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(共61张PPT)
第4课时
遗传信息主要储存在细胞核中
课标要求
阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
1.细胞核的结构
归纳 夯实必备知识
DNA和蛋白质
DNA
核糖体中RNA
(1)上述结构中 在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。
(2)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系：_____________________
。
核膜、核仁
代谢旺盛、蛋白质合成
量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大
(3)细胞核中的遗传物质分布于 上。
(4)哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等无细胞核，既不能生长也不能分裂；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。
染色质
(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，人的骨骼肌细胞中的细胞核多达数百个。
(1)源于必修1 P50甲基绿—派洛宁染色液：细胞中的DNA主要分布在
中，RNA主要分布在细胞质中，可用甲基绿—派洛宁染色液染色鉴定， 与甲基绿结合呈绿色， 与派洛宁结合呈红色。
(2)源于必修1 P52“边做边学”：模型分为 (如DNA双螺旋结构模型)、概念模型(如种群的概念)和数学模型(如“J”型曲线、“S”型曲线，公式、表格等)。在设计并制作真核细胞亚显微结构模型时， 应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。
细胞核
DNA
RNA
物理模型
科学性
2.细胞核的功能及功能探究
(1)实验探究
①变形虫切割实验
细胞核可以调控细胞代谢过程
②伞藻移接实验
菊花形
源于必修1 P51积极思维思考2
菊花形
帽伞藻
(2)细胞核的功能
细胞核不仅控制细胞的代谢过程，也控制着生物体的遗传性状，是细胞代谢和遗传的 。
调控中心
易错提醒
细胞代谢的主要场所是细胞质，细胞核是细胞代谢的调控中心。
考向一　细胞核的结构和功能
1.(多选)下列有关图中的结构和功能的叙述，
正确的是
A.并非所有大分子物质都可通过④进出细胞核，
④可参与信息交流
B.所有真核细胞分裂过程中都会有①周期性地出现和消失
C.该结构是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的中心
D.②具有一定的流动性，RNA经过④需要穿过0层膜且需消耗能量
突破 强化关键能力
√
√
只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，才会出现①染色质、②核膜和③核仁周期性地出现和消失，B错误；
该结构为细胞核，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的调控中心，C错误。
2.核孔复合体位于核孔上，主要由核孔蛋白构成，是物质进出细胞核的通道。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病，最新研究表明，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列有关说法错误的是
A.核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同发生改变
B.核孔复合体从功能上来说具有双向性，表现在既介导蛋白质的入核运输，
又介导RNA等的出核运输
C.核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变
所致
D.核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关
√
核孔是大分子物质进出细胞核的通道，能够控制物质进出，核孔的数量因细胞种类及代谢状况不同而有差别，A正确；
核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变，导致核孔复合体不能正常形成或功能异常，C正确；
核膜是双层膜，由四层磷脂分子组成，D错误。
核孔复合体
延伸应用
(1)核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。
(2)双功能：①离子和水分子等小分子
物质可以通过被动运输通过核孔复合体；②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。
(3)双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。
考向二　细胞核功能的实验探究
3.如图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.生物体形态结构的建成主要与细胞质有关
B.细胞的分裂和分化是由细胞核控制的
C.细胞核是细胞代谢的中心
D.细胞核是细胞遗传的调控中心
√
通过图示可以看出，生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，A错误；
伞藻是单细胞生物，不会涉及细胞分化，B错误；
细胞核是细胞代谢的调控中心，C错误。
4.有人把变形虫的核取出，观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后，预测出a～d四个现象，并提出相应的推测理由①～④。请选出预测现象和推理均正确的一个组合
预测现象：a.失去核的变形虫，虽然停止伸出伪足，但几天后核将再生，能正常活动；
b.失去核的变形虫，细胞质功能逐渐衰退，几天内将死亡；
c.失去核的变形虫，虽然会反复进行数次无丝分裂，但结果还是死亡；
d.除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞分裂将更加旺盛。
推测理由：①核能抑制细胞的过度分裂；
②没有核的细胞也具备分裂的能力；
③如果没有核，就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸；
④许多生物结构都有再生能力，核也能再生。
A.a与④　　　B.b与③　　　C.c与②　　　D.d与①
√
细胞核与细胞质的关系：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞质为细胞核提供能量和营养物质等。失去核的变形虫由于不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸，细胞的生命活动不能正常进行，如不能摄取食物，对外界刺激也不再发生反应，因而生存几天后就会死亡。
重温高考 真题演练
1.(2022·浙江6月选考，15改编)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是
A.核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定
B.核膜上有核孔，可调控核内外的物质交换
C.核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关
D.染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
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核膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误；
核膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B正确；
核仁主要与rRNA的合成有关，C错误；
染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。
2.(2021·河北，2)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
√
RNA是以DNA为模板转录形成的，DNA主要存在于细胞核中，在细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，这些DNA也能作为模板转录合成RNA，所以细胞质中的RNA主要在细胞核中合成，经核孔输出，D错误。
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3.(2021·北京，2)下图是马铃薯细胞局部的电镜照片，①～④均为细胞核的结构，对其描述错误的是
A.①是转录和翻译的场所
B.②是核与质之间物质运输的通道
C.③是核与质的界膜
D.④是与核糖体形成有关的场所
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①是染色质，细胞核是DNA复制和转录的主要场所，翻译的场所是核糖体，A错误；
②是核孔，核孔是核与质之间物质运输的通道，具有选择性，B正确；
③是核膜，是核与质的界膜，为细胞核提供了一个相对稳定的环境，C正确；
④是核仁，真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，D正确。
4.(2019·全国Ⅲ，2)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调控中心
D.细胞核内遗传物质的合成需要能量
√
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真核细胞中，转录主要发生在细胞核中，而翻译发生在细胞质中的核糖体上，B错误。
一、易错辨析
1.核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出(　　)
2.染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同(　　)
3.细胞核是细胞的代谢中心(　　)
4.所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核(　　)
5.蓝细菌无细胞核，也无核糖体(　　)
6.细胞是生物体代谢和遗传的基本单位(　　)
7.细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心，所以要在细胞的最中央(　　)
五分钟　查落实
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二、填空默写
1.(必修1 P49)染色质主要由 组成，DNA是 的载体。
2.(必修1 P49)核仁与 的合成、加工以及 的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的 。
3.细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体 的基本单位。
4.(必修1 P50)染色体和染色质是___________________________________
。
5.(必修1 P51)细胞核不仅控制 ，也控制_____________
，是细胞代谢和遗传的 。
DNA和蛋白质
遗传信息
核糖体中RNA
核糖体
物质交换和信息交流
代谢和遗传
细胞中同一种物质在不同时期的两种
不同形态
细胞的代谢过程
生物体的遗传
性状
调控中心
课时精练
一、单项选择题
1.右图为细胞核结构模式图，对其结构及功能的叙述错误
的是
A.①是由4层磷脂分子构成
B.②主要是由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂时呈染色质状态
C.③与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关
D.④是核孔，有实现核质之间信息交流和物质交换的作用
√
②为染色质，主要由DNA和蛋白质组成，在分裂间期呈染色质状态，在分裂期呈染色体状态，B错误。
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2.用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的一个结构就是细胞核。下列有关说法正确的有
①光学显微镜下除了能观察到细胞核外，还能观察到液泡、叶绿体、线粒体、染色质等结构
②哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞都没有细胞核
③科学家利用伞藻做嫁接实验和核移植实验的主要目的是证明细胞核控制着细胞代谢
④核膜实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流
A.一项　　　B.两项　　　C.三项　　　D.四项
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光学显微镜下可观察到的是染色体而非染色质，①错误；
真核生物体内的细胞并不一定都有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞都没有细胞核，②正确；
科学家利用伞藻做嫁接实验和核移植实验的主要目的是证明细胞核控制着细胞遗传，③错误；
实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流的结构是核孔，④错误。
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3.(2023·江苏南京高三期末)科学家用两种伞藻进行实验，结果如图所示，该实验能够得出的结论是
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核
C.伞帽形态结构的建成与假根有关
D.该实验中缺少对照，不能得出结论
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该实验没有把细胞核和细胞质分开单独进行研究，故不能证明细胞核和细胞质在结构上没有联系，A错误；
该实验不能证明伞帽形态结构的建成取决于细胞核，需要再做一个细胞核移植实验才能证明伞帽形态结构的建成取决于细胞核，B错误；
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分析两种伞藻嫁接实验可知，伞帽形态结构与假根类型一致，故伞帽形态结构的建成与假根有关，C正确；
本实验采用了相互对照的形式，D错误。
4.(2023·江苏常州市高三模拟)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，如图是细胞核的结构简图，下列关于细胞核的叙述错误的是
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A.结构①在细胞的不同时期存在不同的形态
B.结构②与核糖体及某种RNA的形成有关
C.结构③仅是大分子物质进出细胞核的通道
D.蛋白质和RNA通过核孔的运输需要消耗能量
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结构①在分裂间期是染色质的形态，到分裂期高度螺旋化为染色体，A正确；
结构②是核仁，核仁与核糖体及某种RNA的形成有关，B正确；
结构③是核孔，据图所示部分小分子物质也可通过核孔进出细胞核，C错误；
蛋白质和RNA通过核孔的运输由ATP水解供能，D正确。
5.核小体是染色质的结构单位，是由近乎球状的组蛋白形成的八聚体和在其外围绕两圈长度为180～200 bp(碱基对)的DNA所构成。下列有关核小体的叙述，错误的是
A.染色质主要由DNA、组蛋白构成，还含有少量RNA
B.酵母菌细胞核中存在核小体
C.普通光学显微镜下可观察到核小体
D.核小体中含有C、H、O、N、P元素
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光学显微镜下观察不到染色质，因此普通光学显微镜下也观察不到核小体，C错误。
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6.细胞核在细胞增殖时发生消失与重建，重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围，形成核膜小泡，最终融合形成细胞核，过程如下图所示。下列相关说法正确的是
A.核膜是由两层磷脂分子和蛋白质组成的
B.核膜小泡中的染色体上，每个染色体含有
两个DNA分子
C.核膜小泡形成完整细胞核的过程与生物膜
的流动性密切相关
D.重建后的细胞核中行使遗传功能的结构是核仁
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在重建细胞核时，细胞分裂进入末期，着丝粒分裂，每个染色体只有一个DNA分子，B错误；
染色体是遗传信息的载体，行使遗传功能的结构是染色体上的DNA，D错误。
7.核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构，被称为核孔复合体。如图所示，该复合体由一个核心脚手架组成，其选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内面的蛋白质组成，常把这样的蛋白质称为中央运输蛋白。据此分析，下列说法正确的是
A.核膜是单层膜，具有一定的流动性
B.人体成熟的红细胞有少量核孔参与
核质间的信息传递
C.核孔复合体的存在，说明物质进出核膜也具有选择性
D.DNA和mRNA均可通过核孔进入细胞质
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人体成熟的红细胞没有细胞核，B错误；
由题意知，核孔复合体是具有选择性的输送机制的结构，因此核膜也具有选择透过性，C正确；
DNA不能通过核孔进入细胞质，D错误。
8.(2023·江苏南通高三期中)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，这是因为细胞核
A.体积大 B.具有核膜
C.位于细胞中心 D.储存着大量的遗传信息
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细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，这是因为细胞核是遗传信息库，含有大量的遗传信息，D正确。
二、多项选择题
9.(2023·江苏无锡高三期末)如图所示为细胞局部的电镜照片，a～c为细胞核的相关结构。下列有关叙述正确的是
A.利用电子显微镜拍摄的细胞核照片属于物理模型
B.结构 a在有丝分裂过程中周期性地消失，有利于
染色体的分配
C.结构 b在细胞核内所占区域较大，是遗传物质储存的场所
D.某些大分子物质可以通过c选择性地进出细胞核，完成信息传递
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利用电子显微镜拍摄的细胞核照片不属于任何模型，A错误；
结构a核膜在有丝分裂前期消失，在有丝分裂末期重现，核膜在有丝分裂过程中周期性地消失有利于染色体的分配，B正确；
结构b核仁在细胞核内所占区域较大，但是遗传物质储存的场所为染色体，C错误；
c核孔具有选择透过性，蛋白质和RNA可通过其进出细胞核，D正确。
10.亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质，可通过其中的一段特殊氨基酸序列(NLS)与相应的受体蛋白识别，并结合形成转运复合物。在受体蛋白的介导下，转运复合物与核孔结合后进入细胞核，该过程消耗细胞中的ATP。下列说法正确的是
A.真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列
B.分子大小合适的蛋白质都能通过核孔进入细胞核
C.细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程
D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
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根据题意，具有特殊氨基酸序列(NLS)的蛋白质分子才能通过核孔进入细胞核，B错误。
11.二甲双胍的抗肿瘤效应越来越受到人们的广泛关注。它可通过抑制线粒体的功能而抑制细胞的生长，其作用机理如图所示。下列有关说法错误的是
A.核膜的主要成分是磷脂和蛋白质，
RagC进出细胞核需经过4层磷脂
分子
B.二甲双胍抑制线粒体的功能，进而
影响了激活型RagC和无活型RagC
的跨核孔运输以及相互转化
C.可用密度梯度离心法将线粒体与其他细胞器分离开来，从而研究线粒体的
功能
D.二甲双胍的作用原理可能是抑制线粒体的相关蛋白质的活性
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由图可知，RagC进出细胞核通过的是核孔，经过0层磷脂分子，A错误；
二甲双胍抑制线粒体的功能，进而直接影响了无活型和激活型RagC的
跨核孔运输，最终达到抑制细胞生长的效果，B错误；
可用差速离心法将线粒体与其他细胞器分离开来，C错误。
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三、非选择题
12.图甲为酵母菌细胞部分结构示意图；图乙是图甲局部放大；图丙表示分泌蛋白的合成和分泌过程。回答下列问题：(“[　　]”中填编号，“________”填名称)
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(1)酵母菌是真核生物，判断依据是_____________
__________________。葡萄糖在图甲中的结构______(填编号)彻底氧化分解。图甲中含有核酸的结构有____________(填编号)。
其细胞中有以
核膜包被的细胞核
6、8
2、4、6、8
葡萄糖在细胞质基质中进行初步的氧化分解，产生丙酮酸，丙酮酸进入图甲中的线粒体中完成彻底氧化分解(图甲中8为细胞质基质、6为线粒体)。图甲酵母细胞中含有核酸的结构有线粒体、细胞核、细胞质基质和核糖体，分别为图甲中的6、2、8、4。
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(2)图乙中能在细胞周期中周期性消失和出现的结构是________(填编号)，如果破坏了结构9，则__________
______的合成、加工及________的形成会受到影响，进而影响蛋白质的合成。
9、11
核糖体中
RNA
核糖体
在细胞周期中进行周期性消失和出现的结构是核膜和核仁(图乙中9为核仁，11为核膜)，核仁的功能是与核糖体RNA的合成、加工和核糖体的形成有关，如果破坏了核仁，会影响蛋白质的合成。
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(3)从图丙中可以看出，核糖体上合成出的多肽需要经过[13]________和[14]__________的加工才能形成具有特定生理功能的蛋白质。整个分泌蛋白的合成、加工和运输过程中需要消耗能量，在有氧条件下主要由图丙中的[　 ]________供应；在无氧条件下由图甲中的[　 ]____________供能。
内质网
高尔基体
16
线粒体
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细胞质基质
核糖体上合成的多肽只有形成一定的空间结构才具有特定的生理功能，该空间结构的形成在图中的[13]内质网和[14]高尔基体上完成。整个分泌蛋白的合成、加工和运输过程中需要消耗能量，在有氧条件下主要由有氧呼吸供能，[16]线粒体是有氧呼吸的主要场所，在无氧条件下由无氧呼吸供能，[8]细胞质基质是无氧呼吸的场所。
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13.核孔复合体主要由核膜、中央栓和核质侧的“核篮”结构组成，如图1所示。请回答下列问题：
(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核，这三种方式中属于被动运输的是________。
甲、乙
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(2)下列物质中，大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要运进细胞核的是___(填选项编号)，理由是__________________________
_____________________________________________________。
b
这两种细胞都需要RNA聚合
酶来催化基因的转录，以满足细胞对蛋白质等物质的需要
a.DNA聚合酶 b.RNA聚合酶
c.ATP合成酶 d.组蛋白(染色体成分)
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(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前，亲核蛋白首先需要与______结合，然后在___________的参与下完成运输。
受体
中央栓蛋白
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(4)亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部，某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图2)，得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。
①请评价该同学的实验结论并写出依据：
______________________________________________________________________________________________。
结论不可靠，没有放射性物质标记头部的实验，不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部的可能性
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②请完善实验设计：_________________
________________________________________________。若实验结果为________
___________，则上述结论成立。
用放射性物质标记
亲核蛋白的头部，显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质
细胞核
内无放射性第4课时　遗传信息主要储存在细胞核中
课标要求　阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
1．细胞核的结构
(1)上述结构中核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。
(2)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系：代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。
(3)细胞核中的遗传物质分布于染色质上。
(4)哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等无细胞核，既不能生长也不能分裂；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。
(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，人的骨骼肌细胞中的细胞核多达数百个。
(1)源于必修1 P50甲基绿—派洛宁染色液：细胞中的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中，可用甲基绿—派洛宁染色液染色鉴定，DNA与甲基绿结合呈绿色，RNA与派洛宁结合呈红色。
(2)源于必修1 P52“边做边学”：模型分为物理模型(如DNA双螺旋结构模型)、概念模型(如种群的概念)和数学模型(如“J”型曲线、“S”型曲线，公式、表格等)。在设计并制作真核细胞亚显微结构模型时，科学性应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。
2．细胞核的功能及功能探究
(1)实验探究
①变形虫切割实验
②伞藻移接实验
源于必修1 P51积极思维思考2
(2)细胞核的功能
细胞核不仅控制细胞的代谢过程，也控制着生物体的遗传性状，是细胞代谢和遗传的调控中心。
易错提醒　细胞代谢的主要场所是细胞质，细胞核是细胞代谢的调控中心。
考向一　细胞核的结构和功能
1．(多选)下列有关图中的结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．并非所有大分子物质都可通过④进出细胞核，④可参与信息交流
B．所有真核细胞分裂过程中都会有①周期性地出现和消失
C．该结构是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的中心
D．②具有一定的流动性，RNA经过④需要穿过0层膜且需消耗能量
答案　AD
解析　只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，才会出现①染色质、②核膜和③核仁周期性地出现和消失，B错误；该结构为细胞核，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的调控中心，C错误。
2．核孔复合体位于核孔上，主要由核孔蛋白构成，是物质进出细胞核的通道。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病，最新研究表明，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列有关说法错误的是(　　)
A．核孔数量随细胞种类以及细胞代谢状况不同发生改变
B．核孔复合体从功能上来说具有双向性，表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等的出核运输
C．核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变所致
D．核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关
答案　D
解析　核孔是大分子物质进出细胞核的通道，能够控制物质进出，核孔的数量因细胞种类及代谢状况不同而有差别，A正确；核孔运输障碍发生的根本原因可能是编码核孔复合体的基因发生突变，导致核孔复合体不能正常形成或功能异常，C正确；核膜是双层膜，由四层磷脂分子组成，D错误。
延伸应用　核孔复合体
(1)核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。
(2)双功能：①离子和水分子等小分子物质可以通过被动运输通过核孔复合体；②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。
(3)双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。
考向二　细胞核功能的实验探究
3．如图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．生物体形态结构的建成主要与细胞质有关
B．细胞的分裂和分化是由细胞核控制的
C．细胞核是细胞代谢的中心
D．细胞核是细胞遗传的调控中心
答案　D
解析　通过图示可以看出，生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，A错误；伞藻是单细胞生物，不会涉及细胞分化，B错误；细胞核是细胞代谢的调控中心，C错误。
4．有人把变形虫的核取出，观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后，预测出a～d四个现象，并提出相应的推测理由①～④。请选出预测现象和推理均正确的一个组合(　　)
预测现象：a.失去核的变形虫，虽然停止伸出伪足，但几天后核将再生，能正常活动；
b．失去核的变形虫，细胞质功能逐渐衰退，几天内将死亡；
c．失去核的变形虫，虽然会反复进行数次无丝分裂，但结果还是死亡；
d．除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞分裂将更加旺盛。
推测理由：①核能抑制细胞的过度分裂；
②没有核的细胞也具备分裂的能力；
③如果没有核，就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸；
④许多生物结构都有再生能力，核也能再生。
A．a与④ B．b与③ C．c与② D．d与①
答案　B
解析　细胞核与细胞质的关系：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞质为细胞核提供能量和营养物质等。失去核的变形虫由于不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸，细胞的生命活动不能正常进行，如不能摄取食物，对外界刺激也不再发生反应，因而生存几天后就会死亡。
1．(2022·浙江6月选考，15改编)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定
B．核膜上有核孔，可调控核内外的物质交换
C．核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关
D．染色质由RNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
答案　B
解析　核膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误；核膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B正确；核仁主要与rRNA的合成有关，C错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。
2．(2021·河北，2)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
答案　D
解析　RNA是以DNA为模板转录形成的，DNA主要存在于细胞核中，在细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，这些DNA也能作为模板转录合成RNA，所以细胞质中的RNA主要在细胞核中合成，经核孔输出，D错误。
3．(2021·北京，2)下图是马铃薯细胞局部的电镜照片，①～④均为细胞核的结构，对其描述错误的是(　　)
A．①是转录和翻译的场所
B．②是核与质之间物质运输的通道
C．③是核与质的界膜
D．④是与核糖体形成有关的场所
答案　A
解析　①是染色质，细胞核是DNA复制和转录的主要场所，翻译的场所是核糖体，A错误；②是核孔，核孔是核与质之间物质运输的通道，具有选择性，B正确；③是核膜，是核与质的界膜，为细胞核提供了一个相对稳定的环境，C正确；④是核仁，真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，D正确。
4．(2019·全国Ⅲ，2)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调控中心
D．细胞核内遗传物质的合成需要能量
答案　B
解析　真核细胞中，转录主要发生在细胞核中，而翻译发生在细胞质中的核糖体上，B错误。
一、易错辨析
1．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出(　×　)
2．染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同(　√　)
3．细胞核是细胞的代谢中心(　×　)
4．所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核(　×　)
5．蓝细菌无细胞核，也无核糖体(　×　)
6．细胞是生物体代谢和遗传的基本单位(　√　)
7．细胞核是细胞代谢和遗传的调控中心，所以要在细胞的最中央(　×　)
二、填空默写
1．(必修1 P49)染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
2．(必修1 P49)核仁与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
3．细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。
4．(必修1 P50)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。
5．(必修1 P51)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。
课时精练
一、单项选择题
1．下图为细胞核结构模式图，对其结构及功能的叙述错误的是(　　)
A．①是由4层磷脂分子构成
B．②主要是由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂时呈染色质状态
C．③与核糖体中RNA的合成、加工以及核糖体的形成有关
D．④是核孔，有实现核质之间信息交流和物质交换的作用
答案　B
解析　②为染色质，主要由DNA和蛋白质组成，在分裂间期呈染色质状态，在分裂期呈染色体状态，B错误。
2．用光学显微镜观察细胞，最容易注意到的一个结构就是细胞核。下列有关说法正确的有(　　)
①光学显微镜下除了能观察到细胞核外，还能观察到液泡、叶绿体、线粒体、染色质等结构
②哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞都没有细胞核
③科学家利用伞藻做嫁接实验和核移植实验的主要目的是证明细胞核控制着细胞代谢
④核膜实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流
A．一项 B．两项 C．三项 D．四项
答案　A
解析　光学显微镜下可观察到的是染色体而非染色质，①错误；真核生物体内的细胞并不一定都有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞都没有细胞核，②正确；科学家利用伞藻做嫁接实验和核移植实验的主要目的是证明细胞核控制着细胞遗传，③错误；实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流的结构是核孔，④错误。
3．(2023·江苏南京高三期末)科学家用两种伞藻进行实验，结果如图所示，该实验能够得出的结论是(　　)
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核
C．伞帽形态结构的建成与假根有关
D．该实验中缺少对照，不能得出结论
答案　C
解析　该实验没有把细胞核和细胞质分开单独进行研究，故不能证明细胞核和细胞质在结构上没有联系，A错误；该实验不能证明伞帽形态结构的建成取决于细胞核，需要再做一个细胞核移植实验才能证明伞帽形态结构的建成取决于细胞核，B错误；分析两种伞藻嫁接实验可知，伞帽形态结构与假根类型一致，故伞帽形态结构的建成与假根有关，C正确；本实验采用了相互对照的形式，D错误。
4．(2023·江苏常州市高三模拟)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，如图是细胞核的结构简图，下列关于细胞核的叙述错误的是(　　)
A．结构①在细胞的不同时期存在不同的形态
B．结构②与核糖体及某种RNA的形成有关
C．结构③仅是大分子物质进出细胞核的通道
D．蛋白质和RNA通过核孔的运输需要消耗能量
答案　C
解析　结构①在分裂间期是染色质的形态，到分裂期高度螺旋化为染色体，A正确；结构②是核仁，核仁与核糖体及某种RNA的形成有关，B正确；结构③是核孔，据图所示部分小分子物质也可通过核孔进出细胞核，C错误；蛋白质和RNA通过核孔的运输由ATP水解供能，D正确。
5．核小体是染色质的结构单位，是由近乎球状的组蛋白形成的八聚体和在其外围绕两圈长度为180～200 bp(碱基对)的DNA所构成。下列有关核小体的叙述，错误的是(　　)
A．染色质主要由DNA、组蛋白构成，还含有少量RNA
B．酵母菌细胞核中存在核小体
C．普通光学显微镜下可观察到核小体
D．核小体中含有C、H、O、N、P元素
答案　C
解析　光学显微镜下观察不到染色质，因此普通光学显微镜下也观察不到核小体，C错误。
6．细胞核在细胞增殖时发生消失与重建，重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围，形成核膜小泡，最终融合形成细胞核，过程如下图所示。下列相关说法正确的是(　　)
A．核膜是由两层磷脂分子和蛋白质组成的
B．核膜小泡中的染色体上，每个染色体含有两个DNA分子
C．核膜小泡形成完整细胞核的过程与生物膜的流动性密切相关
D．重建后的细胞核中行使遗传功能的结构是核仁
答案　C
解析　在重建细胞核时，细胞分裂进入末期，着丝粒分裂，每个染色体只有一个DNA分子，B错误；染色体是遗传信息的载体，行使遗传功能的结构是染色体上的DNA，D错误。
7．核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构，被称为核孔复合体。如图所示，该复合体由一个核心脚手架组成，其选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内面的蛋白质组成，常把这样的蛋白质称为中央运输蛋白。据此分析，下列说法正确的是(　　)
A．核膜是单层膜，具有一定的流动性
B．人体成熟的红细胞有少量核孔参与核质间的信息传递
C．核孔复合体的存在，说明物质进出核膜也具有选择性
D．DNA和mRNA均可通过核孔进入细胞质
答案　C
解析　人体成熟的红细胞没有细胞核，B错误；由题意知，核孔复合体是具有选择性的输送机制的结构，因此核膜也具有选择透过性，C正确；DNA不能通过核孔进入细胞质，D错误。
8．(2023·江苏南通高三期中)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，这是因为细胞核(　　)
A．体积大
B．具有核膜
C．位于细胞中心
D．储存着大量的遗传信息
答案　D
解析　细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，这是因为细胞核是遗传信息库，含有大量的遗传信息，D正确。
二、多项选择题
9．(2023·江苏无锡高三期末)如图所示为细胞局部的电镜照片，a～c为细胞核的相关结构。下列有关叙述正确的是(　　)
A．利用电子显微镜拍摄的细胞核照片属于物理模型
B．结构 a在有丝分裂过程中周期性地消失，有利于染色体的分配
C．结构 b在细胞核内所占区域较大，是遗传物质储存的场所
D．某些大分子物质可以通过c选择性地进出细胞核，完成信息传递
答案　BD
解析　利用电子显微镜拍摄的细胞核照片不属于任何模型，A错误；结构a核膜在有丝分裂前期消失，在有丝分裂末期重现，核膜在有丝分裂过程中周期性地消失有利于染色体的分配，B正确；结构b核仁在细胞核内所占区域较大，但是遗传物质储存的场所为染色体，C错误；c核孔具有选择透过性，蛋白质和RNA可通过其进出细胞核，D正确。
10．亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质，可通过其中的一段特殊氨基酸序列(NLS)与相应的受体蛋白识别，并结合形成转运复合物。在受体蛋白的介导下，转运复合物与核孔结合后进入细胞核，该过程消耗细胞中的ATP。下列说法正确的是(　　)
A．真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列
B．分子大小合适的蛋白质都能通过核孔进入细胞核
C．细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程
D．NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
答案　ACD
解析　根据题意，具有特殊氨基酸序列(NLS)的蛋白质分子才能通过核孔进入细胞核，B错误。
11．二甲双胍的抗肿瘤效应越来越受到人们的广泛关注。它可通过抑制线粒体的功能而抑制细胞的生长，其作用机理如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A．核膜的主要成分是磷脂和蛋白质，RagC进出细胞核需经过4层磷脂分子
B．二甲双胍抑制线粒体的功能，进而影响了激活型RagC和无活型RagC的跨核孔运输以及相互转化
C．可用密度梯度离心法将线粒体与其他细胞器分离开来，从而研究线粒体的功能
D．二甲双胍的作用原理可能是抑制线粒体的相关蛋白质的活性
答案　ABC
解析　由图可知，RagC进出细胞核通过的是核孔，经过0层磷脂分子，A错误；二甲双胍抑制线粒体的功能，进而直接影响了无活型和激活型RagC的跨核孔运输，最终达到抑制细胞生长的效果，B错误；可用差速离心法将线粒体与其他细胞器分离开来，C错误。
三、非选择题
12．图甲为酵母菌细胞部分结构示意图；图乙是图甲局部放大；图丙表示分泌蛋白的合成和分泌过程。回答下列问题：(“[　　]”中填编号，“________”填名称)
(1)酵母菌是真核生物，判断依据是_______________________________________________。
葡萄糖在图甲中的结构________(填编号)彻底氧化分解。图甲中含有核酸的结构有____________(填编号)。
(2)图乙中能在细胞周期中周期性消失和出现的结构是________(填编号)，如果破坏了结构9，则________的合成、加工及________的形成会受到影响，进而影响蛋白质的合成。
(3)从图丙中可以看出，核糖体上合成出的多肽需要经过[13]________和[14]_____________
的加工才能形成具有特定生理功能的蛋白质。整个分泌蛋白的合成、加工和运输过程中需要消耗能量，在有氧条件下主要由图丙中的[　　]________供应；在无氧条件下由图甲中的[　　]________供能。
答案　(1)其细胞中有以核膜包被的细胞核　6、8　2、4、6、8　(2)9、11　核糖体中RNA　核糖体
(3)内质网　高尔基体　16　线粒体　8　细胞质基质
解析　(1)葡萄糖在细胞质基质中进行初步的氧化分解，产生丙酮酸，丙酮酸进入图甲中的线粒体中完成彻底氧化分解(图甲中8为细胞质基质、6为线粒体)。图甲酵母细胞中含有核酸的结构有线粒体、细胞核、细胞质基质和核糖体，分别为图甲中的6、2、8、4。(2)在细胞周期中进行周期性消失和出现的结构是核膜和核仁(图乙中9为核仁，11为核膜)，核仁的功能是与核糖体RNA的合成、加工和核糖体的形成有关，如果破坏了核仁，会影响蛋白质的合成。(3)核糖体上合成的多肽只有形成一定的空间结构才具有特定的生理功能，该空间结构的形成在图中的[13]内质网和[14]高尔基体上完成。整个分泌蛋白的合成、加工和运输过程中需要消耗能量，在有氧条件下主要由有氧呼吸供能，[16]线粒体是有氧呼吸的主要场所，在无氧条件下由无氧呼吸供能，[8]细胞质基质是无氧呼吸的场所。
13．核孔复合体主要由核膜、中央栓和核质侧的“核篮”结构组成，如图1所示。请回答下列问题：
(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核，这三种方式中属于被动运输的是______。
(2)下列物质中，大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要运进细胞核的是________(填选项编号)，理由是____________________________________________________。
a．DNA聚合酶 b．RNA聚合酶
c．ATP合成酶 d．组蛋白(染色体成分)
(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前，亲核蛋白首先需要与________结合，然后在____________的参与下完成运输。
(4)亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部，某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图2)，得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。
①请评价该同学的实验结论并写出依据：___________________________________________。
②请完善实验设计：_____________________________________________________________。
若实验结果为__________________，则上述结论成立。
答案　(1)甲、乙　(2)b　这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录，以满足细胞对蛋白质等物质的需要　(3)受体　中央栓蛋白　(4)①结论不可靠，没有放射性物质标记头部的实验，不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部的可能性
②用放射性物质标记亲核蛋白的头部，显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质　细胞核内无放射性

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