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3.3细胞核的结构和功能学案
【预习新知】
（一）细胞核的功能
1.分布：除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。
2．细胞核功能的实验探究
3．功能：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
（二）细胞核的结构
1.结构
(1)核膜
①双层膜，把核内物质与细胞质分开。
②外膜与内质网相连，且有核糖体附着。
③附着大量酶，利于多种化学反应的进行。
(2)核孔
①实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
②mRNA、蛋白质可以通过核孔，但DNA不能，核膜和核孔都具有选择透过性。
(3)染色质
①主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
②易被碱性染料染成深色。
③染色质和染色体的关系：染色质和染色体是同种物质在不同分裂时期的两种存在状态。
(4)核仁：与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
2．细胞是一个统一的整体
(1)细胞作为基本的生命系统，其结构复杂而精巧。
(2)各组分之间分工合作成为一个整体，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序地进行。
(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。
3．模型建构
(1)含义：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。
(2)类型
(3)举例：沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型，它形象而概括地反映了所有DNA分子结构的共同特征。
【巩固训练】
1.下列关于细胞核的叙述，正确的是( )
A.细胞核是细胞的遗传和代谢中心
B.细菌细胞核的核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
C.组成染色体的主要物质是蛋白质和RNA
D.染色质易被碱性染料染成深色
2.如图为细胞核的结构示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.细胞的遗传物质主要存在于核仁中
B.外核膜和内核膜之间的区域属于细胞质基质
C.RNA可通过核孔从细胞核到达细胞质
D.在动物细胞分裂过程中染色质不会发生形态改变
3.房颤（心房颤动）是临床上危害严重且最常见的心律失常疾病，最新研究表明，其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列叙述错误的是( )
A. 核质之间的物质通过自由扩散的方式进出核孔
B. 房颤可能是某些mRNA输出细胞核障碍所致
C. 代谢越旺盛的细胞单位核膜面积的核孔数目越多
D. 核孔是核质间物质交换和信息交流的通道
4.细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。下列有关说法错误的是( )
A.核膜是双层膜，有两层磷脂双分子层构成
B.核孔对于大分子物质进出细胞核具有明显的选择性
C.所有生物的核糖体的形成均与核仁有关
D.染色质和染色体是同一物质在细胞的不同时期的两种存在状态
5.为研究细胞核与细胞质之间的物质交流，科学家利用变形虫做了如下实验：
步骤一：将正常生活而没有分裂的多只变形虫随机分为A、B、C三组，A组用含32P标记的尿嘧啶核苷酸食物饲喂；B组将变形虫的细胞核去掉；C组不作任何处理。
步骤二：用放射自显影技术检测到A组每只变形虫的细胞核中出现放射性后，将细胞核移植到B、C两组的变形虫细胞内。
步骤三：适宜条件下培养一段时间后检测B、C两组的放射性，结果如图所示。
下列分析正确的是( )
A.放射性物质应是复制之后得到的DNA
B.本实验的自变量为放射性出现的位置
C.放射性物质能在细胞核和细胞质间相互交流
D.放射性物质的分布情况可能与核孔直接相关
6.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（如图）嫁接在一起，第一次长出的帽状体呈中间类型，切除这一帽状体，第二次长出的帽状体为与甲相同的伞形帽。下列分析错误的是( )
A.甲、乙两种伞藻细胞均含有多种具膜的细胞器
B.若再次切除帽状体，长出的帽状体仍为伞形帽
C.甲、乙两种伞藻细胞的遗传物质都是DNA
D.该实验证明了帽状体的形态仅受细胞核控制
7.核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，是核内外物质转运的通道。大分子物质凭借自身的核定位信号和核输出信号与核孔复合体蛋白质（主要是中央运输蛋白）上的受体结合而实现物质转运过程，下列相关叙述正确的是( )
A.原核细胞中核孔的数量远远少于真核细胞中核孔的数量
B.大分子物质与中央受体蛋白的识别，实现了细胞间的信息交流
C.核孔只能让大分子物质通过体现了核孔控制物质进出的选择性
D.核孔由核外膜和核内膜融合而成，一般在核膜上均匀分布
8.细胞核内的液体称核液，下列关于细胞核的结构与功能的叙述，正确的是( )
A.核液内仅含有由RNA和蛋白质两种物质构成的染色质
B.核膜具有选择透过性，而核孔不具有选择透过性
C.真核生物由真核细胞构成，所有真核生物的细胞都含有细胞核
D.细胞核是遗传和代谢的控制中心，但不是细胞的代谢中心
9.如图表示细胞核结构模式图，下列有关叙述不正确的是( )
A.① 是主要由DNA和蛋白质组成的链状结构
B.②与核糖体的形成、核糖体RNA的合成有关
C.蛋白质合成旺盛的细胞，① ③ 的数目会较多
D.核孔对物质的运输具有选择性
参考答案
1.答案：D
解析：A、细胞核是细胞的遗传和代谢的控制中心，代谢中心在细胞质基质，A错误；
B、细菌为原核生物，没有细胞核，B错误；
C、组成染色体的主要物质是蛋白质和DNA，C错误；
D、在细胞核中，易被碱性染料染成深色的物质是染色质，D正确。
故选D。
2.答案：C
解析：A、遗传物质主要在染色质上，A错误； B、细胞膜以内核膜以外的部分为细胞质，包括细胞质基质和细胞器，B错误； C、通过核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，C正确； D、在动物细胞分裂过程中染色质和染色体发生周期性变化，前期染色质变成染色体，末期染色体变成染色质，D错误。
故选：C。
3.答案： A
解析：核孔具有选择性，某些RNA和蛋白质可通过核孔，DNA不能通过核孔，A错误；根据题干信息，房颤（心房颤动）致病机制是核孔复合体的运输障碍，房颤可能是某些mRNA输出细胞核障碍所致，B正确；代谢越旺盛的细胞单位核膜面积的核孔数目越多，C正确；核孔是核质间物质交换和信息交流的通道，D正确。
4.答案：C
解析：A、核膜是双层膜，有4层磷脂双分子层构成，A正确;
B、细胞核中的大分子可以通过核孔出细胞核，细胞质中的大分子也可以通过核孔进入细胞核，核孔对于大分子物质进出细胞核具有明显的选择性，B正确;
C、原核生物有核糖体，不具有核仁，C错误;
D、染色质和染色体是同一物质在细胞的不同时期的两种存在状态，主要由DNA和蛋白质组成，D正确。
5.答案：D
解析：用32P标记的尿嘧啶核苷酸，因此放射性物质应是转录后得到的RNA，A错误；本实验的因变量为放射性出现的位置，B错误；分析图可知，放射性物质能从细胞核进入细胞质，不能从细胞质进入细胞核，C错误；核孔直接控制某些大分子物质的进出，因此放射性物质RNA在细胞核和细胞质的分布与核孔直接有关，D正确。
6.答案：D
解析：A、由题图可知，甲、乙两种伞藻细胞是真核细胞，真核细胞内含有多种具膜细胞器，A正确；
B、由于嫁接才的伞藻的细胞核来自A，细胞核是遗传和代谢的控制中心，因此若再次切除帽状体，长出的帽状体仍为伞形帽，B正确；
C、甲、乙两种伞藻细胞都是真核细胞，其遗传物质都是DNA，C正确；
D、该实验证明了帽状体的形态建成同时受细胞核、细胞质的控制，D错误。
故选D。
7.答案：D
解析：A、原核细胞没有细胞核，也不具有核孔，A错误；
B、大分子物质与中央受体蛋白的识别，实现了细胞质和细胞核间的信息交流，B错误；
C、核孔是大分子物质通道，但某些小分子也能通过，C错误；
D、核孔能实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流，核孔由核外膜和核内膜融合而成，一般在核膜上均匀分布，D正确。
故选D。
8.答案：D
解析：A、核液内主要含有由DNA和蛋白质组成的染色质，还含有其他物质，A错误；
B、核孔是一些大分子有方向性地进出细胞核的通道，可见具有选择透过性，B错误；
C、不是所有真核生物的细胞都含有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞，C错误；
D、细胞的代谢中心是细胞质基质，D正确。
故选D。
9.答案：C
解析：A、①是染色质，主要由DNA和蛋白质组成的链状结构，在分裂期会螺旋化形成染色体，A正确；
B、②表示核仁，与rRNA（核糖体RNA）的合成以及核糖体的形成有关，B正确；
C、蛋白质合成旺盛的细胞，核质之间信息交流旺盛，因此，③核孔的数目会较多，但染色体的数目是稳定的，C错误；
D、核孔是大分子物质出入细胞核的通道，对物质的运输具有选择性，D正确。

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