【人教生物必修1知识梳理及训练】3.3 细胞核的结构和功能（含解析）

生物学 必修1［RJ］（不定项）
人教生物必修1知识梳理及训练
3.3 细胞核的结构和功能
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知识点1　细胞核的功能
1．细胞核的分布：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．细胞核功能的实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验
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(2)蝾螈受精卵横缢实验
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(3)变形虫切割实验
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(4)伞藻嫁接与核移植实验
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3．功能
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
知识点2　细胞核的结构
1．结构
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(1)核膜
①结构：双层膜(外膜和内膜)。
②功能：把核内物质与细胞质分开。
(2)核孔
①位置：位于核膜上。
②功能：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
(3)核仁
功能：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
(4)染色质
①组成：主要由DNA和蛋白质组成。
②功能：染色质是DNA的载体，DNA是遗传信息的载体。
③形态：极细的丝状物。
④特点：易被碱性染料染成深色。
⑤与染色体关系：
a．
b．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。
延伸拓展
(1)细胞核的外膜与内质网相连，附着有许多核糖体。
(2)核膜和核孔均具有选择性。RNA、蛋白质等大分子物质可以通过核孔，细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质，小分子物质是经过核膜出入细胞核的。
(3)代谢旺盛的细胞，往往核仁较大，核孔数量多。
(4)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质(染色体)上。
(5)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。
2．细胞是一个统一的整体
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知识点3　建构模型
1．概念：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。
2．类型
3．实例：沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型就是物理模型，它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。
延伸拓展
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。
4．探究·实践：尝试制作真核细胞的三维结构模型。
(1)目的要求
①尝试制作真核细胞的三维结构模型。
②体验建构模型的过程。
(2)材料用具：根据模型种类选取材料用具。
(3)建立模型
(4)表达和交流：对各小组模型进行评价。
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1．细胞核的结构和功能是怎样的？
答案　细胞核由核膜、核仁、核孔、染色质等构成。细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
2．为什么说细胞核是细胞的“控制中心”？
答案　遗传信息的载体是DNA，DNA上有指导生物生长、发育、衰老、凋亡的全部信息，DNA主要存在于细胞核中。
3．怎样制作真核细胞的三维结构模型？
答案　确定制作模型的种类、规格；确定使用的材料用具；确定制作模型的实施过程和具体分工；完成模型的制作；检查、修补存在的缺陷。
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1．(目标1)下列关于细胞核功能的探究实验，描述错误的是(　　)
A．美西螈的核移植实验说明细胞核中遗传物质可控制生物性状
B．蝾螈受精卵的横缢实验说明没有细胞核细胞就不能分裂分化
C．变形虫的切割实验说明细胞核是细胞生命活动的控制中心
D．伞藻的嫁接和核移植实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关
答案　A
解析　美西螈的核移植实验说明细胞核可以控制生物性状，A错误。
2．(目标2)以下关于物理模型的说法，正确的是(　　)
A．通过抽象的形式来表达认识对象的特征
B．把事物的共同特点抽出来加以描述
C．用空间形式与数量关系来描述认识对象的特征
D．以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征
答案　D
解析　概念模型通过抽象的形式来表达认识对象的特征，A错误；概念模型把事物的共同特点抽出来加以描述，B错误；数学模型用空间形式与数量关系来描述认识对象的特征，C错误；物理模型以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，D正确。
3．(目标3)细胞核控制着细胞的代谢和遗传。因此，有人把细胞核比喻为细胞的“大脑”或者细胞的“控制中心”。下列事实不能表明这一观点的是(　　)
A．个体较大的原生动物，如草履虫，其细胞中会出现两个细胞核
B．细胞分裂时，细胞核解体，染色质高度螺旋化形成染色体
C．黑色美西螈的细胞核与白色美西螈的去核卵母细胞融合后的重组细胞会发育成黑色美西螈
D．失去细胞核的变形虫不能摄取食物，对外界刺激不再产生反应
答案　B
解析　细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，个体较大的原生动物(如草履虫)会出现两个细胞核，可以保证细胞正常的核质比，有利于细胞的正常代谢和遗传，A不符合题意；细胞分裂时，核膜、核仁解体，染色质高度螺旋化形成染色体，但不能说明细胞核控制着细胞的代谢和遗传，B符合题意；美西螈的皮肤颜色受细胞核控制，说明细胞核控制着细胞的遗传，C不符合题意；失去细胞核的变形虫“不能摄取食物，对外界刺激不再产生反应”，而有核的可以进行正常的生命活动，说明细胞核对维持细胞的生命活动至关重要，D不符合题意。
4．(不定项)(目标1)关于细胞核结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．不同细胞的细胞核数量和结构不完全相同
B．细胞核具有控制细胞的代谢和遗传的功能主要与染色质有关
C．染色质和染色体是存在于细胞中不同时期的同一物质
D．核孔是RNA出细胞核的通道
答案　ABCD
5．(目标1)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[　　]中填标号，________上填相应名称)
(1)只有在________细胞中，使用________显微镜才可以看到此图所表示的结构。
(2)[3]________主要由蛋白质以及________组成，是真核生物________的主要载体。
(3)图片中可见[1]________和[　　]________连通，[　　]________是某些大分子物质进出细胞核的通道，从而加强了________和________在生命系统中的联系。
答案　(1)真核　电子
(2)染色质　DNA　遗传物质
(3)内质网　5　核膜　2　核孔　细胞质　细胞核
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[例1]　细胞核具有什么功能？科学家通过如图实验进行探究：①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连，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，将一个细胞核挤入不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，发育成胚胎。下列有关叙述中，错误的是(　　)
A．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关
B．实验①中，a、b两部分细胞形成对照
C．实验②中a部分的操作与实验①中a部分形成对照
D．实验说明细胞质与细胞的分裂、分化关系密切
解题分析　在实验①中有细胞核的一部分能正常分裂、分化，而没有细胞核的部分不能分裂、分化，所以经对照后说明细胞核与细胞分裂、分化密切相关，A正确，D错误。
答案　D
[例2]　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，移植后发育长大的美西螈，全部都是黑色的。下列说法错误的是(　　)
A．美西螈核移植实验说明美西螈的肤色由其细胞核控制
B．细胞核是细胞的代谢中心的原因是遗传信息主要储存在细胞核中
C．本实验缺乏一组相互印证的实验：将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到黑色美西螈的去核卵细胞中，观察移植后发育长大的美西螈的肤色
D．如果离体的细胞核没有及时植入去核卵细胞中，二者都容易死亡，说明细胞核和细胞质是相互依存的统一整体
解题分析　由于重组细胞发育长大的美西螈全部都是黑色的，说明美西螈的肤色由其细胞核控制，A正确；细胞核是细胞代谢的控制中心，而代谢中心是细胞质(基质)，B错误；本实验缺乏相互印证的实验，应该将白色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到黑色美西螈的去核卵细胞中，观察移植后发育长大的美西螈的肤色，C正确；细胞核和细胞质是相互依存的统一整体，细胞结构只有保持完整性才能长期存活，D正确。
答案　B
技法提升
用对照的观点分析实验
首先确认实验的自变量和因变量。如例1中自变量为细胞核的有无，因变量为蝾螈的发育状况。
其次由因找果，分析实验自变量与因变量间的逻辑关系，得出正确结论。如例1中无核部分停止分裂，有核部分能继续分裂，说明细胞核与细胞的分裂、分化密切相关。
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[例3]　(不定项)观察如图所示的模式图，相关说法不正确的是(　　)
A．图中3为核仁，代谢旺盛的细胞中核仁较大
B．图中2为核孔，通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换，还可以实现信息交流
C．图中4为核膜，它是一种单层生物膜，具有选择透过性，可将核内物质与细胞质分开
D．图中1为染色质，该结构与原核细胞中拟核的化学本质相同，均为DNA分子
解题分析　图中3是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，代谢旺盛的细胞中核糖体多，所以核仁较大，A正确；图中2是核孔，可实现核质之间的物质交换和信息交流，B正确；图中4是核膜，为双层膜，把核内物质与细胞质分开，具有选择透过性，C错误；图中1是染色质，其主要成分是DNA和蛋白质，而原核细胞中拟核只有环状DNA分子，无蛋白质，D错误。
答案　CD
INCLUDEPICTURE"课时作业.TIF" INCLUDEPICTURE "课时作业.TIF" \* MERGEFORMAT
[单项选择题]
INCLUDEPICTURE"圆点.TIF" INCLUDEPICTURE "圆点.TIF" \* MERGEFORMAT 知识点一　细胞核的功能
1．下列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．蓝细菌和哺乳动物成熟的红细胞
D．大肠杆菌和蛙的成熟红细胞
答案　C
2．如图表示变形虫的切割和核移植实验。该实验不能得出的结论是(　　)
A．细胞核是遗传物质储存和复制的场所
B．细胞核是细胞新陈代谢的控制中心
C．细胞核和细胞质相互依存，相互影响
D．细胞结构的完整性是细胞生存的基础
答案　A
3．伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。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(如下图)。下列相关叙述错误的是(　　)
A．图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止
B．图2中③与图1中①的帽形相同，都是菊花形帽
C．图1中①②的帽形随嫁接的伞柄而改变
D．上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关
答案　C
解析　细胞核是细胞遗传和代谢活动的控制中心，故移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止，A正确；图1中①②嫁接的是伞柄(属于细胞的细胞质部分)，故不会引起帽形的改变，C错误；题中嫁接实验及核移植实验可说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，D正确。
4．下列有关细胞核的叙述中，错误的是(　　)
A．细胞核是细胞新陈代谢的主要场所
B．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
C．细胞核是遗传信息库
D．细胞核具有双层膜
答案　A
解析　细胞新陈代谢的主要场所是细胞质，A错误。
INCLUDEPICTURE"圆点.TIF" INCLUDEPICTURE "圆点.TIF" \* MERGEFORMAT 知识点二　细胞核的结构
5．下图为细胞核的结构示意图。下列说法正确的是(　　)
A．②结构对物质的进出不具有选择性
B．④结构是细胞中遗传信息的载体
C．③结构容易被碱性染料染成深色
D．①和⑤分别代表核膜的双层膜结构
答案　C
解析　②为核孔，是大分子物质进出细胞核的通道，蛋白质和RNA等大分子物质可以通过核孔，但核孔具有选择透过性，DNA不能通过，A错误；③是染色质，染色质是细胞中遗传信息的载体，B错误；③是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，容易被碱性染料染成深色，C正确；①是内质网，⑤是核膜，D错误。
6．真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是(　　)
A．胰岛细胞
B．造血干细胞(能增殖分化)
C．浆细胞(能分泌抗体)
D．口腔上皮细胞
答案　D
解析　胰岛细胞具有分泌激素的功能，造血干细胞能够增殖、分化为血细胞，浆细胞能够分泌抗体，这三种细胞代谢旺盛，核孔数目较多；口腔上皮细胞是高度分化的体细胞，不能分裂增殖，也不具有分泌功能，代谢不旺盛，因此其核孔数目最少。
7.细胞核结构模式如图所示，下列有关叙述不正确的是(　　)
A．④可与③直接相连，这体现了生物膜系统在结构上的紧密联系
B．若②被破坏，则该细胞中蛋白质的形成将不能正常进行
C．图中蛋白质和RNA通过核孔进出细胞核不需要消耗能量
D．①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂的不同时期呈现不同的存在状态
答案　C
解析　④内质网可与③核膜直接相连，这体现了生物膜系统在结构上的紧密联系，A正确；核仁与核糖体的形成有关，核糖体是蛋白质的合成场所，若②核仁被破坏，则该细胞中蛋白质的形成将不能正常进行，B正确；图中蛋白质和RNA通过核孔进出细胞核需要消耗能量，C错误；①表示染色质，主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂的不同时期呈现不同的状态，D正确。
INCLUDEPICTURE"圆点.TIF" INCLUDEPICTURE "圆点.TIF" \* MERGEFORMAT 知识点三　建构模型
8．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的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的。下列有关模型方法的叙述错误的是(　　)
A．拍摄洋葱表皮细胞的照片，能直观地表达认识对象的特征，属于物理模型
B．设计并制作细胞的三维结构模型时，科学性、准确性比美观与否更重要
C．画概念图是构建概念模型的一种方法，可以梳理所学知识，建立良好的知识结构
D．模型包括物理模型、概念模型、数学模型等
答案　A
解析　拍摄洋葱表皮细胞的照片，能直观地表达认识对象的特征，属于实物，不属于模型，A错误。
[不定项选择题]
9．下列关于细胞核的结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关
B．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
C．蛋白质等大分子物质通过核孔进入细胞质而不能直接通过核膜，体现了核膜具有选择透过性
D．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
答案　ABCD
10．核纤层以网络形式分布于核膜内侧，由特殊的纤维丝状蛋白组成，如图所示。核纤层能维持细胞核正常的形状与大小，有利于细胞核与细胞质之间的隔离与信息交换。下列有关核纤层的说法错误的是(　　)
A．核纤层的结构模式图属于物理模型
B．组成染色质的蛋白质由结构①进入细胞核
C．核纤层的隔离作用会减弱细胞核对细胞代谢的控制
D．核纤层被破坏后，细胞核的形态和功能均会发生改变
答案　C
解析　以实物或图画形式直观地表达认识对象的生物特征属于物理模型，本题核纤层的结构模式图属于物理模型，A正确；大分子物质由核孔进出细胞核，组成染色质的蛋白质由核孔，即①进入细胞核，B正确；细胞核是细胞代谢的控制中心，核纤层利于细胞核与细胞质之间的隔离与信息交换，不会减弱细胞核对细胞代谢的控制，C错误；核纤层能维持细胞核正常的形状与大小，有利于细胞核与细胞质之间的隔离与信息交换，核纤层被破坏后，细胞核的形态和功能均会发生改变，D正确。
11．下列关于细胞核的叙述，不正确的是(　　)
A．染色质是遗传信息的主要载体，染色质主要存在于真核细胞的细胞核内，少量存在于叶绿体和线粒体中
B．核仁与核糖体的形成密切相关，没有核仁的细胞无法形成核糖体
C．真核细胞的核膜上有核孔，核孔多的细胞代谢往往更旺盛
D．细胞核内的液体叫细胞液，为细胞核内的其他结构提供营养
答案　ABD
解析　染色质只存在于真核细胞的细胞核内，叶绿体和线粒体中含有DNA，但不能形成染色质，A错误；原核细胞没有核仁，但能形成核糖体，B错误；核孔多便于核质之间频繁的物质交换和信息交流，核孔越多，代谢越旺盛，C正确；细胞核内的液体叫核基质，细胞液是指液泡中的液体，D错误。
[非选择题]
12．二甲双胍的抗肿瘤效应越来越受到人们的关注，它可以通过抑制某种细胞器的功能而抑制细胞的生长，其作用机理如图所示。请据图回答有关问题：
(1)细胞核的核膜是双层膜结构，其主要成分是____________。核孔的作用是________________________________________。
(2)据图分析，二甲双胍通过抑制________的功能，进而直接影响了________________________的跨核孔运输，最终达到抑制细胞生长的效果。
(3)物质进出核孔是否具有选择性？________。RagC进出细胞核需经过________层生物膜。
(4)据图分析，分泌蛋白的运输是否可能受二甲双胍的影响？________，原因是___________________________________________________________________
_______________________________________。
答案　(1)蛋白质和磷脂　实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
(2)线粒体　无活型RagC和激活型RagC
(3)是　0
(4)是　二甲双胍抑制线粒体的功能，分泌蛋白的运输需要消耗能量，所以该生理过程可能会受到二甲双胍的影响
解析　(1)核膜属于生物膜，生物膜的主要成分是蛋白质和磷脂。核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
(2)由题图可知，二甲双胍通过抑制线粒体的功能，影响能量的供应，进而影响相关物质(无活型RagC和激活型RagC)进出核孔，最终达到抑制细胞生长的效果。
(3)核孔具有选择性，一些生物大分子可通过核孔进出细胞核，但DNA不能通过核孔进出细胞核。RagC通过核孔进出细胞核，因此RagC进出细胞核需经过0层生物膜。
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