含有高能磷酸键，高能磷酸键断裂为生命活动提供能量。核糖体亚基的组装场所是核仁。 （3）有丝分裂的前期，核膜和核仁会消失，末期重新形成。植物细胞有丝分裂的末期，高尔基体参与细胞壁的形成。衰老的细胞中，细胞体积变小，细胞核体积变大。癌细胞具有无限增殖的能力。 14．生命活动的“蓝图”储藏在细胞核里，如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答下列问题(在[]中填标号，在上填相应的名称): (1)结构[2] 能实现核质之间的物质交换和信息交流，使用 显微镜才能观察到该图所示的结构。 (2)图中[3]为 ，主要由 构成，因容易被 (如醋酸洋红)染成深色而得名。 (3)与某种RNA的合成以及核糖体形成有关的结构是[ ]。在豚鼠胰腺腺泡细胞中，该结构相较于其他细胞更 (填“大”或“小”)。 (4)一同学将下图中乙伞藻的细胞核与伞部去掉，并将甲伞藻的细胞核移入乙中，则再生出来的乙伞藻的外形是 (5)对细胞核功能较为全面的阐述应该是:细胞核是 库,是细胞 和 的控制中心。 【答案】(1)核孔 电子 (2)染色质 DNA 和蛋白质 碱性染料 (3)4 大 (4)B (5)遗传信息 代谢 遗传 【分析】题图分析，图中1为内质网，2为核孔，3为染色质，4为核仁，5为核膜，包括内膜和外膜。细胞核是遗传的信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 【详解】（1）据图可知，2是核孔，核孔能实现核质之间的物质交换和信息交流；该图是亚显微结构，需要用电子显微镜才能观察到。 （2）3是染色质，染色质的主要成分是DNA和蛋白质；染色质因为易被碱性染料染色而得名。 （3）真核细胞的核仁与某种RNA的合成以及核糖体形成有关，核仁对应图中的4；一般而言，代谢旺盛的细胞中核仁较大，故在豚鼠胰腺腺泡细胞中，该结构相较于其他细胞更大。 （4）据图分析，将甲伞藻的细胞核移入到去掉核与伞部的乙伞藻中，由于细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，即伞藻的伞形主要由细胞核控制，故长期存活下来的乙伞藻其外形与B选项图形最相似。 （5）细胞核中含有染色体，染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质，其中DNA是遗传物质，能控制蛋白质的生物合成，因此细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 15．为了增强对细胞核结构整体性的理解，某同学以DNA为核心做的细胞核概念模型如图所示。回答下列问题： (1)核膜共具有 层磷脂双分子层结构，能把核内物质和细胞质分开，从而为DNA的分布提供稳定环境。 (2)科学家分离细胞核，然后离心收集染色质进行生化分析，确定染色质的主要成分是DNA和 。在不同的细胞分裂时期中，染色质和染色体能够发生相互转化，这一现象说明染色质和染色体的关系是 。 (3)生物大分子进出细胞核主要是通过核膜上的 结构，它可以实现核质之间频繁的物质交换和 。 (4)蛋白质合成旺盛的细胞，核仁较大，可以占到细胞核体积的25%;不具有蛋白质合成功能的细胞如休眠的植物细胞，核仁很小。这一现象表明核仁与 有关。 【答案】(1)两 (2)蛋白质 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 (3)核孔 信息交流 (4)核糖体的形成 【分析】细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质等。核膜是指包被细胞核的双层膜；核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流；核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。染色质主要由蛋白质和DNA组成。 【详解】（1）磷脂双分子层是膜的基本支架，核膜具有双层膜结构，共两层磷脂双分子层结构，能把核内物质和细胞质分开，从而为DNA 的分布提供稳定环境。 （2）染色质的主要成分是 DNA和蛋白质，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。因此，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。 （3）核膜上的核孔，是蛋白质等生物大分子物质选择性地进出细胞核的通道，它可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 （4）核糖体是蛋白质合成的场所。蛋白质合成旺盛的细胞，核仁较大，而不具有蛋白质合成功能的细胞则核仁很小，据此可推测，核仁与核糖体的形成有关。 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 （必会知识+难点强化+必刷好题，三层提升） 必会知识一 细胞核功能的实验探究 1．细胞核的分布： 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，真核细胞都有细胞核。 （注意：骨骼肌细胞有多个细胞核） 2．细胞核功能的实验探究 （1）美西螈细胞核移植实验 ①实验过程 ②实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。 （注意：未设置对照实验） （2）蝾螈受精卵横缢实验 ①实验过程 ②实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。 （注意：本实验既有相互对照又有自身对照） （3）变形虫切割实验 ①实验过程 ②实验结论：变形虫的生长、分裂、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。 （注意：本实验既有相互对照又有自身对照） （4）伞藻嫁接与核移植实验 ①伞藻嫁接实验过程 ②伞藻核移植实验过程 ③实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。 （提醒：嫁接实验只能证明帽的形状与假根有关） [例1]细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。下列描述不能体现这一观点的是（　　） A．失去细胞核的变形虫对外界刺激不发生反应 B．无核白色美西螈卵细胞移入黑色美西螈的细胞核后发育成黑色美西螈 C．在代谢旺盛的细胞中，核孔的数目较多，实现DNA、RNA、蛋白质等频繁进出细胞核 D．母牛甲的去核卵细胞移入母牛乙的体细胞核后发育成与母牛乙性状一样的小牛 [例2]某研究团队通过伞藻嫁接及核移植实验探究细胞核的功能。实验中将菊花形帽伞藻的假根（含细胞核）与伞形帽伞藻的柄（含细胞质）进行嫁接，新生的伞帽呈现中间形态（兼具两种伞藻特征）。一段时间后，再次切除新生伞帽，重新生长出的伞帽变为菊花形。下列分析错误的是（　　） A．初次新生伞帽呈中间形态，可能与细胞质中残留的物质指导蛋白质合成有关 B．最终伞帽恢复为菊花形，说明细胞核是遗传信息库并控制细胞的代谢和遗传 C．若将两种伞藻的细胞膜成分进行互换，新生伞帽的形态、结构均不发生改变 D．该实验结果表明，细胞核和细胞质共同决定生物体的性状，且细胞质起主导作用 [例3]科学家将变形虫切成两半，一半有核，一半无核，如图所示。有核部分具有应激性。仍能生长、分裂、再生；无核部分不能摄取食物，无应激性，不再分裂增殖，很快死亡。该实验表明控制细胞代谢和增殖的是（    ） A．细胞膜 B．细胞质 C．细胞核 D．中心体 必会知识二 细胞核的结构和功能 1.细胞核的结构 （1）核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。 （2）核仁：与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。蛋白质合成旺盛，核仁相对较大。 （3）染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA 是遗传信息的载体 （注意：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。） （4）核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 （注意：物质进出核孔方式（穿过0层膜）（蛋白质入，RNA出）强调：DNA不能出入核孔） 2.细胞核的功能 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 （提醒：细胞代谢的主要场所是细胞质，细胞核是细胞代谢的控制中心。） 3.生物模型辨析 （1）物理模型：以实物或图片形式直观地表达认识对象的特征。(如：细胞亚显微结构模式图、DNA双螺旋结构模型、流动镶嵌模型等) （2）概念模型：用文字或符号突出表达对象的主要特征和联系。(如：光合作用和呼吸作用、血糖平衡、体温调节图解等) （3）数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。(如：方程式、关系式、曲线、表格等) [例1]下图为细胞核结构模式图。下列相关叙述，错误的是（    ） A．①与质膜的相连可通过内质网来实现 B．②是复制、转录和翻译的主要场所 C．③被破坏，会影响蛋白质的合成 D．④是核与质之间物质运输的通道 [例2]如图是某些细胞结构的示意图，①~⑥表示相关结构。下列叙述错误的是（    ） A．结构①和⑥均由两层磷脂双分子层和蛋白质组成 B．结构②是蛋白质和RNA运输的通道，具有选择性 C．结构④主要由DNA和蛋白质组成，是基因的主要载体 D．结构⑤是蛋白质的合成场所，其形成与结构③密切相关 [例3]细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心。下列叙述错误的是（    ） A．细胞核内的DNA是遗传信息的主要载体 B．真核细胞都有细胞核，核仁的形成与某种RNA有关 C．核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 D．核膜可使核内物质与细胞质基质及细胞器分隔开来 难点知识一 细胞核功能的实验探究 细胞核功能的经典实验 实验名称 实验过程 实验结论 黑白美西螈核移植实验 美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核的控制 蝾螈受精卵横缢实验 蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制 变形虫切割实验 变形虫的分裂、生长、摄食、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制 伞藻嫁接与核移植实验 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 注意：黑白美西螈核移植实验中，还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，形成重组细胞进行培养，作为对照。 命题角度1 美西螈细胞核移植实验 科学家用黑白两种美西螈做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中，植入核的卵细胞发育成为黑色美西螈。下列相关说法错误的是（    ） A．白色美西螈的细胞质在体色形成中也发挥一定作用 B．为使实验结论更加准确，应再增加一组对照实验 C．该实验不能说明生命活动离不开细胞结构的完整性 D．该实验能说明美西螈的体色是由细胞核控制的 命题角度2 蝾螈受精卵横缢实验 如图表示变形虫的切割和核移植实验。下列说法正确的是（　　） A．切割后，无核的一半能摄取食物但不能消化已吞噬的食物 B．单独的细胞核不能生存，可能是缺少细胞质为其提供物质和能量 C．该实验说明只要保持细胞核的完整性，变形虫就能正常地进行生命活动 D．该实验过程中形成了多组对照，可证明细胞核是细胞遗传的控制中心 命题角度3 变形虫切割实验 下图所表示的是两个实验：一个是用玻璃针将一变形虫作一切为二的切割实验；第二个是将另一变形虫作核、质分离实验。下列分析不正确的是（　　） A．有核的一半（a）能正常生长、分裂、再生 B．无核的细胞质（b、c）不能正常消化食物和进行生长 C．只有细胞核的部分（d）能正常生长、分裂、再生 D．该实验体现核质相互依存的关系 命题角度4 伞藻嫁接与核移植实验 伞藻是一种单细胞藻类，由“帽”、柄和假根三部分组成，细胞核位于假根内。科学家用伞形帽伞藻(甲)和菊花形帽伞藻(乙)进行嫁接和核移植实验(如图)。能证明伞藻“帽”的形状由细胞核控制的一组实验是（　　） A．实验1 B．实验2 C．实验1和实验2 D．实验1或实验2 难点知识二 细胞核的结构和功能 1．细胞核的结构概述 2．核孔复合体 （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能以被动运输方式通过核孔复合体；②大分子物质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，而且核也对大分子物质的进出具有选择性。 （3）双向性：既介导蛋白质等的入核运输，又介导RNA等的出核运输。 3．染色体与染色质的转化 染色质和染色体是同一物质不同时期的两种存在状态。光学显微镜可以观察到染色体的数目和结构的变化，因此能够通过显微镜观察到染色体的变异。 4．“三核”——核膜、核孔、核仁的相关剖析 （1）核膜、核仁在有丝分裂前期消失，有丝分裂末期重建。 （2）核膜上附着有多种酶，有利于多种化学反应的进行。 （3）核膜、核孔都有选择透过性：小分子物质可通过核膜进出细胞核。核孔可以运输部分小分子物质（不消耗能量），也可以运输大分子物质（消耗能量）。RNA可以通过核孔进入细胞质。蛋白质（如解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等）通过核孔进入细胞核，但DNA不能通过核孔。 （4）代谢越旺盛的细胞，核孔的数目一般越多，核仁的体积一般越大。如，人的口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，前者核孔的数目少，核仁体积小；冬小麦在越冬期间核孔的数目少，核仁体积小。 5．细胞核的功能 （1）功能阐述：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 （2）原因：DNA上储存着遗传信息、遗传信息就像细胞生命活动的“蓝图”，这张“蓝图”储藏在细胞核里。 6．建构模型 （1）概念：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。 （2）类型：物理模型、概念模型、数学模型等。 （3）举例：沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型，它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。 7．易错知识点 （1）细胞核不是遗传信息转录和翻译的场所，细胞核是遗传信息转录的场所，翻译的场所是核糖体。 （2）细胞质中的RNA不是都在细胞核合成，线粒体和叶绿体中也有DNA，也可以转录合成RNA。 （3）原核细胞无核仁，但能合成rRNA，因为其有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA。 （4）并不是所有物质都能进出核孔。如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。 （5）核仁不是遗传物质的储存场所。核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。 （6）核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢活动的强弱有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量多的细胞，其核孔数量多，核仁较大。 （7）在细胞周期中表现为周期性消失与重建的是核膜、核仁，而不是染色体。　 （8）真核细胞的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因：核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体的合成将不能正常进行。 命题角度1 细胞核的结构 下图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图。下列说法错误的是（　　） A．②为核孔，蛋白质合成旺盛的细胞核孔数目多，有利于DNA和RNA进出 B．③是染色质，由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体 C．⑤是核膜，核膜为双层膜，有利于核内环境的相对稳定 D．细胞核是遗传的信息库，是遗传和代谢的控制中心 命题角度2 生物模型 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描述。下列关于模型的叙述，错误的是（    ） A．细胞膜流动镶嵌模型属于物理模型 B．探究酶活性的最适温度常构建数学模型 C．描述生态系统中的能量流动常构建物理模型 D．对真核细胞结构共同特征的描述常构建概念模型 命题角度3 核孔复合体 核孔又称核孔复合体(NPC)，是一个位于核膜上的双功能通道，既能被动运输物质，也能主动运输物质。下列叙述正确的是（　　） A．NPC是核质进行物质交换的唯一途径 B．NPC被动运输物质入核时不消耗ATP C．NPC介导大分子物质入核时不消耗能量 D．人体细胞都有NPC介导的RNA运输 命题角度4 细胞核的结构和功能综合 真核细胞的核孔数目不定，一般有几千个，体积较大的细胞，如两栖类动物的卵母细胞，其核孔数量可达百万个。下列说法正确的是（　　） A．DNA、蛋白质等生物大分子通过核孔自由进出细胞核 B．哺乳动物成熟红细胞中核孔数目较多与其合成较多的血红蛋白相适应 C．核孔数目与细胞代谢旺盛程度一般呈正相关 D．核膜由两层磷脂分子组成，核孔与核膜内外的信息交流有关 1．正确的科学方法和严谨的实验设计是得出可靠结论的重要前提，下列关于细胞核功能探究实验的叙述，错误的是（    ） A．美西螈核移植实验说明细胞核控制生物体的遗传 B．蝾螈受精卵横缢实验说明细胞核控制细胞分裂 C．变形虫切割实验说明细胞只有保持完整结构才能进行正常生命活动 D．通过伞藻嫁接实验可以证明伞藻“帽”的形态由细胞核控制 2．甲、乙两种伞藻的帽形不同（如右图），现将甲的A部分与乙的B部分嫁接，发现第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。下列叙述错误的是（    ） A．用黑藻代替伞藻进行本实验是不太合理的 B．第一次为中间类型可能受B残余（乙细胞核合成的）物质影响 C．第二次长出的帽形与甲相同，说明细胞核控制生物的性状 D．若要进一步验证细胞核与细胞质的关系，还应进行核移植实验 3．如图为细胞的一部分结构模式图，下列叙述错误的是（    ） A．①具有物质运输的功能，同时能为多种酶提供附着位点 B．②和⑤控制细胞的物质运输，⑤控制细胞间的信息交流 C．③与某种 RNA 以及核糖体的形成有关，细胞代谢越旺盛，③的体积越大 D．④上的物质携带细胞的遗传信息，控制细胞的遗传和代谢 4．科学研究发现，当细胞处于较硬的微环境中时，细胞核从皱褶状态变为紧绷状态并进一步促使YAP蛋白向细胞核内迁移，刺激细胞增殖。laminA/C（核纤层蛋白A/C）降低会减少YAP向细胞核的定位，较低的细胞密度有利于YAP向细胞核的定位。以下推测合理的是（    ） A．YAP向核内迁移过程体现了核膜的流动性 B．激活YAP不利于维持干细胞自我更新的能力 C．laminA/C合成基因可能是抑癌基因 D．设计高密度的细胞环境可能会成为癌症治疗新的突破点 5．细胞核在细胞的生长、分化、代谢中发挥着重要作用。下列相关叙述正确的是（    ） A．细胞核由单层核膜、核仁、染色体等组成 B．核孔是物质进出细胞核的唯一通道 C．染色质的形态在细胞的不同时期会发生变化 D．细胞核是所有细胞中生命活动的控制中心 6．核小体是染色质的基本结构单位，由约150bp（碱基对）的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体上构成“珠子”状的核心颗粒，再由约60bp的DNA分子和组蛋白共同构成的连接区连接起来，形成“串珠”状的染色质。下列有关说法错误的是（　　） A．染色质主要由DNA和蛋白质组成，易被碱性染料染成深色 B．“串珠”状的染色质仅在处于分裂间期的细胞中出现 C．“串珠”上的每个“珠子”由DNA和组蛋白共同连接 D．组蛋白由细胞质中的核糖体合成，通过核孔进入细胞核 7．核纤层是一层由纤维蛋白构成的网状结构，其分布于核膜内侧，能维持细胞核正常形状与大小，有利于细胞核与细胞质之间的隔离与信息交换。下列叙述错误的是（    ） A．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心 B．核纤层可能与维持核膜结构的稳定有关 C．组成染色质的蛋白质由核孔进入细胞核内 D．核纤层的组成成分与细胞膜的组成成分相同 8．模型方法是生物学研究过程中常常会用到的一种方法。根据以下四图所示，下列关于模型的说法，错误的是（    ） A．图a属于物理模型 B．图b属于概念模型 C．图c属于数学模型 D．图d属于物理模型 9．下列关于科学方法的叙述，不正确的是（　　） A．在细胞学说的建立过程中运用了不完全归纳法 B．探索细胞膜结构的过程中运用了提出假说的方法 C．探究细胞膜的结构特点时采用的方法是荧光标记法 D．制作真核细胞的三维结构模型采用的是建构概念模型 10．核孔复合体是由多种蛋白质构成的复杂结构，细胞质中的亲核蛋白（如染色体蛋白等）必须与NLS受体识别并结合才能通过核孔复合体进入细胞核；核内的大分子必须与NES受体识别并结合才能通过核孔复合体进入细胞质。下列说法错误的是（　　） A．细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流均通过核孔复合体进行 B．核孔复合体中的NLS和NES受体介导的大分子运输均需消耗能量 C．一般情况下，核孔复合体的数量与细胞代谢强度呈正相关 D．若NLS受体缺失，亲核蛋白会在细胞质内积累 11．细胞核是真核细胞特有的结构，在细胞的代谢、生长和分化中起着重要作用。如图所示为细胞核的模式图和电镜照片，回答下列相关问题： 资料1：有人用变形虫做实验，去掉细胞核的变形虫虽然还能存活几天，但不能取食，也不能生长，最终死亡。 资料2：动物精子形成过程中要经过变形，精子离开动物体后存活时间通常较短。 资料3：科学家用伞形帽伞藻和菊花形帽伞藻完成了伞藻的嫁接实验和核移植实验。 (1)图(b)中电镜下所示结构称为 结构，其中的异染色质属于染色质的一种，它主要是由 组成；细胞核的功能是 。 (2)图(a)中的核孔是由蛋白质和核纤层紧密结合，形成核孔复合体；核孔复合体在核内外的大分子物质转运中起重要作用，请列举一例： ；大分子出入细胞核不是简单的扩散，而是依据自身的核定位信号和与核孔复合体中受体蛋白结合而实现的“主动转运”，这说明核孔对于物质转运具有 的特点。 (3)科学家用伞形帽伞藻和菊花形帽伞藻先完成嫁接实验后，再进行核移植实验，其目的是 。 (4)结合资料1和资料2能得到的结论是： 。 (5)体细胞克隆猴在我国已成功诞生，这是科学家首次成功克隆出非人灵长类动物，意义非凡。那么克隆人是否离我们也就不远了？你是否支持该技术实施，说出你的观点与理由： 。 12．研究表明，生物力学因素在细胞核结构和功能的动态变化调控中起至关重要的作用。下图为细胞核部分结构示意图，请回答下列问题： (1)细胞核DNA中的 代表着遗传信息，核内RNA的合成以 为模板，需要 的催化。 (2)核膜的基本支架是 ，其在空间上将遗传物质和细胞质分隔开，形成核内特殊的微环境。外核膜向胞质侧与 （细胞器）膜相连，向核质侧则与内核膜融合；在外核膜和内核膜的融合处嵌入 （结构）。 (3)核膜上存在LINC复合体，该复合体在物理结构上连接了细胞骨架和 ，将细胞外的力学刺激经由 、细胞骨架和LINC复合体传递至核内，进而影响染色质构象和 ，调控细胞功能。游离细胞核的体外拉伸实验表明，小范围形变时细胞核对外力的抵抗由染色质主导，通过相关处理使染色质结构松散导致细胞核变 （选填“软”或“硬”）。 (4)癌变后的细胞代谢通常增强，推测细胞核结构发生的变化有 ，这些变化逐渐成为诊断癌症的“金标准”。 13．细胞核是真核细胞代谢和遗传的控制中心。如右图为真核生物的细胞核模式图。回答下列问题： (1)图中③为 ，主要由 和 这两种物质构成。 (2)蛋白质和RNA通过核孔进出细胞核时，ATP中的 键会断裂，用于供能。进入细胞核的蛋白质若为核糖体蛋白，会在细胞核的 中被装配成核糖体亚基。 (3)在细胞不同的生命历程中，细胞核的形态和数目会发生改变。有丝分裂时，细胞核的 和 会在前期消失、在末期重建。在植物细胞有丝分裂中，若细胞的 （填细胞器）功能异常，无法正常产生囊泡，会导致细胞壁的形成受阻，出现多核现象。衰老细胞的细胞核体积变 ，功能减弱。具有无限增殖能力的 细胞，其核形态不一，并出现巨核、双核或多核现象。 14．生命活动的“蓝图”储藏在细胞核里，如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答下列问题(在[]中填标号，在上填相应的名称): (1)结构[2] 能实现核质之间的物质交换和信息交流，使用 显微镜才能观察到该图所示的结构。 (2)图中[3]为 ，主要由 构成，因容易被 (如醋酸洋红)染成深色而得名。 (3)与某种RNA的合成以及核糖体形成有关的结构是[ ]。在豚鼠胰腺腺泡细胞中，该结构相较于其他细胞更 (填“大”或“小”)。 (4)一同学将下图中乙伞藻的细胞核与伞部去掉，并将甲伞藻的细胞核移入乙中，则再生出来的乙伞藻的外形是 (5)对细胞核功能较为全面的阐述应该是:细胞核是 库,是细胞 和 的控制中心。 15．为了增强对细胞核结构整体性的理解，某同学以DNA为核心做的细胞核概念模型如图所示。回答下列问题： (1)核膜共具有 层磷脂双分子层结构，能把核内物质和细胞质分开，从而为DNA的分布提供稳定环境。 (2)科学家分离细胞核，然后离心收集染色质进行生化分析，确定染色质的主要成分是DNA和 。在不同的细胞分裂时期中，染色质和染色体能够发生相互转化，这一现象说明染色质和染色体的关系是 。 (3)生物大分子进出细胞核主要是通过核膜上的 结构，它可以实现核质之间频繁的物质交换和 。 (4)蛋白质合成旺盛的细胞，核仁较大，可以占到细胞核体积的25%;不具有蛋白质合成功能的细胞如休眠的植物细胞，核仁很小。这一现象表明核仁与 有关。 2 学科网（北京）股份有限公司 $