3.3 细胞核的结构和功能综合练习（有解析）-高一生物学（人教版2019必修1）

3.3 细胞核的结构和功能
夯实基础
1．下列关于细胞核的说法，不正确的是( )
A．细胞核是遗传信息库 B．细胞核位于细胞正中央，所以它是细
胞的控制中心
C．细胞核控制着细胞的代谢和遗传 D．真核细胞 DNA 主要存在于细胞核内
2．下面是植物细胞部分膜结构示意图，它们依次属于的结构是( )
A．细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜
B．线粒体膜、细胞膜、叶绿体膜 C．叶绿体膜、细胞膜、线粒体膜 D．高尔基体膜、线粒体膜、细胞膜
3．下列关于尝试制作真核细胞的三维结构模型的说法，错误的是( )
A．真核细胞的三维结构模型属于物理模型
B．以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型 C．拍摄洋葱表皮细胞的显微照片就是建构了细胞的物理模型
D．在设计并制作细胞模型时，科学性应该是第一位的 4．核小体是染色体的基本结构单位，组蛋白是核小体的核心结构， DNA 缠绕在组蛋白 上形成拓扑几何结构，外形近似一串念珠。下列有关核小体的说法，错误的是 ( )
A．核小体含有 C、H、O、N 和 P
B．核小体普遍存在于各种生物的细胞中
C．组蛋白是在核糖体上合成的，通过核孔运输进入细胞核中
D．不同生物的染色体中核小体的数量可能不同
5．下图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图，该实验结果说明( )
A．细胞核是细胞代谢的中心
B．细胞核是细胞遗传的控制中心
C．生物体形态结构的建成主要与细胞质有关
D．细胞质和细胞核在结构上没有联系
能力提升
6．用差速离心法分离某动物消化腺细胞中的甲、乙、丙三种细胞器，经测定其中三种 有机物的含量如下图所示。以下有关说法正确的是( )
A．核仁参与细胞器丙的形成，细胞器甲可为其提供能量
B．细胞器乙肯定与消化酶的加工和分泌有关
C．细胸器丙中进行的生理过程的原料是核糖核苷酸
D．细胞器甲、乙、丙的膜参与构成细胞的生物膜系统 7．将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断，再在近杯处切断(a)，中间的茎(b)置于 海水中可再生一杯(c)，但将此杯切掉后， 不能再生第二杯(d)。对这个实验的解释合理 的是( )
①决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核
②决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞质
③杯状藻藻杯的形态发生是由细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果
④(b)能再生一杯是因为(b)中含有由细胞核传递而来的遗传信息
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
8．结构和功能相适应是生物学核心素养中“生命观念”的基本观点之一。下列不能体 现“结构与功能相适应”的是( )
A．哺乳动物红细胞成熟过程中，细胞核退化并排出是为血红蛋白腾出空间，有利于氧 的运输
B．细胞质中存在大面积的内质网，便于其与细胞核和细胞膜之间建立联系及酶的附着 C．细胞内的生物膜把细胞区室化，保证了生命活动高效有序地进行
D．细胞核的核孔复合体没有选择性，有利于各种物质出入 9．核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构，被称为核孔复合物，它是细胞质 与细胞核内物质输送活动的看护者。如下图所示， 该复合物由一个核心脚手架组成， 其 具有选择性的输送机制， 由大量贴在该脚手架内面的蛋白组成， 称为中央运输蛋白。据 此分析正确的是( )
A．人体成熟的红细胞中物质运输较少，因此核孔数目较少
B．所有物质进出细胞核均需跨越 2 层膜
C．双层核膜之间是连续的，内、外核膜可以部分融合成核孔
D．蛋白质、 RNA 等大分子出入细胞核需要通过核孔
10．科研人员对新冠肺炎病毒和宿主细胞的多种组分进行差异性复合荧光标记， 以便动 态示踪观察病毒与细胞的相互作用。结果发现， 病毒是沿微管运动向细胞核集聚， 病毒 粒子在核膜外侧微管组织中心附近聚集，导致邻近核膜发生凹陷；病毒粒子趁势进入凹 陷区域并形成囊泡，最终在核内释放病毒粒子。下列有关叙述正确的是( )
A．新冠肺炎病毒和宿主细胞的遗传物质都是 DNA
B．核膜具有选择透过性是形成“病毒粒子囊泡”的结构基础
C．微管属于细胞骨架系统，对于细胞的运动、分裂、分化等具有重要作用 D．研究结果表明，病毒粒子可经核孔进入细胞核
终极冲关
11．为研究细胞核与细胞质之间的物质交流，科学家利用变形虫做了如下实验：
步骤一：将正常生活而没有分裂的多只变形虫随机分为 A、B、C 三组， A 组用含 32P 标 记的尿嘧啶核苷酸食物饲喂； B 组将变形虫的细胞核去掉； C 组不作任何处理。
步骤二：用放射自显影技术检测到 A 组每只变形虫的细胞核中出现放射性后，将细胞核 移植到 B、C 两组的变形虫细胞内。
步骤三：适宜条件下培养一段时间后检测 B、C 两组的放射性，结果如图所示。
下列分析正确的是( )
A．放射性物质应是复制之后得到的 DNA
B．本实验的自变量为放射性出现的位置
C．放射性物质能在细胞核和细胞质间相互交流
D．放射性物质的分布情况可能与核孔直接相关
12．心房颤动属于严重的心律失常疾病， 其致病机制是核孔复合体的运输功能出现障碍。 核孔复合体位于核膜上， 主要由核孔蛋白构成， 是物质进出细胞核的通道。下列叙述错 误的是( )
A．核孔密度可以作为细胞代谢旺盛程度的指标
B．核糖体的形成与核孔复合体的运输功能有关
C．DNA 解旋酶通过核孔进入细胞核，且消耗 ATP
D．心房颤动可能是控制核孔复合体合成的酶发生了基因突变
13．如图所示为细胞核结构模式图，下列叙述中正确的是( )
A．高等植物成熟筛管细胞中的细胞核，控制着该细胞的代谢和遗传
B．①与②相连接，二者共同参与细胞内蛋白质的加工和运输
C．③为处于凝固状态的遗传物质，不参与细胞代谢，仅起遗传物质的备份作用
D．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心， “控制指令”可通过⑤从细胞核到达细胞质 14．细胞核中富含热胁迫敏感蛋白， 在热胁迫条件下会发生错误折叠。为探究错误折叠 蛋白的修复机制， 研究者让融合蛋白 L-G 在细胞中表达， 该蛋白分布在细胞核中， 其中 L 是受热胁迫易错误折叠的部分， G 是能发出绿色荧光的热稳定部分。研究发现，错误 折叠蛋白在热胁迫条件下进入核仁， 若破坏核仁， 错误折叠的蛋白将不能修复。下列说 法错误的是( )
A．融合蛋白在细胞质合成后通过核孔进入细胞核
B．正常温度和热胁迫条件下融合蛋白均能发出绿色荧光 C．修复好的热胁迫敏感蛋白主要在核仁内发挥作用
D．核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关
15．二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 抑制肿瘤细胞的生长，其作用机理如图所示。下列说法正确的是( )
A．无活型 RagC 转化为激活型 RagC 需要 ATP 提供能量
B．二甲双胍能降低无活型 RagC 与激活型 RagC 的核孔运输量 C．激活型 RagC 活性升高会导致 ACAD10 促进细胞的生长
D．无活型 RagC 在细胞质中转化为激活型 RagC
16．下图 1 是细胞核的结构模式图， 图 2 是染色体及其组成图。请回答下列问题([ ]内 填相应结构的序号)；
(1)将核内物质与细胞质分开的是[ ]___，它由___层膜构成。
(2)[ ]___可实现核质之间的物质交换，某些 RNA 和蛋白质可以进出。根据蛋白质的合 成部位推测，蛋白质进出细胞核的方向是___ (填“核外→核内”或“核内→核外”)。
(3)②是___，其功能是___。据此推测，RNA 进出细胞核的方向是___ (填“核外→核内” 或“核内→核外”)。
(4)④是___，它与⑤染色体的关系是___。它的主要组成成分有[⑥]___和[⑦]___。⑦由 ___条链构成，构成它的单体是___。
17.蛙成熟的未受精的卵细胞具有活跃的 DNA 合成能力,而脑细胞几乎不能分裂。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)蛙成熟的未受精的卵细胞中 DNA 合成所需的酶(仅考虑蛋白质)是在细胞质中的 上合成的,并通过 进入细胞核;除此之外,细胞质还为细胞核内的代谢 提供所需的 等。
(2) 脑 细 胞 无 核 部 分 仍 能 够 存 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)本实验证明了 。
参考答案：
1．B
【分析】细胞核包括核膜、染色质、核仁． 细胞核是遗传信息库， 是细胞代谢和遗传的控制 中心。
【详解】 A、DNA 主要存在于细胞核中，细胞核是遗传信息库，是遗传物质储存和复制的主 要场所， A 正确；
B、成熟植物细胞具有大的液泡，细胞核不位于细胞的正中央， B 错误；
C、细胞核是遗传信息库，细胞核控制着细胞的代谢和遗传， C 正确；
D、真核细胞 DNA 主要存在于细胞核内，在叶绿体和线粒体中也有少量， D 正确。 故选 B。
2．C
【分析】①具有光滑的双层膜，是叶绿体膜；②具有单层膜，可能是细胞膜、内质网膜、高 尔基体膜、溶酶体膜、液泡膜；③内膜向内折叠形成嵴，是线粒体膜。
【详解】①结构具有双层膜，且内膜光滑，属于叶绿体膜；
②结构具有单层膜，最可能是高尔基体膜、液泡膜或细胞膜；
③结构具有双层膜，且内膜向内折叠，属于线粒体膜。 故选 C。
3．C
【分析】 1、模型：人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述， 这种描述可以是定性的，也可以是定量的； 2、形式：物理模型、概念模型、数学模型等； 3、举例：挂图、细胞结构模式图和模型、 DNA 双螺旋结构模型都是物理模型；坐标曲线、 公式(Nt=N0 λt )都是数学模型。
【详解】 A、物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型，如人工制作 或绘制的 DNA 分子双螺旋结构模型、真核细胞三维结构模型等， A 正确；
B、物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征的模型， B 正确； C、照片属于实物，不属于物理模型， C 错误；
D、制作模型时，首先要保证科学性， D 正确。
故选 C。
4．B
【分析】核小体是由 DNA 和组蛋白形成的染色质基本结构单位，故核小体含有 C、H、O、N、 P 元素。
【详解】 A、核小体有 DNA，因此含有 C、H、O、N、P 元素， A 正确；
B、核小体是染色体的基本结构单位，染色体存在真核细胞的细胞核内，原核细胞没有染色 体，因此原核细胞没有核小体， B 错误；
C、蛋白质在核糖体上合成，蛋白质是生物大分子，只能从核孔进入细胞核， C 正确；
D、不同生物的染色体 DNA 不同，其核小体的数量可能不同， D 正确。
故选 B。
5．B
【分析】细胞核是遗传的控制中心， 遗传物质位于细胞核中， 细胞核对生物的遗传有重要意 义。
【详解】伞藻是一类大型的单细胞海生绿藻， 细胞核位于基部的假根内， 成熟后， 伞藻的顶 部长出一个伞帽， 伞帽的形状因伞藻的种类不同而异， 该实验中伞藻嫁接后， 新的伞藻伞帽 形状与细胞核中的一致，说明该实验结果说明细胞核是细胞遗传的控制中心， B 正确。
故选 B。
6．A
【分析】甲中含有核酸、蛋白质和脂质， 说明甲为线粒体。丙只有蛋白质和核酸， 丙为核糖 体。乙具有蛋白质和脂质，可能为高尔基体、内质网、溶酶体。
【详解】 A、核仁参与细胞器丙核糖体的形成，细包器甲线粒体可为其提供能量， A 正确； B、细胞器乙可能为溶酶体，不一定与消化酶的加工和分泌有关， B 错误；
C、细胞器丙中进行的生理过程的原料是氨基酸， C 错误；
D、细胞器丙是核糖体，没有膜， D 错误。
故选 A。
7．C
【分析】分析题图实验结果， b 置于海水中可再生一杯， 说明b 中含有决定藻杯形态的遗传 信息， 将 c 此杯切掉后， 不能再生第二个杯， 说明 C 中不含决定藻杯的形态的遗传信息， 由 此可以说明控制合成藻杯的形态的遗传信息最终来自细胞核。
【详解】①细胞核是遗传和代谢的控制中心， 决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细 胞核，①正确；
②将(c) 中藻杯切掉后， 不能再生第二杯(d)，说明(c) 中不含决定藻杯形态的遗传信息， 决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息不是来自细胞质，②错误； ③决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核， 该实验不能说明杯状藻藻杯的形态发 生是由细胞核和细胞质的遗传物质共同作用的结果，③错误； ④决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息最终来自细胞核， 细胞核中遗传信息通过转录形成 mRNA，进入细胞质中， (b)含有细胞核中遗传信息通过转录形成的 mRNA，因此可以再生一 藻杯，④正确。
综上所述，正确的是①④。
故选 C。
8．D
【分析】 1、核孔是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道。在代谢旺盛的细胞中， 核孔的数目较多。
2、内质网膜内连核膜，外连细胞膜。
【详解】 A、哺乳动物红细胞成熟过程中，细胞核退化并排出是为血红蛋白腾出空间，这样 可容纳更多的血红蛋白， 有利于氧气的运输， 是细胞结构与功能相适应的具体体现， A 正确；
B、内质网膜内连核膜，外连细胞膜，便于其与细胞核和细胞膜之间建立联系，同时内质网 是细胞内膜面积最大的细胞器，有利于酶的吸附， B 正确；
C、细胞内的生物膜把细胞区室化，保证了生命活动高效有序地进行， C 正确；
D、细胞核有核孔有利于大分子物质进出细胞核， 而不是各种物质出入， 核孔具有选择性， D 错误。
故选 D。
9．D
【分析】细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(主要由 DNA 和蛋白质 组成)、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)。细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】 A、人体成熟的红细胞没有细胞核，因此不含核孔， A 错误；
B、细胞内的大分子物质通过核孔进出细胞核，未通过膜结构， B 错误；
C、双层核膜并不是连续的， 内、外核膜常在某些部位相互融合形成环形开口， 称为核孔， C 错误；
D、核孔是蛋白质、 RNA 等大分子物质进出细胞核的通道， D 正确。
故选 D。
10．C
【分析】据题意可知， 新冠肺炎病毒进入细胞核内的过程是病毒是沿微管运动向细胞核集聚， 病毒粒子在核膜外侧微管组织中心附近聚集，导致邻近核膜发生凹陷；病毒粒子趁势进入凹 陷区域并形成囊泡，最终在核内释放病毒粒子。
【详解】 A、新冠病毒的遗传物质是 DNA，A 错误；
B、据题意可知，病毒粒子进入细胞核是通过核膜内陷的胞吞作用进入的，体现了核膜的流 动性，因此核膜具有一定的流动性是形成“病毒粒子囊泡”的结构基础， B 错误；
C、微管属于细胞骨架系统，对于维持细胞的形态、功能具有重要作用， C 正确；
D、据题意可知，病毒粒子经核膜内陷，形成囊泡，最终在细胞核内释放病毒粒子，因此不 经过核孔， D 错误。
故选 C。
11．D
【分析】细胞核的功能：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。
【详解】 A、用 32P 标记的尿嘧啶核苷酸，因此放射性物质应是转录后得到的 RNA，A 错误； B、本实验的因变量为放射性出现的位置， B 错误；
C、分析图可知，放射性物质能从细胞核进入细胞质，不能从细胞质进入细胞核， C 错误； D、核孔直接控制某些大分子物质的进出，因此放射性物质 RNA 在细胞核和细胞质的分布与 核孔直接有关， D 正确。
故选 D。
12．D
【分析】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)。
【详解】 A、细胞的核质之间需要通过核孔进行物质交换和信息交流，所以核孔数量随细胞 种类以及细胞代谢状况不同而改变，核孔密度可以作为细胞代谢旺盛程度的指标， A 正确； B、核糖体是由 RNA 和蛋白质组成， RNA 和蛋白质的运输与核孔复合体有关， B 正确；
C、DNA 解旋酶化学本质是蛋白质，通过核孔进入细胞核，且消耗 ATP，C 正确；
D、心房颤动可能是由于编码核孔复合体的基因突变，使得核孔蛋白结构异常，导致核孔复 合体的运输功能出现障碍， D 错误。
故选 D。
13．D
【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 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)。功能：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、分析题图：①是内质网膜、②是核膜、③是核仁、④是染色质、⑤是核孔。 【详解】 A、高等植物成熟筛管细胞中无细胞核， A 错误；
B、②为核膜，不参与细胞内蛋白质的加工， B 错误；
C、③为核仁，不属于遗传物质， C 错误；
D、细胞核内合成的信息分子通过核孔到达细胞质后，控制细胞的代谢和遗传， D 正确。 故选 D。
14．C
【分析】根据题意可知， 错误折叠蛋白在热胁迫条件下进入核仁， 若破坏核仁， 错误折叠的 蛋白将不能修复。说明错误折叠蛋白的修复与核仁有关。
【详解】 A、融合蛋白是大分子物质，在细胞质的核糖体上合成后通过核孔进入细胞核， A 正确；
B、融合蛋白 L-G 中， G 是能发出绿色荧光的热稳定部分，因此正常温度和热胁迫条件下融 合蛋白均能发出绿色荧光， B 正确；
C、核仁是错误折叠蛋白修复的场所，修复好的热胁迫敏感蛋白应该回到细胞核内发挥作用， C 错误；
D、核仁与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关， D 正确。
故选 C。
15．．B
【分析】 1.细胞核主要结构有：核膜、核仁、染色质。核膜由双层膜构成，膜上有核孔，是 细胞核和细胞质之间物质交换和信息交流的孔道。染色质和染色体是同一物质在细胞不同时 期的两种存在状态。原生细胞和真核细胞最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细 胞核，没有核膜、核仁和染色质，也没有复杂的细胞器，只有核糖体一种细胞器。 2.细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】 A、图中显示， 无活型 RagC 转化为激活型 RagC 并没有需要 ATP 提供能量， A 错误； B、二甲双胍能抑制线粒体的功能， 进而抑制了细胞中 ATP 的合成， 而无活型 RagC 与激活型 RagC 的核孔运输需要消耗 ATP，因此， 二甲双胍能降低无活型 RagC 与激活型 RagC 的核孔运 输量， B 正确；
C、激活型 RagC 需要通过核孔进入细胞质中才能发挥对细胞生长的作用， 而其进入细胞质中 是需要消耗能量的，激活型 RagC 活性升高会在细胞质中通过核膜上相关蛋白的作用，抑制 SKN1 的对 ACAD10 的激活作用，进而抑制细胞的生长， C 错误；
D、据图可知，无活型 RagC 在细胞核中转化为激活型 RagC，D 错误。
故选 B。
16． (1) ① 核膜 2
(2) ③ 核孔 核外→核内
(3) 核仁 和 rRNA 和核糖体的形成有关 核内→核外
(4) 染色质 相同物质在不同时期的两种形态 蛋白质
DNA 2 脱氧核苷酸
【分析】细胞核： (1)核膜：双层膜，有核孔(大分子物质通道，有选择性)。(2)核仁： 折光性较强， 与某些 RNA 的合成以及核糖体的形成有关。核膜和核仁都在有丝分裂期间表现 出周期性的消失与重建。(3) 染色质：由 DNA 和蛋白质组成，易被碱性染料染成深色。(4) 细胞核的功能：是细胞代谢和遗传的控制中心，是遗传信息库。
【详解】(1)核膜将核内物质与细胞质分开，具有内膜、外膜两层膜。 (2)核膜上的核孔是某些分子进出细胞核的通道，蛋白质在细胞质的核糖体合成，只能从 核外→核内。
(3)②核仁，和 rRNA 和核糖体的形成有关。 RNA 在细胞核合成，从核内→核外。 (4)④是丝状的染色质，进入分裂期，会高度螺旋化变成染色体，主要成分是 DNA 和蛋白 质， DNA 有 2 条链构成，基本单位是脱氧核苷酸。
【点睛】通过细胞核图，考查细胞核的结构和功能。
17. 【答案】
(1)核糖体 核孔 原料、能量
(2)失去细胞核的控制,细胞质无法合成新的物质等
(3)无物质和能量的供应
(4)细胞只有保持完整,才能正常进行生命活动
【解析】 细胞质中已合成的物质和能量只能维持一段时间,消耗完后细胞无核部分因无法合
成新的物质等而最终死亡;单独的细胞核因缺少代谢所需的能量、酶、原料的供应而很快死 亡。细胞只有保持完整性,才能正常完成各项生命活动。