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12 细胞核的结构和功能
一、概念检测
1.判断下列叙述的正误
(1)细胞核是遗传信息储存和细胞代谢的主要场所( )
(2)染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在形态( )
(3)核孔是生物大分子可以选择性进出细胞核的通道( )
(4)DNA双螺旋结构模型属于物理模型( )
(5)细胞只有保持其结构的完整性,才能正常地完成各项生命活动( )
2.(2020·潍坊期中)以下关于染色质和染色体关系的叙述中,正确的是( )
A.原核细胞有染色质和染色体
B.酵母菌没有染色体或染色质
C.是同一物质在不同分裂时期的不同形态
D.是同一细胞分裂时期的不同物质
3.(2020·泰安期中)细胞核控制着细胞的代谢和遗传的主要原因是( )
A.细胞核一般位于细胞的中央
B.细胞核中的DNA储存着遗传信息
C.核膜把核内物质与细胞质分开
D.核孔实现核质之间的物质交换
4.(2019·浙江4月选考)细胞核中与核糖体形成有关的主要结构是( )
A.核仁 B.核基质
C.核被膜 D.核孔复合体
5.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数量上升
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
二、综合迁移
6.蝾螈受精卵横缢实验、伞藻核移植实验不能说明( )
A.细胞分裂与细胞核有关
B.伞帽的形状与细胞核有关
C.伞帽的形状与细胞膜有关
D.细胞核控制着细胞的代谢和遗传
7.细胞核中的DNA控制合成的RNA进入细胞质以及细胞质中合成的酶等蛋白质分子进入细胞核的结构是( )
A.核膜 B.核孔
C.核仁 D.内质网
8.细胞是一个最基本的生命系统。它在结构和功能上均体现出高度的统一性。下列哪些原因能解释细胞是一个统一的整体( )
A.高尔基体是膜面积很大的细胞器。它向外可连接细胞膜,向内可连接核膜
B.植物的导管将根、茎、叶连在一起,使植物成为一个统一的整体,并将根吸收的水分和无机盐输送给茎和叶
C.植物细胞通过胞间连丝实现相邻细胞的信息交流
D.核孔使细胞核与细胞质在结构上得以沟通,有利于细胞核、细胞质之间的某些大分子物质的运输
9.将一只黑色公绵羊的体细胞核移入白色绵羊的去核卵细胞中,并将此卵植入另一只黑色绵羊子宫内发育,生出的小绵羊即克隆羊。那么,此克隆羊为( )
A.黑色公绵羊 B.黑色母绵羊
C.白色母绵羊 D.白色公绵羊
10.科学家用显微技术除去变形虫的细胞核,发现其新陈代谢减弱,运动停止;当重新植入细胞核后,发现其生命活动又能恢复。这说明了( )
A.细胞核是细胞进行生命活动所必需的
B.细胞核是遗传物质储存和复制的场所
C.细胞核是细胞遗传特性的控制中心
D.人工去核的细胞一般不能存活很长时间
11.(2019·全国卷Ⅱ)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是( )
A.脂质、RNA B.氨基酸、蛋白质
C.RNA、DNA D.DNA、蛋白质
12.图甲为细胞中某一结构的模式图,图乙表示图甲中3的成分及其各级结构。据图回答下列问题:
(1)图甲所示结构为________________结构。
(2)图甲中2所示结构是________。单位面积的该结构数目与细胞类型和代谢水平有关,人的胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目________(填“多”“少”或“相同”)。
(3)图乙中①控制②的合成,①是________分子,鉴定②的试剂为________。
(4)图乙中①在动物细胞中除了在④(或③)上,还分布在________________中。
13.蛙的受精卵具有活跃的DNA合成能力,而脑组织则不能分裂。科学家进行了如图所示的核移植实验,请分析回答下列问题:
(1)蛙的受精卵中DNA合成所需的酶是在细胞质中的__________上合成的,并通过__________进入细胞核中;除此之外,细胞质还为细胞核代谢提供所需的__________________等。
(2)脑细胞无核部分仍能够生活一段时间,但最终死亡的原因是____________________________________________________。
(3)单独的细胞核不能生存的原因是_______________________。
(4)本实验证明:____________________________________________________。
三、应用创新
14.(多选)下列关于细胞核结构与功能的统一性的叙述,正确的是( )
A.真核细胞核膜上有核孔,蛋白质等大分子物质可以通过核孔进入细胞质
B.原核细胞的核膜也具有两层膜,有利于控制物质的进出
C.核仁控制着细胞代谢
D.染色质上的DNA储存着大量的遗传信息
15.(多选)如图甲、乙、丙分别表示细胞或细胞中部分结构的模式图,据图判断,下列有关叙述正确的是( )
A.图中甲、乙、丙分别表示线粒体、细胞核、细菌
B.三种结构中都有由DNA和蛋白质构成的染色体
C.从结构上看,甲和乙的相同点是都具有双层膜结构
D.甲、乙、丙中都含有DNA
16.下图表示非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验,据图回答问题:
(1)上述实验所用的方法为________________。
(2)只有在________细胞中才能观察到图中结构。
(3)代谢旺盛的细胞,核膜上________数目多,它们的作用是_______________________________________。
(4)从图中可知,亲核蛋白进入细胞核由其________部决定。
(5)人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子。现在请你设计一个实验验证细胞核核膜中含有蛋白质成分。
①实验课题:__________________________________________________________。
②实验目的:利用化学试剂检测细胞核核膜中的蛋白质成分。
③实验原理:蛋白质与双缩脲试剂反应呈现紫色。
④实验材料:细胞核核膜样液、蒸馏水、洁净试管、滴管、双缩脲试剂等。
⑤实验步骤:
第一步:取洁净的试管2支,编号为甲、乙。
第二步:向甲试管中滴加2 mL细胞核核膜样液,_______________________________________________________。
第三步:向甲、乙两试管中各滴加等量的双缩脲试剂,振荡摇匀,观察颜色变化。
⑥观察实验现象得出相应结论。
参考答案
1答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)√
2解析:选C 染色质主要由DNA和蛋白质组成,在细胞分裂时,染色质高度螺旋化,缩短变粗成为染色体。细胞分裂结束时,染色体解螺旋重新变为细丝状的染色质,因此染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
3解析:选B 细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,这是因为细胞核是遗传信息库,含有大量的遗传信息。
4解析:选A 细胞核中与核糖体形成有关的主要结构是核仁,A符合题意。
5解析:选D 代谢旺盛的细胞核内DNA表达速度加快,但DNA含量不变;核仁均与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关;核膜、核孔对物质的进出都有选择性;细胞核的主要功能是遗传代谢的控制中心,其行使者是DNA。
6解析:选C 蝾螈受精卵横缢实验结果是有核部分能够分裂发育形成胚胎,无核部分则停止分裂发育,说明细胞核与细胞分裂有关;伞藻核移植实验结果是伞帽形状总是与提供细胞核的亲代相同,说明了伞帽的形状与细胞核有关。综合上述分析,细胞核控制着细胞的代谢和遗传。
7解析:选B 核膜将细胞核内物质与细胞质分开;细胞核与细胞质进行大分子物质交换的通道是核孔,如RNA和蛋白质分子;核仁与某种RNA及核糖体的形成有关;内质网增大细胞内膜面积,是有机物的合成“车间”以及蛋白质运输的通道。
8解析:选D 内质网向外可连接细胞膜,向内可连接核膜;植物的导管将根、茎、叶连在一起,使植物成为一个统一的整体,并将根吸收的水分和无机盐输送给茎和叶,反映了植物个体的统一性;植物细胞通过胞间连丝实现相邻细胞的信息交流,反映了细胞与细胞间的联系;核孔使细胞核与细胞质在结构上得以沟通,有利于细胞核、细胞质之间的某些大分子物质的运输,反映出一个细胞内的相互关联,能解释细胞是一个统一的整体。
9解析:选A 生物体性状的遗传主要是由细胞核控制的,因为“克隆绵羊”的遗传物质来自细胞核,所以它的性状与供核绵羊是相同的。
10解析:选A 根据题意,去掉变形虫的细胞核后,发现其新陈代谢减弱,运动停止;当重新植入细胞核后,发现变形虫又能恢复生命活动,由此可以看出细胞核对变形虫的生命活动进行具有重要作用,细胞核是细胞进行生命活动所必需的。
11解析:选A 真核细胞的内质网是细胞内蛋白质合成和加工,以及脂质合成的“车间”;细胞核中能够完成转录过程,可产生RNA,综合上述分析,A正确。
12解析:(1)图甲表示真核细胞的细胞核的亚显微结构。(2)图甲中2表示核孔,根据题意,代谢旺盛的细胞中核孔数目多,胰岛B细胞分泌胰岛素,代谢旺盛;口腔上皮细胞为高度分化的细胞,代谢较弱。(3)染色体主要由蛋白质和DNA组成,DNA控制蛋白质的合成。图乙中①是DNA,②是蛋白质,常用双缩脲试剂检测蛋白质是否存在。(4)DNA主要分布在细胞核中,动物细胞质中的线粒体也含有DNA。
答案:(1)细胞核(的亚显微) (2)核孔 多
(3)DNA 双缩脲试剂 (4)(细胞质中的)线粒体
13解析:(1)DNA合成所需的酶的化学本质是蛋白质,蛋白质合成的场所是细胞质中的核糖体,合成后通过核孔进入细胞核内参与催化DNA的合成,此外细胞质还为细胞核提供脱氧核苷酸和能量等。(2)脑细胞无核部分仍能生活一段时间,原因是原有的蛋白质还起作用,但最终会死亡,因为失去了细胞核的控制,细胞质无法形成新的物质和能量。(3)单独的细胞核不能生存的原因是缺少了细胞质提供的物质和能量。(4)本实验证明了细胞核与细胞质是相互依存的统一整体,细胞只有保持完整性,才能完成其复杂的生命活动。
答案:(1)核糖体 核孔 原料、能量 (2)失去细胞核的控制,细胞质无法形成新的物质和能量 (3)无物质和能量的供应 (4)细胞质和细胞核是相互依存的统一整体
14解析:选AD 核膜上的核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道,如蛋白质、RNA等,但DNA不能通过核孔进入细胞质。原核细胞无成形的细胞核,即无核膜。控制细胞代谢的是染色质中的DNA。染色质中的DNA上的碱基排列顺序代表着遗传信息。
15解析:选ACD 根据细胞结构的特点可以判断,甲表示线粒体,乙表示细胞核,丙表示细菌。线粒体和细胞核均具有双层膜结构。甲是线粒体,其中含有少量的DNA;乙是遗传物质DNA的主要贮存场所,含有大量的DNA;丙为原核细胞,其内含有裸露的环状DNA分子。三种结构中只有细胞核中存在染色体(主要由DNA和蛋白质构成),甲和丙中含有DNA,但没有与蛋白质形成染色体。
16解析:(1)根据放射性的位置来判断物质的移动,所以该实验所用方法为同位素标记法。(2)真核生物含有细胞核,而原核生物不含有细胞核。(3)核孔是物质进出和信息交流的通道,代谢越旺盛,物质进出等越频繁,所需核孔越多。(4)通过对照,说明尾部决定亲核蛋白进入细胞核。(5)根据实验目的来确定实验课题,实验是依据蛋白质与双缩脲试剂的颜色反应来判断蛋白质的存在与否;用加蒸馏水的试管作为颜色对照。
答案:(1)同位素标记法 (2)真核
(3)核孔 实现核质之间的物质交换和信息交流
(4)尾 (5)①验证细胞核核膜中含有蛋白质成分
⑤向乙试管中滴加2 mL蒸馏水
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