第3课时 遗传信息主要储存在细胞核中
课时作业
(时间:30分钟 分值:58分)
第1~8题每题3分,第9~10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1 细胞核的结构
1.(2025·江苏月考)细胞核作为真核细胞的特征性结构,其中不含有的物质或结构是( )
[A]蛋白质 [B]核仁
[C]细胞质膜 [D]核酸
【答案】 C
【解析】 细胞核中的染色质主要含蛋白质和DNA(核酸);细胞核由核膜、核仁和染色质等组成,但不含细胞质膜。
2.(2025·镇江月考)下列关于细胞核的叙述,错误的是( )
[A]细胞核是细胞代谢的中心,控制着遗传
[B]核膜为双层膜,将核内物质与细胞质分开
[C]细胞分裂时,染色质螺旋变粗成为染色体
[D]筛管细胞成熟过程中细胞核会退化消失
【答案】 A
【解析】 细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心;核膜为双层膜,将核内物质与细胞质分开;细胞分裂时,染色质螺旋变粗成为染色体;筛管细胞成熟过程中细胞核会退化消失,有利于物质运输。
3.(2025·连云港期中)核小体是染色质的基本结构单位,由一段DNA缠绕在组蛋白上构成。下列有关核小体的叙述合理的是( )
[A]核小体普遍存在于各种生物的细胞中
[B]可通过高倍光学显微镜观察核小体的结构
[C]组蛋白合成后需经过核孔进入细胞核与DNA组装
[D]核小体的DNA中含有尿嘧啶
【答案】 C
【解析】 核小体是染色质的基本结构单位,普遍存在于真核细胞中;普通光学显微镜下观察不到染色质,也看不到核小体,能看到染色体的形态;组蛋白在核糖体上合成后,需经过核孔进入细胞核与DNA组装,形成染色体;核小体的DNA含有四种碱基,即A、C、T、G,不含尿嘧啶。
知识点2 细胞核的功能
4.(2025·扬州月考)细胞核控制着细胞的代谢和遗传,其主要原因是( )
[A]细胞核中的DNA储存着遗传信息
[B]细胞核具有双层膜
[C]核孔可以实现核质之间频繁的物质交换
[D]细胞核通常位于细胞的正中央
【答案】 A
【解析】 细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心,这是因为细胞核内的DNA含有大量的遗传信息。
5.(2025·扬州期中)右图所示为再生能力很强的单细胞真核生物喇叭虫,将之切成①②③三截,能再生成喇叭虫的是( )
[A]① [B]②
[C]③ [D]②和③
【答案】 B
【解析】 喇叭虫的性状是由细胞核内的DNA控制的。分析题干和题图可知,①②③中,只有②含有细胞核,因此②能再生成喇叭虫。
6.(2024·江苏检测)科学家为了探究细胞核的功能,用头发将蝾螈的受精卵横缢为无核(a)和有核(b)两部分进行实验,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
[A]该实验可说明细胞核与细胞分裂、分化有关
[B]实验中a部分与b部分之间形成相互对照
[C]a、b胚胎发育成的个体性别相同
[D]该实验结果说明细胞核是细胞代谢中心
【答案】 D
【解析】 细胞核不是细胞代谢中心,而是细胞代谢的调控中心。
知识点3 细胞核结构和功能的综合
7.(2025·常州月考)核纤层是由中间丝蛋白组成的正交纤维状网络结构,分布于核膜内侧,能维持细胞核正常的形状与大小。据图分析,下列叙述正确的是( )
[A]核纤层的结构模式图属于物理模型,制作时美观精致是第一位的
[B]染色质中的DNA通过结构①进入细胞质基质控制细胞的代谢
[C]构成核纤层的蛋白质直接在细胞核内合成,这体现了生命活动的高效性
[D]不同细胞中的结构①数量不同,这体现了结构与功能相适应的生命观念
【答案】 D
【解析】 核纤层的结构模式图属于物理模型,制作时科学性是第一位的;DNA不能进出细胞核;组成核纤层的蛋白质是在细胞质中的核糖体上合成的,合成后由结构①核孔进入细胞核;代谢旺盛的细胞,核孔较多,这体现了结构与功能相适应的生命观念。
8.(2025·苏州期中)核孔是细胞核与细胞质之间进行频繁的物质交换和信息交流的通道。下图为大分子物质通过核孔进行定向转运的示意图。下列叙述错误的是( )
[A]核输入受体空间结构的改变可能影响大分子物质入核
[B]核输出受体可往返核孔,以提高该受体的利用率
[C]细胞核内的大分子物质,有的不能经核孔运出
[D]破坏中央栓蛋白,核与质之间物质交换就会停止
【答案】 D
【解析】 大分子物质首先与核输入受体结合,然后才能经中央栓蛋白进入细胞核,因此核输入受体空间结构的改变可能影响大分子物质入核;据题图可知,核输出受体可以往返核孔,这样可提高该受体的利用率;细胞核内的DNA不能经核孔运出;破坏中央栓蛋白,核与质之间大分子物质的交换会停止,但一些小分子物质,还可能通过核膜继续进行物质交换。
综合提升练
9.(多选)下图表示某生物细胞核的结构。下列有关叙述正确的有( )
[A]该图中内质网膜和核膜直接相连
[B]该图中有中心体,说明该生物为动物
[C]细胞核功能的实现与染色质密切相关
[D]核仁是核中与核糖体形成有关的细胞器
【答案】 AC
【解析】 内质网膜和核膜直接相连;题图中有中心体,说明该生物为低等植物或动物;染色质的主要成分是DNA和蛋白质,DNA是遗传物质,细胞核功能的实现与染色质密切相关;核仁不是细胞器。
10.(多选)(2025·常州期中)在真核细胞分裂时,细胞核会发生消失与重建。重建时,膜小泡聚集在单个染色体周围,形成核膜小泡,最终融合形成新的细胞核,过程如下图所示。下列说法错误的有( )
[A]细胞中的染色体和染色质形态相同,功能不同
[B]核膜小泡形成完整细胞核与生物膜的运动密切相关
[C]核膜是连续的膜,与核糖体的形成有关
[D]重建后的细胞核是所有DNA存在的场所,携带遗传信息
【答案】 ACD
【解析】 细胞中的染色体(圆柱状或杆状)和染色质(丝状)形态不相同,功能相同;生物膜具有一定的流动性,核膜小泡形成完整细胞核与生物膜的运动密切相关;核膜是不连续的膜,通过核孔隔开,核仁与核糖体的形成有关;重建后的细胞核是DNA主要存在的场所,携带遗传信息,DNA在叶绿体、线粒体中也有少量分布。
11.(12分)下图表示电子显微镜视野中观察到的某真核细胞的一部分。请回答下列问题。
(1)此图是 细胞亚显微结构示意图,判断的理由是
。
(2)若用甲基绿—派洛宁染色液将上图细胞染色,在显微镜下看到的现象是
。
(3)若用丙酮从细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得的单分子层面积
(填“大于”“小于”或“等于”)细胞表面积的2倍。
(4)观察线粒体用 染色液染色,在中学实验室条件下,此细胞 (填“是”或“不是”)观察线粒体的理想实验材料。
(5)此细胞中,含有胸腺嘧啶的结构是 (填序号)。
(6)图中细胞核的结构1、6、7的名称分别是 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)低等植物 有中心体和叶绿体(2分)
(2)细胞核被染成绿色,细胞质被染成红色(2分)
(3)大于
(4)健那绿 不是
(5)1、3、5(2分)
(6)染色质、核仁、核膜(2分)
【解析】 (1)题图中细胞含有叶绿体,说明该细胞属于植物细胞,同时含有中心体,则说明该细胞属于低等植物细胞。(2)由于DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中,因此若用甲基绿—派洛宁染色液将题图细胞染色,在显微镜下看到的现象是细胞核被染成绿色,细胞质被染成红色。(3)若用丙酮从细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得的单分子层面积会大于细胞表面积的2倍,因为细胞中除细胞质膜含有脂质外,在细胞器膜和核膜中也含有脂质。(4)健那绿染色液会将线粒体染成蓝绿色。题图细胞含有叶绿体,其中的色素会起干扰作用,故此细胞不是在中学实验室条件下观察线粒体的理想实验材料。(5)胸腺嘧啶是DNA特有的碱基,染色体、线粒体和叶绿体中含有DNA。(6)结构1是染色质,结构6是核仁,结构7是核膜。
12.(10分)某同学用同位素标记法对变形虫进行了如下核移植实验,其中A组用含32P的尿嘧啶核糖核苷酸培养液培养,B组用不含32P的尿嘧啶核糖核苷酸培养液培养。一定时间后,将两组变形虫进行核质分离,并交叉进行核移植,结果如下图所示(图中黑点表示放射性标记的RNA)。
(1)尿嘧啶核糖核苷酸是构成RNA的单体之一,由图中 (填细胞序号)细胞可推测RNA在 内合成;由图中 (填细胞序号)细胞可推测合成后的RNA可以进入 。
(2)该实验能否直接证明细胞核是细胞代谢的控制中心,请说明理由:
。
(3)由于操作失误,若A3细胞中也出现了放射性RNA,请分析其原因:
。
(4)若换用32P的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液,放射性标记会集中出现在
(填细胞结构)中。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)A1 细胞核 B3 细胞质
(2)不能,该核移植实验只能证明RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质中,但不能证明细胞核是细胞代谢的控制中心(2分)
(3)A1培养时间过长,A1细胞核中合成的RNA进入细胞质中,导致A2、A3中也可能出现放射性RNA(2分)
(4)细胞核、线粒体(2分)
【解析】 (1)含32P的尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料,图中含有放射性标记的RNA首先出现在A1细胞的细胞核,因此说明RNA首先在细胞核中合成;核移植后,B3细胞的细胞质中出现放射性,由此推测细胞核中的RNA可以进入细胞质。
(2)该实验使用的是同位素标记法,同位素标记法只能显示被标记物质出现在细胞中的位置,并不能证明被标记物质的生理功能。
(3)由核移植实验过程分析可知,A3中的放射性不可能来自B1细胞的细胞核,只可能来自A2,而A2来自A1细胞,当培养时间过长时,A1细胞核中合成的RNA可能会进入细胞质中,从而最终造成A3细胞中出现放射性RNA。
(4)含32P的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用于合成DNA,而DNA分布在动物细胞的细胞核和线粒体中。
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第3课时 遗传信息主要储存在细胞核中
1.阐明细胞核的结构和功能。2.制作真核细胞亚显微结构模型。
一、细胞核的结构
1.细胞核的分布、形态及数量
(1)分布:除哺乳动物 和高等植物 外,所有的真核细胞都有细胞核。
(2)形态和数量。
①通常是 ,但也有椭球形、扁平形和不规则形。
②在不同类型的细胞中,细胞核的形态、大小和位置是 。
③一般来说,动物或植物的每个细胞只有 细胞核,但也有些细胞含有多个细胞核。
成熟的红细胞
成熟的筛管细胞
球形
不同的
一个
2.细胞核的结构
两
物质交换
信息交流
蛋白质
DNA
染色体
核糖体中RNA的合成、加
DNA和蛋白质
染色体
工及核糖体的形成
3.利用甲基绿—派洛宁染色液染色DNA和RNA
甲基绿
绿色
细胞核
派洛宁
红色
细胞质
二、细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心
1.细胞核功能的探究实验
(1)变形虫的切割实验。
①实验过程。
摄取
消化
②实验结论:细胞核可以调控细胞的 过程。
代谢
解读:甲伞藻剪去伞形帽→培养柄和假根→重新长出 帽;乙伞藻剪去菊花形帽→培养柄和假根→重新长出 帽。
伞形
(2)伞藻移植实验。
①伞藻实验一过程。
菊花形
②伞藻实验二过程。
伞形
解读:甲伞藻的假根+乙伞藻的柄→移植体→长出 帽。
③实验结果及结论。
a.结果:伞藻帽的形态与 部分相关。
b.结论:伞藻帽的形态主要是由 控制的。
2.细胞核的功能
细胞核不仅控制细胞的 ,也控制生物体的 ,是细胞 的调控中心。
有细胞核的假根
细胞核
代谢过程
遗传性状
代谢和遗传
3.制作真核细胞亚显微结构模型
(1)模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态、生理形态或运动形态,是原型的某个表征和特征,也是对原型的 和 。模型不再包括原型的 ,但能体现原型的 。
(2)物理模型就是根据相似原理,把真实事物按比例放大或缩小制成的。它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的真核细胞亚显微结构模型就是物理模型。
抽象
概括
全部特征
本质特征
判断正误
(1)核孔是生物大分子可以随意进出细胞核的通道。( )
【提示】 核孔是大分子物质进出细胞核的通道,但具有选择性,如DNA不能通过,RNA和蛋白质可以通过。
(2)核基质包括以磷脂为主的网架及其中的液体。( )
×
×
【提示】 核基质包括以蛋白质成分为主的网架结构体系,以及网孔中充满的液体。
(3)核仁被破坏,该细胞蛋白质的合成将不能正常进行。( )
√
(4)细胞核是细胞代谢和遗传的中心。( )
×
【提示】 细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心。
(5)用橡皮泥捏成的线粒体属于物理模型。( )
√
任务一 分析细胞核的结构
1831年,科学家布朗用显微镜观察兰花时,发现花朵外层表皮细胞中有一些不透光的近似球形的区域。后来他观察了多种植物,发现在各种植物细胞中普遍存在一个“核”,且这种结构通常位于细胞的中央,他将之命名为细胞核,并由此推断这个“核”是细胞不可或缺的成分。后来,科学家证实细胞核普遍存在于真核细胞中。电子显微镜发明后,科学家观察了细胞核的结构,绘出了下面的模式图。
(1)每个真核细胞都具有一个细胞核吗
【提示】 并不是每个真核细胞都具有一个细胞核,如草履虫有两个细胞核,人体骨骼肌细胞中的细胞核有多个,而哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞是极少数没有细胞核的细胞。
(2)核孔是物质进出细胞核的通道,是否各种物质都能自由出入
【提示】 不是,核孔具有选择透过性。RNA和蛋白质等生物大分子出入细胞核的通道是核孔,但并不是所有的生物大分子都能通过核孔,如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。
(3)代谢越旺盛的细胞,往往核孔数量多、核仁较大,试从结构与功能统一的角度分析原因。
【提示】 代谢旺盛的细胞中,蛋白质合成旺盛,需要较多的核糖体,而核糖体的形成与核仁有关,故代谢旺盛的细胞中核仁较大;此外代谢旺盛的细胞中核质间物质交换频繁,故核孔数量较多。
(4)染色质和染色体有什么关系
【提示】 染色体和染色质是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同
形态。
「核心归纳」
染色质和染色体的关系
比较项目 染色质 染色体
不
同
点 存在时期 分裂间期 分裂期
形态 极细的丝状物 呈圆柱状或杆状
相
同
点 成分 主要是DNA和蛋白质
特性 易被碱性染料染成深色
功能 其中的DNA是遗传信息的载体
关系
「典型例题」
1.(2025·盐城月考)右图为细胞核及其周围部分结构示意图。下列叙述正确的是( )
[A]①为高尔基体,是蛋白质加工和运输的通道
[B]②为核孔,是蛋白质和DNA分子自由进出的通道
[C]④是核仁,在细胞分裂过程中,核仁会周期性地消失和重建
[D]③为染色质,与染色体是不同的物质在不同时期的两种存在状态
C
【解析】 题图中①是内质网;②是细胞核的核孔,是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道,但DNA不能通过核孔进出细胞核;题图中③为染色质,与染色体是同一物质在不同时期的两种不同形态。
2.(2025·扬州月考)右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]3是双层膜,把核内物质与细胞质分开
[B]1是细胞中所有遗传物质的载体
[C]2与核糖体中RNA的合成以及核糖体的形成有关
[D]4在不同细胞中的数量有所不同
B
【解析】 3是核膜,为双层膜,把核内物质与细胞质分开;1是染色质,是细胞核中遗传物质(DNA)的载体,线粒体、叶绿体中无染色质,但含有遗传物质(DNA);2是核仁,与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关;4是核孔,是RNA和某些蛋白质出入细胞核的通道,蛋白质合成越旺盛的细胞,核孔越多。
任务二 分析细胞核的功能
资料1 变形虫仅由一个细胞构成,可以任意改变自身形态,能在全身各处伸出伪足,进行运动和摄食。科研人员利用变形虫进行了去核和再移植核的实验,用一根玻璃针,将一个变形虫切成两部分,有核部分能继续生活,无核部分死亡。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(如下图所示)。
资料2 现有两种类型的伞藻,一种是伞形帽伞藻,另一种是菊花形帽伞藻。为了探究细胞核在细胞中的作用,某人用伞藻做了下图所示的实验。
①将两种伞藻的伞帽和伞柄分别剪掉,留下假根。
②将伞形帽伞藻的伞柄嫁接到菊花形帽伞藻的假根上。
③将嫁接后的伞藻放在适宜的条件下培养一段时间,结果发现,在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形帽。
(1)变形虫的核取出后,无核部分仍能够存活一段时间,但最终死亡的原因是什么
【提示】 失去细胞核的控制,细胞质无法合成维持细胞生存所需的物质和提供能量。
(2)变形虫切割实验可得到什么结论
【提示】 变形虫的生命活动(摄食、应激性、生长和分裂等)由细胞核控
制,即细胞核调控细胞的代谢过程。
(3)伞藻实验是一个不完整的实验,应该设计一个对照实验,该对照实验应怎样设置
【提示】 将菊花形帽伞藻的伞柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上。
(4)为了更清楚地说明细胞核的作用(排除假根中细胞质的影响),除资料2中实验外,还可以通过移植细胞核来完成,实验过程分为A、B两组。A组将菊花形帽伞藻假根中的细胞核移出,并移入去掉伞帽和细胞核的伞形帽伞藻的假根中。请写出 B组实验的操作过程,并预测A、B两组的实验现象。
【提示】 将伞形帽伞藻假根中的细胞核移出,并移入去掉伞帽和细胞核的菊花形帽伞藻的假根中。A组中,在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形帽;B组中,在菊花形帽伞藻的伞柄上长出了伞形帽。
(5)通过伞藻实验,你能得出什么结论
【提示】 细胞核是细胞遗传的调控中心。
(6)结合以上资料归纳细胞核的功能。
【提示】 细胞核不仅控制细胞的代谢过程,也控制生物体的遗传性状,是细胞代谢和遗传的调控中心。
「核心归纳」
1.细胞核与DNA的关系
2.伞藻实验分析
(1)实验设计要遵循对照原则。
(2)伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响,是对伞藻嫁接实验的补充,进一步验证了细胞核的功能。
3.探究细胞核与细胞质的关系
条件 存活时间 原因分析
只有
细胞核 很快死亡 缺乏细胞质提供的营养和能量
只有
细胞质 存活一段时间后死亡 细胞质中由细胞核控制合成的物质在一段时间内仍可发挥作用
细胞核+
细胞质 正常生活 细胞核与细胞质是相互依存的统一整体
「典型例题」
3.(2025·常州期中)下图所示实验操作及结果为科学家利用变形虫进行的实验。下列相关叙述正确的是( )
[A]乙组变形虫去除细胞核后可以长期存活
[B]乙组实验说明细胞核中被标记的物质不可以进入细胞质
[C]丙组实验说明细胞质中被标记的物质可以进入细胞核
[D]放射性物质的分布情况可能与核孔直接相关
D
【解析】 细胞核与细胞质相互依存、不可分割,细胞核控制着细胞的代谢和遗传,因此,乙组变形虫去除细胞核后不能长期存活;据题图可知,将含放射性的细胞核移植到乙组变形虫的细胞内,最终乙组变形虫细胞核、细胞质均有放射性,说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质;最终丙组变形虫原有细胞核没有放射性,说明在该实验条件下,细胞质中被标记的物质难以进入未被标记的细胞核;核孔可以控制物质的进出,放射性物质的分布情况可能与核孔直接相关。
4.(2025·盐城月考)下图所示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]伞藻不同伞帽的形成与伞柄有关
[B]仅伞藻嫁接实验即可证明细胞核的功能
[C]细胞核是细胞遗传的控制中心
[D]细胞核控制着细胞代谢过程
C
【解析】 根据伞藻的嫁接实验可知,伞藻不同伞帽的形成与假根有关,但是假根中除了细胞核还有细胞质的存在,故仅伞藻嫁接实验不能证明细胞核的功能;根据题图中实验可知,伞帽的形状由细胞核决定,说明细胞核可以控制生物的遗传性状,即细胞核是细胞遗传的控制中心,但是该实验不能说明细胞核控制着细胞代谢过程。
思维导图
随堂检测
1.在细胞核的结构中,与生物的遗传有关的主要是( )
[A]核膜 [B]核仁
[C]核孔 [D]染色质
D
【解析】 DNA是细胞生物的遗传物质,DNA主要存在于细胞核中的染色
质上。
2.(2024·镇江月考)下图是植物细胞部分膜结构示意图,①②③④分别属于
( )
[A]细胞质膜、高尔基体膜、线粒体膜、核膜
[B]细胞质膜、叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜
[C]核膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基体膜
[D]叶绿体膜、细胞质膜、线粒体膜、核膜
D
【解析】 分析题图可知,①具有双层膜结构,且两层膜都光滑,是叶绿体膜;②具有一层膜结构且光滑,可能是细胞质膜、液泡膜、高尔基体膜、溶酶体膜或内质网膜;③具有双层膜结构,且内膜向内凹陷扩大内膜面积,为线粒体膜;④具有双层膜结构,且具有小孔,外膜上分布核糖体,因此为核膜。
3.(2025·南京期中)伞藻由帽、柄和假根三部分组成,细胞核位于假根中。科学家利用伞形帽和菊花形帽两种伞藻进行了下图所示的嫁接实验。根据图示分析,下列叙述正确的是( )
[A]伞藻是多细胞生物
[B]伞柄和假根中都有细胞质,细胞质中没有DNA
[C]该实验证明伞藻帽的形态是由细胞核控制的
[D]若要进一步验证细胞核的功能,还应进行核移植实验
D
【解析】 伞藻属于单细胞藻类;伞柄和假根中都有细胞质,细胞质中的叶绿体和线粒体中也有少量的遗传物质DNA;在伞藻的嫁接实验中,伞藻帽的形态与假根类型是一致的,细胞核位于假根中,说明伞藻帽的形态可能由细胞核控制;由于假根中除了有细胞核外,还有其他结构,因此若要证明伞藻帽的形态结构取决于细胞核,还应设置伞藻核移植实验。
4.(2025·徐州期中)右图表示细胞核的结构,对其结构及功能的叙述错误的是( )
[A]①主要由DNA和蛋白质组成
[B]②实现核质之间的物质交换和信息交流
[C]③能够将核内物质与细胞质分开
[D]④储存着大量遗传信息,是细胞代谢和遗传的调控中心
D
【解析】 ①是染色质,主要由DNA和蛋白质组成;②是核孔,实现核质之间的物质交换和信息交流;③是核膜,是双层膜结构,能够将核内物质与细胞质分开;④是核仁,核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关,染色质是遗传物质的载体,储存着大量遗传信息。
5.(多选)(2025·徐州期中)下图为以某种动物受精卵为材料进行的三组实
验,下列有关分析错误的有( )
[A]实验①和实验③对比,可说明细胞核
对维持细胞正常生命活动的重要性
[B]实验②和实验③对比,可说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
[C]实验①、②、③的结果可说明细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心
[D]实验①、②、③的结果可说明细胞核和细胞质相互依存,缺一不可
ABC
【解析】 实验①和实验③对比,可说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性;实验②和实验③对比,可说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性;由实验①、②、③的结果可知,细胞核和细胞质相互依存,缺一不可,二者同时存在细胞才能正常存活。
联系实际 迁移应用
研究人员将200个生理状态相似的变形虫随机均分为有核(机械处理但不去除细胞核)和无核(机械处理去除细胞核)的两部分,随后分别放在相同且适宜的环境中培养。随着培养时间的推移,存活变形虫数量如下表所示。
时间/天 1 2 3 4 5 6
有核变形虫 80 75 74 72 71 69
无核变形虫 78 60 20 0 0 0
(1)细胞核主要由哪些成分组成
【提示】 核膜、核孔、核仁、染色质、核基质。
(2)本实验中设计的有核变形虫与无核变形虫形成对照的目的是什么
【提示】 探究细胞核在变形虫生命活动中的作用。
(3)在前2天内有核变形虫也有20%~25%的死亡率,请推测两种可能的原因。
【提示】 变形虫的正常死亡;实验操作对细胞伤害所致。第3课时 遗传信息主要储存在细胞核中
[学习目标] 1.阐明细胞核的结构和功能。2.制作真核细胞亚显微结构模型。
一、细胞核的结构
1.细胞核的分布、形态及数量
(1)分布:除哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞外,所有的真核细胞都有细胞核。
(2)形态和数量。
①通常是球形,但也有椭球形、扁平形和不规则形。
②在不同类型的细胞中,细胞核的形态、大小和位置是不同的。
③一般来说,动物或植物的每个细胞只有一个细胞核,但也有些细胞含有多个细胞核。
2.细胞核的结构
3.利用甲基绿—派洛宁染色液染色DNA和RNA
二、细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心
1.细胞核功能的探究实验
(1)变形虫的切割实验。
①实验过程。
②实验结论:细胞核可以调控细胞的代谢过程。
(2)伞藻移植实验。
①伞藻实验一过程。
解读:甲伞藻剪去伞形帽→培养柄和假根→重新长出伞形帽;乙伞藻剪去菊花形帽→培养柄和假根→重新长出菊花形帽。
②伞藻实验二过程。
解读:甲伞藻的假根+乙伞藻的柄→移植体→长出伞形帽。
③实验结果及结论。
a.结果:伞藻帽的形态与有细胞核的假根部分相关。
b.结论:伞藻帽的形态主要是由细胞核控制的。
2.细胞核的功能
细胞核不仅控制细胞的代谢过程,也控制生物体的遗传性状,是细胞代谢和遗传的调控
中心。
3.制作真核细胞亚显微结构模型
(1)模型模拟的是被研究事物(原型)的结构形态、生理形态或运动形态,是原型的某个表征和特征,也是对原型的抽象和概括。模型不再包括原型的全部特征,但能体现原型的本质
特征。
(2)物理模型就是根据相似原理,把真实事物按比例放大或缩小制成的。它可以模拟真实事物的某些功能和性质。我们制作的真核细胞亚显微结构模型就是物理模型。
判断正误
(1)核孔是生物大分子可以随意进出细胞核的通道。( )
【答案】 ×
【提示】 核孔是大分子物质进出细胞核的通道,但具有选择性,如DNA不能通过,RNA和蛋白质可以通过。
(2)核基质包括以磷脂为主的网架及其中的液体。( )
【答案】 ×
【提示】 核基质包括以蛋白质成分为主的网架结构体系,以及网孔中充满的液体。
(3)核仁被破坏,该细胞蛋白质的合成将不能正常进行。( )
【答案】 √
(4)细胞核是细胞代谢和遗传的中心。( )
【答案】 ×
【提示】 细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心。
(5)用橡皮泥捏成的线粒体属于物理模型。( )
【答案】 √
任务一 分析细胞核的结构
1831年,科学家布朗用显微镜观察兰花时,发现花朵外层表皮细胞中有一些不透光的近似球形的区域。后来他观察了多种植物,发现在各种植物细胞中普遍存在一个“核”,且这种结构通常位于细胞的中央,他将之命名为细胞核,并由此推断这个“核”是细胞不可或缺的成分。后来,科学家证实细胞核普遍存在于真核细胞中。电子显微镜发明后,科学家观察了细胞核的结构,绘出了下面的模式图。
(1)每个真核细胞都具有一个细胞核吗
【提示】 并不是每个真核细胞都具有一个细胞核,如草履虫有两个细胞核,人体骨骼肌细胞中的细胞核有多个,而哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞是极少数没有细胞核的细胞。
(2)核孔是物质进出细胞核的通道,是否各种物质都能自由出入
【提示】 不是,核孔具有选择透过性。RNA和蛋白质等生物大分子出入细胞核的通道是核孔,但并不是所有的生物大分子都能通过核孔,如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。
(3)代谢越旺盛的细胞,往往核孔数量多、核仁较大,试从结构与功能统一的角度分析原因。
【提示】 代谢旺盛的细胞中,蛋白质合成旺盛,需要较多的核糖体,而核糖体的形成与核仁有关,故代谢旺盛的细胞中核仁较大;此外代谢旺盛的细胞中核质间物质交换频繁,故核孔数量较多。
(4)染色质和染色体有什么关系
【提示】 染色体和染色质是细胞中同一种物质在不同时期的两种不同形态。
核心归纳
染色质和染色体的关系
比较项目 染色质 染色体
不 同 点 存在 时期 分裂间期 分裂期
形态 极细的丝状物 呈圆柱状或杆状
相 同 点 成分 主要是DNA和蛋白质
特性 易被碱性染料染成深色
功能 其中的DNA是遗传信息的载体
关系
典型例题
1.(2025·盐城月考)右图为细胞核及其周围部分结构示意图。下列叙述正确的是( )
[A]①为高尔基体,是蛋白质加工和运输的通道
[B]②为核孔,是蛋白质和DNA分子自由进出的通道
[C]④是核仁,在细胞分裂过程中,核仁会周期性地消失和重建
[D]③为染色质,与染色体是不同的物质在不同时期的两种存在状态
【答案】 C
【解析】 题图中①是内质网;②是细胞核的核孔,是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道,但DNA不能通过核孔进出细胞核;题图中③为染色质,与染色体是同一物质在不同时期的两种不同形态。
2.(2025·扬州月考)右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]3是双层膜,把核内物质与细胞质分开
[B]1是细胞中所有遗传物质的载体
[C]2与核糖体中RNA的合成以及核糖体的形成有关
[D]4在不同细胞中的数量有所不同
【答案】 B
【解析】 3是核膜,为双层膜,把核内物质与细胞质分开;1是染色质,是细胞核中遗传物质(DNA)的载体,线粒体、叶绿体中无染色质,但含有遗传物质(DNA);2是核仁,与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关;4是核孔,是RNA和某些蛋白质出入细胞核的通道,蛋白质合成越旺盛的细胞,核孔越多。
任务二 分析细胞核的功能
资料1 变形虫仅由一个细胞构成,可以任意改变自身形态,能在全身各处伸出伪足,进行运动和摄食。科研人员利用变形虫进行了去核和再移植核的实验,用一根玻璃针,将一个变形虫切成两部分,有核部分能继续生活,无核部分死亡。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(如下图所示)。
资料2 现有两种类型的伞藻,一种是伞形帽伞藻,另一种是菊花形帽伞藻。为了探究细胞核在细胞中的作用,某人用伞藻做了下图所示的实验。
①将两种伞藻的伞帽和伞柄分别剪掉,留下假根。
②将伞形帽伞藻的伞柄嫁接到菊花形帽伞藻的假根上。
③将嫁接后的伞藻放在适宜的条件下培养一段时间,结果发现,在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形帽。
(1)变形虫的核取出后,无核部分仍能够存活一段时间,但最终死亡的原因是什么
【提示】 失去细胞核的控制,细胞质无法合成维持细胞生存所需的物质和提供能量。
(2)变形虫切割实验可得到什么结论
【提示】 变形虫的生命活动(摄食、应激性、生长和分裂等)由细胞核控制,即细胞核调控细胞的代谢过程。
(3)伞藻实验是一个不完整的实验,应该设计一个对照实验,该对照实验应怎样设置
【提示】 将菊花形帽伞藻的伞柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上。
(4)为了更清楚地说明细胞核的作用(排除假根中细胞质的影响),除资料2中实验外,还可以通过移植细胞核来完成,实验过程分为A、B两组。A组将菊花形帽伞藻假根中的细胞核移出,并移入去掉伞帽和细胞核的伞形帽伞藻的假根中。请写出 B组实验的操作过程,并预测A、B两组的实验现象。
【提示】 将伞形帽伞藻假根中的细胞核移出,并移入去掉伞帽和细胞核的菊花形帽伞藻的假根中。A组中,在伞形帽伞藻的伞柄上长出了菊花形帽;B组中,在菊花形帽伞藻的伞柄上长出了伞形帽。
(5)通过伞藻实验,你能得出什么结论
【提示】 细胞核是细胞遗传的调控中心。
(6)结合以上资料归纳细胞核的功能。
【提示】 细胞核不仅控制细胞的代谢过程,也控制生物体的遗传性状,是细胞代谢和遗传的调控中心。
核心归纳
1.细胞核与DNA的关系
2.伞藻实验分析
(1)实验设计要遵循对照原则。
(2)伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响,是对伞藻嫁接实验的补充,进一步验证了细胞核的功能。
3.探究细胞核与细胞质的关系
条件 存活时间 原因分析
只有 细胞核 很快死亡 缺乏细胞质提供的营养和能量
只有 细胞质 存活一段时间后死亡 细胞质中由细胞核控制合成的物质在一段时间内仍可发挥作用
细胞核+ 细胞质 正常生活 细胞核与细胞质是相互依存的统一整体
典型例题
3.(2025·常州期中)下图所示实验操作及结果为科学家利用变形虫进行的实验。下列相关叙述正确的是( )
[A]乙组变形虫去除细胞核后可以长期存活
[B]乙组实验说明细胞核中被标记的物质不可以进入细胞质
[C]丙组实验说明细胞质中被标记的物质可以进入细胞核
[D]放射性物质的分布情况可能与核孔直接相关
【答案】 D
【解析】 细胞核与细胞质相互依存、不可分割,细胞核控制着细胞的代谢和遗传,因此,乙组变形虫去除细胞核后不能长期存活;据题图可知,将含放射性的细胞核移植到乙组变形虫的细胞内,最终乙组变形虫细胞核、细胞质均有放射性,说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质;最终丙组变形虫原有细胞核没有放射性,说明在该实验条件下,细胞质中被标记的物质难以进入未被标记的细胞核;核孔可以控制物质的进出,放射性物质的分布情况可能与核孔直接相关。
4.(2025·盐城月考)下图所示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]伞藻不同伞帽的形成与伞柄有关
[B]仅伞藻嫁接实验即可证明细胞核的功能
[C]细胞核是细胞遗传的控制中心
[D]细胞核控制着细胞代谢过程
【答案】 C
【解析】 根据伞藻的嫁接实验可知,伞藻不同伞帽的形成与假根有关,但是假根中除了细胞核还有细胞质的存在,故仅伞藻嫁接实验不能证明细胞核的功能;根据题图中实验可知,伞帽的形状由细胞核决定,说明细胞核可以控制生物的遗传性状,即细胞核是细胞遗传的控制中心,但是该实验不能说明细胞核控制着细胞代谢过程。
随堂检测
1.在细胞核的结构中,与生物的遗传有关的主要是( )
[A]核膜 [B]核仁
[C]核孔 [D]染色质
【答案】 D
【解析】 DNA是细胞生物的遗传物质,DNA主要存在于细胞核中的染色质上。
2.(2024·镇江月考)下图是植物细胞部分膜结构示意图,①②③④分别属于( )
[A]细胞质膜、高尔基体膜、线粒体膜、核膜
[B]细胞质膜、叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜
[C]核膜、线粒体膜、内质网膜、高尔基体膜
[D]叶绿体膜、细胞质膜、线粒体膜、核膜
【答案】 D
【解析】 分析题图可知,①具有双层膜结构,且两层膜都光滑,是叶绿体膜;②具有一层膜结构且光滑,可能是细胞质膜、液泡膜、高尔基体膜、溶酶体膜或内质网膜;③具有双层膜结构,且内膜向内凹陷扩大内膜面积,为线粒体膜;④具有双层膜结构,且具有小孔,外膜上分布核糖体,因此为核膜。
3.(2025·南京期中)伞藻由帽、柄和假根三部分组成,细胞核位于假根中。科学家利用伞形帽和菊花形帽两种伞藻进行了下图所示的嫁接实验。根据图示分析,下列叙述正确的是( )
[A]伞藻是多细胞生物
[B]伞柄和假根中都有细胞质,细胞质中没有DNA
[C]该实验证明伞藻帽的形态是由细胞核控制的
[D]若要进一步验证细胞核的功能,还应进行核移植实验
【答案】 D
【解析】 伞藻属于单细胞藻类;伞柄和假根中都有细胞质,细胞质中的叶绿体和线粒体中也有少量的遗传物质DNA;在伞藻的嫁接实验中,伞藻帽的形态与假根类型是一致的,细胞核位于假根中,说明伞藻帽的形态可能由细胞核控制;由于假根中除了有细胞核外,还有其他结构,因此若要证明伞藻帽的形态结构取决于细胞核,还应设置伞藻核移植实验。
4.(2025·徐州期中)右图表示细胞核的结构,对其结构及功能的叙述错误的是( )
[A]①主要由DNA和蛋白质组成
[B]②实现核质之间的物质交换和信息交流
[C]③能够将核内物质与细胞质分开
[D]④储存着大量遗传信息,是细胞代谢和遗传的调控中心
【答案】 D
【解析】 ①是染色质,主要由DNA和蛋白质组成;②是核孔,实现核质之间的物质交换和信息交流;③是核膜,是双层膜结构,能够将核内物质与细胞质分开;④是核仁,核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关,染色质是遗传物质的载体,储存着大量遗传信息。
5.(多选)(2025·徐州期中)下图为以某种动物受精卵为材料进行的三组实验,下列有关分析错误的有( )
[A]实验①和实验③对比,可说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
[B]实验②和实验③对比,可说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
[C]实验①、②、③的结果可说明细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心
[D]实验①、②、③的结果可说明细胞核和细胞质相互依存,缺一不可
【答案】 ABC
【解析】 实验①和实验③对比,可说明细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性;实验②和实验③对比,可说明细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性;由实验①、②、③的结果可知,细胞核和细胞质相互依存,缺一不可,二者同时存在细胞才能正常存活。
研究人员将200个生理状态相似的变形虫随机均分为有核(机械处理但不去除细胞核)和无核(机械处理去除细胞核)的两部分,随后分别放在相同且适宜的环境中培养。随着培养时间的推移,存活变形虫数量如下表所示。
时间/天 1 2 3 4 5 6
有核变形虫 80 75 74 72 71 69
无核变形虫 78 60 20 0 0 0
(1)细胞核主要由哪些成分组成
【提示】 核膜、核孔、核仁、染色质、核基质。
(2)本实验中设计的有核变形虫与无核变形虫形成对照的目的是什么
【提示】 探究细胞核在变形虫生命活动中的作用。
(3)在前2天内有核变形虫也有20%~25%的死亡率,请推测两种可能的原因。
【提示】 变形虫的正常死亡;实验操作对细胞伤害所致。
课时作业
(时间:30分钟 分值:58分)
第1~8题每题3分,第9~10题每题6分,共计36分。
基础对点练
知识点1 细胞核的结构
1.(2025·江苏月考)细胞核作为真核细胞的特征性结构,其中不含有的物质或结构是( )
[A]蛋白质 [B]核仁
[C]细胞质膜 [D]核酸
【答案】 C
【解析】 细胞核中的染色质主要含蛋白质和DNA(核酸);细胞核由核膜、核仁和染色质等组成,但不含细胞质膜。
2.(2025·镇江月考)下列关于细胞核的叙述,错误的是( )
[A]细胞核是细胞代谢的中心,控制着遗传
[B]核膜为双层膜,将核内物质与细胞质分开
[C]细胞分裂时,染色质螺旋变粗成为染色体
[D]筛管细胞成熟过程中细胞核会退化消失
【答案】 A
【解析】 细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心;核膜为双层膜,将核内物质与细胞质分开;细胞分裂时,染色质螺旋变粗成为染色体;筛管细胞成熟过程中细胞核会退化消失,有利于物质运输。
3.(2025·连云港期中)核小体是染色质的基本结构单位,由一段DNA缠绕在组蛋白上构成。下列有关核小体的叙述合理的是( )
[A]核小体普遍存在于各种生物的细胞中
[B]可通过高倍光学显微镜观察核小体的结构
[C]组蛋白合成后需经过核孔进入细胞核与DNA组装
[D]核小体的DNA中含有尿嘧啶
【答案】 C
【解析】 核小体是染色质的基本结构单位,普遍存在于真核细胞中;普通光学显微镜下观察不到染色质,也看不到核小体,能看到染色体的形态;组蛋白在核糖体上合成后,需经过核孔进入细胞核与DNA组装,形成染色体;核小体的DNA含有四种碱基,即A、C、T、G,不含尿嘧啶。
知识点2 细胞核的功能
4.(2025·扬州月考)细胞核控制着细胞的代谢和遗传,其主要原因是( )
[A]细胞核中的DNA储存着遗传信息
[B]细胞核具有双层膜
[C]核孔可以实现核质之间频繁的物质交换
[D]细胞核通常位于细胞的正中央
【答案】 A
【解析】 细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心,这是因为细胞核内的DNA含有大量的遗传信息。
5.(2025·扬州期中)右图所示为再生能力很强的单细胞真核生物喇叭虫,将之切成①②③三截,能再生成喇叭虫的是( )
[A]① [B]②
[C]③ [D]②和③
【答案】 B
【解析】 喇叭虫的性状是由细胞核内的DNA控制的。分析题干和题图可知,①②③中,只有②含有细胞核,因此②能再生成喇叭虫。
6.(2024·江苏检测)科学家为了探究细胞核的功能,用头发将蝾螈的受精卵横缢为无核(a)和有核(b)两部分进行实验,结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
[A]该实验可说明细胞核与细胞分裂、分化有关
[B]实验中a部分与b部分之间形成相互对照
[C]a、b胚胎发育成的个体性别相同
[D]该实验结果说明细胞核是细胞代谢中心
【答案】 D
【解析】 细胞核不是细胞代谢中心,而是细胞代谢的调控中心。
知识点3 细胞核结构和功能的综合
7.(2025·常州月考)核纤层是由中间丝蛋白组成的正交纤维状网络结构,分布于核膜内侧,能维持细胞核正常的形状与大小。据图分析,下列叙述正确的是( )
[A]核纤层的结构模式图属于物理模型,制作时美观精致是第一位的
[B]染色质中的DNA通过结构①进入细胞质基质控制细胞的代谢
[C]构成核纤层的蛋白质直接在细胞核内合成,这体现了生命活动的高效性
[D]不同细胞中的结构①数量不同,这体现了结构与功能相适应的生命观念
【答案】 D
【解析】 核纤层的结构模式图属于物理模型,制作时科学性是第一位的;DNA不能进出细胞核;组成核纤层的蛋白质是在细胞质中的核糖体上合成的,合成后由结构①核孔进入细胞核;代谢旺盛的细胞,核孔较多,这体现了结构与功能相适应的生命观念。
8.(2025·苏州期中)核孔是细胞核与细胞质之间进行频繁的物质交换和信息交流的通道。下图为大分子物质通过核孔进行定向转运的示意图。下列叙述错误的是( )
[A]核输入受体空间结构的改变可能影响大分子物质入核
[B]核输出受体可往返核孔,以提高该受体的利用率
[C]细胞核内的大分子物质,有的不能经核孔运出
[D]破坏中央栓蛋白,核与质之间物质交换就会停止
【答案】 D
【解析】 大分子物质首先与核输入受体结合,然后才能经中央栓蛋白进入细胞核,因此核输入受体空间结构的改变可能影响大分子物质入核;据题图可知,核输出受体可以往返核孔,这样可提高该受体的利用率;细胞核内的DNA不能经核孔运出;破坏中央栓蛋白,核与质之间大分子物质的交换会停止,但一些小分子物质,还可能通过核膜继续进行物质交换。
综合提升练
9.(多选)下图表示某生物细胞核的结构。下列有关叙述正确的有( )
[A]该图中内质网膜和核膜直接相连
[B]该图中有中心体,说明该生物为动物
[C]细胞核功能的实现与染色质密切相关
[D]核仁是核中与核糖体形成有关的细胞器
【答案】 AC
【解析】 内质网膜和核膜直接相连;题图中有中心体,说明该生物为低等植物或动物;染色质的主要成分是DNA和蛋白质,DNA是遗传物质,细胞核功能的实现与染色质密切相关;核仁不是细胞器。
10.(多选)(2025·常州期中)在真核细胞分裂时,细胞核会发生消失与重建。重建时,膜小泡聚集在单个染色体周围,形成核膜小泡,最终融合形成新的细胞核,过程如下图所示。下列说法错误的有( )
[A]细胞中的染色体和染色质形态相同,功能不同
[B]核膜小泡形成完整细胞核与生物膜的运动密切相关
[C]核膜是连续的膜,与核糖体的形成有关
[D]重建后的细胞核是所有DNA存在的场所,携带遗传信息
【答案】 ACD
【解析】 细胞中的染色体(圆柱状或杆状)和染色质(丝状)形态不相同,功能相同;生物膜具有一定的流动性,核膜小泡形成完整细胞核与生物膜的运动密切相关;核膜是不连续的膜,通过核孔隔开,核仁与核糖体的形成有关;重建后的细胞核是DNA主要存在的场所,携带遗传信息,DNA在叶绿体、线粒体中也有少量分布。
11.(12分)下图表示电子显微镜视野中观察到的某真核细胞的一部分。请回答下列问题。
(1)此图是 细胞亚显微结构示意图,判断的理由是
。
(2)若用甲基绿—派洛宁染色液将上图细胞染色,在显微镜下看到的现象是
。
(3)若用丙酮从细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得的单分子层面积
(填“大于”“小于”或“等于”)细胞表面积的2倍。
(4)观察线粒体用 染色液染色,在中学实验室条件下,此细胞 (填“是”或“不是”)观察线粒体的理想实验材料。
(5)此细胞中,含有胸腺嘧啶的结构是 (填序号)。
(6)图中细胞核的结构1、6、7的名称分别是 。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)低等植物 有中心体和叶绿体(2分)
(2)细胞核被染成绿色,细胞质被染成红色(2分)
(3)大于
(4)健那绿 不是
(5)1、3、5(2分)
(6)染色质、核仁、核膜(2分)
【解析】 (1)题图中细胞含有叶绿体,说明该细胞属于植物细胞,同时含有中心体,则说明该细胞属于低等植物细胞。(2)由于DNA主要存在于细胞核中,RNA主要存在于细胞质中,因此若用甲基绿—派洛宁染色液将题图细胞染色,在显微镜下看到的现象是细胞核被染成绿色,细胞质被染成红色。(3)若用丙酮从细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得的单分子层面积会大于细胞表面积的2倍,因为细胞中除细胞质膜含有脂质外,在细胞器膜和核膜中也含有脂质。(4)健那绿染色液会将线粒体染成蓝绿色。题图细胞含有叶绿体,其中的色素会起干扰作用,故此细胞不是在中学实验室条件下观察线粒体的理想实验材料。(5)胸腺嘧啶是DNA特有的碱基,染色体、线粒体和叶绿体中含有DNA。(6)结构1是染色质,结构6是核仁,结构7是核膜。
12.(10分)某同学用同位素标记法对变形虫进行了如下核移植实验,其中A组用含32P的尿嘧啶核糖核苷酸培养液培养,B组用不含32P的尿嘧啶核糖核苷酸培养液培养。一定时间后,将两组变形虫进行核质分离,并交叉进行核移植,结果如下图所示(图中黑点表示放射性标记的RNA)。
(1)尿嘧啶核糖核苷酸是构成RNA的单体之一,由图中 (填细胞序号)细胞可推测RNA在 内合成;由图中 (填细胞序号)细胞可推测合成后的RNA可以进入 。
(2)该实验能否直接证明细胞核是细胞代谢的控制中心,请说明理由:
。
(3)由于操作失误,若A3细胞中也出现了放射性RNA,请分析其原因:
。
(4)若换用32P的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养液,放射性标记会集中出现在
(填细胞结构)中。
【答案】 (除标注外,每空1分)
(1)A1 细胞核 B3 细胞质
(2)不能,该核移植实验只能证明RNA首先在细胞核中合成,然后释放到细胞质中,但不能证明细胞核是细胞代谢的控制中心(2分)
(3)A1培养时间过长,A1细胞核中合成的RNA进入细胞质中,导致A2、A3中也可能出现放射性RNA(2分)
(4)细胞核、线粒体(2分)
【解析】 (1)含32P的尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料,图中含有放射性标记的RNA首先出现在A1细胞的细胞核,因此说明RNA首先在细胞核中合成;核移植后,B3细胞的细胞质中出现放射性,由此推测细胞核中的RNA可以进入细胞质。
(2)该实验使用的是同位素标记法,同位素标记法只能显示被标记物质出现在细胞中的位置,并不能证明被标记物质的生理功能。
(3)由核移植实验过程分析可知,A3中的放射性不可能来自B1细胞的细胞核,只可能来自A2,而A2来自A1细胞,当培养时间过长时,A1细胞核中合成的RNA可能会进入细胞质中,从而最终造成A3细胞中出现放射性RNA。
(4)含32P的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用于合成DNA,而DNA分布在动物细胞的细胞核和线粒体中。
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