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第6讲
细胞核的结构和功能
考点 由高考知核心知识点 预测
细胞核 考点：细胞核的结构和功能 （3年2次，全国卷3年1次） （2023·江苏）细胞核的结构和功能 （2023·山东）细胞核的结构 （2022·浙江）细胞核的结构和功能 （2022·广东）核孔 （2022·海南）细胞核结构与功能 （2022·浙江）细胞核结构与功能 题型：选择题
内容：
常细胞核的功能，细胞器等综合考查
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
1.细胞核的分布：
细胞核——细胞的 “控制中心”
真核细胞都有
一个细胞核吗？
存在位置：真核细胞内
考点 细胞核的结构和功能
1.细胞核的分布：
大多数真核细胞
没有细胞核
一个细胞核
多个细胞核
哺乳动物
成熟红细胞
双小核草履虫
骨骼肌细胞
高等植物成熟的筛管细胞
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
2.细胞核功能实验探究：
(1)黑白美西螈核移植实验：
发育成黑色美西螈
实验缺少对照
美西螈的肤色遗传受细胞核控制，证明细胞核是遗传的控制中心
黑色美西螈胚胎细胞
白色美西螈卵细胞
重组
细胞
①结论：
②实验不足：
如何设计对照实验？
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
2.细胞核功能实验探究：
(1)黑白美西螈核移植实验：
黑色美西螈
卵细胞
发育成白
色美西螈
白色美西螈
胚胎细胞
重组
细胞
③对照
结论：
美西螈的肤色遗传受细胞核控制，证明细胞核是遗传的控制中心
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
2.细胞核功能实验探究：
(2)蝾螈受精卵横缢实验：
蝾螈的受精卵
无核
分裂
不分裂
开始
分裂
发育
(快)
发育
(慢)
有核
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制，说明细胞核是代谢的控制中心
结论：
该实验是如何设置对照的？
既有相互对照（有核和无核）又有自身前后对照（无核者重新挤入核）
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
2.细胞核功能实验探究：
(3)变形虫切割与核移植实验：
无核部分死亡
死亡
有核部分正常生活
取出细胞核
死亡
正常生活
结论：
变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制，证明细胞核是代谢的控制中心
去核后的变形虫仍能生活一段时间的原因是什么？
已合成的蛋白质仍发挥作用
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
2.细胞核功能实验探究：
(4)伞藻嫁接与核移植实验：
嫁接实验
无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。
②不足：
伞柄
伞帽
假根
细胞核
伞帽的形状与 无关，与 有关。
伞柄
假根
①结论：
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
2.细胞核功能实验探究：
(4)伞藻嫁接与核移植实验：
嫁接实验
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的，证明细胞核是遗传的控制中心
可排除假根中其他物质的作用，证明细胞核控制伞藻“帽”的形状
②结论：
①实验优点：
伞藻核移植实验
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
实验名称 结论
美西螈核移植实验
蝾螈受精卵横缢实验
变形虫切割实验
伞藻嫁接与核移植实验
美西螈的肤色是由细胞核控制的
细胞核控制着细胞的分裂、分化
细胞核控制细胞的生命活动
生物体的形态结构主要与细胞核有关
遗传
代谢
细胞核是细胞的遗传和代谢的控制中心。
【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。
考点 细胞核的结构和功能
知识点一、细胞核的功能及其实验探究
【归纳提升】细胞核和细胞质是相互依存、相互制约的，细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。举例分析如下：
(1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡：原因是细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供，细胞质还为细胞提供代谢场所，例如精子。
(2)只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，短期生存是因为细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用，但一段时间后因缺少细胞核，不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动，细胞死亡，例如哺乳动物成熟红细胞。
　考点训练　
1.科学家用黑白两种美西螈做实验，将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来，移植到白色美西螈的去核卵细胞中。植入核的卵细胞发育成为黑色美西螈。下列相关叙述不正确的是（ ）
A.该实验能说明美西螈的肤色是由细胞核控制的
B.为使实验结论更加准确，应再增加一组对照实验
C.该实验没说明生命活动离不开细胞结构的完整性
D.白色美西螈的细胞质在肤色形成中也发挥一定作用
由实验结果可知，美西螈的肤色是由细胞核控制的
该实验缺少对照实验，为使实验结论更加准确，应增加对照实验将黑色美西螈的去核卵细胞与白色美西螈胚胎细胞的细胞核结合，形成重组细胞并进行培养
该实验使用的是白色美西螈的去核卵细胞，植入的是黑色美西螈胚胎细胞的细胞核，结果是发育成为黑色美西螈，不能说明白色美西螈的细胞质在肤色的形成过程中也发挥一定作用
考点 细胞核的结构和功能
知识点二、细胞核的结构
核仁
核膜
____层膜，把核内物质与细胞质分开
双
（磷脂＋蛋白质）
外膜上附着大量核糖体，常与内质网相连
核孔
实现核质之间__________________________
频繁的物质交换和信息交流
核孔结构模型
外膜
内膜
代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。
物质进出核孔方式（穿过0层膜）（蛋白质入，RNA出）
强调：DNA不能出入核孔
考点 细胞核的结构和功能
知识点二、细胞核的结构
核仁
与______的合成以及_______的形成有关
rRNA
核糖体
核仁
rRNA
蛋白质
核糖体
蛋白质
细胞代谢
主要承担者
合成
构成
合成
代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大
核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系：
考点 细胞核的结构和功能
知识点二、细胞核的结构
核仁
核膜
____层膜，把核内物质与细胞质分开
双
外膜上附着大量核糖体，常与内质网相连
核仁
代谢越旺盛，合成蛋白质多，核仁越大，核孔越多
核仁
与______的合成以及_______的形成有关
rRNA
核糖体
核孔
实现核质之间__________________________
频繁的物质交换和信息交流
物质进出核孔方式（穿过0层膜）（蛋白质入，RNA出）
强调：DNA不能出入核孔
染色质
主要成分：__________
DNA和蛋白质
功能：是遗传物质的主要载体
还有线粒体和叶绿体
核孔结构模型
外膜
内膜
考点 细胞核的结构和功能
知识点二、细胞核的结构
注
意
染色质与染色体
染色质和染色体是同种物质
在细胞不同时期的两种存在状态。
染色质
染色体
高度螺旋、缩短变粗
解螺旋
间期、末期
前、中、后期
(2)特点：
易被______染料染成深色
碱性
DNA
蛋白质
染色质
染色体
（如甲紫）
(1)染色质与染色体的关系：
丝状
杆状或柱状
有利于DNA复制、转录
有利于移动和平均分配
高倍镜只能看到染色体，看不到染色质
考点 细胞核的结构和功能
知识点三、教材中与模型构建有关的知识（常考点）
物理模型：以 形式直观地表达认识对象的特征。
概念模型：用 突出表达对象的主要特征和联系。
数学模型：用来描述一个系统或它的性质的 。
实物或图片
文字或符号
数学形式
（如：光合作用和呼吸作用、
血糖平衡、
体温调节图解等）
（如：J”形曲线、“S”形曲线，公式、表格等）
（如：细胞亚显微结构模式图、
DNA双螺旋结构模型、
流动镶嵌模型等）
注意：照片不是物理模型
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)细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心。(　　)
(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)细胞核是细胞的控制中心，所以要在细胞的最中央。(　　)
×
√
×
×
×
√
×
×
同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
细胞核并非细胞代谢的中心，细胞代谢的中心是细胞基质
　考点训练　
2.下图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是( 　　)
A.①是由DNA和蛋白质组成的环状结构
B.②是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所
C.核膜由两层磷脂分子组成，蛋白质、DNA等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核
D.核孔对物质的运输具有选择性
图中①是染色质，主要是由DNA和蛋白质组成的细丝状结构
②是核仁，与核糖体的形成、rRNA的合成有关，
核膜由两层膜组成，共四层磷脂分子，蛋白质、RNA等生物大分子可以穿过核孔进出细胞核
核孔对物质的运输具有选择性，如DNA不能自由进出细胞核
　考点训练　
3．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．大分子物质通过结构c自由进出细胞核，完成信息传递
利用电子显微镜拍摄的细胞核照片不属于任何模型
遗传物质储存的场所为染色体
蛋白质和RNA可通过其进出细胞核，但DNA不能出细胞核
　高考真题演练
1.（2024·山东·高考真题）某植物的蛋白P由其前体加工修饰后形成，并通过胞吐被排出细胞。在胞外酸性环境下，蛋白P被分生区细胞膜上的受体识别并结合，引起分生区细胞分裂。病原菌侵染使胞外环境成为碱性，导致蛋白P空间结构改变，使其不被受体识别。下列说法正确的是（　　）
A．蛋白P前体通过囊泡从核糖体转移至内质网
B．蛋白P被排出细胞的过程依赖细胞膜的流动性
C．提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为碱性
D．病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，不能体现受体识别的专一性
核糖体没有膜结构，不是通过囊泡从核糖体向内质网转移
蛋白P被排出细胞的过程为胞吐，依赖细胞膜的流动性
由题意，碱性会导致蛋白P空间结构改变，提取蛋白P过程中为保持其生物活性，所用缓冲体系应为酸性
病原菌侵染使蛋白P不被受体识别，即受体结构改变后即不能识别，能体现受体识别的专一性
　高考真题演练
2.（2023·江苏·高考真题）植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A．主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B．核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C．③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质
D．植物细胞必须具备①、②和③才能存活
分析图片，可知①是染色质，是由DNA 和蛋白质组成的，只存在于植物细胞的细胞核中，
分析图片，②是细胞膜，主要由磷脂双分子层构成，核膜和细胞器膜的基本结构和细胞膜相似，但各种膜上的蛋白质等成分有差异，功能也各不相同
③是细胞壁，主要成分是纤维素和果胶，其中纤维素是多糖，此外细胞壁含多种蛋白质
部分植物细胞并没有细胞核，即并不具有①染色质，也可以成活，例如植物的筛管细胞
　高考真题演练
3.（2022·河北·高考真题）关于细胞膜的叙述，错误的是（　　） A．细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B．细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C．细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D．细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流
在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输
膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的，或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层
细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞间的信息交流
　高考真题演练
4.（2021·浙江·高考真题） 质膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B．胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C．物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关
D．有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
具有识别作用的糖脂分子只分布在质膜的外侧，故脂双层是不完全对称的
脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层内部，而非镶嵌或贯穿在膜中，且由于胆固醇是“刚性的”，会限制膜的流动性
物质进出细胞方式中的被动转运包括扩散、渗透和易化扩散，其中易化扩散需要载体蛋白，即与膜蛋白有关
有些膜蛋白起着细胞标志物的作用，能识别并接受来自细胞内外的化学信号
五种常考的“膜蛋白”
(1)受体蛋白: 信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白(属糖蛋白)。
(2)载体蛋白: 协助跨膜运输(协助扩散和主动运输)。
(3)具催化作用的酶: 如好氧型细菌的细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶,此外,细胞膜上还存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主动运输等)。
(4)识别蛋白: 用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
(5)通道蛋白: 通过打开或关闭通道(改变蛋白质构象)控制物质通过,如水通道蛋白;神经冲动传导时，Na+、K+离子通道蛋白等
　高考真题演练
5.（2022·海南·高考真题）肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常。下列有关叙述错误的是（ ） A．肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核 B．编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形 C．Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力 D．Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力
肌动蛋白进入细胞核需要 Cofilin -1的介导
Cofilin-1缺失会导致染色质功能异常，染色质上含有控制细胞代谢的基因，从而影响细胞核控制细胞代谢的能力
　高考真题演练
6.（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是（ ）
A．核被膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定
B．核被膜上有核孔复合体，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
核被膜为双层膜
核仁主要与rRNA的合成有关
染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
1.（源于必修1 P40“问题探讨”）鉴别动物细胞是否死亡常用________染液，用它染色时，死细胞会被染成______，而活细胞不会着色。这种鉴别动物细胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。
2.（源于必修1 P45“旁栏思考”）虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因：
一是______________________________________________________；
二是_______________________________________________________________。
教材深挖拓展及长句表达
一、教材深挖拓展
台盼蓝
蓝色
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细胞膜
教材深挖拓展及长句表达
一、教材深挖拓展
3.细胞代谢与核孔数量的关系是_______________________________。
细胞代谢越旺盛，核孔数量越多
4.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_______________________________________________________________________________。
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
5.有细胞核的正常培养的细胞有部分死亡的原因？
提示：①实验过程中人为因素造成部分细胞死亡；②细胞正常死亡即细胞凋亡。
6.根据资料分析中的四个实验，回答问题：
资料4中“嫁接”与“核移植”实验，伞藻核移植实验更具有说服力，原因是________________________________________________________________________________。
伞藻核移植实验可以排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞“帽”的形状
7.(必修1 P58“拓展应用1”)染色体与染色质这两种不同的状态对细胞生命活动的意义：染色体呈高度_______状态，有利于在细胞分裂过程中____________________，而染色质为______状，有利于_____________________等生命活动。
教材深挖拓展及长句表达
一、教材深挖拓展
螺旋
移动并
分配到子细胞中去
细丝
DNA完成复制、转录
教材深挖拓展及长句表达
二、长句表达
1.(科学思维)线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角度分析原因：_________________________________________________________
______________________________。
2.(科学思维)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？试举例说明：
_______________________________________________________________。
功能复杂的膜中，蛋白质的种类和数量多。线粒体内膜中进行着
有氧呼吸的第三阶段
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
希望我们一轮复习能够持续精进！—— 自主梳理课本（必修一）3.3
1.细胞核的分布？功能？每个细胞都一定只有一个细胞核吗？请举例。
2.黑白美西螈的核移植实验结论？该实验有何不足？如何改进？
3.蝾螈受精卵的横缢实验结论？该实验是如何设置对照的？
4.变形虫的切割实验结论？该实验是如何设置对照的？
5.伞藻嫁接实验结论？该实验有何不足？伞藻核移植实验结论？该实验有何优点？
6.细胞核各结构有什么功能？ 细胞核内行使遗传功能的结构是什么？
7.细胞代谢与核孔，核仁的关系？什么是核孔复合物？
8.染色质与染色体如何相互转化？ 染色质与染色体的存在形式对生命活动有何意义？高倍镜下能看到染色体和染色质吗？
9.什么是物理模型、概念模型、数学模型的概念、请举例。

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