课时分层训练(十一) 细胞核的结构和功能
知识点1 细胞核的功能
1．科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，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。这说明了细胞核是( )
A．细胞代谢的主要场所
B．遗传物质的储存和复制场所
C．细胞遗传特性的控制中心
D．细胞生命活动的控制中心
D [根据题干信息可知去核后变形虫代谢减弱，运动停止，植入核后又恢复，说明细胞核是细胞生命活动的控制中心。]
2．右图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接时，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。下列有关评价合理的是( )
A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C．欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验
D．第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同
C [在缺乏对照的情况下，仅根据题图所进行的操作和实验现象，无法得出细胞核的功能，只有在设置对照的情况下，才能得出细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心的结论。]
知识点2 细胞核的结构
3．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错误的是( )
A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开
B．②是遗传物质的主要载体
C．③与蛋白质的合成及核糖体的形成有关
D．④有利于某种RNA从细胞核进入细胞质，实现核质之间的信息交流
C [③为核仁，与核糖体中RNA的合成有关。]
4．细胞核的结构与功能相适应。下列相关叙述错误的是( )
A．控制细胞器进行物质合成的指令，主要通过核孔送到细胞质
B．细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关
C．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢的中心
D．染色质主要由DNA和蛋白质组成
C [核孔是大分子物质进出细胞核的通道，可实现核质之间的信息交流，控制细胞器进行物质合成、能量转化等指令，主要通过核孔从细胞核送到细胞质，A正确；细胞核中有染色质，染色质是遗传物质DNA的主要载体，DNA上有遗传信息，这些信息其实就是指导和控制细胞中物质和能量变化的一系列指令，因此细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关，B正确；细胞代谢的中心是细胞质基质，不是细胞核，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢的控制中心，C错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质DNA的主要载体，D正确。]
5．模型是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。模型的形式有多种，下列说法错误的是( )
A．罗伯特森拍摄的细胞膜的电镜照片，能直观地表达认识对象的特征，属于物理模型
B．设计并制作真核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．模型可以对生物问题进行定性描述，也可以进行定量描述
A [罗伯特森拍摄的细胞膜的电镜照片是实物，不属于模型。]
6．下图是细胞核及其周围部分结构示意图。据图回答下列问题：
(1)结构①是核膜，由______________构成，能与②______直接相连，反映了生物膜在结构上的联系。
(2)结构③是遗传物质的主要载体，③是________，其主要组成成分是______________。结构⑤与________的合成和核糖体的形成有关。
(3)结构④是核孔，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”或“较少”)，核孔的功能是____________________________________________________________。
(4)细胞核是真核细胞最重要的结构，请概述细胞核的功能：____________________________________________________________
____________________________________________________________。
解析：(1)结构①是核膜，由外层膜和内层膜(或双层膜)构成，能与②内质网直接相连，反映了生物膜在结构上的联系。(2)结构③是遗传物质的主要载体，③是染色质(染色体)，其主要组成成分是DNA和蛋白质。结构⑤与某种RNA的合成和核糖体的形成有关。 (3)结构④是核孔，核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，代谢旺盛的细胞，核孔的数量较多。 (4)细胞核是真核细胞最重要的结构，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
答案：(1)外层膜和内层膜(或双层膜) 内质网 (2)染色质(染色体) DNA和蛋白质 某种RNA (3)较多 实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 (4)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心
7．核孔是由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核孔数目较少，影响到物质的运输
B．核膜由两层磷脂分子组成，核孔复合物与核膜内外的信息交流有关
C．核孔复合物的存在，说明核孔也具有选择性
D．蛋白质在细胞核内合成后通过核孔运出细胞核
C [人体成熟的红细胞中没有细胞核，A错误；核膜具有双层膜，每层膜的基本支架都是磷脂双分子层，则核膜含4层磷脂分子，B错误；蛋白质是在细胞质中的核糖体上合成的，D错误。]
8．在研究细胞核功能的实验中，一位科学家进行了一项实验。他将100个细胞用于实验，把每个细胞都分成含有细胞核(含部分细胞质)和不含细胞核两个部分，然后把这些细胞放在同样的条件下培养，结果如下：
时间/天 1 2 3 4 5 6
细胞无核部分的 存活个数 81 62 20 0 0 0
细胞有核部分的 存活个数 79 78 77 74 67 65
(1)此实验说明细胞核的功能是_________________________________。
(2)有核部分在6天内仍有21%～35%的细胞死亡率，你认为可能的原因是________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)细胞核的作用既然如此重要，请你为人的成熟红细胞没有细胞核提供合理的解释：_________________________________________________
____________________________________________________________。
(4)以动物受精卵为实验材料进行以下实验，请分析并回答相关问题：
实验处理 实验结果
受精卵 ①去质留核 A
②去核留质 B
③质核重组 C
预测三种情况下细胞的代谢情况，若用“能存活”或“不能存活”来概括，则“能存活”的是__________(填“A”“B”或“C”)。 设置__________(填表中序号)两个组进行对比实验，能说明细胞质对细胞核的重要性。
解析：(1)分析表格中的信息可知，在2～6天内，细胞无核部分的存活个数少于细胞有核部分的存活个数，说明细胞核具有控制细胞代谢的功能，细胞核是细胞代谢的控制中心。(2)由于实验过程中实验操作使部分细胞损伤会导致一些细胞死亡，部分细胞会发生正常衰老、凋亡，因此有核部分在6天内仍有21%～35%的细胞死亡率。(3)红细胞在成熟过程中，细胞核退化消失，为红细胞中大量的血红蛋白提供必要的空间，可容纳更多血红蛋白，以加强血红蛋白对氧气的运输。(4)受精卵的发育需要细胞质为其提供营养物质，而细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，没有细胞核或细胞质，受精卵均不能存活。探究细胞质对细胞核的重要性，自变量应为有无细胞质，则需用①③进行对比。
答案：(1)细胞代谢的控制中心 (2)①实验操作使部分细胞损伤，进而导致其中一些细胞死亡；②部分细胞正常衰老、凋亡 (3)为红细胞中大量的血红蛋白提供必要的空间，以加强血红蛋白对氧气的运输 (4)C ①与③
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第3节
细胞核的结构和功能
通过分析资料，概述细胞核的功能。
说出细胞核各部分的结构特点。
了解建构模型的概念，以及学会制作真核细胞的三维结构模型。
问题探讨
母牛乙
克隆牛
克隆牛的性状与母牛乙几乎一模一样，这说明了什么？
讨论
这说明了克隆牛的性状主要是由细胞核控制的。
一、细胞核的分布
【阅读书本P54第一段内容，思考下列问题】
①所有细胞都有细胞核吗？
②所有真核细胞都有细胞核吗？
③有细胞核的细胞中都只有一个细胞核吗？
一、细胞核的分布
用光学显微镜观察细胞，最容易观察到的细胞结构就是 。
细胞核
洋葱表皮细胞
口腔上皮细胞
神经细胞
原核细胞：
均无以核膜为界限的细胞核，只有拟核
一、细胞核的分布
真核细胞：
大部分都有1个以核膜为界限的细胞核
高等植物成熟的
筛管细胞
筛管细胞
伴胞
细胞核
筛板
哺乳动物成熟的
红细胞
(无核)
(无核)
骨骼肌细胞
(多核)
草履虫细胞
(2个核)
一、细胞核的分布
二、细胞核的功能
【阅读书本P54-55思考·讨论中的资料，思考下列问题】
①美西螈的皮肤颜色与表皮细胞内黑色素的合成有什么关系 这一合成过程是由细胞核还是细胞质控制的
②从资料2可以看出细胞核与细胞的分裂、分化有什么关系
③分析资料3你可以得出什么结论
④资料4说明伞藻的形态结构特点取决于细胞核还是细胞质
二、细胞核的功能
白美西螈
黑美西螈
资料1:美西螈核移植实验
胚胎细胞
去核
去核卵细胞
核移植
重组细胞
黑美西螈
实验结论：
美西螈皮肤颜色遗传受 控制。
细胞核
二、细胞核的功能
缺乏对照组
胚胎细胞
卵细胞
重组细胞
取核
核移植技术
去核
该实验设计的严谨吗 实验结果可信吗？
思考
二、细胞核的功能
资料2:蝾螈受精卵横缢实验
受精卵
受精卵
横缢
无核一半
有核一半
不分裂
分裂
无核一半
挤入细胞核
分裂
挤入细胞核
正常胚胎
发育
发育
正常胚胎
正常胚胎
发育
实验结论：
蝾螈细胞的分裂、分化受 控制。
细胞核
二、细胞核的功能
1.实验要研究什么？请拟一个实验课题。
2.本实验设置了2次对照，分别是如何对照的？
探究细胞核对蝾螈细胞分裂分化的影响
第1次：有核的一半和无核的一半对照；
第2次：无核的一半（处理前）和 无核的一半挤进一个核（处理后）对照。
思考
二、细胞核的功能
3.两次对照的自变量相同吗？结论相同吗？
两次对照自变量相同，都是核的有无，结论也相同，但并不是做了一个重复的工作。而是从2个角度相继说明了同一件事情。因此，第二次对照的意图是进一步说明先前的实验结论是可靠的，使实验更严谨，更具有说服力。这是许多前后自身对照的意义所在！
4. 实验结果说明了什么结论？
细胞核控制蝾螈细胞的分裂和分化。
思考
二、细胞核的功能
变形虫
能消化，但不能摄食，刺激无反应,细胞器退化
正常
取出核
一段时间后
生命活动丧失
植入细胞核
正常生活
实验结论：
变形虫的生命活动（分裂、生长、再生、应激性等）受细胞核控制
资料3：变形虫去核及核移植实验
二、细胞核的功能
资料4：伞藻嫁接与核移植实验
1.伞藻形态结构
伞藻是一种单细胞绿藻，由“帽”、柄和假根三部分组成，细胞核在基部(假根)中。不同的伞藻有不同的帽形，有的像菊花，有的如伞状，伞藻有很强的再生能力，如果把顶帽去掉，很快会长出新的顶帽，若人为切断伞藻的柄，还可以接回去继续生长。
二、细胞核的功能
2.伞藻的嫁接实验
结论：
实验过程与结果如下图所示：
伞藻的形态(伞帽)与伞藻的假根有关。
提出问题：伞藻伞帽的形态与细胞核有关，还是与细胞质有关？
二、细胞核的功能
3.伞藻的核移植实验
结论：伞藻的形态(伞帽)受细胞核控制。
排除了假根中其他物质的干扰
二、细胞核的功能
小结
实验名称 结论
一：美西螈
核移植实验 生物体性状的遗传是由细胞核控制的
二：蝾螈受精卵
横缢实验 细胞核控制着细胞的分裂、分化
三：变形虫去核
及核移植实验 细胞核是细胞生命活动的控制中心
四：伞藻嫁接
与核移植实验 生物体的形态结构主要取决于细胞核
结论：细胞核控制着细胞的遗传和代谢。
遗传
代谢
1．将甲种(伞形帽)伞藻的A部分与乙种(菊花形帽)伞藻的B部分嫁接在一起，第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体为与甲种伞藻相同的伞形帽。下列分析错误的是( )
A．甲、乙两种伞藻的细胞中均含有多种具膜细胞器
B．中间类型可能同时含甲、乙两种伞藻的蛋白质
C．若再次切除帽状体，长出的帽状体仍为伞形帽
D．该实验证明了帽状体的形态建成只受细胞核控制
【对点练习】
D
二、细胞核的功能
【对点练习】
2．为研究细胞核的功能，研究人员进行了大量的实验，下图是探究细胞核功能的两个经典实验。下列有关叙述错误的是( )
A．实验一不能说明细胞核与细胞质相互依存的关系
B．实验一说明美西螈皮肤细胞中黑色素的合成是由细胞核控制的
C．实验二中有核和无核部分均为实验组，自变量是有无细胞核
D．实验二结果可说明细胞核与细胞的分裂、分化有关
C
二、细胞核的功能
三、细胞核的结构
【阅读书本P56，思考下列问题】
①将细胞核内物质与细胞质分开的是什么结构？有何特点？
②细胞核控制细胞的遗传和代谢，不可避免要和细胞质发生频繁的物质交换和信息交流，什么结构与这一功能相适应？
③是否任意大分子物质都可以随意进出细胞核？说明细胞核物质交换的结构有何特点？
④核仁的大小与蛋白质的合成有什么关系？
⑤细胞核控制细胞的遗传和代谢，主要与哪个结构有关？
三、细胞核的结构
细胞核电镜图
细胞核结构模式图
核膜
核仁
染色质
核孔
阅读教材第56页图3-10，并识别下图中各个结构。
三、细胞核的结构
核膜
（1）结构：
双层膜，膜不完全连续，外膜附着
许多核糖体，常与内质网相连
（2）成分：
主要由脂质和蛋白质组成
（3）功能：
①屏障作用，把核内物质与细胞质分开
②小分子进出细胞核的通道，具有选择透过性
1.核膜
外膜
内膜
三、细胞核的结构
核孔结构模型
外膜
内膜
2. 核孔
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
（如蛋白质、RNA等，DNA不可以）
具有选择性
细胞代谢越旺盛，核孔体积越大，数量越多
三、细胞核的结构
3. 核仁
（1）形态：球形或椭球形
（2）功能：
合成rRNA(核糖体RNA)以及核糖体的形成有关。
代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核仁较大
核仁
三、细胞核的结构
4. 染色质和染色体
染色质
阅读教材56页第二段及图3-10，思考以下两个问题：
1.何为染色质？它的成分是什么？染色质与染色体是什么关系？
2.细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系是什么？请填入下图。
细胞
线粒体
叶绿体
三、细胞核的结构
分裂期：高度螺旋化，缩短变粗
间期：解开螺旋，变细变长
染色体
染色质
(棒状)
(丝状)
染色体与染色质的区别
（染色质与染色体是同一种物质在不同时期的两种形态）
三、细胞核的结构
2.细胞、细胞核、染色质、DNA之间的关系是什么？请填入下图。
真核细胞中，遗传信息储存于DNA分子中，又由于DNA主要分布在细胞核中，故称细胞核是遗传信息库。
细胞
细胞核
染色质
DNA
线粒体
叶绿体
：含少量DNA
：含少量DNA
三、细胞核的结构
【阅读教材教材P56第3、4、5段，思考：细胞核的结构如何决定其控制遗传和代谢的功能？】
1.功能：
遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
2.结构与功能的关系：
（1）代谢旺盛的细胞，核质之间物质交换和信息交流频繁，核孔数目多。
（2）蛋白质合成旺盛的细胞，核仁体积较大。
三、细胞核的结构
细胞既是生物体结构和功能的基本单位，
也是生物体代谢和遗传的基本单位。
_________控制着细胞内外的物质交换和信息交流
_________细胞代谢的主要场所
_________是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心
细胞核
细胞膜
细胞质
细胞是一个统一的整体
注意区别：细胞代谢的控制中心------
细胞代谢的中心-----------
细胞核
细胞质基质
三、细胞核的结构
【阅读教材57页“科学方法”，判断下列模型分别属于什么类型。】
物理模型：
概念模型：
数学模型：
B E
A
C D
建构模型
三、细胞核的结构
尝试制作真核细胞的三维结构模型（物理模型）
在设计并制作细胞模型时，科学性第一位，其次才是模型的美观与否。
3．细胞核是真核细胞内最大、最重要的细胞结构，它是英国科学家布朗于1831年发现并命名的。大多呈球形或椭圆形。通常一个，也有两个或多个的。下列有关细胞核的叙述正确的是( )
A．在电镜下观察原核细胞，可以看到细胞核的主要结构由a、b、d和e组成
B．胰岛B细胞(能分泌胰岛素)比口腔上皮细胞的核仁大、核孔数目多
C．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的中心
D．c主要成分是蛋白质和核酸，与真核细胞分裂有关
【对点练习】
B
三、细胞核的结构
4．施一公团队解析核孔复合物(NPC)高分辨率结构的研究论文，震撼了结构分子生物学领域。文中提到，真核生物最重要的遗传物质DNA主要位于核内，而一些最重要的功能蛋白和结构蛋白的合成却主要位于核外，因此真核生物细胞质和细胞核之间有一个双向通道，组成这个通道的生物大分子就是NPC。下列相关分析正确的是( )
A．NPC的数量与细胞代谢强度有关
B．蛋白质和DNA等大分子可以通过NPC进出细胞核
C．附着有NPC的核膜与内质网膜、高尔基体膜直接相连
D．大分子通过NPC进出细胞核不需要消耗能量
【对点练习】
A
三、细胞核的结构
