第3节 细胞核的结构和功能
[基础达标]
题组一 细胞核的结构
1．(2023·广东广州白云中学期中)细胞核是遗传信息的储存场所，控制着细胞的代谢和遗传。下列相关叙述正确的是( )
A．细胞核内行使遗传功能的结构是核仁
B．核膜可与高尔基体膜直接相连，有助于物质运输
C．染色体不是DNA的唯一载体
D．染色体和染色质是不同物质在不同时期的两种存在状态
2．下图是细胞核模型图，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是生物膜的一部分
B．⑦的形成与⑤有关
C．⑥不能与②直接相连
D．分泌蛋白的合成、运输、加工离不开⑥和⑦
3．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，下列有关叙述正确的是( )
A．核内所有物质都能自由通过核孔
B．细胞核位于细胞的正中央，所以它是细胞的控制中心
C．细胞核是DNA储存和复制的主要场所
D．染色质主要由RNA和蛋白质组成
4．(2023·广东潮州松昌中学期中)核孔复合物(NPC)结构是细胞核的重要结构，近日施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构，取得了突破性进展，通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在与细胞核膜高度弯曲的部分。下列相关叙述正确的是( )
A．附着NPC的核膜为双层膜结构，且可以与高尔基体膜相联系
B．NPC保证了细胞核与细胞质间蛋白质、DNA等大分子自由进出
C．非洲爪蟾NPC是双向性核质交换通道，其数目、分布与细胞代谢活性有关
D．哺乳动物成熟红细胞中的NPC数量较少，因此代谢较弱
题组二 细胞核的功能
5．(2023·广东广州执信中学阶段练习)下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。下列叙述错误的是( )
A．能再生成喇叭虫的是②段
B．①③段中含有染色质，②段中含有染色体
C．b上有核孔，能实现核质之间的信息交流
D．a的摆动、c的形成从根本上说都是b控制的结果
6．(2023·广东广州五中阶段练习)图甲为细胞核结构模式图，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥作用。图乙表示非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验。以下分析正确的是( )
A．图甲中5由两层磷脂分子组成，使3染色体与细胞质分隔
B．4位于细胞核的中央，在细胞核的功能中处于主导地位
C．细胞生长、代谢旺盛的细胞，2的数目增多
D．从图乙可知亲核蛋白进入细胞核是由头部决定
7．用一根玻璃针将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半很快死亡；如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存；如果在去核后的第三天，向无核部分植入一个细胞核，这个变形虫则能恢复正常生活(如下图所示)。根据上述实验回答问题：
(1)正常细胞中细胞核与细胞质的关系是__________________。
(2)无核部分最终死亡的原因是____________________________。
(3)去核的部分细胞质，可以生活一段时间，其原因是__________________________。
(4)如果在去核后的第三天，向无核部分植入一个细胞核，这个变形虫则能恢复正常生活，该实验与(2)进行对比可以说明______________________________________________
________________________________________________________________________。
[能力提升]
8．观察如图所示的结构模式图，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，通过该结构不仅可实现核质之间的物质交换，还可实现信息交流
C．图中4为核膜，它是一种双层生物膜，可将核内物质与细胞质分开
D．图示结构是真核细胞代谢的主要场所
9．(2023·福建泉州十六中考阶段练习)科学家通过下列实验(如图)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，进而发育成胚胎。下列叙述不正确的是( )
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结果说明细胞质中不存在决定细胞分裂的关键物质
C．实验②中，a部分的操作与实验①中的a部分形成对照
D．该实验说明细胞核是遗传信息库，是代谢和遗传的控制中心
10．(2024·河南唐河第一高级中学模拟预测)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述错误的是( )
A．核糖体蛋白进出细胞核需通过核孔
B．细胞的遗传信息储存于DNA中
C．核糖体蛋白是在核仁中合成的
D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
11．下列有关以下细胞结构的叙述，错误的是( )
①细胞核 ②细胞膜 ③线粒体 ④核糖体 ⑤叶绿体 ⑥内质网 ⑦细胞壁 ⑧中心体
A．①和③都是由双层膜包围形成的结构
B．②和④是真核细胞与原核细胞均有的结构
C．⑤和⑦共存于绿色植物进行光合作用的细胞中
D．⑥和⑧只共存于动物细胞中
12．(2023·贵州六盘水高一统考阶段练习)2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在我国诞生，这是我国科学家历经多年攻关取得的重大突破。利用克隆技术可以得到许多在遗传上相同的克隆猴。图甲表示细胞核的结构，图乙表示克隆猴培育流程。回答下列问题：
(1)图甲中，结构③为核膜，组成结构③的基本支架是________。破坏结构⑤会影响蛋白质的合成，其原因是____________________________________。
(2)图甲中，结构②是____________。结构④是染色质，它与染色体的关系是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)猴子的性别是由染色体类型决定的。图乙中，克隆猴“中中”和“华华”的遗传物质主要来自________(填“A猴”“B猴”或“C猴”)，它们的性别________(填“相同”或“不相同”)。
13．伞藻是大型单细胞绿藻，其高度可达10 cm，伞帽形态差异明显，易嫁接。可用伞藻嫁接实验和核移植实验来探究细胞核的功能，实验过程如图所示。请回答下列问题：
(1)嫁接实验的结果可以说明__________________________。
(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，还有必要再做核移植实验吗？________，说出你的理由：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据所学知识，请你推测并简述伞藻的细胞质在伞帽形成过程中的作用：____________________________________。
(4)指出选择伞藻作为该实验的实验材料有什么优点(要求写两点)：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。第3节 细胞核的结构和功能
[基础达标]
题组一 细胞核的结构
1．(2023·广东广州白云中学期中)细胞核是遗传信息的储存场所，控制着细胞的代谢和遗传。下列相关叙述正确的是( )
A．细胞核内行使遗传功能的结构是核仁
B．核膜可与高尔基体膜直接相连，有助于物质运输
C．染色体不是DNA的唯一载体
D．染色体和染色质是不同物质在不同时期的两种存在状态
【答案】C 【解析】细胞核内行使遗传功能的是染色质，A错误；内质网可以内连核膜，外连细胞膜，因此核膜可与内质网膜直接相连，有助于物质运输，核膜不能直接与高尔基体膜相连，B错误；DNA主要存在于染色体上，还有少部分存在于线粒体、叶绿体中，可以说明染色体是DNA的主要载体，C正确；染色质和染色体是同种物质在不同时期的两种存在状态，在分裂间期是染色质，在分裂期是染色体，染色体是染色质高度螺旋化形成的短棒状结构，D错误。
2．下图是细胞核模型图，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是生物膜的一部分
B．⑦的形成与⑤有关
C．⑥不能与②直接相连
D．分泌蛋白的合成、运输、加工离不开⑥和⑦
【答案】C 【解析】②(核膜的外膜)、③(核膜的内膜)都是生物膜的一部分，A正确；⑦(核糖体)的形成与⑤(核仁)有关，B正确；⑥(内质网)与细胞核的②(外膜)相连，C错误；分泌蛋白在游离的核糖体上合成一段肽链后，核糖体与肽链一起转移到粗面内质网继续其合成过程，边合成边转移到内质网进行加工，故分泌蛋白的合成、运输、加工离不开⑦(核糖体)、⑥(内质网)，D正确。
3．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，下列有关叙述正确的是( )
A．核内所有物质都能自由通过核孔
B．细胞核位于细胞的正中央，所以它是细胞的控制中心
C．细胞核是DNA储存和复制的主要场所
D．染色质主要由RNA和蛋白质组成
【答案】C
4．(2023·广东潮州松昌中学期中)核孔复合物(NPC)结构是细胞核的重要结构，近日施一公团队解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构，取得了突破性进展，通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在与细胞核膜高度弯曲的部分。下列相关叙述正确的是( )
A．附着NPC的核膜为双层膜结构，且可以与高尔基体膜相联系
B．NPC保证了细胞核与细胞质间蛋白质、DNA等大分子自由进出
C．非洲爪蟾NPC是双向性核质交换通道，其数目、分布与细胞代谢活性有关
D．哺乳动物成熟红细胞中的NPC数量较少，因此代谢较弱
【答案】C 【解析】核膜为双层膜结构，且外膜与内质网膜相连，A错误；NPC是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道，而DNA不能通过，故其控制物质的进出具有选择性，B错误；核孔复合物(NPC)可实现核质间双向物质交流，其数目多少及分布位置与细胞代谢活性有关，C正确；哺乳动物成熟红细胞没有细胞核，因此不含NPC，D错误。
题组二 细胞核的功能
5．(2023·广东广州执信中学阶段练习)下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。下列叙述错误的是( )
A．能再生成喇叭虫的是②段
B．①③段中含有染色质，②段中含有染色体
C．b上有核孔，能实现核质之间的信息交流
D．a的摆动、c的形成从根本上说都是b控制的结果
【答案】B 【解析】分析题干和题图可知，①②③中，②中含有细胞核，因此②能再生成喇叭虫，A正确；染色质位于细胞核，只有②含有细胞核，故只有②含有染色质，B错误；b是细胞核，细胞核的核膜上的核孔实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流，C正确；遗传物质DNA主要位于细胞核，b细胞核是遗传信息库，是喇叭虫代谢和遗传的控制中心，因此a的摆动、c的形成从根本上说都是b控制的结果，D正确。
6．(2023·广东广州五中阶段练习)图甲为细胞核结构模式图，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥作用。图乙表示非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验。以下分析正确的是( )
A．图甲中5由两层磷脂分子组成，使3染色体与细胞质分隔
B．4位于细胞核的中央，在细胞核的功能中处于主导地位
C．细胞生长、代谢旺盛的细胞，2的数目增多
D．从图乙可知亲核蛋白进入细胞核是由头部决定
【答案】C 【解析】图甲中的5是核膜，核膜是双层膜，由4层磷脂分子组成，A错误；4是核仁，核仁不一定位于细胞核的中央，在细胞核的功能中处于主导地位的应是由DNA和蛋白质构成的染色体，B错误；2是核孔，核孔是细胞核和细胞质之间进行信息交流和物质交换的通道，细胞生长、代谢旺盛的细胞，核孔的数目增多，C正确；由图乙可知，将核蛋白的头部注入细胞质，细胞核不能检测到放射性，而将核蛋白的尾部、核蛋白质的整体注入细胞质，在细胞核中都检测到放射性，说明亲核蛋白由核孔进入细胞核由其尾部决定的，D错误。
7．用一根玻璃针将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半很快死亡；如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存；如果在去核后的第三天，向无核部分植入一个细胞核，这个变形虫则能恢复正常生活(如下图所示)。根据上述实验回答问题：
(1)正常细胞中细胞核与细胞质的关系是__________________。
(2)无核部分最终死亡的原因是____________________________。
(3)去核的部分细胞质，可以生活一段时间，其原因是__________________________。
(4)如果在去核后的第三天，向无核部分植入一个细胞核，这个变形虫则能恢复正常生活，该实验与(2)进行对比可以说明______________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)相互依存的统一整体
(2)失去了细胞核的控制和调节作用
(3)已合成的蛋白质等物质仍可发挥作用
(4)细胞只有保持结构的完整性才能完成各项生命活动
[能力提升]
8．观察如图所示的结构模式图，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，通过该结构不仅可实现核质之间的物质交换，还可实现信息交流
C．图中4为核膜，它是一种双层生物膜，可将核内物质与细胞质分开
D．图示结构是真核细胞代谢的主要场所
【答案】D 【解析】据图分析，1表示染色质(主要由DNA和蛋白质组成)，2表示核孔(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)，3表示核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)，核糖体是蛋白质的合成场所，因此代谢旺盛的细胞中核仁较大，A、B正确；4表示核膜，具有双层膜，4层磷脂分子层，属于生物膜系统，其功能是把核内物质与细胞质分开，C正确；细胞质基质是真核细胞代谢的主要场所，D错误。
9．(2023·福建泉州十六中考阶段练习)科学家通过下列实验(如图)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，进而发育成胚胎。下列叙述不正确的是( )
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结果说明细胞质中不存在决定细胞分裂的关键物质
C．实验②中，a部分的操作与实验①中的a部分形成对照
D．该实验说明细胞核是遗传信息库，是代谢和遗传的控制中心
【答案】D 【解析】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，A正确；实验①中，a部分相当于去核，只有细胞质，细胞不分裂，说明细胞质中不存在决定细胞分裂的关键物质，B正确；实验②中，a部分植入核，与实验①中的a部分形成前后自身对照，C正确；该实验未能说明细胞核是遗传信息库以及细胞核是代谢和遗传的控制中心，D错误。
10．(2024·河南唐河第一高级中学模拟预测)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述错误的是( )
A．核糖体蛋白进出细胞核需通过核孔
B．细胞的遗传信息储存于DNA中
C．核糖体蛋白是在核仁中合成的
D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
【答案】C 【解析】核糖体蛋白是大分子，进出细胞核需通过核孔，A正确；DNA是细胞生物的遗传物质，因此，细胞的遗传信息储存于DNA的碱基排列顺序中，B正确；核糖体蛋白是在核糖体中合成的，C错误；核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出，在细胞溶胶进行组装，D正确。
11．下列有关以下细胞结构的叙述，错误的是( )
①细胞核 ②细胞膜 ③线粒体 ④核糖体 ⑤叶绿体 ⑥内质网 ⑦细胞壁 ⑧中心体
A．①和③都是由双层膜包围形成的结构
B．②和④是真核细胞与原核细胞均有的结构
C．⑤和⑦共存于绿色植物进行光合作用的细胞中
D．⑥和⑧只共存于动物细胞中
【答案】D 【解析】具有双层膜结构的细胞结构有叶绿体、线粒体和细胞核，所以①和③都是由双层膜包围形成的结构，A正确；所有细胞都有细胞膜，原核细胞除核糖体外无其他细胞器，所以②和④是真核细胞与原核细胞均有的结构，B正确；⑤和⑦共存于绿色植物进行光合作用的细胞中，C正确；⑥是内质网，在真核细胞中都存在，⑧是中心体，在高等动物细胞和低等植物细胞中存在，D错误。
12．(2023·贵州六盘水高一统考阶段练习)2017年11月27日，世界上首个体细胞克隆猴在我国诞生，这是我国科学家历经多年攻关取得的重大突破。利用克隆技术可以得到许多在遗传上相同的克隆猴。图甲表示细胞核的结构，图乙表示克隆猴培育流程。回答下列问题：
(1)图甲中，结构③为核膜，组成结构③的基本支架是________。破坏结构⑤会影响蛋白质的合成，其原因是____________________________________。
(2)图甲中，结构②是____________。结构④是染色质，它与染色体的关系是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)猴子的性别是由染色体类型决定的。图乙中，克隆猴“中中”和“华华”的遗传物质主要来自________(填“A猴”“B猴”或“C猴”)，它们的性别________(填“相同”或“不相同”)。
【答案】(1)磷脂双分子层 结构⑤(核仁)与核糖体的形成有关，而核糖体是合成蛋白质的场所 (2)(粗面)内质网 同一物质在细胞不同时期的两种存在状态 (3)A猴 相同
13．伞藻是大型单细胞绿藻，其高度可达10 cm，伞帽形态差异明显，易嫁接。可用伞藻嫁接实验和核移植实验来探究细胞核的功能，实验过程如图所示。请回答下列问题：
(1)嫁接实验的结果可以说明__________________________。
(2)在研究过程中已经做了伞藻的伞柄与假根的嫁接实验，还有必要再做核移植实验吗？________，说出你的理由：______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据所学知识，请你推测并简述伞藻的细胞质在伞帽形成过程中的作用：____________________________________。
(4)指出选择伞藻作为该实验的实验材料有什么优点(要求写两点)：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
【答案】(1)伞帽的形态可能由细胞核决定
(2)有必要 因为嫁接后的细胞中，有部分细胞质来自伞柄，部分细胞质来自假根，故不能肯定伞帽的形态是否由细胞核决定
(3)伞帽所含的各种物质是在细胞质中产生的
(4)伞藻是大型单细胞绿藻 伞藻的伞帽形态差异明显(不同伞藻间容易嫁接)(合理即可)
