3.3 细胞核的结构和功能-【重难点手册】2025-2026学年高中生物必修第一册（人教版）

重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ 第3节 细胞核的结构和功能 重点和难点 课标要求 重点：①细胞核的结构和功能；②制作真核细 1.概述细胞核的结构和功能。 胞的三维结构模型。 2.说明细胞核是生命系统的控制中心。 难点：制作真核细胞的三维结构模型。 3.制作真核细胞的三维结构模型。 必备知识梳理 基础梳理 识记点(1) 细胞核的功能 1.教材“问题探讨”中，克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模 高效能学习流程 样的，是因为母牛乙为克隆牛提供了① ,说明了克隆牛的性 追求4个进步 状是由② 决定的。 明确学 习目标 2.美西螈的皮肤颜色由皮肤表皮细胞内的③ 决定，而 开放性 逻辑性 思维 思维 黑色素的合成是由④ (填“供体”或“受体”)细胞核控制的。 3.蝾螈受精卵横缢实验表明，没有⑤ ,细胞就不能分 批判性 清晰凝 思维 练的表 达力 裂、分化。 识记点答案 4.变形虫无核的一半⑥ 消化已吞噬的食物，但⑦ 【识记点1】 摄取食物，对外界刺激⑧ 发生反应；若及时植入另一个同种 ①细胞核；②细胞核；③黑 变形虫的⑨ ,各种⑩ 又会恢复。 色素；④供体；⑤细胞核；⑥能； 5.伞藻① 实验和② 实验表明，其形态结构取决 ⑦不能；⑧不再；⑨细胞核；⑩生 命活动；①嫁接；②核移植。 于细胞核。 【识记点2】 识记点(2 细胞核的结构 ①核内物质；②细胞质； ③RNA;④核糖体；⑤DNA; 核膜（双层膜，把①与② 分开) ⑥蛋白质；⑦物质交换；⑧信息 核仁（与某种③ 的合成以及④ 交流；⑨遗传信息库；⑩遗传。 的形成有关) 染色质（主要由⑤和⑥ 组成， DNA是遗传信息的载体) 核孔（实现核质之间频繁的①和⑧） 细胞核是⑨ ,是细胞代谢和0 的控制中心。 注意不是“代谢中心”✉ 84 第3章细胞的基本结构通 重难拓展 重难点(1 细胞核有什么功能 1.探究细胞核功能的几个经典实验 罗明确每个实验研究什么 拓思维回 资料 实验名称 实验过程（方法） 实验结果 实验结论 动物体细胞核移植技术 将黑色美西螈胚胎 动物体细胞核移植技术，就 美西螈细 美西螈皮肤颜 是将供体细胞核移入去核的卵 资料1胞核移植 细胞的细胞核移植 发育成的美西螈 色的遗传是由 到白色美西螈的去 都是黑色的 ◆拓思维河 核卵细胞中 细胞核控制的 (母)细胞中，使后者不经过精子 穿透等有性生殖过程即可被激 用头发横缢蝾螈的 蝾螈的受 有核的一半能分蝾螈细胞的分 活，分裂并发育成新个体，使得 资料2 精卵横缢 受精卵，一半有核， 裂、分化，无核的裂和分化是由 半无核 半则不能 细胞核控制的 核供体的核基因得到完全复制， 有核部分能生长、 变形虫的生长、 如克隆牛、克隆猴的诞生。 变形虫 分裂、再生，具有分裂、再生、应 资料3 将变形虫切成两半， 切割 半有核，一半无核 应激性，无核部分激性等是由细 只能消化食物 胞核控制的 资料4 伞藻嫁接 将两种伞藻的“帽”、 “帽”的形状与具伞藻“帽”的形 与核移植 柄、假根分开后，相 有细胞核的假根状是由细胞核 互嫁接与核移植 部分一致 控制的 防易错河 2.结论：细胞核控制着细胞的代谢和遗传。 ◆防易错过 例1（改编）为研究细胞核的功能，科学家利用伞藻进行了如 所有细胞都有且只有一个核吗？ 图所示的实验，本实验 (填“能”或“不能”)证明伞藻帽的 (1)并不是所有的真核细胞 形状是由细胞核决定的，原因是 都具有细胞核。如高等植物成 菊花形帽伞藻伞形帽伞藻 熟的筛管细胞和哺乳动物成熟 一伞帽 的红细胞没有细胞核，但仍是真 伞柄 假根 从打 核细胞。 (2)有些真核细胞不是只有 一个细胞核。如人的骨骼肌细 答案不能；本实验不能排除假根中细胞质对伞藻帽形状的影响。 胞中的细胞核可达数百个，双小 重难点(2细胞核的结构与功能相适应 核草履虫有两个细胞核。 结构 (3)细胞核是细胞代谢的控 特点 功能 制中心，不是细胞代谢的中心， 双层膜，外层核膜与内质网膜相连； 核膜是真核细胞所特有的结构，原将细胞核与细胞质分隔开， 细胞代谢的主要场所是细胞质 核膜 核细胞没有核膜；外层核膜外侧附具有一定的保护作用 基质。 着有大量的核糖体 (4)原核生物的拟核是储存 与核糖体的形成和某种 遗传物质的主要场所，是细胞代 核仁 折光率较大，颜色深 RNA的合成有关 谢和遗传的控制中心。 能选择性地转运核内物质， 核膜上的一种孔道结构，不同类型是某些大分子物质(RA 核孔 的细胞和不同生长阶段的细胞，核和蛋白质)进出细胞核的通 孔的数目和大小都有差异 道；实现核质之间频繁的物 质交换和信息交流 85 重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ 续表 敲黑板⊙ 结构 特点 功能 (1)核孔具有选择性。核孔 成分：主要为蛋白质和DNA 为大分子物质进出细胞核的通 特性：容易被碱性染料染成深色 道，其对进出细胞核的物质也具 染色质（体）是真核细胞的 染色质或 存在形式： 有选择性。 间期：染色质，染色质为丝状物； 遗传物质 DNA的主要 染色体 (2)核仁不是遗传物质的储 同一物质在细胞不同 载体 ◆敲黑板。 存场所，细胞核中的遗传物质分 时期的两种存在状态 分裂期：染色体 布在染色体（质）上。 (3)染色体是遗传物质 核液 细胞核内的液体 构成核内的液体环境 DNA的载体，主要由DNA和 例②如图所示，图甲为细胞中某一结构的模式图，图乙表示 蛋白质组成。 图甲中3的成分及其各级结构。请据图回答下列问题([]内填 图中序号)： 染色体的形成过程 甲 乙 (1)图甲所示的结构为 的亚显微结构。 诊考策淘 (2)图甲中2所示的结构是 ,在代谢旺盛的细胞中， 图甲表示真核细胞细胞核 该结构数目较多。 的亚显微结构。图乙中①表示 (3)细胞核中的] 与核糖体的合成有关。 DNA,②表示蛋白质，③表示染 (4)图乙中①控制②的合成，①是 分子；鉴定②的试 色质，④表示染色体。 剂为 DNA 核小体 螺旋 (串珠结构) (5)图乙中①在动物细胞中除了分布在④上外，还分布在 组蛋白 非组蛋白 中。◆诊考策@ 螺线管 超螺线管螺旋化染色体 (圆筒形)】 (圆柱状、 答案(1)细胞核。(2)核孔。(3)4；核仁。(4)DNA;双缩脲试 杆状) 剂。 (5)线粒体。 重难点（③动手制作真核细胞的三维结构模型 1.建构模型的一般程序 理解理解模型所代表的知识、过程、规律、机理等，以 原理及模型的构成要素和各要素之间的逻辑关系 确定根据模型原理，确定建构模型的类型、特点和表 类型现形式 构建 基于模型的普遍性、典型性，选择适当的图形 草图 文字、符号勾勒出草图或框架 修饰 对照原理，检查草图构建的科学性，补充、修饰、 完善 完善，力求规范、简洁、直观、美观，最后建构出 正式的模型 诠释 说明 对模型添加必要的文字说明、示例、图例等 86 第3章 细胞的基本结构通 2.制作真核细胞三维结构模型 ,敲黑板。 敲黑板⊙ (1)真核细胞的结构：真核细胞（以动物细胞为例）的结构包括 生物模型的分类 细胞膜、细胞质及其内含的各种细胞器（主要有线粒体、中心体、高 概念 举例 作用 尔基体、内质网、核糖体、溶酶体等)，还有细胞核。 以实物或图真核细胞 (2)选材：在建构模型时，可选用琼脂（或明胶）作细胞质，用各 画形式直观的亚里微将真实 物 事物按 反映认识对结构模型： 比例扩 种颜色的彩泥（有些地区可选用胶泥、面团儿）捏制各种细胞器，并 象的形态结DNA的双 大或缩 构或三维结螺旋结构 固定于琼脂中，即可做成一个真核动物细胞的模型。 小 模型 (3)制作比例：制作过程中要保证各种细胞器的大小成比例。 用来表达生 例3(2025·四川内江六中开学考试)核孔结构复杂，至少由 命活动规律 的计算公式、 睡活性的定性或 定量描 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 整 变化曲线； 函数式、曲线 种群密度 述各个 构如图所示。大分子物质与核孔复合体中的中央运输蛋白上的受 模型 图，依据实验 变量之 的计算公 数据绘制的 间的关 体结合，从而实现“主动运输”过程。下列叙述错误的是( )。 式 柱状图、饼状 穷 A.核膜由四层磷脂分子构成核外膜细胞质 图等 B.核孔进行物质运输具有选 以图示、文 光合作用 中央运输蛋白 字、符号等组 直观、形 择性，表现为只能让大分子物质 概成的流程图 过程示意 象地揭 核内膜 图；动、植 通过 形式，对生物 示事物 物细胞有 的生命活动 的本质 C.若中央运输蛋白的空间结构发生改变，可能会影响mRNA 丝分裂过 规律、机理进 特征 程图 行描述、阐明 运出细胞核 D.大分子物质与中央运输蛋白的识别与转运，体现了核孔控 制物质进出的选择性 解析核膜由两层膜构成，每层膜由两层磷脂分子构成，故核膜含有四 层磷脂分子，A正确；核孔进行物质运输具有选择性，如大分子物质RNA和 蛋白质可通过核孔复合体通过，其他物质如离子、小分子物质等也可以通 过，错误；通过核孔的大分子物质需要与中央运输蛋白的受体结合后才能 实现转运，若中央运输蛋白的空间结构发生改变，可能会影响mRNA运出 细胞核，C正确；核孔的中央运输蛋白识别和转运进出核孔的大分子物质， 体现了核孔对进出核孔的物质具有选择性，D正确。 答案B 关键能力提升 题型方法 示意图，请回答下列问题： 题型（①问题、变量与结论相关性的分析 伞帽 伞柄 移核培养 例①伞藻是单细胞生物，其高度可达 细胞核 假根 5cm。生物学上常用它来研究细胞的有关功 狼 能。如图是伞藻嫁接实验和核移植实验过程 伞藻嫁接实验 伞藻细胞核移植实验 87 重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ (1)选择伞藻作研究细胞有关功能的实验 (3)变形虫切割实验 材料的好处： 细胞核与生命活动的关系 (要求写两点)。 生长、分裂、 移 (2)在研究细胞核功能的过程中已经做了 有核的 生命植 生命 一半 ·摄食，对刺 ·活动 活动 变 伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，还有必要再做 割 激有反应 丧失 恢复 操控 无核的不能摄食，不生长、不 核移植实验吗？ 说出你的理由： 米 分裂，对刺激无反应 实验 变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应 结论 等生命活动受细胞核控制 (3)伞藻嫁接和核移植实验的结果可以说 (4)伞藻核移植实验 明什么？ 研究 解析通过伞藻嫁接和核移植实验的结果可以看 问题 生物体形态结构的建构与细胞核的关系 出，细胞中伞帽的形态与细胞核的来源相对应，说明 变量 菊花形帽伞藻·核 移植 发育为 伞形帽，去掉帽和核后的部分 菊花形 操控 伞帽形态是由细胞核决定的。 伞藻 帽伞藻 答案(1)伞藻是大型单细胞生物，易操作；伞帽 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 结论 形态差异明显；不同伞藻间容易嫁接（任答两点，其他 总的结论：细胞核控制细胞的代谢和遗传。 合理答案也可)。 (2)有必要；因为嫁接后的细胞 推论：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗 中，有部分细胞质可能来自假根，这样就不能肯定伞 传的控制中心。 帽形态是否完全由细胞核决定。 (3)伞帽形态由细 胞核决定。 跟踪练①(2025·江西九江一中练习)为 名师支招 研究RNA在细胞质和细胞核之间的运输，某 构建问题、变量与结论的逻辑关系 实验小组利用变形虫设计了如表所示的实验， (1)黑、白美西螈核移植实验 已知实验期间变形虫没有分裂。对三组变形 虫的细胞核作了不同标记，以便于区分，标记 研究 美西螈皮肤颜色的控制 问题 不影响实验。回答下列问题： 黑色美西螈取出 胚胎细胞 细胞核 核移 变量 植重组发育黑色 实验 操控 实验操作 白色美西螈去核 去核 细胞 美西螈 步骤 卵细胞 卵细胞 实验 ① 将活动正常的若干变形虫随机分为甲、乙、丙三组 结论 美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制 用含32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸的食物饲喂 (2)蝾螈受精卵横缢实验 ① 甲组变形虫，直到甲组变形虫的细胞核中能检 研究 测出含放射性的大分子物质 问题 细胞核与细胞分裂、分化的关系 将乙组变形虫的细胞核去除，丙组变形虫不作 有核 一分裂发直正常胚胎 ③ 处理 变量 受横缢 一半 操控 无核 ·不分裂 挤入分裂发直正常 将甲组变形虫的细胞核分别移植到乙组变形 细胞核 胚胎 ④ 虫和丙组变形虫体内 实验 结论 蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制 ·段时间后，检测乙组变形虫和丙组变形虫细 ⑤ 胞核和细胞质中的放射性强度 88 ,第3章细胞的基本结构通 (1)实验中，用32P标记尿嘧啶核糖核苷酸 若该结论成立，则RNA由细胞核进入细胞质 的原因是 的通道为 (2)若步骤⑤的检测结果为乙组变形虫的 (3)已知甲组各变形虫细胞核的放射性强 细胞质 (填“有”或“无”)放射性，丙 度均相等，若实验结果显示移植到乙组变形虫 组变形虫的自身细胞核 (填“有”或 中的甲组变形虫细胞核的放射性强度均小于 “无”)放射性，细胞质 (填“有”或 移植到丙组变形虫中的，乙组变形虫细胞质的 “无”)放射性，则可证明RNA只能由细胞核运 放射性强度均大于丙组的，则推测该情况与 输至细胞质，而不能由细胞质运输至细胞核。 (填结构名称)有关。 H 核心素养聚焦 H11 考向(1肌动蛋白与细胞核 考向(2植物细胞的结构与功能 例①（经典高考题）肌动蛋白是细胞骨架 例2(2023·江苏卷)植物细胞及其部分 的主要成分之一。研究表明，Cofilin-1是一种 结构如图所示。下列叙述错误的是()。 能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白 进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结 构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染 ② 色质功能异常。下列叙述错误的是( )。 A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核 B.编码Cofilin-1的基因不表达可导致细 A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存 胞核变形 在于细胞核中 C.Cofilin-l缺失可导致细胞核失去控制 B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与 物质进出细胞核的能力 ②相似 D.Cofilin-l缺失会影响细胞核控制细胞 C.③的主要成分是多糖，也含有多种蛋 代谢的能力 白质 考查内容 核心素养 试题难度 D.植物细胞必须具备①、②和③才能存活 细胞核的结构和功能生命观念、科学思维 ★★★☆☆ 考查内容 核心素养 试题难度 解析核孔具有选择透过性，肌动蛋白不能通过 细胞的结构与功能生命观念、科学思维 ★★★☆☆ 核孔自由进出细胞核，A错误；肌动蛋白进入细胞核 解析由图可知，①是染色质，是由DNA和蛋白 需要Cofilin-l的介导，编码Cofilin-1的基因不表达， 质组成的，只存在于植物细胞的细胞核中，A正确； Cofilin-1缺失，可导致肌动蛋白结构和功能异常，引 ②是细胞膜，主要由磷脂双分子层构成，核膜和细胞 起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常，B正确； 器膜的基本结构和细胞膜相似，但各种膜上的蛋白质 Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白不能进入细胞核，从而 等成分有差异，功能也各不相同，B正确；③是细胞壁， 引起细胞核变形，可能会导致细胞核失去控制物质进 主要成分是纤维素和果胶，其中纤维素是多糖，此外， 出细胞核的能力，C正确；Cofilin-1缺失会导致染色质 细胞壁还含有多种蛋白质，C正确；部分植物细胞并 功能异常，染色质上含有控制细胞代谢的基因，从而 没有细胞核，即并不具有①（染色质），也可以存活，例 影响细胞核控制细胞代谢的能力，D正确。 如植物的筛管细胞，D错误。 答案A 答案D 89重难点手册高中生物学必修1分子与细胞RJ。 是有无核膜包被的细胞核，因此绿眼虫不同于蓝细 射性，丙组变形虫的自身细胞核无放射性，细胞质 菌的最本质特点是绿眼虫有以核膜为界限的细胞 有放射性的实验结果。核孔是大分子物质进出细 核。(2)线粒体是真核细胞内的动力工厂，因此为 胞核的通道，因而RNA由细胞核进人细胞质的通 伸缩泡的伸缩提供动力的细胞器是线粒体；绿眼虫 道为核孔。(3)若乙组和丙组变形虫中的甲组变形 是一种生活在淡水环境中的单细胞生物，若将绿眼 虫细胞核及二者自身细胞质的放射性不同，由于该 虫放置在海水中，细胞内的渗透压升高，因此伸缩 实验中的自变量为是否有自身细胞核的存在，因而 泡的伸缩频率会减慢，以保存细胞内的水分。(3)细 可推测该事实的出现最可能是丙组变形虫自身细 胞膜的选择透过性与细胞膜上蛋白质的种类和数 胞核的影响造成的。] 量有关，因此该特性的结构基础是细胞膜上转运蛋 第4章细胞的物质输入和输出 白的种类和数量，或转运蛋白空间结构的变化。 第1节被动运输 ①是高尔基体，在分泌蛋白的形成过程中，高尔基 [跟踪练1]D[题图1中，1~5组西葫芦条质量增 体可对来自内质网的蛋白质进一步修饰加工，形成 加，说明其吸水了，细胞液浓度减小；6、7组西葫芦 包裹着分泌蛋白的囊泡。(4)绿眼虫含有叶绿体， 条质量减少，说明其失水，细胞液浓度升高，A正确。 能进行光合作用，这是植物细胞的特征，但其不含 蔗糖浓度为0.4mol·L1时，细胞吸水；蔗糖浓度为 细胞壁，这又与动物细胞的结构类似，因此植物学 0.5mol·L1时，细胞失水。故西葫芦细胞液浓度 家认为它是植物，动物学家认为它是动物。] 介于0.4~0.5mol·L1之间，B正确。题图2中， [跟踪练3]D[氨基酸在核糖体上经脱水缩合形 t。一t1时间段P值小于1，细胞失水，故t。一t1时 成肽链，肽链进入内质网中进行初加工，再进入高 间段内液泡体积最小的时刻是t1,C正确。t1一t2 尔基体中进行进一步修饰加工，因此放射性先在核 时间段P值大于1，细胞吸水，故t1一t2时间段水 糖体上出现，然后依次是内质网和高尔基体，所以 分最终流动途径是外界溶液→细胞质基质→细胞 题图甲中a、b、c曲线分别代表核糖体、内质网和高 液，D错误。] 尔基体，A正确：在分必蛋白合成和运输过程中，相 :[跟踪练2]D[通道蛋白只容许与自身通道的直 关结构的膜面积变化情况为内质网膜面积减小，高 径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子 尔基体膜面积基本不变（先增后减），细胞膜面积相 通过，所以Ca+之所以能通过Piezo通道是因为 C2+与该通道的直径和形状相适配、大小和电荷相 对增大，因此题图乙中d、e、f曲线分别代表内质网 膜、细胞膜和高尔基体膜，B正确；分泌蛋白的合成、 适宜，A正确；Ca+通过协助扩散经过Piezo通道进 加工和分泌过程需要的能量主要由线粒体提供，与 入细胞，协助扩散属于被动运输，该过程受Ca2+浓 度的影响，B正确；通道开放会使Piezo通道周边的 该过程相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线 膜变弯曲，并且弯曲能放大Piezo通道对膜张力变 粒体，C正确；5S在细胞内依次经过的结构是核糖 化的敏感性，这属于正反馈调节，C正确：据题图可 体→内质网→囊泡→高尔基体→囊泡→细胞膜，D 系统作用的结果会加速系统ツ 错误。] 工作的进程 知，Piezo通道被激活后，进入细胞的Ca2+可激活 第3节细胞核的结构和功能 K通道，进而使K+大量外流，细胞内溶质微粒的 跟踪练1](1)尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的 数量减少，细胞渗透压降低，D错误。] 原料，且放射性有助于追踪RNA的运输路径， 第2节主动运输与胞吞、胞吐 (2)有：无：有：核孔。(3)丙组变形虫自身细胞核。 [跟踪练]C[根据题干信息“甲状腺滤泡细胞内 (1)该实验的目的是研究RNA在细胞质和细胞核 I浓度是血浆中I厂浓度的30倍”，血浆中I进入 之间的运输，而尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的 滤泡上皮细胞是逆浓度梯度进行的，是主动运输， 原料，且放射性有助于追踪RNA的运输路径，故 Na进入细胞是从高浓度向低浓度运输，为协助扩 用2P标记尿嘧啶核糖核苷酸有利于达到实验目 散，A错误；由题图分析可知，钠钾泵消耗ATP将 的。(2)若RNA只能由细胞核运输至细胞质，而不 细胞内多余的钠离子逆浓度梯度运出，因此钠钾泵 能反方向运输，则会出现乙组变形虫的细胞质有放 通过主动运输将细胞内的Na逆浓度梯度运出，B 220