2021-2022学年人教版（2019）高中生物必修一3.3 细胞核的结构和功能（必背知识清单+Word版检测带答案）

第三节 细胞核的结构和功能
必背知识
一、细胞核的结构与功能
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。有细胞核的细胞也未必只有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核。
2. 细胞核控制着细胞的代谢和遗传；细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
3. 核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开
染色质：主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的携带者
核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流：大分子物质进出细胞核的通道，物质进出时 具有选择性，并消耗能量。
4. 染色质和染色体是同一结构在细胞不同时期的两种存在状态，易被碱性染料染成深色
二、模型建构
1. 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。包括物理模型、数学模型和概念模型。
（1）物理模型：以实物或者图画形式直观的表达认识对象的特征。
（2）概念模型：用文字和符号突出表达对象的主要特征和联系。
（3）数学模型：用来描述一个系统或它的性质的数学形式。
特别提醒：（1）、电镜下拍出的细胞亚显微结构的照片是真实的，不是物理模型。
（2）. 代谢旺盛的细胞中，核孔数目多，核仁体积大。
（3）. 细胞核是细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心；细胞代谢的主要场所是细胞质。
对点练习
一、单选题
1．下列有关植物成熟叶肉细胞中叶绿体与细胞核的一些相同之处的叙述，正确的是（ ）
A．都能进行遗传物质的复制、蛋白质的合成
B．都有双层膜结构，具有结构特点选择透过性
C．代谢活动都需要蛋白质参与
D．经过染色都可以在光学显微镜下观察到
2．细胞具有多样性，下面对细胞的形态和功能的关系的理解，有偏差的是（ ）
A．口腔上皮细胞扁平的形态与其保护功能相适应
B．大肠杆菌的鞭毛有助于运动
C．精子具有尾部与其运动相适应
D．红细胞无细胞核与其能分裂分化的能力相适应
3．蛋白质作为生命活动的主要承担者，广泛分布在细胞中。下列有关其分布和功能的叙述，错误的是（ ）
A．分布在细胞膜上的载体，参与物质跨膜运输
B．分布在细胞质中的肌动蛋白，利于细胞运动
C．分布在内质网上的酶，催化肽链之间的组合并形成一定的空间结构
D．分布在细胞核中的蛋白质，不参与构成遗传物质的载体
4．核孔是细胞核内与细胞质之间大分子物质的通道，在细胞内具有重要的功能。下列关于核孔的叙述中，错误的是（ ）
A．不同种类细胞的核孔数目和大小差别很大
B．生长和代谢都旺盛的细胞，其核孔较多
C．同种细胞在不同生理状态下核孔的数目和大小是有变化的
D．核糖体合成的酶经过核孔进入细胞核需经过两层生物膜
5．下列关于细胞核结构和功能的叙述，错误的是（ ）
A．真核细胞核膜上有多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行
B．人体中成熟的红细胞寿命短，与其不含细胞核有关
C．染色质是细胞核内的重要结构，主要由DNA和蛋白质组成
D．原核细胞的核膜也具有两层膜，有利于控制物质的进出
6．没有细胞核的一组细胞是（ ）
A．骨髓造血干细胞和根毛细胞 B．根毛细胞和叶肉细胞
C．细菌和成熟的筛管细胞 D．大肠杆菌和蛙的成熟红细胞
7．活性淤泥中生活着藻类、细菌、真菌和原生动物等多种生物，被广泛用于污水中有机污染物的处理。研究表明，通过增加轮虫（一种原生动物）能有效地控制线状细菌的数量，从而避免出现淤泥膨胀。下列有关分析错误的是（ ）
A．活性淤泥中各种生物构成了一个群落
B．活性淤泥中的真菌和细菌细胞结构的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核
C．轮虫能够控制线状细菌的数量，所以两者之间一定是竞争关系
D．活性淤泥中的这些细胞生物共有的细胞器是核糖体
8．下列有关细胞核和细胞质的说法，错误的是（ ）
A．细胞核能控制细胞质中发生的化学反应
B．无细胞核的细胞一般存活时间不会太长
C．细胞质中产生的蛋白质不能进入细胞核
D．细胞核与细胞质会进行频繁的信息交流
9．下图是细胞核的结构模式图，下列关于各结构及功能的叙述正确的是（ ）
A．①具有双层膜，把核内物质与细胞质分开
B．②是所有DNA的载体
C．③与蛋白质的合成以及核糖体的形成有直接关联
D．④为核孔，是DNA进出细胞核的通道
二、多选题
10．心房颤动亦称房颤，是一种常见的快速心律失常，发病时患者的心房往往表现为无规律的高速颤动而使心脏排血量锐减。最新研究表明房颤的发生很可能与人类NUP155基因突变有关，该基因是一个编码核孔复合物组分的基因，下列说法正确的是（ ）
A．核孔复合体主要参与核质间DNA、蛋白质等大分子物质的运输
B．细胞核不能合成蛋白质，但细胞核控制着细胞内蛋白质的合成过程
C．心房颤动的发生可能与核质间的信息交流异常有关
D．导致机体患上心房颤动的根本原因可能是基因突变
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题
11．亲核蛋白是指在细胞质内合成后，进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。科学家将放射性同位素标记的A蛋白注射到某细胞的细胞质中，一段时间后，放射自显影检测，放射性同位素出现在细胞核中（如图所示）。研究发现，亲核蛋白一般都含有核定位序列（NLS），NLS保证了整个蛋白质能够通过核孔转运到细胞核内。
（1）细胞核中容易被碱性染料染成深色物质是_______________；核膜由_______________层磷脂分子组成，核膜上有核孔，核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和_______________。
（2）请利用放射性同位素标记的方法，设计实验确定A蛋白的NLS是位于其头部还是尾部。
①实验思路：____________________________________________________________________________。
②预期的实验结果和结论_______________________________________________________________。
12．如图示科学家进行变形虫的切割实验，分析回答下列问题。
（1）对照实验是生物学研究的基本方法之一，本实验可视为_______个对照实验，在c与d对照实验中，d是________组，在d与e对照实验中，d是________组。
（2）变形虫切割后的无核部分（a）几天后死亡，钩出的细胞核很快死亡，体现了细胞核与细胞质之间__________关系。
（3）科学家的这些探究实验得出的结论是_______________。
四、综合题
13．如图1为典型的真核生物的细胞核结构模式图，图2为探究细胞核功能的相关实验。据图回答下列问题（在[ ]填标号，在__________填名称）：
（1）细胞核的功能是___________。
（2）图1中对核内物质起屏障作用的是核膜，它是由__________层磷脂分子构成的；细胞核中合成的大分子物质如RNA通过[ ]_____________进入细胞质。
（3）图1中的结构[②]是核仁，其功能是__________。
（4）图2所示为蝶螈受精卵横缢实验，用头发横缢成两部分后，其中__________部分是对照组，__________部分是实验组，该实验证明了___________。
14．下图是人体细胞的细胞核结构示意图，标号①~④表示有关结构。
（1）①是_________________，在人体细胞中与其膜磷脂分子层数相同的细胞器有________________。可将①与细胞膜连在一起的细胞器是________________。
（2）核糖体RNA形成的场所是__________________________（填标号及名称），控制细胞的代谢和遗传的物质位于______________（填标号）上。
（3）若该细胞是肝细胞，与人口腔上皮细胞相比，其细胞核上__________（填标号）数量多，原因是_______________________________________________________________。
15．下图为细胞核结构模式图。回答下列问题；
（1）结构③是________，能与④______直接相连，反映了生物膜在结构上的联系。
（2）不同类型的细胞核孔的数量不同，代谢旺盛的细胞，核孔的数量___________（填“较多”、“较少”、“相当”），核孔作用是___________________________。
（3）细胞核是遗传信息库，这个功能主要与图中①__________有关，其主要组成成分是_____________，结构②与___________的合成和核糖体的形成有关。
参考答案
1．C
【分析】
1、叶绿体：只存在于植物的绿色细胞中。扁平的椭球形或球形，双层膜结构。基粒上有色素，基质和基粒中含有与光合作用有关的酶，是光合作用的场所。含少量的DNA、RNA。
2、细胞核是遗传信息库，是遗传和代谢的控制中心。
【详解】
A、细胞核中不能进行翻译过程，不能进行蛋白质的合成，A错误；
B、叶绿体和细胞核都有双层膜结构，膜的结构特点是具有一定的流动性，B错误；
C、蛋白质是生命活动的承担者，因此代谢活动都需要蛋白质参与，C正确；
D、叶绿体中含有色素，不需要染色，直接在显微镜下就可以观察到，D错误。
故选C。
2．D
【分析】
细胞都具有细胞膜、细胞质和细胞核（原核细胞为拟核），细胞结构决定了其特定的功能，如线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，为细胞生命活动提供能量，代谢旺盛的细胞中线粒体数量较多。细菌的鞭毛有助于运动，菌毛有助于吸收营养物质。红细胞无细胞核，所以其寿命较短，体现核质相依的原理，不能再生；红细胞来源于再生能力很强的造血干细胞。
【详解】
A、口腔上皮细胞起保护作用，其扁平的形态与其保护功能是相适应的，A正确；
B、大肠杆菌的鞭毛可以摆动，有助于细菌的运动，B正确；
C、精子具有尾部，而且基部线粒体较多，与其运动功能相适应，C正确；
D、红细胞无细胞核及其他细胞结构，有利用容纳血红蛋白运输氧气，且红细胞不具有再生能力，D错误。
故选D。
【点睛】
3．D
【分析】
蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质的结构多样，在细胞中承担的功能也多样：①有的蛋白质是细胞结构的重要组成成分，如肌肉蛋白；②有的蛋白质具有催化功能，如大多数酶的本质是蛋白质；③有的蛋白质具有运输功能，如载体蛋白和血红蛋白；④有的蛋白质具有信息传递，能够调节机体的生命活动，如胰岛素；⑤有的蛋白质具有免疫功能，如抗体。
【详解】
A、位于细胞膜上的载体，参与物质跨膜运输，如参与运输进出细胞的离子，A正确；
B、分布在细胞质中的肌动蛋白，利于细胞运动，B正确；
C、内质网对蛋白质有加工作用，因为分布在内质网上的酶，催化肽链之间的组合并形成一定的空间结构，C正确；
D、分布在细胞核中的某些蛋白质，如组蛋白，参与构成遗传物质的载体（染色体）的形成，D错误。
故选D。
4．D
【分析】
单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关，有利于核内外的物质交换，代谢越旺盛，核孔数目越多。
【详解】
A、细胞核孔数与细胞功能有关，如果细胞代谢旺盛，或者需要合成大量蛋白质，那么核孔数目就多。胰岛细胞、肠腺细胞需要合成大量分泌蛋白，受精卵代谢旺盛，所以核孔数目多。口腔上皮细胞核孔数目少，A正确；
B、单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关，代谢越旺盛，核孔数目越多，B正确；
C、同种细胞不同生理状态时，代谢越旺盛，核孔数目越多，C正确；
D、核糖体合成的酶是蛋白质，是大分子化合物，只能通过核孔进入，穿过0层生物膜，D错误。
故选D。
【点睛】
5．D
【分析】
细胞的结构保持完整性是细胞进行生命活动的基础，哺乳动物成熟红细胞寿命较短与其不含细胞核有关。
原核生物不具有细胞核。
【详解】
A、真核细胞核膜上有多种酶，酶具有催化作用，有利于多种化学反应的顺利进行，A正确;
B、人体中成熟的红细胞寿命短，因为其中不含细胞核，B正确;
C、染色质是细胞核内的重要结构，因为其主要由DNA和蛋白质组成，而DNA是遗传物质，C正确；
D、原核细胞没有核膜，D错误。
故选D。
6．C
【分析】
原核生物和真核生物的本质区别在于原核生物没有核膜包被的细胞核，真核细胞也不都含有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞和成熟的筛管细胞都不含细胞核。
【详解】
A、骨髓造血干细胞和根毛细胞都含有细胞核，A错误；
B、根毛细胞和叶肉细胞都含有细胞核，B错误；
C、细菌属于原核生物，其细胞中没有成形的细胞核；成熟的筛管细胞不含细胞核，C正确；
D、大肠杆菌属于原核生物，其细胞中没有成形的细胞核；蛙不是哺乳动物，其成熟红细胞含有细胞核，D错误。
故选C。
【点睛】
7．C
【分析】
细菌和真菌的区别：
1、生物类型的不同：
（1）细菌没有核膜包围形成的细胞核，属于原核生物，细菌全部是由单个细胞构成。
（2）真菌有核膜包围形成的细胞核，属于真核生物。真菌既有由单个细胞构成的单细胞型生物（如酵母菌），也有由多个细胞构成的多细胞型生物（如食用菌、霉菌等）。
2、细胞结构不同：
（1）细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，细菌只有核糖体一种细胞器。
（2）真菌细胞壁的主要成分是几丁质，真菌除具有核糖体外，还有内质网、高尔基体、线粒体、中心体等多种细胞器。
3、增殖方式不同：
（1）细菌是原核生物，为单细胞型生物，通过细胞分裂而增殖，具有原核生物增殖的特有方式一一二分裂。
（2）真菌为真核生物，细胞的增殖主要通过有丝分裂进行，因真菌种类的不同其个体增殖方式主要有出芽生殖（如酵母菌）和孢子生殖（食用菌）等方式。
【详解】
A、活性淤泥中生活的藻类、细菌、真菌和原生动物等各种生物，构成了一个群落，A正确；
B、真菌为真核细胞，细菌为原核细胞，细胞结构主要区别是有无以核膜为界限的细胞核，B正确；
C、轮虫能够控制线性细菌的数量，二者之间可能存在竞争或捕食关系，C错误；
D、细胞生物共有的细胞器是核糖体，D正确。
故选C。
8．C
【分析】
1、细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。
2、细胞核内有遗传物质，对生物的遗传具有重要意义，细胞核的生存必须有相应的细胞环境。
【详解】
A、细胞核是控制细胞代谢的中心，故细胞核能控制细胞质中发生的化学反应，A正确；
B、一般细胞具有完整的细胞结构，生存的时间较长，而无细胞核的细胞一般存活时间不会太长，如哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，其寿命只有120天左右，B正确；
C、细胞质中产生的蛋白质会进入细胞核，如构成染色体等，C错误；
D、细胞核与细胞质间可通过核孔相通，完成核质间频繁的物质交换与信息交流，D正确。
故选C。
【点睛】
9．A
【分析】
1、细胞核包括核膜（将细胞核内物质与细胞质分开）、染色质（DNA和蛋白质）、核仁（与某种RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关）、核孔（核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。
2、细胞核功能：细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心。
【详解】
A、①是核膜，具有双层膜，其功能是把核内物质与细胞质分开，A正确；
B、②是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，是真核生物DNA的主要载体，细胞质的DNA、原核细胞和DNA病毒含有DNA，没有染色体，B错误；
C、③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，蛋白质合成的场所是核糖体，③与蛋白质的合成有间接关联，C错误；
D、④是核孔，功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，物质进出核孔具有选择性，DNA不能进出细胞核，D错误。
故选A。
10．BCD
【分析】
细胞核是遗传的信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，核孔是大分子物质进出细胞核的通道的。
【详解】
A、核孔复合体主要参与核质间大分子物质的运输，但不包括DNA，A错误；
B、细胞核中不能合成蛋白质，蛋白质的合成场所在细胞质中的核糖体上，但细胞核控制着细胞内蛋白质的合成过程，因为细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，B正确；
C、由题意知，心房颤动致病机制是核孔复合物的运输障碍，因此房颤与核质间的信息交流异常有关，C正确；
D、由题意可知，房颤发生的根本原因可能是编码核孔复合物的基因发生突变所致，D正确。
故选BCD。
【点睛】
11．
（1） 染色质##染色体） 4 信息交流
（2） 将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中，标记为甲组；将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中，标记为乙组；一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位 若甲组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NIS位于其头部；若乙组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NIS位于其尾部
【分析】
利用放射性同位素标记的方法可以追踪物质的运行和变化规律．用同位素标记的化合物，化学性质不会改变．通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
【详解】
（1）染色质是细胞核中容易被碱性染料染成深色物质，染色质和染色体是同一物质在细胞分裂不同时间的两种存在状态；核膜是双层膜，每层膜有2层磷脂分子，共4层磷脂分子；核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，特别注意细胞核中的DNA不能从核孔出来。
（2）要确定A蛋白的NLS是位于头部还是尾部，就需要单独地看头部与尾部的作用，即实验的自变量为放射性同位素标记的部位，因变量是放射性出现的位置，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：
①实验思路：将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中，标记为甲组；将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中，标记为乙组；一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位。
②预期的实验结果和结论：若甲组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NIS位于其头部；若乙组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NIS位于其尾部。
【点睛】
本题通过设计实验，考查考生分析问题，设计实验的能力，解答此题需要明确细胞核的功能，并能结合题意分析作答。
12．
（1） 3 实验 对照
（2）相互依存（其他合理答案也给分）
（3）变形虫的生命活动（和遗传）受细胞核控制
【分析】
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢活动和遗传特性的控制中心，有细胞核的变形虫才能正常进行生命活动，因此该实验证明了细胞核能控制细胞的生命活动。
（1）
该实验中，分割后的变形虫有核部分和无核部分形成了对照；有核部分（c）钩出细胞核前后形成了对照，钩出细胞核的部分（d）植入细胞核前后也形成了对照，故可视为3个对照实验。在c与d对照实验中，d是钩出细胞核之后的细胞，则c是对照组，d是实验组；在d与e对照实验中，e是植入细胞核后的组，则d是对照组，e是实验组。
（2）
变形虫切割后的无核部分（a）几天后死亡，说明细胞质离不开细胞核；钩出的细胞核很快死亡，说明细胞核离不开细胞质，故体现了细胞核与细胞质之间相互依存的关系。
（3）
实验中有核的变形虫能够进行正常的生命活动，而重新植入细胞核的变形虫也能恢复正常的生命活动，所以实验事实说明细胞核对变形虫的生命活动起控制作用和决定作用，即变形虫的生命活动受细胞核控制。
【点睛】
解答此类题目的关键是明确细胞核对生物的遗传和生命活动具有重要意义，且对于细胞的生存有直接影响。
13．
（1）作为遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
（2） 4 ④核孔
（3）与某种RNA的合成及核糖体的形成有关
（4） 有核 无核 细胞核控制着细胞的分裂、分化
【分析】
图1中①为核液，②为核仁，③为核膜，④为核孔。图2的实验中无核部分相当于去核和重新植入核，是实验组，有核部分是对照组。有核或植入核的部分能分裂、分化，无核的部分则停止分裂，说明细胞核与细胞的分裂、分化有关。
（1）
遗传物质主要储存在细胞核内，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
（2）
核膜是两层膜，每一层膜是由2层磷脂分子构成，因此核膜共由4层磷脂分子构成。细胞核中合成的大分子物质比如RNA是通过[④]核孔进入细胞质的。
（3）
②核仁的功能是与某种RNA的合成及核糖体的形成有关。
（4）
图2所示的是蝶螈受精卵横缢实验，有核部分是正常生长部分，已知实验结果会分裂分化，胚胎发育较快，因此有核部分是对照组，无核部分不分裂，将有核的部分挤到无核部分一个细胞核，开始分裂和分化，因此无核部位是实验组；该实验证明了细胞核控制着细胞的分裂、分化。
【点睛】
本题结合细胞核的结构模式图和实验，考查细胞核的结构和功能，意在考查考生的识图能力、识记能力以及实验分析能力，理解细胞核的结构是解答本题的关键。
14．
（1） 核膜 线粒体 内质网
（2） ②核仁 ③
（3） ④ 人肝细胞比口腔上皮细胞生理活动旺盛，细胞核与细胞质之间需要进行更频繁的物质交换和信息交流
【分析】
分析题图：①为核膜（将细胞核内物质与细胞质分开），②为核仁（与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关），③为染色质（DNA和蛋白质），④为核孔（实现核质之间频繁的物质交换和信息交流）。
（1）
①是核膜，含有2层膜，4层磷脂分子，在人体细胞中与其膜磷脂分子层数相同的细胞器有线粒体；可将①核膜与细胞膜连在一起的细胞器是内质网。
（2）
核糖体RNA形成的场所是②核仁，控制细胞的代谢和遗传的物质位于③染色质上。
（3）
人肝细胞比口腔上皮细胞生理活动旺盛，细胞核与细胞质之间需要进行更频繁的物质交换和信息交流。因此若该细胞是肝细胞，与人口腔上皮细胞相比，其细胞核上④核孔数量多。
【点睛】
本题结合图解，考查细胞核的结构和功能，要求考生识记细胞核的结构组成，掌握各组成结构的功能，能结合所学的知识准确答题。
15．
（1） 核膜 内质网
（2） 较多 核质之间进行物质交换和信息交流的通道
（3） 染色质##染色体 DNA和蛋白质DNA 某种RNA
【分析】
分析图示：①是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要携带者。②是核仁，分裂时呈周期性消失和重现。核孔是蛋白质和RNA等大分子进出细胞核的通道。③是核膜，④是内质网。细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞遗传和代谢的控制中心。
（1）
据上分析可知，结构③是核膜，能与④内质网直接相连，体现了生物膜在结构上的联系。
（2）
核孔是核质之间进行物质交换和信息交流的通道，代谢旺盛的细胞，核孔的数量较多。
（3）
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①染色质有关，其主要由DNA和蛋白质组成；结构②为核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
【点睛】
本题结合图解，考查细胞核的结构和功能，要求考生识记细胞核的结构，能准确判断图中各结构的图象，掌握各结构的功能，能结合图中信息准确答题。