资源简介

第四节　细胞核是细胞生命活动的控制中心
素养测练
对点达标练
知识点1　遗传物质主要储存在细胞核中
1.细胞核携带的遗传信息主要存在于( )
A.核孔 B.染色质
C.核仁 D.核膜
2.(绍兴越州期中)下图是细胞核模式图,①～④表示细胞核的各种结构。下列叙述正确的是( )
A.蛋白质、核酸等大分子都可以通过④自由进出细胞核
B.②是核仁,与核糖体RNA的合成和中心体的形成有关
C.③与细胞膜都由两层磷脂分子组成
D.①与染色体是同种物质在不同时期的两种形态
3.下列关于植物根尖细胞细胞核的叙述,错误的是( )
A.光学显微镜下可以观察到被碱性染料染成深色的染色体
B.核孔具有选择性,是蛋白质及RNA等进出细胞核的通道
C.线粒体和叶绿体为细胞核的代谢提供能量
D.核基质为细胞核提供支架
4.(舟山高一学考考前质量检测)下图为细胞核结构模式图。下列叙述正确的是( )
A.大肠杆菌细胞中没有结构②,但有结构③④,其中③控制着该细胞的代谢和遗传
B.小麦细胞中①与②相连接,二者共同参与细胞内磷脂的加工和运输
C.③为处于凝固状态的遗传物质,不参与细胞代谢,仅起遗传物质的备份作用
D.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,“控制指令”可通过⑤从细胞核到达细胞质
知识点2　细胞核控制细胞的遗传和代谢
5.科学家将变形虫切成两半,一半有细胞核,一半无细胞核。有核的部分具有生长、分裂等生理功能,而无核的部分没有这些生理功能,但如果无核的部分及时植入一个完整的细胞核,将恢复这些生理功能。这一事实证明细胞生命活动的控制中心是( )
A.细胞核 B.细胞质
C.内质网 D.高尔基体
6.下图表示变形虫切割实验,该实验最能说明的是( )
A.细胞的遗传物质储存在细胞核中
B.核无法完成细胞的物质代谢
C.细胞核是维持生物正常生命活动所必需的
D.细胞质是生命活动的控制中心
7.伞藻是单细胞藻类,细胞核位于伞柄基部的假根内。用伞藻做如下的“嫁接”实验,可直接得出的实验结论是( )
A.细胞核中含有DNA
B.细胞核是细胞的控制中心
C.核孔控制物质出入,具有选择性
D.假根的类型决定再生帽的类型
8.为探究细胞核的功能,科学家进行了如下实验:
①将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈去核的卵细胞中,植入核的卵细胞发育成的美西螈是黑色的。
②用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,结果有核的一半能分裂,无核的一半停止分裂。
③将变形虫的核取出,无核的变形虫失去摄食能力,对外界刺激不再发生反应。
④将菊花形帽伞藻的假根嫁接到去掉假根和帽的伞形帽伞藻的柄上,新长出的帽是菊花形帽。
下列有关上述实验的说法,正确的是( )
A.实验①说明美西螈的体色等所有的遗传性状都由细胞核控制
B.实验②说明没有细胞核的细胞不能进行代谢活动
C.实验③说明变形虫的代谢活动受细胞核控制
D.实验④说明伞藻的帽形是由细胞核控制合成的
知识点3　尝试制作真核细胞的结构模型
9.(台金七校联盟期中)建立模型是科学研究的常用方法。下列说法正确的是( )
A.生物膜的流动镶嵌模型属于概念模型
B.真核细胞的三维结构模型属于物理模型
C.设计并制作细胞模型时,首先要考虑的是美观与否
D.洋葱表皮细胞的显微照片,属于细胞的物理模型
综合提升练
10.真核细胞中4种结构的示意图如下。
①
②
③
④
下列叙述正确的是( )
A.①是分拣和转运蛋白质的场所
B.②是光合作用合成有机物的场所
C.③是含有染色质的结构
D.④是具有双层膜结构的细胞器
D错误。
11.(宁波高一武岭中学期中)核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构,被称为核孔复合物。它是细胞质与细胞核内物质输送活动的“看护者”。如图所示,该复合物由一个核心脚手架组成,其具有选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内的蛋白组成,被称为中央运输蛋白。据此分析,下列叙述错误的是( )
A.DNA和RNA能出细胞核是因为其直径小于核孔直径
B.核孔复合物的存在说明核膜也具有选择性
C.核孔复合物的存在导致核膜不连续
D.核孔复合物的数量与细胞的代谢强度有关
12.以动物受精卵为实验材料进行以下实验,下列有关分析正确的是( )
A.实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
B.实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
C.实验①说明了细胞核对细胞质的重要性,实验②说明了细胞质对细胞核的重要性
D.该实验结果可以说明细胞核与细胞质是相互依存的
13.某生物学家研究了100个细胞,他把每个细胞分成两部分,一部分含有细胞核,另一部分没有细胞核,然后将所有的细胞放在一定的条件下培养,得到的实验数据如下。下列相关叙述错误的是( )
时间/d 1 2 3 4 10 30
细胞无核部分 的存活个数 81 62 20 0 0 0
细胞有核部分 的存活个数 79 78 77 74 67 65
A.该实验可以证明细胞核是细胞生存所必需的结构
B.表中数据说明,细胞核与细胞质相互依存、相互制约
C.细胞有核部分个别死亡可能的原因是人为因素对细胞造成了损害
D.应选用正常细胞同时进行对照培养,以排除其他因素对细胞存活率的影响
14.(台温联谊高三期末改编)下图表示非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验。据图判断,下列叙述错误的是( )
A.该实验所用的方法为同位素标记法
B.亲核蛋白经核孔进入细胞核不需要消耗能量
C.实验说明亲核蛋白能否进入细胞核由尾部决定
D.实验说明细胞核对进入的蛋白质有特异性识别
15.下图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答下列问题(在“[　]”中填标号,在“　　”上填相应的名称):
(1)只有在 　　　细胞中,使用 　　　显微镜才能观察到该图所示的结构。
(2)细胞核中行使遗传功能的重要结构是[　]　　　。
(3)核膜由　　　层膜组成,其外层膜常与[　]　　　　　　相连。细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[　]　　　,在细胞生长、代谢旺盛的细胞中,其数目 　　　。
(4)与核糖体RNA的合成、加工以及核糖体装配有关的结构是[　]　　　。 (共32张PPT)
第二章 细胞的结构
第四节
细胞核是细胞生命活动的控制
中心
课程标准
阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
素养定位
1.通过比较分析细胞核各部分的功能，形成良好的结构与功能观。
2.建构细胞核的结构模型，并分析细胞核各部分的构成，培养科学思维能力。
3.分析与细胞核功能有关的科学实验，明确细胞核在细胞代谢和遗传中的
控制作用,培养科学探究能力。
读教材·相信我能行
一、遗传物质主要储存在细胞核中
1.细胞核的数量
（1）真核细胞大多数细胞只有____个核。
（2）少数细胞有____个核,如横纹肌细胞。
（3）极少数真核细胞的细胞核退化消失了,如哺乳动物成熟的红细胞和高
等植物韧皮部成熟的筛管细胞等。
一
多
2.细胞核的结构
（1）核膜：______膜，把核内物质与细胞质分开，外层常与粗面内质网
相连。
（2）核孔：内、外层核膜常在某些部分相互融合形成环形开口，是蛋白
质、______等大分子出入细胞核的通道。
（3）核仁呈球形或椭球形，是____________合成、加工和核糖体装配的
重要场所。
双层
核糖体
（4）染色质。
①组成：______________及少量 。
②功能：其中的 是遗传信息的载体。
③与染色体的关系：同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
（5）核基质：以________为主的网络结构，为细胞核提供支架，是多种
____的结合位点。
与蛋白质
蛋白质
酶
思维点拨
（1）核膜具有选择透过性,核孔不具有选择透过性。( )
×
提示：核孔可以有选择地允许大分子物质通过。 、蛋白质等大分子物
质可以通过核孔出入细胞核，细胞核内的 不能通过核孔进入细胞质。
（2）核仁是遗传物质的储存场所,是行使遗传功能的结构。( )
×
提示：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质
（染色体）上，行使遗传功能的结构是染色质，而不是核仁。
（3）核仁是核糖体 合成、加工和核糖体装配的重要场所。( )
√
（4）蛋白质和 等大分子物质可自由进出核孔。( )
×
提示：蛋白质和等大分子物质进出核孔是有方向性的，一般 出核
孔，蛋白质则通过核孔进入细胞核。
（5）染色质（染色体）的组成成分不只有蛋白质和 ，而且容易被碱
性染料染成深色。( )
√
提示：染色质（体）还含有少量的 ，染色体容易被碱性染料染成深色。
二、细胞核控制细胞的遗传和代谢
1.探究细胞核功能的实验
（1）伞藻“嫁接”实验。
①实验结果：.再生的伞帽与________伞藻相同； .再生的伞帽与_______
___伞藻相同。
②实验结论：伞帽的形状与______有关。
地中海
细圆齿
假根
（2）变形虫切割实验。
2.细胞核的功能
细胞核是生物遗传和维持__________活动所必需的。细胞核是__________
_______的控制中心。
正常生命
细胞遗传
和代谢
思维点拨
（1）伞藻“柄”的种类决定形成的“帽”的形状。( )
×
提示：伞藻“假根”的种类决定形成的“帽”的形状。
（2）变形虫去核实验证明细胞核是细胞代谢的中心。( )
×
提示：变形虫去核实验证明细胞核是细胞代谢的控制中心。
三、活动：尝试制作真核细胞的结构模型
1.实验目的
尝试制作真核细胞的三维结构模型，并体验建构物理模型的过程。
2.实验材料与操作
（1）选取常见的材料，如橡皮泥、纸张、铁丝等。
（2）具体操作。
①确定各细胞器之间及细胞器与细胞的______；确定细胞器或细胞结构在
细胞中的______。
②模拟制作出细胞核典型结构，如核膜的____层结构、内外膜融合而成的
核孔等。
比例
位置
双
思维点拨
（1）电镜下拍摄到的细胞核结构图像属于物理模型。( )
×
提示：电镜下拍摄到的细胞核结构图像是真实存在的,不属于任何模型。
（2）核孔是物质进出细胞核的唯一通道。( )
×
提示：核孔是 、蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道，小分子物质
也可经过核膜出入细胞核。
攻难点·让我更出色
一、细胞核的结构与功能
［典例1-1］ （七彩阳光联盟高一期中）如图为细胞核
结构模式图。下列对其结构及功能的叙述，错误的是
( )
A
A.①由两层连续的单位膜组成，①的存在把核内物质与细胞质分开
B.②由、蛋白质和少量 组成，能被碱性染料染色
C.不同的组织细胞中，③的大小、数目、形态等可能不同
D.④是核孔，能选择性地运输 和蛋白质
解析：由图可知，①是核膜，②是染色质，③是核仁，④是核孔。其中①
是核膜，为双层膜，属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开，其上有
核孔，所以不是连续的，A错误。
［典例1-2］ （衢州五校高一期中）下列关于染色质的叙述,错误的是
( )
B
A.染色质主要由 和蛋白质组成
B.人的红细胞内没有染色质,也没有
C.染色质和染色体是细胞中同一物质在不同时期的两种不同形态
D.没有染色体的生物也可能进行正常的新陈代谢
解析：染色质主要由 和蛋白质组成，A正确;人成熟的红细胞内没有染
色质,但细胞质中存在少量的 分子，B错误;染色质和染色体是细胞中
同一物质在细胞不同分裂时期的两种不同形态，C正确;没有染色体的生物
也可能进行正常的新陈代谢,如原核生物，D正确。
拓展提升
分析细胞核的结构与功能
（1）核孔的运输特性:虽然可以允许大分子物质通过,但也是针对特定的分
子,如细胞核内合成的某些可以通过核孔进入细胞质发挥作用,细胞质
中的核糖体合成的某些蛋白质进入细胞核发挥作用,并且上述物质出入细
胞核时需要消耗能量。
（2）核孔与核仁的数量多少与代谢的关系: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,核孔数多,核仁较大。
（3）核仁与核糖体的关系:真核细胞中核糖体的形成与核仁有关,但是原核
细胞中核糖体的形成不需要核仁。
二、综合分析与细胞核功能相关的实验
［典例2-1］ 甲、乙两种伞藻形态如下图所示。
若将乙伞藻的细胞核与伞帽去掉，将甲伞藻的细
胞核移入乙中，则长期存活下来的乙伞藻的外形
是( )
B
A. B. C. D.
解析：细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，将甲伞藻的细胞核移入乙中，
则存活下来的乙伞藻的伞帽的外形与甲伞藻的形态相同，B符合题意。
［典例2-2］ 下图表示黑白美西螈核
移植实验的实验过程。下列相关叙述
错误的是( )
B
A.该实验的结论是美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制
B.重组细胞中所有的遗传物质都来自黑色美西螈
C.若取出的细胞核不与去核的卵细胞重组，则细胞核和去核的卵细胞都会
很快死亡
D.该实验不能证明细胞核是细胞代谢的控制中心
解析：该实验是通过观察美西螈的肤色来探究细胞核的功能的，子代美西
螈的肤色与提供细胞核的美西螈相同，所以该实验可说明美西螈的肤色受
细胞核的控制，但不能说明细胞核是代谢的控制中心，A、D正确；重组细
胞中的遗传物质主要分布于细胞核中，细胞核中的遗传物质全部来自黑色
美西螈，但细胞质中也有遗传物质，其几乎全部来自白色美西螈，B错误；
若细胞没有细胞核，或者细胞核单独存在，则细胞的结构不完整，单独存
在的细胞核或去核的卵细胞都会很快死亡，C正确。
三、制作真核细胞的结构模型
［典例3］ 实物模型是一种物理模型，它应体现原型的本质特征。下列关
于制作高等植物细胞的三维结构实物模型的叙述，错误的是( )
C
A.将模拟细胞壁的结构放在细胞膜的外侧
B.将模拟内质网的结构放在核膜和细胞膜之间
C.将模拟中心体的结构放在细胞核附近
D.细胞核模型上的孔洞表示核孔
解析：细胞壁在细胞结构的最外面，故将模拟细胞壁的结构放在细胞膜的
外侧，A正确；内质网是具单层膜的细胞器，有的内质网膜与核膜的外膜
直接相连，有的内质网膜与细胞膜直接相连，故将模拟内质网的结构放在
核膜和细胞膜之间，B正确；中心体存在于动物细胞和低等植物细胞，高
等植物细胞不存在中心体，故不放置中心体，C错误；细胞核模型上的孔
洞表示核孔，D正确。
拓展提升
生物学中的模型类型与制作
（1）模型类型。
项目 物理模型 数学模型 概念模型
概念 以实物或图画的形式 直观地表达认识对象 的特征 用来表达生命活动规 律的计算公式、函数 式、曲线图，依实验 数据绘制的柱状图、 饼状图等 以图示、文字、符号
等组成的流程图的形
式，对生物的生命活
动规律、机理进行描
述、阐明
项目 物理模型 数学模型 概念模型
举例 生物膜的流动镶嵌模 型、真核细胞的三维 结构模型 酶活性的变化曲线 （详见第三章第二 节） 用文字及箭头表示的
生物大分子的结构模
式图
续表
（2）制作真核细胞结构模型的一般流程。
链生活·实践我在行
1.核孔复合物 是真核细胞的核膜上负责物质双向运输的唯一通道，
是由34种约1 000个蛋白形成 的超大复合体。其功能异常与包括
癌症在内的多种疾病的发生相关。2020年，我国某科研团队在 期
刊上发表了研究成果，报道了目前分辨率最高的中胞质环 亚基的
结构。下图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。请回答下列问题：
（1）核孔复合物可看作是一类特殊的__________，构成了细胞核与
____________间物质交换的通道。一些__________等小分子物质由于比核
孔的孔径____，通常可以自由进出细胞核；______________等大分子物质
则需要通过特殊的转运机制才能进出，而这一过程需要____________才能
完成。
载体蛋白
细胞溶胶
离子和水
小
蛋白质、
能量的驱动
（2）癌症细胞通常比正常细胞代谢旺盛，其细胞中核孔的数量______。
较多
2.模型是一种对研究的实体进行必要的简化，并用适
当的形式把它的主要特征描述出来的思维方式。下图
为某同学构建的细胞结构模型。请回答下列问题：
（1）若该模型中A、B共同构成一层单位膜，并且A
侧含有多糖，则该模型表示的结构是________。
细胞膜
（2）若该模型中A、B的基本骨架均为磷脂双分子层，则在植物根尖细胞
中该细胞结构可表示________（填细胞器）。
线粒体
（3）若该模型中A结构的表面积为，B结构的表面积为 ，并且测得面
积与 比较接近，电镜下观察该结构可见A、B并不是连续的，在某些
部位相互融合形成环形开口，则该模型表示______结构。
核膜第四节　细胞核是细胞生命活动的控制中心
　阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
1.通过比较分析细胞核各部分的功能,形成良好的结构与功能观。
2.建构细胞核的结构模型,并分析细胞核各部分的构成,培养科学思维能力。
3.分析与细胞核功能有关的科学实验,明确细胞核在细胞代谢和遗传中的控制作用,培养科学探究能力。
一、遗传物质主要储存在细胞核中
1.细胞核的数量
(1)真核细胞大多数细胞只有 个核。
(2)少数细胞有 个核,如横纹肌细胞。
(3)极少数真核细胞的细胞核退化消失了,如哺乳动物成熟的红细胞和高等植物韧皮部成熟的筛管细胞等。
2.细胞核的结构
(1)核膜: 膜,把核内物质与细胞质分开,外层常与粗面内质网相连。
(2)核孔:内、外层核膜常在某些部分相互融合形成环形开口,是蛋白质、 等大分子出入细胞核的通道。
(3)核仁呈球形或椭球形,是 合成、加工和核糖体装配的重要场所。
(4)染色质。
①组成: 及少量RNA。
②功能:其中的DNA是遗传信息的载体。
③与染色体的关系:同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
(5)核基质:以 为主的网络结构,为细胞核提供支架,是多种 的结合位点。
(1)核膜具有选择透过性,核孔不具有选择透过性。(　×　)
(2)核仁是遗传物质的储存场所,是行使遗传功能的结构。(　×　)
(3)核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。(　√　)
(4)蛋白质和RNA等大分子物质可自由进出核孔。(　×　)
(5)染色质(染色体)的组成成分不只有蛋白质和DNA,而且容易被碱性染料染成深色。(　√　)
二、细胞核控制细胞的遗传和代谢
1.探究细胞核功能的实验
(1)伞藻“嫁接”实验。
①实验结果:a.再生的伞帽与 伞藻相同;b.再生的伞帽与 伞藻相同。
②实验结论:伞帽的形状与 有关。
(2)变形虫切割实验。
2.细胞核的功能
细胞核是生物遗传和维持 活动所必需的。细胞核是 的控制中心。
(1)伞藻“柄”的种类决定形成的“帽”的形状。(　×　)
(2)变形虫去核实验证明细胞核是细胞代谢的中心。(　×　)
三、活动:尝试制作真核细胞的结构模型
1.实验目的
尝试制作真核细胞的三维结构模型,并体验建构物理模型的过程。
2.实验材料与操作
(1)选取常见的材料,如橡皮泥、纸张、铁丝等。
(2)具体操作。
①确定各细胞器之间及细胞器与细胞的 ;确定细胞器或细胞结构在细胞中的 。
②模拟制作出细胞核典型结构,如核膜的 层结构、内外膜融合而成的核孔等。
(1)电镜下拍摄到的细胞核结构图像属于物理模型。(　×　)
(2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道。(　×　)
一、细胞核的结构与功能
[典例1-1](七彩阳光联盟高一期中)如图为细胞核结构模式图。下列对其结构及功能的叙述,错误的是(　A　)
A.①由两层连续的单位膜组成,①的存在把核内物质与细胞质分开
B.②由DNA、蛋白质和少量RNA组成,能被碱性染料染色
C.不同的组织细胞中,③的大小、数目、形态等可能不同
D.④是核孔,能选择性地运输RNA和蛋白质
[典例1-2](衢州五校高一期中)下列关于染色质的叙述,错误的是(　B　)
A.染色质主要由DNA和蛋白质组成
B.人的红细胞内没有染色质,也没有DNA
C.染色质和染色体是细胞中同一物质在不同时期的两种不同形态
D.没有染色体的生物也可能进行正常的新陈代谢
D正确。
分析细胞核的结构与功能
(1)核孔的运输特性:虽然可以允许大分子物质通过,但也是针对特定的分子,如细胞核内合成的某些RNA可以通过核孔进入细胞质发挥作用,细胞质中的核糖体合成的某些蛋白质进入细胞核发挥作用,并且上述物质出入细胞核时需要消耗能量。
(2)核孔与核仁的数量多少与代谢的关系: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,核孔数多,核仁较大。
(3)核仁与核糖体的关系:真核细胞中核糖体的形成与核仁有关,但是原核细胞中核糖体的形成不需要核仁。
二、综合分析与细胞核功能相关的实验
[典例2-1] 甲、乙两种伞藻形态如下图所示。若将乙伞藻的细胞核与伞帽去掉,将甲伞藻的细胞核移入乙中,则长期存活下来的乙伞藻的外形是(　B　)
A B
C D
[典例2-2]下图表示黑白美西螈核移植实验的实验过程。下列相关叙述错误的是(　B　)
A.该实验的结论是美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制
B.重组细胞中所有的遗传物质都来自黑色美西螈
C.若取出的细胞核不与去核的卵细胞重组,则细胞核和去核的卵细胞都会很快死亡
D.该实验不能证明细胞核是细胞代谢的控制中心
三、制作真核细胞的结构模型
[典例3] 实物模型是一种物理模型,它应体现原型的本质特征。下列关于制作高等植物细胞的三维结构实物模型的叙述,错误的是(　C　)
A.将模拟细胞壁的结构放在细胞膜的外侧
B.将模拟内质网的结构放在核膜和细胞膜之间
C.将模拟中心体的结构放在细胞核附近
D.细胞核模型上的孔洞表示核孔
生物学中的模型类型与制作
(1)模型类型。
项目 物理模型 数学模型 概念模型
概念 以实物或图画的形式直观地表达认识对象的特征 用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图,依实验数据绘制的柱状图、饼状图等 以图示、文字、符号等组成的流程图的形式,对生物的生命活动规律、机理进行描述、阐明
举例 生物膜的流动镶嵌模型、真核细胞的三维结构模型 酶活性的变化曲线(详见第三章第二节) 用文字及箭头表示的生物大分子的结构模式图
(2)制作真核细胞结构模型的一般流程。
1.核孔复合物(NPC)是真核细胞的核膜上负责物质双向运输的唯一通道,是由34种约
1 000个蛋白形成110 MDa的超大复合体。其功能异常与包括癌症在内的多种疾病的发生相关。2020年,我国某科研团队在Science期刊上发表了研究成果,报道了目前分辨率最高的NPC中胞质环(CR)亚基的结构。下图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。请回答下列问题:
(1)核孔复合物可看作是一类特殊的 ,构成了细胞核与 间物质交换的通道。一些 等小分子物质由于比核孔的孔径 ,通常可以自由进出细胞核; 等大分子物质则需要通过特殊的转运机制才能进出,而这一过程需要 才能完成。
(2)癌症细胞通常比正常细胞代谢旺盛,其细胞中核孔的数量 。
2.模型是一种对研究的实体进行必要的简化,并用适当的形式把它的主要特征描述出来的思维方式。下图为某同学构建的细胞结构模型。请回答下列问题:
(1)若该模型中A、B共同构成一层单位膜,并且A侧含有多糖,则该模型表示的结构是 。
(2)若该模型中A、B的基本骨架均为磷脂双分子层,则在植物根尖细胞中该细胞结构可表示 (填细胞器)。
(3)若该模型中A结构的表面积为SA,B结构的表面积为SB,并且测得面积SA与SB比较接近,电镜下观察该结构可见A、B并不是连续的,在某些部位相互融合形成环形开口,则该模型表示 结构。第四节　细胞核是细胞生命活动的控制中心
　阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
1.通过比较分析细胞核各部分的功能,形成良好的结构与功能观。
2.建构细胞核的结构模型,并分析细胞核各部分的构成,培养科学思维能力。
3.分析与细胞核功能有关的科学实验,明确细胞核在细胞代谢和遗传中的控制作用,培养科学探究能力。
一、遗传物质主要储存在细胞核中
1.细胞核的数量
(1)真核细胞大多数细胞只有一个核。
(2)少数细胞有多个核,如横纹肌细胞。
(3)极少数真核细胞的细胞核退化消失了,如哺乳动物成熟的红细胞和高等植物韧皮部成熟的筛管细胞等。
2.细胞核的结构
(1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开,外层常与粗面内质网相连。
(2)核孔:内、外层核膜常在某些部分相互融合形成环形开口,是蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道。
(3)核仁呈球形或椭球形,是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。
(4)染色质。
①组成:DNA与蛋白质及少量RNA。
②功能:其中的DNA是遗传信息的载体。
③与染色体的关系:同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
(5)核基质:以蛋白质为主的网络结构,为细胞核提供支架,是多种酶的结合位点。
(1)核膜具有选择透过性,核孔不具有选择透过性。(　×　)
提示:核孔可以有选择地允许大分子物质通过。RNA、蛋白质等大分子物质可以通过核孔出入细胞核,细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质。
(2)核仁是遗传物质的储存场所,是行使遗传功能的结构。(　×　)
提示: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质(染色体)上,行使遗传功能的结构是染色质,而不是核仁。
(3)核仁是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。(　√　)
(4)蛋白质和RNA等大分子物质可自由进出核孔。(　×　)
提示:蛋白质和RNA等大分子物质进出核孔是有方向性的,一般RNA出核孔,蛋白质则通过核孔进入细胞核。
(5)染色质(染色体)的组成成分不只有蛋白质和DNA,而且容易被碱性染料染成深色。(　√　)
提示:染色质(体)还含有少量的RNA,染色体容易被碱性染料染成深色。
二、细胞核控制细胞的遗传和代谢
1.探究细胞核功能的实验
(1)伞藻“嫁接”实验。
①实验结果:a.再生的伞帽与地中海伞藻相同;b.再生的伞帽与细圆齿伞藻相同。
②实验结论:伞帽的形状与假根有关。
(2)变形虫切割实验。
2.细胞核的功能
细胞核是生物遗传和维持正常生命活动所必需的。细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心。
(1)伞藻“柄”的种类决定形成的“帽”的形状。(　×　)
提示:伞藻“假根”的种类决定形成的“帽”的形状。
(2)变形虫去核实验证明细胞核是细胞代谢的中心。(　×　)
提示:变形虫去核实验证明细胞核是细胞代谢的控制中心。
三、活动:尝试制作真核细胞的结构模型
1.实验目的
尝试制作真核细胞的三维结构模型,并体验建构物理模型的过程。
2.实验材料与操作
(1)选取常见的材料,如橡皮泥、纸张、铁丝等。
(2)具体操作。
①确定各细胞器之间及细胞器与细胞的比例;确定细胞器或细胞结构在细胞中的位置。
②模拟制作出细胞核典型结构,如核膜的双层结构、内外膜融合而成的核孔等。
(1)电镜下拍摄到的细胞核结构图像属于物理模型。(　×　)
提示:电镜下拍摄到的细胞核结构图像是真实存在的,不属于任何模型。
(2)核孔是物质进出细胞核的唯一通道。(　×　)
提示:核孔是RNA、蛋白质等大分子物质出入细胞核的通道,小分子物质也可经过核膜出入细胞核。
一、细胞核的结构与功能
[典例1-1](七彩阳光联盟高一期中)如图为细胞核结构模式图。下列对其结构及功能的叙述,错误的是(　A　)
A.①由两层连续的单位膜组成,①的存在把核内物质与细胞质分开
B.②由DNA、蛋白质和少量RNA组成,能被碱性染料染色
C.不同的组织细胞中,③的大小、数目、形态等可能不同
D.④是核孔,能选择性地运输RNA和蛋白质
解析:由图可知,①是核膜,②是染色质,③是核仁,④是核孔。其中①是核膜,为双层膜,属于生物膜系统,把核内物质与细胞质分开,其上有核孔,所以不是连续的,A错误。
[典例1-2](衢州五校高一期中)下列关于染色质的叙述,错误的是(　B　)
A.染色质主要由DNA和蛋白质组成
B.人的红细胞内没有染色质,也没有DNA
C.染色质和染色体是细胞中同一物质在不同时期的两种不同形态
D.没有染色体的生物也可能进行正常的新陈代谢
解析:染色质主要由DNA和蛋白质组成,A正确;人成熟的红细胞内没有染色质,但细胞质中存在少量的DNA分子,B错误;染色质和染色体是细胞中同一物质在细胞不同分裂时期的两种不同形态,C正确;没有染色体的生物也可能进行正常的新陈代谢,如原核生物,
D正确。
分析细胞核的结构与功能
(1)核孔的运输特性:虽然可以允许大分子物质通过,但也是针对特定的分子,如细胞核内合成的某些RNA可以通过核孔进入细胞质发挥作用,细胞质中的核糖体合成的某些蛋白质进入细胞核发挥作用,并且上述物质出入细胞核时需要消耗能量。
(2)核孔与核仁的数量多少与代谢的关系: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,核孔数多,核仁较大。
(3)核仁与核糖体的关系:真核细胞中核糖体的形成与核仁有关,但是原核细胞中核糖体的形成不需要核仁。
二、综合分析与细胞核功能相关的实验
[典例2-1] 甲、乙两种伞藻形态如下图所示。若将乙伞藻的细胞核与伞帽去掉,将甲伞藻的细胞核移入乙中,则长期存活下来的乙伞藻的外形是(　B　)
A B
C D
解析:细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,将甲伞藻的细胞核移入乙中,则存活下来的乙伞藻的伞帽的外形与甲伞藻的形态相同,B符合题意。
[典例2-2]下图表示黑白美西螈核移植实验的实验过程。下列相关叙述错误的是(　B　)
A.该实验的结论是美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制
B.重组细胞中所有的遗传物质都来自黑色美西螈
C.若取出的细胞核不与去核的卵细胞重组,则细胞核和去核的卵细胞都会很快死亡
D.该实验不能证明细胞核是细胞代谢的控制中心
解析:该实验是通过观察美西螈的肤色来探究细胞核的功能的,子代美西螈的肤色与提供细胞核的美西螈相同,所以该实验可说明美西螈的肤色受细胞核的控制,但不能说明细胞核是代谢的控制中心,A、D正确;重组细胞中的遗传物质主要分布于细胞核中,细胞核中的遗传物质全部来自黑色美西螈,但细胞质中也有遗传物质,其几乎全部来自白色美西螈,B错误;若细胞没有细胞核,或者细胞核单独存在,则细胞的结构不完整,单独存在的细胞核或去核的卵细胞都会很快死亡,C正确。
三、制作真核细胞的结构模型
[典例3] 实物模型是一种物理模型,它应体现原型的本质特征。下列关于制作高等植物细胞的三维结构实物模型的叙述,错误的是(　C　)
A.将模拟细胞壁的结构放在细胞膜的外侧
B.将模拟内质网的结构放在核膜和细胞膜之间
C.将模拟中心体的结构放在细胞核附近
D.细胞核模型上的孔洞表示核孔
解析:细胞壁在细胞结构的最外面,故将模拟细胞壁的结构放在细胞膜的外侧,A正确;内质网是具单层膜的细胞器,有的内质网膜与核膜的外膜直接相连,有的内质网膜与细胞膜直接相连,故将模拟内质网的结构放在核膜和细胞膜之间,B正确;中心体存在于动物细胞和低等植物细胞,高等植物细胞不存在中心体,故不放置中心体,C错误;细胞核模型上的孔洞表示核孔,D正确。
生物学中的模型类型与制作
(1)模型类型。
项目 物理模型 数学模型 概念模型
概念 以实物或图画的形式直观地表达认识对象的特征 用来表达生命活动规律的计算公式、函数式、曲线图,依实验数据绘制的柱状图、饼状图等 以图示、文字、符号等组成的流程图的形式,对生物的生命活动规律、机理进行描述、阐明
举例 生物膜的流动镶嵌模型、真核细胞的三维结构模型 酶活性的变化曲线(详见第三章第二节) 用文字及箭头表示的生物大分子的结构模式图
(2)制作真核细胞结构模型的一般流程。
1.核孔复合物(NPC)是真核细胞的核膜上负责物质双向运输的唯一通道,是由34种约
1 000个蛋白形成110 MDa的超大复合体。其功能异常与包括癌症在内的多种疾病的发生相关。2020年,我国某科研团队在Science期刊上发表了研究成果,报道了目前分辨率最高的NPC中胞质环(CR)亚基的结构。下图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。请回答下列问题:
(1)核孔复合物可看作是一类特殊的载体蛋白,构成了细胞核与细胞溶胶间物质交换的通道。一些离子和水等小分子物质由于比核孔的孔径小,通常可以自由进出细胞核;蛋白质、RNA等大分子物质则需要通过特殊的转运机制才能进出,而这一过程需要能量的驱动才能完成。
(2)癌症细胞通常比正常细胞代谢旺盛,其细胞中核孔的数量较多。
2.模型是一种对研究的实体进行必要的简化,并用适当的形式把它的主要特征描述出来的思维方式。下图为某同学构建的细胞结构模型。请回答下列问题:
(1)若该模型中A、B共同构成一层单位膜,并且A侧含有多糖,则该模型表示的结构是细胞膜。
(2)若该模型中A、B的基本骨架均为磷脂双分子层,则在植物根尖细胞中该细胞结构可表示线粒体(填细胞器)。
(3)若该模型中A结构的表面积为SA,B结构的表面积为SB,并且测得面积SA与SB比较接近,电镜下观察该结构可见A、B并不是连续的,在某些部位相互融合形成环形开口,则该模型表示核膜结构。第四节　细胞核是细胞生命活动的控制中心
素养测练
对点达标练
知识点1　遗传物质主要储存在细胞核中
1.细胞核携带的遗传信息主要存在于(　B　)
A.核孔 B.染色质
C.核仁 D.核膜
解析:遗传信息储存于DNA中,而DNA主要存在于染色质(体)上。B符合题意。
2.(绍兴越州期中)下图是细胞核模式图,①～④表示细胞核的各种结构。下列叙述正确的是(　D　)
A.蛋白质、核酸等大分子都可以通过④自由进出细胞核
B.②是核仁,与核糖体RNA的合成和中心体的形成有关
C.③与细胞膜都由两层磷脂分子组成
D.①与染色体是同种物质在不同时期的两种形态
解析:由图可知,④为核孔,是蛋白质和RNA进出细胞核的通道,核孔也具有选择性,如DNA不能通过核孔,A错误;②是核仁,与某种RNA的合成和核糖体的形成有关,B错误;③为核膜,是双层膜,磷脂分子共有4层,C错误;①(染色质)和染色体是同种物质在不同时期的两种形态,D正确。
3.下列关于植物根尖细胞细胞核的叙述,错误的是(　C　)
A.光学显微镜下可以观察到被碱性染料染成深色的染色体
B.核孔具有选择性,是蛋白质及RNA等进出细胞核的通道
C.线粒体和叶绿体为细胞核的代谢提供能量
D.核基质为细胞核提供支架
解析:植物根尖细胞中没有叶绿体,C错误;核基质是细胞核内以蛋白质为主的网络结构,核基质为细胞核提供支架,D正确。
4.(舟山高一学考考前质量检测)下图为细胞核结构模式图。下列叙述正确的是(　D　)
A.大肠杆菌细胞中没有结构②,但有结构③④,其中③控制着该细胞的代谢和遗传
B.小麦细胞中①与②相连接,二者共同参与细胞内磷脂的加工和运输
C.③为处于凝固状态的遗传物质,不参与细胞代谢,仅起遗传物质的备份作用
D.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,“控制指令”可通过⑤从细胞核到达细胞质
解析:大肠杆菌是原核生物,没有核膜包被的细胞核,没有核仁和染色质(体),但有遗传物质DNA,DNA控制细胞的代谢和遗传,A错误;真核细胞中①与②相连接,但是只有内质网膜参与细胞内磷脂的加工和运输,B错误;③为核仁,与某种RNA和核糖体的形成有关,C错误;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,“控制指令”即为RNA可通过核孔(⑤)从细胞核到达细胞质,D正确。
知识点2　细胞核控制细胞的遗传和代谢
5.科学家将变形虫切成两半,一半有细胞核,一半无细胞核。有核的部分具有生长、分裂等生理功能,而无核的部分没有这些生理功能,但如果无核的部分及时植入一个完整的细胞核,将恢复这些生理功能。这一事实证明细胞生命活动的控制中心是(　A　)
A.细胞核 B.细胞质
C.内质网 D.高尔基体
解析:分析题意可知,只有有核的一半进行正常的生命活动,而且无核的部分及时植入一个完整的细胞核,将恢复这些生理功能,说明细胞核对维持细胞的生命活动至关重要,是细胞生命活动的控制中心,A符合题意。
6.下图表示变形虫切割实验,该实验最能说明的是(　C　)
A.细胞的遗传物质储存在细胞核中
B.核无法完成细胞的物质代谢
C.细胞核是维持生物正常生命活动所必需的
D.细胞质是生命活动的控制中心
解析:题图中无细胞核的一半死亡,有细胞核的一半能正常生活,对去核的变形虫进行核移植,其生命活动恢复正常,这说明细胞核是维持生物正常生命活动所必需的,C符合题意。
7.伞藻是单细胞藻类,细胞核位于伞柄基部的假根内。用伞藻做如下的“嫁接”实验,可直接得出的实验结论是(　D　)
A.细胞核中含有DNA
B.细胞核是细胞的控制中心
C.核孔控制物质出入,具有选择性
D.假根的类型决定再生帽的类型
解析:从用伞藻做的“嫁接”实验看出,细圆齿伞藻的柄嫁接到地中海伞藻的假根上,长出地中海伞藻的帽;地中海伞藻的柄嫁接到细圆齿伞藻的假根上,长出细圆齿伞藻的帽。因此,直接得出的实验结论是假根的类型决定再生帽的类型,D符合题意。
8.为探究细胞核的功能,科学家进行了如下实验:
①将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到白色美西螈去核的卵细胞中,植入核的卵细胞发育成的美西螈是黑色的。
②用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,结果有核的一半能分裂,无核的一半停止分裂。
③将变形虫的核取出,无核的变形虫失去摄食能力,对外界刺激不再发生反应。
④将菊花形帽伞藻的假根嫁接到去掉假根和帽的伞形帽伞藻的柄上,新长出的帽是菊花形帽。
下列有关上述实验的说法,正确的是(　C　)
A.实验①说明美西螈的体色等所有的遗传性状都由细胞核控制
B.实验②说明没有细胞核的细胞不能进行代谢活动
C.实验③说明变形虫的代谢活动受细胞核控制
D.实验④说明伞藻的帽形是由细胞核控制合成的
解析:实验①说明美西螈的体色由细胞核控制,但是不能说明其他性状都受细胞核控制,A错误;实验②说明没有细胞核的细胞不能分裂,B错误;实验③说明变形虫的代谢活动受细胞核控制,C正确;实验④说明伞藻的帽形由假根控制,但是假根内既有细胞核,又有细胞质,不能完全说明伞藻的帽形是由细胞核控制合成的,若要证明帽形由细胞核控制,需做一个核移植实验进一步证明,D错误。
知识点3　尝试制作真核细胞的结构模型
9.(台金七校联盟期中)建立模型是科学研究的常用方法。下列说法正确的是(　B　)
A.生物膜的流动镶嵌模型属于概念模型
B.真核细胞的三维结构模型属于物理模型
C.设计并制作细胞模型时,首先要考虑的是美观与否
D.洋葱表皮细胞的显微照片,属于细胞的物理模型
解析:物理模型是指以实物或图画的形式直观地表达认识对象特征的模型,膜的流动镶嵌模型和细胞的结构模型都属于物理模型,A错误,B正确;设计并制作细胞模型时,首先要考虑的是科学性,其次才是模型的美观与否,C错误;洋葱表皮细胞的显微实物照片,不属于细胞的物理模型,D错误。
综合提升练
10.真核细胞中4种结构的示意图如下。
①
②
③
④
下列叙述正确的是(　C　)
A.①是分拣和转运蛋白质的场所
B.②是光合作用合成有机物的场所
C.③是含有染色质的结构
D.④是具有双层膜结构的细胞器
解析:分拣和转运蛋白质的场所是②(高尔基体),A错误;①(叶绿体)是光合作用合成有机物的场所,B错误;含有染色质的结构是③(细胞核),C正确;④(内质网)只有单层膜结构,
D错误。
11.(宁波高一武岭中学期中)核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构,被称为核孔复合物。它是细胞质与细胞核内物质输送活动的“看护者”。如图所示,该复合物由一个核心脚手架组成,其具有选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内的蛋白组成,被称为中央运输蛋白。据此分析,下列叙述错误的是(　A　)
A.DNA和RNA能出细胞核是因为其直径小于核孔直径
B.核孔复合物的存在说明核膜也具有选择性
C.核孔复合物的存在导致核膜不连续
D.核孔复合物的数量与细胞的代谢强度有关
解析:DNA作为遗传物质,不能通过核孔进入细胞质,A错误;核孔复合物是细胞质与细胞核内物质输送活动的“看护者”,它的存在说明核膜也具有选择性,B正确;核膜上含有核孔,核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构,被称为核孔复合物,核孔复合物的存在导致核膜不连续,C正确;代谢旺盛的细胞,核质之间物质交换频繁,核孔复合物的数量多,因此核孔复合物的数量与细胞的代谢强度有关,D正确。
12.以动物受精卵为实验材料进行以下实验,下列有关分析正确的是(　D　)
A.实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
B.实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
C.实验①说明了细胞核对细胞质的重要性,实验②说明了细胞质对细胞核的重要性
D.该实验结果可以说明细胞核与细胞质是相互依存的
解析:实验①和实验③的变量是有无细胞质,实验结果说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性,A错误;实验②和实验③的变量是有无细胞核,实验结果说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性,B错误;实验①说明了细胞质对细胞核的重要性,实验②说明了细胞核对细胞质的重要性,C错误;该实验可以证明细胞核和细胞质都不能单独成活,细胞只有保持结构完整才能正常进行各项生命活动,细胞是最基本的生命系统,D正确。
13.某生物学家研究了100个细胞,他把每个细胞分成两部分,一部分含有细胞核,另一部分没有细胞核,然后将所有的细胞放在一定的条件下培养,得到的实验数据如下。下列相关叙述错误的是(　B　)
时间/d 1 2 3 4 10 30
细胞无核部分 的存活个数 81 62 20 0 0 0
细胞有核部分 的存活个数 79 78 77 74 67 65
A.该实验可以证明细胞核是细胞生存所必需的结构
B.表中数据说明,细胞核与细胞质相互依存、相互制约
C.细胞有核部分个别死亡可能的原因是人为因素对细胞造成了损害
D.应选用正常细胞同时进行对照培养,以排除其他因素对细胞存活率的影响
解析:从表中数据可以看出,细胞无核部分随着培养天数的增加,死亡个数迅速增加,第4天就没有存活的了,这是因为没有细胞核,细胞的生命活动就无法进行,而细胞有核部分的存活个数和时间比无核部分多且长,说明细胞核对于细胞的生命活动是不可缺少的,A正确;表格中没有设置无细胞质的实验组,因此无法说明细胞核与细胞质相互依存、相互制约,B错误;细胞核是细胞生存所必需的,但是细胞有核部分个别死亡了,可能是因为人为因素对细胞造成了损害,C正确。
14.(台温联谊高三期末改编)下图表示非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验。据图判断,下列叙述错误的是(　B　)
A.该实验所用的方法为同位素标记法
B.亲核蛋白经核孔进入细胞核不需要消耗能量
C.实验说明亲核蛋白能否进入细胞核由尾部决定
D.实验说明细胞核对进入的蛋白质有特异性识别
解析:该实验中亲核蛋白的不同部分用放射性标记,以追踪放射性物质的去向,所用的方法为同位素标记法,A正确;物质通过核孔进入细胞核具有选择性,即亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量,B错误;由图示三组实验对照说明亲核蛋白进入细胞核由尾部决定,C正确;由图可知,亲核蛋白尾部可以进入细胞核,而亲核蛋白头部不能进入细胞核,说明细胞核对进入的蛋白质有特异性识别,D正确。
15.下图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图。请据图回答下列问题(在“[　]”中填标号,在“　　”上填相应的名称):
(1)只有在 　　　细胞中,使用 　　　显微镜才能观察到该图所示的结构。
(2)细胞核中行使遗传功能的重要结构是[　]　　　。
(3)核膜由　　　层膜组成,其外层膜常与[　]　　　　　　相连。细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[　]　　　,在细胞生长、代谢旺盛的细胞中,其数目 　　　。
(4)与核糖体RNA的合成、加工以及核糖体装配有关的结构是[　]　　　。
解析:(1)图示为真核细胞的亚显微结构示意图,只有使用电子显微镜才可以观察到。
(2)[3]染色质容易被碱性染料染成深色,细胞分裂时它会高度螺旋化形成染色体,是细胞核中行使遗传功能的重要结构。(3)核膜由内膜和外膜两层膜构成,外膜常与[1]内质网相连,体现了生物膜在结构上的直接联系。细胞中大分子物质进出细胞核的通道是[2]核孔,在细胞生长、代谢旺盛的细胞中,物质运输频繁,因此其数目较多。(4)与核糖体RNA的合成、加工以及核糖体装配有关的结构是[4]核仁。
答案:(1)真核　电子　(2)3　染色质(染色体)
(3)2　1　内质网(粗面内质网)　2　核孔(核孔复合体)　较多　(4)4　核仁

展开更多......

收起↑