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【备考2023】高中生物新教材一轮复习学案
第4讲　细胞膜与细胞核
[素养目标]微专题1．通过对细胞膜的成分与功能的学习，建立生命是结构与功能统一体的生命观念。(生命观念)
2．基于生物膜的组成及结构特点制作生物膜的流动镶嵌模型，以此认识生物膜的结构。(科学思维)
3．能够选择合适的实验材料和方法制备纯净的细胞膜，理解材料选择和实验操作方法的理论依据。(科学探究)
4．通过对细胞核结构与功能的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。(生命观念)
5．基于实验设计的对照原则和单一变量原则，设计合理的对照实验，验证细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。(科学探究)
　细胞膜的结构和功能
1．细胞膜的功能
2．细胞膜的成分、结构的探索历程
项目 阶段 实例(实验) 结论
对膜成分的探 索 1895年欧文顿 发现溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的
— 通过一定方法制备出纯净细胞膜，并进行化学分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
续表
项目 阶段 实例(实验) 结论
对膜成分的探索 1925年戈 特和格伦德尔 人红细胞中提取的脂质铺成单分子层后是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层
1935年丹 尼利和戴维森 发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，而人们已经发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质则表面张力会降低 细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质
对膜结构的探索 1959年罗伯特森 膜的静态模型 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构 生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成
1970年 膜的动态模型 人鼠细胞荧光标记融合实验 细胞膜具有流动性
1972年辛格和尼科尔森 不断观察及实验分析 提出生物膜的流动镶嵌模型
3.细胞膜的成分
[提醒]　(1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中不含胆固醇。
(2)细胞膜的成分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜的成分发生变化，糖蛋白含量下降。
4．流动镶嵌模型
(1)基本内容
(2)特点
[提醒]　糖蛋白只位于细胞膜的外侧，细胞器膜、核膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定细胞膜内外侧的位置。
1．(必修1 P40正文)人体的边界是皮肤和黏膜，细胞的边界是细胞膜。(√)
2．(必修1 P40正文)在生命起源过程中，膜的出现是至关重要的阶段。(√)
3．(必修1 P41图3 2)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。(√)
4．(必修1 P45小字)糖类与蛋白质、脂质结合形成的糖蛋白、糖脂统称为糖被。(×)
5．(必修1 P45小字)糖蛋白分布于细胞膜的内侧和外侧。(×)
1．必修1 P40“问题探讨”：“台盼蓝染色法”是鉴别死细胞和活细胞的常用方法，其原理是____________________________________________________________________。
提示：活细胞的细胞膜能控制物质进出细胞，台盼蓝是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，故活细胞不能被染色，而死细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染液可进入死细胞内，使其被染色
2．必修1 P45“旁栏思考”：膜内部是疏水的，但水分子能跨膜运输通过细胞膜，原因是________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
提示：水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙　细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜
1．细胞膜成分的检测方法[生命物质观]
细胞膜成分 检测试剂(方法) 结果 结论
脂质 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 细胞膜中含有脂质
磷脂酶处理 细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
蛋白质 双缩脲试剂 发生紫色反应 细胞膜中含有蛋白质
蛋白酶处理 细胞膜被破坏
糖类 斐林试剂，水浴加热 出现砖红色沉淀 细胞膜中含有还原糖
2.细胞膜的两个特点[结构功能观]
(1)比较
项目 内容 原因 实例 影响因素
结构特点 一定的流动性 细胞膜不是静止不动的，构成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动，蛋白质分子大多也能运动 细胞的生长、变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐 温度(在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大)
功能特性 选择透过性 植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K＋的吸收和对Na＋的排出 ①内因：细胞膜上转运蛋白的种类和数量； ②外因：温度、pH、O2等影响细胞呼吸的因素
(2)关系
流动性是选择透过性的基础，膜只有具有流动性才能表现出选择透过性
3．细胞膜功能的验证实验[科学探究]
(1)控制物质进出功能的验证
①染色剂进入实验
②色素透出实验
(2)进行细胞间信息交流功能的验证
―→
[探究意图：以细胞间信息交流为情境考查科学思维]
如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析：
(1)写出图中物质或结构的名称：①与膜结合的____________；②________；③________。
(2)人体内胰岛素的作用过程、精子与卵细胞之间的识别和结合分别属于上图的________方式。
(3)受体和信号分子的结合________(填“有”或“没有”)特异性。
(4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？举例说明。
提示：(1)信号分子　受体　胞间连丝　(2)图A、图B
(3)有　(4)不是，有些小分子物质(如脂溶性的信号分子——性激素)的受体在细胞内部。
突破点1　围绕细胞膜的成分、结构和功能，考查生命观念
1．下列不属于细胞膜功能的描述的是(　　)
A．细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定
B．水生植物丽藻通过细胞膜的主动运输使细胞中K＋浓度比池水高
C．细胞膜外表面存在糖被，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系
D．辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型，认为磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
解析：细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定，属于对细胞膜功能的描述，A不符合题意；水生植物丽藻通过细胞膜的主动运输使细胞中K＋浓度比池水高，体现了细胞膜可以控制物质进出的功能，B不符合题意；细胞膜外表面存在糖被，这与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，C不符合题意。
答案：D
2．(2022·山东济南检测)脂筏是生物膜上由糖脂、磷脂和胆固醇以及特殊蛋白质(如某些跨膜蛋白质、酶等)组成的结构，与细胞识别、细胞凋亡等生理过程都有一定的关系。下列说法正确的是(　　)
A．脂筏的合成与核糖体、高尔基体、中心体有密切关系
B．根据成分可知，脂筏可能与细胞控制物质进出的功能有关
C．细胞凋亡是脂筏中的基因发生了选择性表达的结果
D．与脂筏识别功能密切相关的成分应该是磷脂、胆固醇和酶
解析：分析题意可知，脂筏是生物膜上由糖脂、磷脂和胆固醇以及特殊蛋白质(如某些跨膜蛋白质、酶等)组成的结构，其合成与核糖体、高尔基体、内质网有关，与中心体无关，A错误；细胞凋亡是细胞核中的基因发生选择性表达的结果，C错误；与脂筏识别功能密切相关的成分应该是糖脂，D错误。
答案：B
突破点2　围绕细胞膜的流动性和选择透过性，考查结构与功能观
3．细胞膜的特点是具有一定的流动性，能够反映该特点的实例有 (　　)
①白细胞吞噬病菌　②蛋白质不能被细胞吸收
③变形虫的变形运动　④蔗糖分子不能进入细胞膜 ⑤细胞融合
A．①②③　　　　　　　 B．①③⑤
C．②④⑤ D．③④⑤
解析：细胞膜具有一定的流动性是细胞膜的结构特点，能体现这一特点的实例是看细胞膜的形态、大小是否发生了改变。①白细胞吞噬病菌、③变形虫的变形运动和⑤细胞融合，都发生细胞膜形态、大小的改变。
答案：B
4．下列关于选择透过性膜的叙述正确的是(　　)
A．细胞膜是选择透过性膜，主要由磷脂和糖类组成
B．植物细胞的质壁分离现象体现了细胞壁和原生质层的选择透过性
C．人工脂双层膜能让O2通过而不能让Ca2＋通过，属于选择透过性膜
D．生物膜的选择透过性是活细胞的重要特征
解析：细胞膜能控制物质进出细胞，是选择透过性膜，主要由磷脂分子和蛋白质分子组成，A错误；细胞壁具有全透性，B错误；人工脂双层膜能让O2通过而不能让Ca2＋通过，是因为人工脂双层膜没有生物活性，不能体现膜的选择透过性，C错误。
答案：D
突破点3　借助细胞膜的相关实验，考查科学探究能力
5．(多选)下列说法不正确的是(　　)
A．欧文顿通过化学分析的方法提出了“细胞膜是由脂质组成的”
B．罗伯特森在高倍镜下观察到“暗—亮—暗”的膜结构，构建了生物膜的“蛋白质—脂质—蛋白质”静态结构模型
C．流动镶嵌模型是由辛格和罗伯特森共同提出的
D．建立生物膜结构模型过程中，实验技术的进步起了关键性的推动作用
解析：19世纪末，欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现脂溶性物质更容易通过细胞膜，由此提出细胞膜是由脂质构成的，并非通过化学分析得出此结论，A错误；罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的暗—亮—暗三层结构，B错误；1972年，辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型，C错误；在建立生物膜结构模型的过程中，实验技术的进步起了关键的推动作用，D正确。
答案：ABC
6．现有人的成熟红细胞、人的口腔上皮细胞、蛙的红细胞、鸡肝研磨液等生物材料及相关用具，请根据以上材料，完成下列实验设计并分析有关问题。
(1)为获得纯净的细胞膜，应选取上述材料中的________做实验。选用该材料的原因是它________________________。
(2)将选取的上述材料放入______中，由于________作用，一段时间后细胞将破裂。
(3)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜的厚度变小，而膜的表面积扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象的合理解释是
________________________________________________________________________。
(4)生物膜具有控制物质进出的功能，请根据以下材料设计实验，验证膜的选择透过性。
材料：红玫瑰、质量分数为15%的盐酸、蒸馏水、培养皿、量筒。
实验步骤：
①取适量的玫瑰花瓣，________________，分别加入培养皿中；
②A组加入________，B组加入等量的质量分数为15%的盐酸；
③___________________________________________________________________。
解析：(1)人的成熟红细胞无细胞核，除细胞膜外也无其他膜结构，是获取纯净细胞膜的好材料。(3)当温度升高时，磷脂分子由整齐地排列变得不整齐，可能是由磷脂分子运动造成的，细胞膜具有一定的流动性，细胞膜的厚度才会改变。(4)活细胞的细胞膜具有选择透过性，细胞中的色素不会从细胞中渗出；当细胞死亡后，细胞膜失去选择透过性，色素会从细胞中渗出。由题干信息可知，杀死细胞的方法是用质量分数为15%的盐酸处理。
答案：(1)人的成熟红细胞　除细胞膜外无其他膜结构
(2)蒸馏水(清水)　渗透
(3)构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，细胞膜具有一定的流动性
(4)①均分为A、B两组　②适量的蒸馏水　③观察A、B两组花瓣的颜色变化及溶液的颜色变化
4种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)膜转运蛋白：膜上用于协助扩散和主动运输的蛋白质。
(2)具有催化作用的酶：如好氧细菌的细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。
(3)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精子与卵细胞的识别等)。
(4)受体蛋白：信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白。
1．用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。原因是________________________________
________________________________________________________________________。
提示：胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子
2．下图表示各种细胞膜组成成分的含量，由该图能得到的结论是________________________________________________________________________
____________________________________________________(至少写2条)。
提示：由题图可推知，①细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质；②不同细胞膜中蛋白质的含量有所不同，功能越复杂，蛋白质含量相对越高；③不同细胞膜中，糖类的含量最少
　细胞核的结构和功能
1．细胞核的功能
(1)功能探究
①黑白美西螈核移植实验
②蝾螈受精卵横缢实验
③变形虫切割实验
④伞藻嫁接与核移植实验
(2)细胞核的功能
[提醒]　细胞核是细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
2．细胞核的结构
3.细胞在生命系统中的地位
1．(必修1 P56图3 10)细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道。(√)
2．(必修1 P56图3 10)核膜可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。(×)
3．(必修1 P56正文)染色体和染色质只是形态不同，成分都主要是DNA和蛋白质。(√)
4．(必修1 P56正文)细胞依据遗传信息进行物质合成、能量转化和信息交流，完成生长、发育、衰老和凋亡。(√)
5．(必修1 P56正文)真核细胞都有一个细胞核，是细胞代谢和遗传的中心。(×)
1．必修1 P56图3 10拓展：
(1)细胞代谢与核孔数量的关系是
________________________________________________________________________。
(2)真核细胞核内的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行，其原因是
________________________________________________________________________。
提示：(1)细胞代谢越旺盛，核孔数量越多
(2)核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体的合成将不能正常进行。
2．必修1 P54“问题探讨”：从母牛乙的体细胞中取出细胞核，注入母牛甲去核的卵细胞中，移植后的细胞经细胞分裂形成早期胚胎，将胚胎移植入母牛丙的子宫内。出生的小牛几乎与母牛乙的性状一模一样，称之为“克隆牛”。克隆牛的性状与母牛乙几乎是一模一样的，这说明了什么？
提示：说明了克隆牛的性状由母牛乙的细胞核控制。
1．归纳细胞核的结构及相应功能[结构功能观]
名称 特点 功能
核膜和核孔 ①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着 ②在细胞分裂中核膜周期性地消失和重建 ③核膜和核孔对物质的进出都具有选择性 ①核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行 ②选择性地控制物质出入细胞核，其中大分子物质通过核孔出入细胞
核仁 ①折光性强，易与其他结构区分 ②在细胞分裂中周期性地消失和重现 参与某种RNA的合成及核糖体的形成
染色质 染色体?染色质DNA和蛋白质 易被碱性染料染成深色 遗传物质的主要载体
2.细胞核的结构、功能与其他知识点的联系[科学思维]
(1)原核细胞不具备的是核膜、核仁、染色质。
(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是核膜和核仁。
(3)染色质和染色体的关系：同种物质在细胞不同时期的两种存在状态，前者呈细丝状、后者呈圆柱状或杆状，即：
(4)衰老细胞中细胞核体积增大，染色质收缩、染色加深。
(5)细胞核是DNA复制和转录的主要场所。
3．关注细胞核的五个易错点[科学思维]
(1)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)核膜和核孔都具有选择性，核孔虽然可以允许大分子物质通过，但仍然具有选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。
(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。
(4)细胞核并非细胞代谢的中心，细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质。
(5)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体(质)上。
[探究意图：以细胞核结构为情境信息考查科学思维]
据图分析细胞核的结构和功能
(1)将①彻底水解主要可得到的有机小分子有哪些？
提示：氨基酸、脱氧核糖、含氮碱基。
(2)根据②的功能推测，②中有DNA吗？为什么？
提示：有，②是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，某种RNA应该是由核仁DNA转录来的。
(3)蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核是否需要能量？图示显示核孔具有怎样的特点？
提示：需要能量。具有选择性。
突破点1　围绕细胞核的结构与功能，考查结构与功能观
1．(2022·湖北四地七校联盟联考)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，核膜、核仁解体，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
解析：细胞核的大小有限，控制范围有限，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，体现了细胞核“控制中心”的功能，A正确；细胞分裂时，核膜、核仁解体，染色质高度螺旋化形成染色体，该现象不能体现细胞核的作用，B错误；黑色美西螈的细胞核与白色美西螈的去核卵细胞融合后的重组细胞会发育成黑色美西螈，说明细胞核控制着细胞的遗传，C正确；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，说明细胞核控制着细胞的代谢，D正确。
答案：B
2．如图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图，下列说法错误的是(　　)
A．图中①和⑤的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密
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．若该细胞核内的④被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行
D．细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心
解析：细胞核是细胞生命活动和细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心，D错误。
答案：D
突破点2　借助细胞核功能的实验探究，考查科学探究能力
3．(2022·湖南长沙期中)生物的体细胞能够分裂的次数是有限的，衰老和死亡是细胞正常的生命现象。为研究决定细胞衰老的是细胞核还是细胞质，你认为正确的实验方案应是(　　)
A．去掉细胞核，观察单独的核、质存活情况
B．核移植，并进行动物克隆，观察克隆动物的生活年限
C．将完整的年幼和年老的细胞融合，观察重组细胞衰老的情况
D．交换年幼和年老细胞的细胞核，观察交换后细胞的衰老情况
解析：根据题干可知，本实验的目的是探究决定细胞衰老的结构是细胞核还是细胞质，由此可推导出实验自变量为细胞核、细胞质，因变量为细胞衰老情况。比较四个选项中的方案，A选项没有保持细胞结构的完整性，结果缺乏说服力，错误。B选项缺乏对照，且观察的是个体存活情况，对多细胞生物体来说，细胞衰老和个体衰老不能完全等同，错误。C选项同样没有对照，无法分别说明细胞核和细胞质的状况，错误。
答案：D
4．(多选)伞藻结构可分为“帽”“柄”和“足”三部分。科学家用地中海伞藻和细圆齿伞藻做嫁接实验，结果如图所示。该实验不能得出的结论是(　　)
A．细胞核和细胞质在结构上没有联系
B．伞帽形态结构的建成取决于细胞质
C．伞帽形态结构的建成与“足”有关
D．该实验中缺少对照，不能得出结论
解析：题图显示，伞藻的“足”中含有细胞核。将地中海伞藻的伞柄嫁接到细圆齿伞藻的“足”上，结果地中海伞藻的伞柄上长出的是细圆齿伞藻的伞帽；将细圆齿伞藻的伞柄嫁接到地中海伞藻的“足”上，嫁接后，细圆齿伞藻的伞柄上长出的是地中海伞藻的伞帽。由此说明伞帽形态结构的建成与“足”有关。
答案：ABD
[构建知识网络]
[强化生命观念]
1．组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，体现了生物膜具有一定的流动性的结构特点。
2．细胞膜具有将细胞与外界环境隔开、控制物质进出和进行细胞间信息交流的功能。
3．组成细胞膜的基本支架是磷脂双分子层而不是蛋白质。
4．各种膜所含的蛋白质与脂质的比例不同，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。
5．核仁与某些RNA的合成以及核糖体的形成有关。
6．核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
7．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
8．核膜、核孔都具有选择透过性。
9．核孔的数量，核仁的大小都与细胞代谢有关，代谢越旺盛核孔越多，核仁越大。
真题再现　感悟考情
1．(2021·河北卷)关于细胞核的叙述，错误的是(　　)
A．有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现
B．蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛
C．许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核
D．细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出
解析：有丝分裂过程中核膜和核仁在前期消失，在末期重现，在细胞分裂过程中呈周期性地消失和重现，A正确；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞中核糖体的形成和核仁有关，因此蛋白质合成活跃的细胞中核仁代谢活动旺盛，B正确；蛋白质可在细胞质中的核糖体上合成，而基因表达中转录的场所主要为细胞核，对基因表达有调控作用的蛋白质可在细胞质中合成，经核孔进入细胞核起调控作用，C正确；细胞质中的RNA大部分是在细胞核中转录产生的，但是细胞质中的线粒体和叶绿体中的DNA也能通过转录过程合成少量的RNA，D错误。
答案：D
2．(2019·全国Ⅱ卷)在真核细胞的内质网和细胞核中能够合成的物质分别是(　　)
A．脂质、RNA　　　　 B．氨基酸、蛋白质
C．RNA、DNA D．DNA、蛋白质
解析：真核细胞的内质网是细胞内蛋白质合成和加工，以及脂质合成的“车间”；细胞核中能够完成转录过程，可产生RNA，A项正确。
答案：A
3．(2019·全国Ⅲ卷)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是(　　)
A．细胞中的染色质存在于细胞核中
B．细胞核是遗传信息转录和翻译的场所
C．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
D．细胞核内遗传物质的合成需要能量
解析：染色质存在于细胞核中，主要由DNA和蛋白质组成，A项正确。遗传信息的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，B项错误。细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核，遗传物质的合成需要ATP提供能量，C、D两项正确。
答案：B
4．(2019·江苏卷)如图为高等动物细胞结构示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．结构①的数量倍增发生于分裂前期的细胞中
B．具有单层生物膜的结构②与细胞分泌活动无关
C．RNA和RNA聚合酶穿过结构③的方向相同
D．④、⑤处的核糖体均由RNA和蛋白质组成
解析：结构①是中心体，其数量倍增发生在细胞周期的分裂间期，A项错误。结构②为高尔基体，参与分泌蛋白的加工与转运，故与分泌蛋白的分泌有关，B项错误。结构③是核孔，RNA通过核孔从细胞核进入细胞质；RNA聚合酶是由细胞质中的核糖体合成，通过核孔进入细胞核的，两者通过核孔的方向相反，C项错误。附着在内质网上的核糖体和游离的核糖体，都由RNA和蛋白质构成，D项正确。
答案：D

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