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2024年高考生物一轮复习（新人教版） 第2单元 第3课时 细胞核的结构和功能
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阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
考点一 细胞核的功能及其实验探究
重温高考 真题演练
细胞核的功能及其实验探究
1.细胞核的分布：除了高等植物 细胞和哺乳动物______________等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。2.细胞核功能的实验探究(1)黑白美西螈核移植实验①实验过程②实验结论： 。证明细胞核是遗传的控制中心。
归纳 夯实必备知识
美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制
(2)蝾螈受精卵横缢实验①实验过程②实验结论： 。证明细胞核是代谢的控制中心。
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
(3)变形虫切割实验①实验过程②实验结论：______________________________________________________________。证明细胞核是代谢的控制中心。
变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制
(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： 。证明细胞核是遗传的控制中心。
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
3.细胞核的功能细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是 ，是细胞___________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。
1.黑白美西螈核移植实验是否严谨？并说明理由。
拓展 提升科学思维
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。
1.(2023·南京高三模拟)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。下列相关叙述不正确的是A.该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的B.为使实验结论更加准确，应再增加一组对照实验C.该实验没说明生命活动离不开细胞结构的完整性D.白色美西螈的细胞质在肤色形成中也发挥一定作用
突破 强化关键能力
2.有人把变形虫的核取出，观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后，预测出a～d四个现象，并提出相应的推测理由①～④。请选出预测现象和推理均正确的一个组合预测现象：a.失去核的变形虫，虽然停止伸出伪足，但几天后核将再生，能正常活动；b.失去核的变形虫，细胞质功能逐渐衰退，几天内将死亡；c.失去核的变形虫，虽然会反复进行数次无丝分裂，但结果还是死亡；d.除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞分裂将更加旺盛。推测理由：①核能抑制细胞的过度分裂；②没有核的细胞也具备分裂的能力；③如果没有核，就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸；④许多生物结构都有再生能力，核也能再生。A.a与④ B.b与③ C.c与② D.d与①
细胞核和细胞质是相互依存、相互制约的，细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。举例分析如下：(1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡：原因是细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供，细胞质还为细胞提供代谢场所，例如精子。(2)只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，短期生存是因为细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用，但一段时间后因缺少细胞核，不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动，细胞死亡，例如哺乳动物成熟红细胞。
(1)上述结构中，原核细胞不具备的是核膜、核孔、核仁、 。
(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是 。(3)染色质和染色体是 在细胞不同时期的两种存在状态，前者呈细长丝状，后者呈圆柱状或杆状。
(1)源于必修1 P57“科学方法”：模型分为 (如DNA双螺旋结构模型)、 (如种群数量特征的关系图示)和__________(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，_______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 状态，有利于在细胞分裂过程中 ，而染色质为 状，有利于 等生命活动。
移动并分配到子细胞中去
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？
(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。
3.(2023·广东珠海高三期末)如图所示为细胞局部的电镜照片，a～c为细胞核的相关结构。下列有关叙述正确的是A.利用电子显微镜拍摄的细胞核照片属于物理模型B.结构a在有丝分裂过程中周期性地消失，有利于染 色体的分配C.结构b在细胞核内所占区域较大，是遗传物质储存的场所D.大分子物质通过结构c自由进出细胞核，完成信息传递
4.核孔复合体位于核孔上，主要由核孔蛋白构成，是物质进出细胞核的通道。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病，最新研究表明，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列有关说法错误的是A.核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同发生改变B.核孔复合体从功能上来说具有双向性，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.核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变 所致D.核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关
关于细胞核结构的4个注意点
(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。
重温高考 真题演练
1.(2022·浙江6月选考，15改编)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是A.核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定B.核膜上有核孔，可调控核内外的物质交换C.核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关D.染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
核膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误；核膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B正确；核仁主要与rRNA的合成有关，C错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。
2.(2021·河北，2)下列关于细胞核的叙述，错误的是A.有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现B.蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核D.细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出
RNA是以DNA为模板转录形成的，DNA主要存在于细胞核中，在细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，这些DNA也能作为模板转录合成RNA，所以细胞质中的RNA主要在细胞核中合成，经核孔输出，D错误。
3.(2021·北京，2)如图是马铃薯细胞局部的电镜照片，①～④均为细胞核的结构，对其描述错误的是A.①是转录和翻译的场所B.②是核与质之间物质运输的通道C.③是核与质的界膜D.④是与核糖体形成有关的场所
①是染色质，细胞核是DNA复制和转录的主要场所，翻译的场所是核糖体，A错误；②是核孔，核孔是核与质之间物质运输的通道，具有选择性，B正确；③是核膜，是核与质的界膜，为细胞核提供了一个相对稳定的环境，C正确；④是核仁，真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，D正确。
真核细胞中，转录主要发生在细胞核中，而翻译发生在细胞质中，B错误。
4.(2019·全国Ⅲ，2)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是A.细胞中的染色质存在于细胞核中B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心D.细胞核内遗传物质的合成需要能量
1.判断关于细胞核功能的叙述(1)蝾螈受精卵横缢后，有核一半能分裂，无核一半不能分裂，证明细胞分裂只与细胞核有关( )(2)变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是细胞代谢的主要场所( )(3)研究细胞核的功能时通常采用去核、核移植等方法( )(4)哺乳动物中成熟的红细胞寿命短，可能与其不含细胞核有关( )(5)细胞核位于细胞的正中央，使其成为细胞遗传和代谢的控制中心( )
2.判断关于细胞核结构的叙述(1)rRNA一定由核仁合成( )(2)核膜周期性地消失与重建有利于遗传物质的平均分配( )(3)人体胰岛B细胞核膜上核孔的数量比口腔上皮细胞少( )
3.填空默写(1)(必修1 P56)染色质主要由 组成，DNA是 的载体。(2)(必修1 P56)核仁与某种 的合成以及 的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的 。(3)(必修1 P56)细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体___________的基本单位。(4)(必修1 P56)染色质和染色体是________________________________________。(5)(必修1 P56)细胞核是 ，是细胞代谢和遗传的 。
同一物质在细胞不同时期的两种存在
一、选择题1.(2023·湖北荆门高三期末)科学家用两种伞藻进行实验，结果如图所示，该实验能够得出的结论是A.细胞核和细胞质在结构上没有联系B.伞帽形态结构的建成取决于细胞核C.伞帽形态结构的建成与 假根有关D.该实验中缺少对照，不 能得出结论
2.为了研究细胞核的作用，一位生物学家研究了100个细胞，他把每个细胞都分成含细胞核和不含细胞核两个部分，然后把这些细胞放在同样的条件下培养，结果如表。下列有关叙述正确的是
A.培养一天后无核部分的存活个数比有核部分存活个数多，说明去除细 胞核有利于细胞的生存B.有核部分的细胞仍存在一定的死亡率是细胞的正常死亡或者实验操作 对细胞伤害所致C.该实验缺乏对照组，实验数据不可靠，需要再准备100个完整细胞统计 存活率D.该实验数据可以说明细胞核是细胞代谢中心
3.用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的一个结构就是细胞核。下列有关说法正确的有①光学显微镜下除了能观察到细胞核外，还能观察到液泡、叶绿体、线粒体、染色质等结构②哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞都没有细胞核③科学家利用伞藻做嫁接实验和核移植实验的主要目的是证明细胞核控制着细胞代谢④核膜实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
4.(2023·江苏常州市高三模拟)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，如图是细胞核的结构简图，下列关于细胞核的叙述错误的是A.结构①在细胞的不同时期存在不同的形态B.结构②与核糖体及某种RNA的形成有关C.结构③仅是大分子物质进出细胞核的通道D.蛋白质和RNA通过核孔的运输需要消耗 能量
5.核孔复合体是核膜上沟通细胞核和细胞质的复杂隧道结构，由多种核孔蛋白构成。下列有关叙述错误的是A.核孔复合体只允许大分子物质通过且具有选择性B.核孔复合体对物质的运输具有双向性且需要消耗能量C.核孔复合体实现了核质间频繁的物质交换和信息交流D.唾液腺细胞的核膜上核孔复合体的数量多于腹肌细胞
6.(2023·广东江门高三期中)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，这是因为细胞核A.体积大B.具有核膜C.位于细胞中心D.储存着大量的遗传信息
7.核小体是染色质的结构单位，由DNA和组蛋白形成，每个核小体由146 bp(bp反映核苷酸的个数多少)的DNA缠绕组蛋白八聚体1.75圈形成。核小体之间通过50 bp左右的连接DNA相连。下列叙述错误的是A.核小体实现了DNA长度的压缩进而有利于DNA的储存B.染色质螺旋化为染色体时，核小体之间会进一步压缩C.核小体的组装发生在细胞分裂间期D.鉴定组蛋白时，双缩脲试剂A液和B液应等量混合
8.(2023·江苏天一中学高三期中)如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图，下列说法正确的是A.图中②为核孔，是大分子物质进出细胞 核的通道，蛋白质和RNA等大分子物质 可以自由通过核孔B.蛋白质合成旺盛的细胞核孔数目多，有 利于DNA和RNA进出C.原核生物和真核生物最本质的区别是有无以核膜为界限的细胞核D.任何细胞核糖体的形成都与细胞核内的④有关
9.亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质，可通过其中的一段特殊氨基酸序列(NLS)与相应的受体蛋白识别，并结合形成转运复合物。在受体蛋白的介导下，转运复合物与核孔结合后进入细胞核，该过程消耗细胞中的ATP。下列说法不正确的是A.真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列B.分子大小合适的蛋白质都能通过核孔进入细胞核C.细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
根据题意，具有特殊氨基酸序列(NLS)的蛋白质分子才能通过核孔进入细胞核，B错误。
10.核纤层是分布于内核膜与染色质之间紧贴内核膜的一层蛋白网络结构。一般认为核纤层为核膜及染色质提供了结构支架，同时其可逆性的磷酸化和去磷酸化可介导核膜的崩解和重建。下列叙述正确的是A.结构①是蛋白质、DNA和RNA等大分子进出细胞核的通道B.结构③是合成rRNA和核糖体蛋白质的场所C.有丝分裂前期核纤层蛋白去磷酸化可 导致核膜消失，染色体出现D.核膜在a、b、c过程中发生的连续变 化依赖其结构特点
结构①是核孔，DNA一般不能通过核孔进出细胞核，A错误；结构③核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，但核糖体蛋白质是在核糖体中合成的，B错误；有丝分裂前期核膜崩解，分析图可知，有丝分裂前期核纤层蛋白磷酸化可导致核膜消失，染色体出现，C错误。
11.细胞核在细胞增殖时发生消失与重建。重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围，形成核膜小泡，最终核膜小泡融合形成细胞核，部分过程如图所示。下列相关说法正确的是A.细胞核是遗传和代谢的控制中心，是遗传信息转录和翻译的场所B.膜小泡参与组成生物膜系统，物质通过核膜时均不消耗能量C.膜小泡聚集在染色体周围 可能与膜融合蛋白有关， 核膜有2层磷脂分子D.在有丝分裂末期和减数分 裂Ⅱ末期，核膜小泡相互融合形成核膜
细胞核是遗传和代谢的控制中心，是遗传信息转录的场所，翻译发生在核糖体，A错误；蛋白质、RNA等大分子物质通过核膜需要消耗能量，B错误；膜小泡聚集在染色体周围可能与膜融合蛋白有关，核膜是双层膜，有4层磷脂分子，C错误；
在重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围形成核膜小泡，最终融合形成细胞核，因此在有丝分裂末期和减数分裂Ⅱ末期形成的核膜由核膜小泡相互融合而成，D正确。
12.二甲双胍的抗肿瘤效应越来越受到人们的广泛关注。它可通过抑制线粒体的功能而抑制细胞的生长，其作用机理如图所示。下列有关说法不正确的是A.核膜的主要成分是磷脂和蛋白质，RagC进出细胞核需经过4层磷脂分子B.二甲双胍抑制线粒体的功能， 进而影响了激活型RagC和无 活型RagC的跨核孔运输C.可用差速离心法将线粒 体与其他细胞器分离开来， 从而研究线粒体的功能D.二甲双胍的作用原理可能是抑制线粒体的相关蛋白质的活性
由图可知，RagC通过核孔进出细胞核，经过0层磷脂分子，A错误；二甲双胍抑制线粒体的功能，进而直接影响了激活型RagC和无活型RagC的跨核孔运输，最终达到抑制细胞生长的效果，B正确；可用差速离心法将线粒体与其他细胞器分离开来，C正确。
二、非选择题13.图甲为伞藻细胞模式图的一部分，图乙为伞藻细胞核模式图。请依据所提供的材料，回答下列问题：
(1)图甲中所示结构④的主要成分是_______________，核糖体除了位于⑦所在的位置之外，还可位于______(填序号)上。不符合孟德尔遗传规律的遗传物质存在于图甲的______(填序号)结构中。
(2)图乙细胞核中合成RNA后经过________(填数字)进入细胞质并与核糖体结合。3所示结构的基本支架是_____________。
(3)细胞核只存在于伞藻的“假根”中，细胞质主要存在于伞藻的“帽”中，当伞藻的“帽”长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说，细胞分裂与细胞核、细胞质体积的比例有关，当细胞核的体积与细胞质的体积比值太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂。请设计一个实验证明上述假说，写出实验思路。___________________________________________________________________________。
嫁接不同大小的“帽”以改变细胞核与细胞质体积之比，并观察细胞的分裂情况
14.核孔复合体主要由核膜、中央栓和核质侧的“核篮”结构组成，如图1所示。请回答下列问题：
(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核，这三种方式中属于被动运输的是_______。
(2)下列物质中，大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要运进细胞核的是_____(填选项编号)，理由是__________________________________________________________________________。a.DNA聚合酶 b.RNA聚合酶c.ATP合成酶 d.组蛋白(染色体成分)
这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录，以满足细胞对蛋白质等物质的需要
(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前，亲核蛋白首先需要与________结合，然后在____________的参与下完成运输。
(4)亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部，某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图2)，得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。①请评价该同学的实验结论并写出依据：_________________________________________________________________________________________________。
结论不可靠，没有放射性物质标记头部的实验，不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部的可能性
②请完善实验设计：___________________________________________________________________。若实验结果为__________________，则上述结论成立。
用放射性物质标记亲核蛋白的头部，显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质
阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
考点一 细胞核的功能及其实验探究
重温高考 真题演练
细胞核的功能及其实验探究
1.细胞核的分布：除了高等植物 细胞和哺乳动物______________等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。2.细胞核功能的实验探究(1)黑白美西螈核移植实验①实验过程②实验结论： 。证明细胞核是遗传的控制中心。
归纳 夯实必备知识
美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制
(2)蝾螈受精卵横缢实验①实验过程②实验结论： 。证明细胞核是代谢的控制中心。
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
(3)变形虫切割实验①实验过程②实验结论：______________________________________________________________。证明细胞核是代谢的控制中心。
变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制
(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： 。证明细胞核是遗传的控制中心。
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
3.细胞核的功能细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是 ，是细胞___________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。
1.黑白美西螈核移植实验是否严谨？并说明理由。
拓展 提升科学思维
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。
1.(2023·南京高三模拟)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。下列相关叙述不正确的是A.该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的B.为使实验结论更加准确，应再增加一组对照实验C.该实验没说明生命活动离不开细胞结构的完整性D.白色美西螈的细胞质在肤色形成中也发挥一定作用
突破 强化关键能力
2.有人把变形虫的核取出，观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后，预测出a～d四个现象，并提出相应的推测理由①～④。请选出预测现象和推理均正确的一个组合预测现象：a.失去核的变形虫，虽然停止伸出伪足，但几天后核将再生，能正常活动；b.失去核的变形虫，细胞质功能逐渐衰退，几天内将死亡；c.失去核的变形虫，虽然会反复进行数次无丝分裂，但结果还是死亡；d.除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞分裂将更加旺盛。推测理由：①核能抑制细胞的过度分裂；②没有核的细胞也具备分裂的能力；③如果没有核，就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸；④许多生物结构都有再生能力，核也能再生。A.a与④ B.b与③ C.c与② D.d与①
细胞核和细胞质是相互依存、相互制约的，细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。举例分析如下：(1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡：原因是细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供，细胞质还为细胞提供代谢场所，例如精子。(2)只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，短期生存是因为细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用，但一段时间后因缺少细胞核，不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动，细胞死亡，例如哺乳动物成熟红细胞。
(1)上述结构中，原核细胞不具备的是核膜、核孔、核仁、 。
(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是 。(3)染色质和染色体是 在细胞不同时期的两种存在状态，前者呈细长丝状，后者呈圆柱状或杆状。
(1)源于必修1 P57“科学方法”：模型分为 (如DNA双螺旋结构模型)、 (如种群数量特征的关系图示)和__________(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，_______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 状态，有利于在细胞分裂过程中 ，而染色质为 状，有利于 等生命活动。
移动并分配到子细胞中去
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？
(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。
3.(2023·广东珠海高三期末)如图所示为细胞局部的电镜照片，a～c为细胞核的相关结构。下列有关叙述正确的是A.利用电子显微镜拍摄的细胞核照片属于物理模型B.结构a在有丝分裂过程中周期性地消失，有利于染 色体的分配C.结构b在细胞核内所占区域较大，是遗传物质储存的场所D.大分子物质通过结构c自由进出细胞核，完成信息传递
4.核孔复合体位于核孔上，主要由核孔蛋白构成，是物质进出细胞核的通道。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病，最新研究表明，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列有关说法错误的是A.核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同发生改变B.核孔复合体从功能上来说具有双向性，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.核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变 所致D.核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关
关于细胞核结构的4个注意点
(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。
重温高考 真题演练
1.(2022·浙江6月选考，15改编)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是A.核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定B.核膜上有核孔，可调控核内外的物质交换C.核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关D.染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
核膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误；核膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B正确；核仁主要与rRNA的合成有关，C错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。
2.(2021·河北，2)下列关于细胞核的叙述，错误的是A.有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现B.蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核D.细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出
RNA是以DNA为模板转录形成的，DNA主要存在于细胞核中，在细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，这些DNA也能作为模板转录合成RNA，所以细胞质中的RNA主要在细胞核中合成，经核孔输出，D错误。
3.(2021·北京，2)如图是马铃薯细胞局部的电镜照片，①～④均为细胞核的结构，对其描述错误的是A.①是转录和翻译的场所B.②是核与质之间物质运输的通道C.③是核与质的界膜D.④是与核糖体形成有关的场所
①是染色质，细胞核是DNA复制和转录的主要场所，翻译的场所是核糖体，A错误；②是核孔，核孔是核与质之间物质运输的通道，具有选择性，B正确；③是核膜，是核与质的界膜，为细胞核提供了一个相对稳定的环境，C正确；④是核仁，真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，D正确。
真核细胞中，转录主要发生在细胞核中，而翻译发生在细胞质中，B错误。
4.(2019·全国Ⅲ，2)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是A.细胞中的染色质存在于细胞核中B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心D.细胞核内遗传物质的合成需要能量
1.判断关于细胞核功能的叙述(1)蝾螈受精卵横缢后，有核一半能分裂，无核一半不能分裂，证明细胞分裂只与细胞核有关( )(2)变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是细胞代谢的主要场所( )(3)研究细胞核的功能时通常采用去核、核移植等方法( )(4)哺乳动物中成熟的红细胞寿命短，可能与其不含细胞核有关( )(5)细胞核位于细胞的正中央，使其成为细胞遗传和代谢的控制中心( )
2.判断关于细胞核结构的叙述(1)rRNA一定由核仁合成( )(2)核膜周期性地消失与重建有利于遗传物质的平均分配( )(3)人体胰岛B细胞核膜上核孔的数量比口腔上皮细胞少( )
3.填空默写(1)(必修1 P56)染色质主要由 组成，DNA是 的载体。(2)(必修1 P56)核仁与某种 的合成以及 的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的 。(3)(必修1 P56)细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体___________的基本单位。(4)(必修1 P56)染色质和染色体是________________________________________。(5)(必修1 P56)细胞核是 ，是细胞代谢和遗传的 。
同一物质在细胞不同时期的两种存在
一、选择题1.(2023·湖北荆门高三期末)科学家用两种伞藻进行实验，结果如图所示，该实验能够得出的结论是A.细胞核和细胞质在结构上没有联系B.伞帽形态结构的建成取决于细胞核C.伞帽形态结构的建成与 假根有关D.该实验中缺少对照，不 能得出结论
2.为了研究细胞核的作用，一位生物学家研究了100个细胞，他把每个细胞都分成含细胞核和不含细胞核两个部分，然后把这些细胞放在同样的条件下培养，结果如表。下列有关叙述正确的是
A.培养一天后无核部分的存活个数比有核部分存活个数多，说明去除细 胞核有利于细胞的生存B.有核部分的细胞仍存在一定的死亡率是细胞的正常死亡或者实验操作 对细胞伤害所致C.该实验缺乏对照组，实验数据不可靠，需要再准备100个完整细胞统计 存活率D.该实验数据可以说明细胞核是细胞代谢中心
3.用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的一个结构就是细胞核。下列有关说法正确的有①光学显微镜下除了能观察到细胞核外，还能观察到液泡、叶绿体、线粒体、染色质等结构②哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞都没有细胞核③科学家利用伞藻做嫁接实验和核移植实验的主要目的是证明细胞核控制着细胞代谢④核膜实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流A.一项 B.两项 C.三项 D.四项
4.(2023·江苏常州市高三模拟)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，如图是细胞核的结构简图，下列关于细胞核的叙述错误的是A.结构①在细胞的不同时期存在不同的形态B.结构②与核糖体及某种RNA的形成有关C.结构③仅是大分子物质进出细胞核的通道D.蛋白质和RNA通过核孔的运输需要消耗 能量
5.核孔复合体是核膜上沟通细胞核和细胞质的复杂隧道结构，由多种核孔蛋白构成。下列有关叙述错误的是A.核孔复合体只允许大分子物质通过且具有选择性B.核孔复合体对物质的运输具有双向性且需要消耗能量C.核孔复合体实现了核质间频繁的物质交换和信息交流D.唾液腺细胞的核膜上核孔复合体的数量多于腹肌细胞
6.(2023·广东江门高三期中)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，这是因为细胞核A.体积大B.具有核膜C.位于细胞中心D.储存着大量的遗传信息
7.核小体是染色质的结构单位，由DNA和组蛋白形成，每个核小体由146 bp(bp反映核苷酸的个数多少)的DNA缠绕组蛋白八聚体1.75圈形成。核小体之间通过50 bp左右的连接DNA相连。下列叙述错误的是A.核小体实现了DNA长度的压缩进而有利于DNA的储存B.染色质螺旋化为染色体时，核小体之间会进一步压缩C.核小体的组装发生在细胞分裂间期D.鉴定组蛋白时，双缩脲试剂A液和B液应等量混合
8.(2023·江苏天一中学高三期中)如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图，下列说法正确的是A.图中②为核孔，是大分子物质进出细胞 核的通道，蛋白质和RNA等大分子物质 可以自由通过核孔B.蛋白质合成旺盛的细胞核孔数目多，有 利于DNA和RNA进出C.原核生物和真核生物最本质的区别是有无以核膜为界限的细胞核D.任何细胞核糖体的形成都与细胞核内的④有关
9.亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质，可通过其中的一段特殊氨基酸序列(NLS)与相应的受体蛋白识别，并结合形成转运复合物。在受体蛋白的介导下，转运复合物与核孔结合后进入细胞核，该过程消耗细胞中的ATP。下列说法不正确的是A.真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列B.分子大小合适的蛋白质都能通过核孔进入细胞核C.细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
根据题意，具有特殊氨基酸序列(NLS)的蛋白质分子才能通过核孔进入细胞核，B错误。
10.核纤层是分布于内核膜与染色质之间紧贴内核膜的一层蛋白网络结构。一般认为核纤层为核膜及染色质提供了结构支架，同时其可逆性的磷酸化和去磷酸化可介导核膜的崩解和重建。下列叙述正确的是A.结构①是蛋白质、DNA和RNA等大分子进出细胞核的通道B.结构③是合成rRNA和核糖体蛋白质的场所C.有丝分裂前期核纤层蛋白去磷酸化可 导致核膜消失，染色体出现D.核膜在a、b、c过程中发生的连续变 化依赖其结构特点
结构①是核孔，DNA一般不能通过核孔进出细胞核，A错误；结构③核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，但核糖体蛋白质是在核糖体中合成的，B错误；有丝分裂前期核膜崩解，分析图可知，有丝分裂前期核纤层蛋白磷酸化可导致核膜消失，染色体出现，C错误。
11.细胞核在细胞增殖时发生消失与重建。重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围，形成核膜小泡，最终核膜小泡融合形成细胞核，部分过程如图所示。下列相关说法正确的是A.细胞核是遗传和代谢的控制中心，是遗传信息转录和翻译的场所B.膜小泡参与组成生物膜系统，物质通过核膜时均不消耗能量C.膜小泡聚集在染色体周围 可能与膜融合蛋白有关， 核膜有2层磷脂分子D.在有丝分裂末期和减数分 裂Ⅱ末期，核膜小泡相互融合形成核膜
细胞核是遗传和代谢的控制中心，是遗传信息转录的场所，翻译发生在核糖体，A错误；蛋白质、RNA等大分子物质通过核膜需要消耗能量，B错误；膜小泡聚集在染色体周围可能与膜融合蛋白有关，核膜是双层膜，有4层磷脂分子，C错误；
在重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围形成核膜小泡，最终融合形成细胞核，因此在有丝分裂末期和减数分裂Ⅱ末期形成的核膜由核膜小泡相互融合而成，D正确。
12.二甲双胍的抗肿瘤效应越来越受到人们的广泛关注。它可通过抑制线粒体的功能而抑制细胞的生长，其作用机理如图所示。下列有关说法不正确的是A.核膜的主要成分是磷脂和蛋白质，RagC进出细胞核需经过4层磷脂分子B.二甲双胍抑制线粒体的功能， 进而影响了激活型RagC和无 活型RagC的跨核孔运输C.可用差速离心法将线粒 体与其他细胞器分离开来， 从而研究线粒体的功能D.二甲双胍的作用原理可能是抑制线粒体的相关蛋白质的活性
由图可知，RagC通过核孔进出细胞核，经过0层磷脂分子，A错误；二甲双胍抑制线粒体的功能，进而直接影响了激活型RagC和无活型RagC的跨核孔运输，最终达到抑制细胞生长的效果，B正确；可用差速离心法将线粒体与其他细胞器分离开来，C正确。
二、非选择题13.图甲为伞藻细胞模式图的一部分，图乙为伞藻细胞核模式图。请依据所提供的材料，回答下列问题：
(1)图甲中所示结构④的主要成分是_______________，核糖体除了位于⑦所在的位置之外，还可位于______(填序号)上。不符合孟德尔遗传规律的遗传物质存在于图甲的______(填序号)结构中。
(2)图乙细胞核中合成RNA后经过________(填数字)进入细胞质并与核糖体结合。3所示结构的基本支架是_____________。
(3)细胞核只存在于伞藻的“假根”中，细胞质主要存在于伞藻的“帽”中，当伞藻的“帽”长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。于是有人提出了如下假说，细胞分裂与细胞核、细胞质体积的比例有关，当细胞核的体积与细胞质的体积比值太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂。请设计一个实验证明上述假说，写出实验思路。___________________________________________________________________________。
嫁接不同大小的“帽”以改变细胞核与细胞质体积之比，并观察细胞的分裂情况
14.核孔复合体主要由核膜、中央栓和核质侧的“核篮”结构组成，如图1所示。请回答下列问题：
(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核，这三种方式中属于被动运输的是_______。
(2)下列物质中，大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要运进细胞核的是_____(填选项编号)，理由是__________________________________________________________________________。a.DNA聚合酶 b.RNA聚合酶c.ATP合成酶 d.组蛋白(染色体成分)
这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录，以满足细胞对蛋白质等物质的需要
(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前，亲核蛋白首先需要与________结合，然后在____________的参与下完成运输。
(4)亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部，某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图2)，得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。①请评价该同学的实验结论并写出依据：_________________________________________________________________________________________________。
结论不可靠，没有放射性物质标记头部的实验，不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部的可能性
②请完善实验设计：___________________________________________________________________。若实验结果为__________________，则上述结论成立。
用放射性物质标记亲核蛋白的头部，显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质
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