【同步讲义】高中生物（人教版2019）必修第一册--3.3《细胞核的结构和功能》讲义

第3节　细胞核的结构和功能

一、细胞核的分布与功能

1．分布

(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，真核细胞都有细胞核。

(2)原核细胞无细胞核。

2．将下列探究实验名称与结论连线

①美西螈核移植　　　 a．细胞核控制细胞形态结构

②蝾螈受精卵横溢 b．皮肤的颜色由细胞核控制

③变形虫切成两半   c．细胞分裂和分化由细胞核控制

④伞藻嫁接与核移植 d．应激性由细胞核控制

提示：①－b　②－c　③－d　④－a

3．细胞核的功能

(1)细胞核是遗传信息库。

(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。

二、细胞核的结构与模型构建

1．结构

2．染色质的组成及特点

(1)组成

(2)特点：容易被碱性染料染成深色。

3．模型构建

(1)概念：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种概括性的描述。

(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所有DNA分子结构的共同特征。

三、细胞在生命系统中的地位

1．结构特点

(1)结构复杂而精巧。

(2)各组分之间分工合作成为一个整体。

2．地位

(1)生物体结构的基本单位。

(2)生物体代谢和遗传的基本单位。

考点01 细胞核功能的实验探究

【典型例题】

以非洲爪蟾的受精卵为实验材料进行以下实验，有关实验分析错误的是（       ）

A．实验①②，说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性

B．实验①③，说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性

C．实验②③，说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性

D．实验①②③，说明细胞必须保持完整的结构才能正常生存

【归纳总结】关于细胞核的实验探究

①黑白美西螈核移植实验

②蝾螈受精卵横缢实验

③变形虫切割实验

④伞藻嫁接与核移植实验

考点02 细胞核的结构

【典型例题】

如图是细胞核的结构模式图．下列叙述不正确的是（       ）

A．图中①为染色质，是行使遗传功能的结构

B．图中③具有双层生物膜，可将核内物质与细胞质分开

C．图中②为核仁，与蛋白质的合成直接有关

D．图中④是某些大分子物质进出细胞核的通道

【易错分析】关于细胞核结构的6个易错点

①核孔是大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质进出细胞核需要通过核膜。因为大分子物质通过核孔进出细胞核，不经过核膜，故通过0层膜。

②核膜和核孔都具有选择透过性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择透过性，如细胞核中的DNA就

不能通过核孔进入细胞质。

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。

④核膜是具有双层膜的结构，但不属于具有双层膜的细胞器。外层核膜与内质网膜相连，上面也会附着一些核糖体和酶。

⑤核仁不是遗传物质的储存场所。细胞核中的遗传物质分布在染色体（染色质）上。染色体和染色质是同一种物质在不同时期的两种形态。

⑥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，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞。

题组A  基础过关练

1．不是细胞核功能的是（       ）

A．遗传信息库 B．代谢控制中心 C．遗传控制中心 D．能量控制中心

2．科学家用显微钩针钩出变形虫的细胞核后，变形虫不能摄取食物，对外界刺激不再发生反应，及时重新植入细胞核后，各种生命活动又会恢复。这说明了细胞核是（       ）

A．细胞代谢的主要场所 B．细胞代谢的控制中心

C．细胞遗传的控制中心 D．遗传物质的储存和复制场所

3．下列有关细胞核结构的叙述，正确的是（       ）

A．代谢旺盛的细胞核DNA数上升

B．细胞核的核膜对物质的通过具有选择性，核孔没有

C．不同细胞核中核仁的功能不同

D．细胞核行使遗传功能的重要物质是DNA

4．下列相关实验与其科学方法对应错误的是（       ）

A．分离细胞中的细胞器——差速离心法

B．追踪分泌蛋白的分泌路径——同位素标记法

C．细胞学说的建立——完全归纳法

D．制作真核细胞三维结构模型——建构模型

5．伞藻是一种单细胞绿藻，生物学上常用它来研究细胞的有关功能。如图是伞藻嫁接实验和伞藻细胞核移植实验过程示意图，下列说法正确的是（       ）

A．伞藻细胞质基质是遗传物质的储存场所

B．伞藻的伞柄的种类决定形成的伞帽的形状

C．伞藻嫁接实验说明细胞核控制伞帽的形状

D．伞藻细胞核移植实验说明细胞核能控制生物的性状

6．细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验（见图）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部分，中间只是很少的细胞质相连，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，将一个细胞核挤入到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，进而发育成胚胎．下列叙述中正确的是（       ）

A．实验②中，a部分与b部分形成对照

B．实验结果可以说明细胞核与细胞的寿命有关

C．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关

D．实验结果可以说明细胞核的有无与细胞的分裂、分化无关

7．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：（在[   ] 填标号，____填相应名称）

(1)结构1只存在于________细胞中，使用________显微镜才可以看到此图所表示的结构。

(2)[4]________与________________（填细胞器）形成有关。

(3)[3]________主要由蛋白质以及________一起组成，前者可以通过[   ]_______进入细胞核的。

(4)图中可见[1]________和[   ]________的连接，使细胞质和核内物质的联系更为密切。

(5)细胞核的功能是科学家通过实验得出的，上图为地中海杯状藻实验，该实验可说明________

A．决定杯状藻的藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核

B．决定杯状藻的藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞质

C．杯状藻的藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同作用的结果

D．能再生一藻杯是因为c中含有细胞核

题组B  能力提升练

8．下图是小明同学绘制的细胞核结构的示意图。下列叙述错误的是（       ）

A．结构①的主要成分是DNA和蛋白质

B．结构②是基因复制与转录的场所

C．结构③有流动性和选择透过性

D．结构④是核质间信息交流的通道

9．下图为细胞核结构模式图，下列有关叙述错误的是（       ）

A．①主要由DNA和蛋白质组成，可在特定时期变成染色体

B．②与核糖体的形成有关，蛋白质合成越旺盛②就越大

C．RNA分子可以通过④进入细胞质

D．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢的中心

10．下列关于染色质和染色体的叙述中，正确的是（   ）

A．染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种形态

B．染色质是细胞核内容易被酸性染料着成深色的物质

C．染色质或染色体的主要成分都是RNA和蛋白质

D．染色质和染色体的形态结构、化学成分完全相同

11．下图表示研究人员在相同且适宜环境中做的两个实验：实验一为变形虫一分为二的切割实验；实验二为变形虫的核质分离实验。下列根据这两个实验现象得出的结论，正确的是（       ）

A．图中b切割后会立即停止所有生命活动 B．变形虫的遗传物质是细胞核DNA

C．细胞核是变形虫的遗传物质储存和复制的场所 D．细胞核是变形虫的细胞遗传和代谢的控制中心

12．用含32P标记的磷酸盐的营养液培养动物细胞，一段时间后细胞的下列结构以及化合物均有放射性的是（       ）

①脱氧核糖②核膜③中心体④线粒体基质⑤RNA⑥核糖体

A．②④⑤⑥ B．①③⑥ C．①④⑤⑥ D．②④⑤

13．下列有关细胞核的叙述，正确的是（       ）

A．真核细胞的全部遗传信息都储藏在细胞核中 B．细胞核中可进行遗传信息复制和表达的全过程

C．细胞核内生命活动所需的能量由细胞核自主提供 D．细胞核与细胞质之间通过核孔实现频繁的信息交流

14．图甲是动物细胞的亚显微结构示意图；图乙表示分泌蛋白合成、加工和分泌的过程，a、b、c表示三种细胞器。请据图作答：

(1)与甲图相比，植物细胞特有的细胞器是_____________________。

(2)甲图中，除细胞核外，含有RNA的细胞器是_____________________（填写序号）。

(3)乙图这一过程发生在_____________________（填“原核”或“真核”）细胞中，乙图中属于生物膜系统的结构有_____________________（填字母），这些结构的基本骨架是_____________________。

(4)乙图中物质X是_____________________，a、b、c分别对应甲图中的____________（填写序号），为了研究图乙所示生理过程，一般采用_____________法。

(5)丙图中e是______________，是甲图中_____________（填写序号）装配的重要场所。

题组C  培优拔尖练

15．如图是细胞核模型图，①~⑤表示细胞核的各种结构，⑥和⑦是两种细胞器。下列说法错误的是（       ）

A．②③主要由蛋白质和磷脂组成

B．⑦的形成与结构⑤有关

C．⑥可以与②直接相连

D．物质通过①自由出入细胞核

16．细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，与其的结构是分不开。下列叙述正确的是（       ）

A．核仁大小、数目和形状随生物种类、细胞类型的不同而不同

B．染色体和染色质是不同物质在同一时期细胞中的两种形态

C．细胞核是遗传信息库，是细胞的代谢中心

D．核孔是脱氧核糖核酸等大分子物质进出的通道

17．（图1）为典型的细胞核及其周围部分结构示意图，（图2）中伞藻由“帽”、柄和假根三部分构成，细胞核在基部。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验，如图所示。下列叙述不合理的是（       ）

A．代谢越旺盛的细胞中图1中结构4越小

B．染色质主要由蛋白质和DNA组成

C．图1中结构2是对大分子物质进出具有选择性

D．某同学将图2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伞藻中，则长期存活下来的乙伞藻其外形是B

18．阅读材料：①分别将已分裂10次和分裂30次的成纤维细胞的细胞核互换，重组成的“老核新质”和“新核老质”细胞能分别再分裂20次和40次。②鸟类红细胞有细胞核，但细胞不能分裂。癌细胞核很活跃，细胞可以旺盛分裂。现将鸟的红细胞核移入去核的癌细胞中，鸟的红细胞核开始分裂。以上实验不能说明的是（       ）

A．细胞分裂次数是由细胞核中的物质决定的

B．细胞质中存在影响细胞分裂的物质

C．细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的

D．只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性

19．如图为再生能力很强的单细胞原生动物喇叭虫（图中a为纤毛，b为细胞核，c为根部），将之切成①②③三段，发现有一段可以再生成喇叭虫。下列有关叙述错误的是（　　）

A．能再生成喇叭虫的是②段

B．①②③段中均含有染色质

C．b上有核孔，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

D．b是遗传信息库，是喇叭虫代谢和遗传的控制中心

20．模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述，关于模型的叙述错误的是（       ）

A．数学模型可以用特定的公式、曲线等表示

B．物理模型应尽量准确地、科学地体现认识对象的特征

C．拍摄洋葱鱗片叶表皮细胞的显微照片属于物理模型

D．真细胞的三维结构模型属于物理模型

21．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有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，结果如下：

(1)此实验可说明细胞核具有什么功能？___________________________________________________。

(2)有核部分在30天内仍有21%－35%的细胞死亡率，其原因可能是：_____________________________。

(3)处理后培养第一天的结果，是否能说明在第一天培养过程中无核部分的生活力比有核的生活力强？___________。为什么会出现这样的结果?____________________________________________________。

(4)细胞核的作用既然如此重要。那么你能针对人的成熟红细胞没有细胞核提供一种合理的解释吗？ _____________________________。

（二）研究发现，核孔并不是一个简单的孔洞，而是一个复杂的结构，称为核孔复合体，主要由蛋白质构成。可运输小分子物质和一部分大分子物质如亲核蛋白。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），得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。

(5)①有同学认为该同学的实验结论不可靠，请写出评价的依据__________________________________________。

②请完善实验设计______________________。若实验结果为___________，则上述结论成立。