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(共63张PPT)
2024届高考生物学一轮复习专题课件★★细胞核的结构和功能
1.细胞核的功能及功能探究
(1)实验探究
①黑白美西螈核移植实验
归纳 夯实必备知识
美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制
②蝾螈受精卵横缢实验
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
③变形虫切割实验
变形虫的分裂、生长、摄食、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制
自身前后
④伞藻嫁接与核移植实验
假根中其他物质
细胞核
(2)细胞核的功能
细胞核是____________，是细胞代谢和遗传的_________。
遗传信息库
控制中心
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控制中心。
2.细胞核的结构
DNA和蛋白质
DNA
某种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是____________________
___________________________________。
(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。
(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。
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
染色质
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。
核孔复合体
3.细胞在生命系统中的地位
生命系统
一个整体
基本单位
代谢和遗传
(1)源于必修1 P54：模型分为_________(如DNA双螺旋结构模型)、________(如种群的概念)和_________(如“J”型曲线、“S”型曲线，公式、表格等)。
(2)源于必修1 P55“模型建构”：在设计并制作细胞结构模型时，_______________应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。
物理模型
概念模型
数学模型
科学性、准确性
考向一　细胞核的结构和功能
1.(2023·咸阳高三模拟)生物的体细胞能够分裂的次数是有限的，衰老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
突破 强化关键能力
√
去掉细胞核，观察单独的核、质存活情况，破坏了细胞结构的完整性，A不符合题意；
核移植，并进行动物克隆，观察克隆动物的生活年限，不能排除细胞质的影响，B不符合题意；
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，不能确定细胞核还是细胞质的作用，C不符合题意；
交换年幼和年老细胞的细胞核，得到的是年幼的细胞质和年老的细胞核组成的细胞，以及年幼的细胞核和年老的细胞质组成的细胞，观察细胞的衰老情况，D符合题意。
2.(2023·成都高三模拟)如图是某细胞中部分结构的示意图，下列相关叙述正确的是
A.图示结构可存在于酵母菌、大肠杆菌等细胞中
B.②没有膜结构，破坏④会导致②的数量减少
C.在光学显微镜下观察图示结构，⑤最清晰
D.①和③两种膜上蛋白质的种类和数量都相同
√
题图所示结构包括①内质网、②核糖体以及细
胞核。大肠杆菌由原核细胞构成，不具有内质
网和以核膜为界限的细胞核，A错误；
在光学显微镜下观察图示结构，④核仁最清晰，
C错误；
不同生物膜上蛋白质的种类和数量有区别，D错误。
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控制中心
√
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控制中心，C错误。
4.科学家将每个变形虫切成两半，一半含有细胞核，一半没有细胞核。将所有细胞放在相同且适宜的条件下培养，一段时间后，实验结果如图所示。据图分析，下列说法不正确的是
A.第2天到第3天，无核细胞的死亡数迅速增
加，原因主要是实验操作对细胞造成损伤
B.无核细胞仍能存活一段时间，原因是细胞
内已经合成的蛋白质等物质仍能发挥作用
C.培养过程中有核细胞存活个数的减少与细胞凋亡有关
D.若将有核细胞的细胞核取出，剩余部分的新陈代谢速度会逐渐减缓直
至死亡
√
从培养第2天到第3天，无核细胞死亡很多，其原因主要与没有细胞核有关，A错误。
重温高考 真题演练
1.(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
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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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2.(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。
3.(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，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。
4.(2022·广东，7)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于
A.细胞核 B.细胞质
C.高尔基体 D.细胞膜
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分析题意可知，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。
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.蓝藻无细胞核，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控制中心，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 P53)染色质主要由_____________组成，DNA是__________的载体。
2.(必修1 P53)核仁与某种______的合成以及_______的形成有关；核孔可实现核质之间频繁的___________________。
3.(必修1 P54)染色体和染色质是__________________________________
_______。
4.(必修1 P54)细胞核是___________，是细胞代谢和遗传的________。
5.(必修1 P55)细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体__________的基本单位。
DNA和蛋白质
遗传信息
RNA
核糖体
物质交换和信息交流
同样的物质在细胞不同时期的两种存
在状态
遗传信息库
控制中心
代谢和遗传
课时精炼
一、选择题
1.(2023·四川绵阳高三期末)下列有关探究细胞核的功能的实验叙述中，错误的是
A. 变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是新陈代谢的控制场所
B.蝾螈的受精卵横缢后，有核一半能分裂，无核一半不能分裂，不能证
明细胞分裂只与细胞核有关
C.伞藻的嫁接实验充分证明了是细胞核控制伞藻伞帽的形状
D.对真核细胞来说，失去了细胞核则失去了分裂能力
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细胞质基质是新陈代谢的主要场所，变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是新陈代谢的控制场所，A正确；
蝾螈的受精卵横缢后，有核一半能分裂，无核一半不能分裂，证明细胞分裂与细胞核有关，但不能证明与细胞质无关，B正确；
伞藻的嫁接实验是将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，所以证明了伞藻的伞帽由假根决定，不能充分证明是细胞核控制伞藻伞帽的形状，因为假根内除了细胞核还有其他物质，C错误；
因为细胞核是代谢和遗传的控制中心，对真核细胞来说，失去了细胞核就失去了分裂能力，D正确。
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2.如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与某种RNA的合成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
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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。
3.以下关于染色质和染色体关系的叙述中，正确的是
A.原核细胞有染色质和染色体
B.酵母菌没有染色体或染色质
C.是同一物质在不同分裂时期的不同形态
D.是同一细胞分裂时期的不同物质
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染色质主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂时，染色质高度螺旋化，缩短变粗成为染色体。细胞分裂结束时，染色体解螺旋重新变为细丝状的染色质，因此染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，C正确。
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4.观察3H标记核膜的变形虫，发现分裂期形成许多带放射性的单层小囊泡。分裂形成的子细胞核大小与母细胞核相近，每个子细胞核放射性强度基本相同。以下叙述正确的是
A.核膜的解体与重建有利于遗传物质的平均分配
B.核膜在分裂间期裂解为许多小囊泡
C.细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的中心
D.核膜上具有核孔，能够实现细胞之间频繁的物质交换和信息交流
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核膜在分裂前期裂解为许多小囊泡，B错误；
细胞核是遗传信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，C错误；
核膜上具有核孔，能够实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流，D错误。
5.下列有关细胞核的叙述，不正确的是
A.①、②主要是由DNA和蛋白质组成的
结构，在细胞周期中发生周期性变化
B.③是由2层磷脂分子组成的
C.信使RNA、组成染色质的蛋白质等物质通过核孔进出细胞核
D.⑤结构影响细胞内蛋白质合成过程
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③核膜为双层膜，是由4层磷脂分子组成的，B错误。
6.(2023·陕西渭南高三模拟)核仁是细胞核的重要组成部分。下列有关核仁的叙述，错误的是
A.发菜细胞中核糖体的形成与核仁有关
B.蛋白质合成旺盛的动物细胞中，核仁体积较大
C.核仁在细胞分裂的前期解体、末期重建
D.处于观察染色体的最佳时期的细胞中没有核仁
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发菜属于原核生物，原核细胞中没有核仁，故其核糖体的形成与核仁无关，A错误；
真核细胞中，核仁与核糖体的形成有关，因此蛋白质合成旺盛的动物细胞中，核仁体积较大，B正确；
核膜、核仁在有丝分裂前期消失，在末期重新出现，即细胞周期中，核仁在前期解体、末期重建，C正确；
适合观察染色体的时期是中期，此时期细胞中没有核仁，D正确。
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7.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，着丝点分裂，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。
8.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。
9.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。下列说法错误的是
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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真核细胞的RNA聚合酶的化学本质为蛋白质，其具有NLS氨基酸序列，与相应受体蛋白识别后，形成转运复合物，进入细胞核中进行转录，A正确；
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；
细胞呼吸抑制剂会影响ATP的合成，从而影响亲核蛋白的入核转运过程，C正确；
NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白无法进入细胞核，从而会在细胞质中积累，D正确。
10.施一公团队解析了来自非洲爪蟾的核孔复合体(NPC)的近原子分辨率结构。他们通过电镜观察到NPC“附着”并稳定融合在核膜上，控制着核质之间的物质交换。下列说法错误的是
A.附着NPC的核膜为双层膜结构且与内质网膜相联系
B.NPC实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流
C.核膜上NPC的数量与细胞代谢强度有关
D.大分子物质通过NPC进出细胞核时不消耗能量
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大分子物质通过NPC需要消耗能量，D错误。
11.(2023·青海高三模拟)核膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层紧贴内核膜，是一层由纤维蛋白构成的网状结构。如图为细胞周期中核膜和核纤层的动态变化过程，下列相关叙述错误的是
A.核内合成的tRNA运出细胞核与核孔复合体有关
B.核纤层的解体和重新组装可能通过核纤
层蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰实现
C.分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小
泡在染色质周围聚集并融合成新的核膜
D.核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外
核膜之间，维持细胞核的正常形态
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tRNA是大分子物质，其运出细胞核与核
孔复合体有关，A正确；
核纤层蛋白磷酸化，核纤层解体，核纤
层蛋白去磷酸化，核纤层重建，因此，核
纤层的解体和重新组装可能通过核纤层
蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰实现，B正确；
核纤层紧贴内核膜，D错误。
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二、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：(“除特殊标注外，[　　]”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)。
其细胞中有以核膜为界限的细胞核
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2、4、6、8
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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)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_________的合成及_______的形成会受到影响，进而影响蛋白质的合成。
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某种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)，核仁的功能是与某种RNA的合成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)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。
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内质网
高尔基体
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线粒体
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细胞质基质
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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。分泌蛋白整个的合成、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.不同生物细胞中的核孔具有相同结构，并以核孔复合体的形式存在。核孔复合体可以看作是一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，是一个双功能、双向性的亲水性核质交换通道，控制着物质进出细胞核，如图为核孔控制物质进出细胞核的示意图。回答下列问题：
(1)核膜的外膜通常与_______膜相连；
核膜功能的复杂性与其膜上的______
___________有关。真核细胞未必都具
备核孔，如________________________
_____________________(举一例即可)。
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内质网
蛋白质
哺乳动物成熟的红细胞、高
种类和数量
等植物成熟的筛管细胞
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内质网膜是细胞内分布最广泛的
生物膜，核膜的外膜通常与内质
网膜相连；蛋白质是生命活动的
主要承担者，核膜功能的复杂性
与其膜上的蛋白质种类和数量有
关。核膜上具有核孔，但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，因此真核细胞未必都具备核孔。
(2)核孔复合体的双向性表现在既可以让mRNA运出核孔，也可以让一些亲核蛋白如________________________(答出两个即可)等从细胞质运入细胞核；核孔复合体能够识别已经加工成熟的mRNA并将其运出核孔，前体mRNA(未经加工剪接的RNA)不能运出核孔，这体现了核孔具有___________的特点；核孔复合体能够识别相应的物质信号，可推测核孔复合体上存在_______________。
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DNA聚合酶、RNA聚合酶
选择透过性
特异性受体蛋白
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通过核孔进入细胞核内的蛋白质一般是指在细胞核内发挥作用的蛋白质，如DNA聚合酶、RNA聚合酶就是在细胞质合成，通过核孔进入细胞核的蛋白质。
(3)小分子物质(＜30～60 kDa)可通过被动扩散的方式通过核孔复合体，请你写出一种实验思路验证核孔复合体还存在消耗ATP的其他运输方式：_______________________________________________________________
________。
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利用ATP合成抑制剂(某种物质)抑制细胞ATP的合成，检测核孔运输物质的速率
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若要验证核孔复合体还存在消耗
ATP的其他运输方式，即证明某
物质通过核孔消耗ATP，则实验
自变量为是否供应ATP，所以实
验思路为：利用ATP合成抑制剂
(某种物质)抑制细胞ATP的合成，检测核孔运输物质的速率。

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