1、第3章 细胞的基本结构第3节 细胞核系统的控制中心【高考目标导航】细胞核的结构和功能【基础知识梳理】一、细胞核的结构 1、核膜：不连续的双层膜，把核内物质与细胞质分开。 2、核孔：实现核质之间的物质交换和信息交流。3、核仁：与某些RNA的合成和核糖体的形成有关，蛋白质合成旺盛的细胞核仁大而明显。随细胞周期周期性的消失和重建。4、染色质：由DNA和蛋白质组成，是遗传信息的主要载体。在细胞分裂前期高度螺旋化变粗变短形成染色体，染色体在分裂末期解螺旋变细变长形成染色质。染色体和染色质是同种物质在不同时期的两种状态。二、细胞核的功能1、细胞核是遗传信息库，遗传物质储存和复制的主要场所。2、细胞核是细胞
2、代谢和遗传的控制中心。3、注意：对于真核细胞染色体是DNA的主要载体，但不是唯一载体，载体还有线粒体和叶绿体。 原核细胞无细胞核，遗传物质主要分布在拟核中。三、细胞是统一的整体1、细胞各组分之间分工合作，使生命活动能够在变化的环境中自我调控、高度有序的进行。2、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。【要点名师透析】一、细胞核的结构与功能名称特点功能核膜和核孔核膜是双层膜，外膜表面有核糖体附着核膜不是连续的，其上有核孔化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行控制物质进出，小分子离子通过核膜进出，大分子物质通过核孔进出核仁遮光性强，易与其他结构区别在有丝分裂中
3、周期性消失和重现参与某些RNA的合成及核糖体的形成染色质易被碱性染料染成深色由DNA和蛋白质组成与染色体的关系：是遗传物质的主要载体【典例】(2011红桥模拟)下列关于细胞核的叙述，正确的是( )A.细胞核内存在着易被碱性染料染成深色的物质B.细胞核是遗传的信息库，控制着生物的所有性状C.大分子物质从核孔进出穿越了两层生物膜D.核孔是蛋白质、RNA、DNA等大分子进出细胞核的通道【解析】由于DNA主要存在于细胞核内，DNA是遗传信息的携带者，控制生物的性状，因此说细胞核是遗传的信息库，但DNA还存在于线粒体和叶绿体中，因此不能说细胞核控制着生物的所有性状。核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核
4、的通道，此时大分子物质没有跨膜运输，因此穿越了0层生物膜。【答案】A二、细胞核功能的实验探究 【典例】(2011济宁模拟)用一根玻璃针，将一个变形虫切成两半，有核的一半能继续生活，无核的一半死亡。如果将一个变形虫的核取出，无核部分能短期生存，但不能繁殖后代，单独的细胞核则无法生存。如果去核后三天，再植入一个细胞核，这个变形虫则生活正常(如下图所示)。下列相关叙述中，错误的是()A该实验证明细胞核和细胞质具有相互依存的关系B细胞核对细胞质具有控制和调节的作用，细胞质为细胞核提供所需物质和能量C细胞只有保持结构的完整性才能进行正常的生命活动D离开细胞质的细胞核可以单独生活一段时间，原因是细胞核中含
5、有遗传物质【解析】(1)细胞核与细胞质相互分离后，不能独立生存：两者相互依存，细胞核对细胞质具有控制和调节作用，细胞保持完整性，才能正常生活。(2)离开细胞质的细胞核之所以能独立生活一段时间，是因为细胞核内含有细胞质提供的部分物质和能量。【答案】D三、染色质与染色体的关系染色体染色质同种物质成分相同主要是DNA和蛋白质特性相同易被碱性染料染成深色功能相同遗传物质的主要载体不同时期分裂间期分裂期两种形态细长的丝光镜下能看到呈圆柱形或杆状结构两者关系【典例】以下关于染色质和染色体关系的叙述中，正确的是( )A.同一细胞不同细胞分裂时期的不同物质B.同一细胞不同细胞分裂时期的同一物质C.不同细胞同一
6、细胞分裂时期的同一物质D.不同细胞同一细胞分裂时期的不同物质 【解析】在细胞核中，DNA和蛋白质紧密结合成染色质，在细胞分裂时，染色质高度螺旋化，缩短变粗，形成圆柱状或杆状的染色体。染色质和染色体是同一细胞不同细胞分裂时期的同一物质。【答案】B【感悟高考真题】1.（2011江苏高考）核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。右图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，下列相关叙述正确的是A亲核蛋白进入细胞核由头部决定B亲核蛋白进入细胞核不需要载体C亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量D亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞相同【解析】放射性头部不可单独进入细胞核，而放射性
7、尾部可单独进入细胞核，所以A选项错误；从图中所给信息不能得到B选项结论；蛋白质为生物大分子，运输需要消耗能量，所以C选项正确；亲核蛋白进入细胞核是通过核孔，而葡萄糖进入红细胞是穿过细胞膜，所以D选项错误。【答案】C2.（2009山东高考）真核细胞单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关。以下细胞中核孔数目最少的是高 A. 胰岛细胞 B. 造血T细胞C. 效应B细胞(浆细胞)D. 口腔上皮细胞【解析】本题利用题目中的核孔数目与细胞的类型和代谢水平有关的信息，间接考查了选项中各细胞的类型和代谢水平的差异。且据已有的知识获得细胞的代谢越旺盛，则核孔的数目越多。A、C中的细胞分别分泌胰岛素（或胰高血
8、糖素）和抗体，代谢旺盛。B中细胞的分裂能力很强，代谢旺盛。只有D为高度分化的细胞，代谢较弱。故而D中的口腔上皮细胞的核孔数目最少。【答案】D3.（2009天津高考）下列是有关著名科学家通过研究取得重要理论成果的叙述，正确的是A. 虎克（R.Hooke）在显微镜下观察木栓组织发现蜂窝状“细胞”，建立了细胞学说B. 坎农（W.B.Cannon）通过研究细胞内基因表达的过程，提出了内环境稳态概念C. 摩尔根（T.H.Morgan）对雄果蝇白眼性状的遗传分析，证明了基因位于染色体上D. 韦尔穆特（I.Wilmut）等在体外条件下将羊体细胞培养成了成熟个体，证明了哺乳动物体细胞具有全能性【解析】虎克只是
9、在显微镜下观察到了本栓组织，发现“细胞”，细胞学说是施莱登和施旺提出的。坎农提出了内环境稳态的概念，但不是通过研究细胞内基因的表达提出的，细胞内基因的表达是众多科学家研究的结果。摩尔根对雄果蝇白眼性状的遗传分析，证明了控制果蝇眼色的基因位于X染色体上；韦尔穆特在体外条件下将羊体细胞培养成了成熟个体，只能说明哺乳动物体细胞的细胞核具有全能性，不能说明哺乳动物体细胞具有全能性。所以C正确【答案】C【考点模拟演练】1.(2011潍坊模拟)科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，发现其新陈代谢减弱，运动停止；当重新植入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。这说明了()A细胞核是细胞生命活动的控制中心B细胞核是
10、遗传物质的储存和复制场所C细胞核是细胞遗传特性的控制中心D细胞核是细胞代谢的主要场所【解析】细胞核有两个功能：遗传物质的储存和复制场所，生命活动的控制中心，题中的事实说明“细胞核是细胞生命活动的控制中心”。【答案】A2.人成熟的红细胞和精子的寿命都很短，这一事实体现了A.环境因素的影响 B.功能对寿命的影响C.遗传因素的影响 D.核、质的相互依存关系【解析】此题考查细胞结构与功能的关系，细胞只有保持结构的完整性，才能完成正常的生理功能。人成熟的红细胞没有细胞核，人的精子几乎没有细胞质，没有细胞质的细胞和没有细胞核的细胞，其寿命都是较短的，细胞都不能正常的完成各项生理功能。【答案】D3.下列关于
11、染色体的叙述中，不正确的是 ()A.染色体是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质B.严格地说，只有在细胞分裂时才出现染色体C蓝藻细胞在进行有丝分裂时也能形成染色体D染色体和染色质是同一种物质在不同时期的两种状态【答案】C4.从母牛甲的体细胞中取出细胞核，发现去核的细胞新陈代谢减弱；当重新植入细胞核后，发现该细胞的生命活动又能恢复。若将甲的细胞核注入母牛乙去核的卵细胞中，融合后的细胞在母牛丙的子宫内发育成胚胎，出生后的小牛各种性状大多像甲。这说明()A细胞核是遗传物质储存的场所B细胞核遗传是遗传的主要方式C细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心D细胞核是细胞代谢的主要场所【解析】本题考查细胞核的功能。
12、题干中前半部分的资料说明细胞核对细胞代谢有控制作用，后半部分的资料说明亲子代性状的遗传主要取决于细胞核，由此可以得出结论：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。【答案】C5.以下关于细胞核结构的说法，正确的是()A核膜是单层膜，把核内物质与细胞质分开B染色质由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体C核仁与某种RNA的合成及线粒体的形成有关D细胞核只能通过核膜来实现核质之间频繁的物质交换和信息交流【答案】B6.细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(见下图)进行探究：用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只是很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂；b
13、部分分裂到1632个细胞时，将一个细胞核挤入到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，进而发育成胚胎。下列叙述中，不正确的是()A实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关B实验中，b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组C实验中，a部分的操作与实验中形成对照D实验说明细胞的寿命与细胞核有关【答案】D7.下列关于细胞核的叙述中，正确的是A真核细胞的核膜是双层膜，能将细胞核与细胞质分隔开B在电镜下观察原核细胞，可以看到核膜、核仁和染色体C真核细胞的核膜上有核孔，DNA 等大分子物质可以通过核孔进入细胞质 D细胞核内的液体叫细胞液【解析】原核细胞没有真正的细胞核，没有核膜、核仁和染色体，只有拟
14、核。核孔是大分子物质出入的通道，但 DNA 不能通过，核内的 DNA 分子只在细胞核内储存和复制。细胞核内的液体称为核液，细胞液是指植物细胞液泡里的液体。【答案】A8.如图所表示的是两个实验：一个是用玻璃针将变形虫一切为二，将变形虫分为有核部分和无核部分；第二个是将另一变形虫的细胞核与细胞质分离，成为无核的细胞质以及无细胞质的细胞核。下列分析正确的是A有核的一半能正常生长、分裂、再生B无核的细胞质能消化食物和进行生长C只有细胞核的部分能重新成为一个完整的细胞D细胞质是细胞中最重要的部分【解析】具有细胞核和细胞质的部分能够完成细胞的一切活动，包括生长、分裂和再生。只有细胞质部分，由于没有细胞核陆
15、续提供的 RNA 等物质，其生命活动只能维持一段时期，不能生长。只有细胞核的部分由于缺乏细胞质提供的物质和能量，故将在很短的时间内死亡。细胞是一个统一的整体，其中细胞核与细胞质相互协调，共同作用，缺一不可。【答案】A9.观察如图所示的模式图，相关说法不正确的是()A此图表示的是真核细胞细胞核结构模式图B图中2为核孔，通过该结构不仅可实现核质之间的物质交换，还可实现信息交流C图示中4为核膜，它是一种双层生物膜，可将核内物质与细胞质分开D图示中1为染色质，该结构与原核细胞中拟核的化学本质相同，均为DNA分子【解析】具有核膜、染色质、核仁等结构的细胞肯定是真核细胞；核孔不仅可实现核质之间的物质交换，
16、还可实现信息交流。染色质的化学成分应包括DNA、蛋白质等，不同于原核细胞的裸露的拟核DNA分子。【答案】D10.关于细胞核结构与功能的统一性的叙述中，正确的是() A真核细胞核膜上有核孔，DNA等大分子物质可以通过核孔进入细胞质 B原核细胞的核膜也具有两层膜，利于控制物质的进出 C核仁中的DNA控制着细胞代谢 D染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息【解析】A项核膜上的核孔是某些大分子物质的进出通道，如蛋白质、mRNA等，但DNA不能通过其进入细胞质，细胞核内的DNA只能在细胞核中贮存、复制、转录；B项原核细胞无核膜，即无成形的细胞核；C项控制细胞代谢的DNA是指染色质中的DNA，核仁中有少量D
17、NA，只与某种RNA的合成有关；D项染色质由DNA和蛋白质组成，DNA上的碱基排列顺序代表着遗传信息。【答案】D11.甲基绿使DNA呈现绿色，派洛宁使RNA呈现红色。利用含有这两种物质的混合染色剂对真核细胞进行染色，用显微镜观察可以发现A.红色主要位于细胞核中，绿色主要位于细胞质中B.只有细胞质被染成绿色C.只有细胞核被染成红色D.绿色主要位于细胞核中，红色主要位于细胞质中【解析】真核细胞中的DNA主要分布在细胞核中，少量分布在线粒体和叶绿体中；RNA主要分布在细胞质中。甲基绿能使DNA呈现绿色，派洛宁能使RNA呈现红色，因此绿色部分主要集中在细胞核中，红色部分主要集中在细胞质中。【答案】D1
18、2.细胞核和细胞质在个体发育中的相互作用表现在A.细胞核通过mRNA决定细胞质中蛋白质的合成B.细胞质为细胞核的代谢提供酶、ATP和原料等C.细胞核是遗传和代谢的调控中心，但必需通过细胞质才能实现D.细胞质基质中的DNA决定着细胞核基因的选择性表达【解析】细胞核是遗传和代谢的调控中心。细胞核中的基因先转录出mRNA，以mRNA为直接模板在核糖体中合成蛋白质【答案】C13.（2011福州模拟）拟核与细胞核相比。不正确的是 A拟核无核膜，是与细胞核的主要区别B拟核的DNA集中在某一特定区域内C拟核的DNA与蛋白质结合，形成染色体D拟核中的DNA和细胞核中的DNA都是遗传物质【答案】C 14.下列有
19、关细胞核的叙述正确的是 A.是由DNA和蛋白质组成的环状结构B.是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所C.核膜由2层磷脂分子组成，蛋白质、RNA大分子可以穿过核膜进出细胞核D.细胞核是遗传物质贮存与复制的场所【解析】是染色体，它是由DNA和蛋白质组成的链状结构。是核仁，它与核糖体的形成以及某种RNA的形成有关。核膜由2层生物膜构成，即4层磷脂分子组成，蛋白质、RNA大分子可通过核孔进出细胞核。【答案】D15.下列叙述中不属于细胞核功能的是 （ ）A.是遗传物质的主要场所B.是控制生物遗传的中心C.是控制细胞代谢活动的中心D.是细胞物质代谢和能量代谢的主要场所【解析】遗传物质主要是DNA，而DNA
20、主要分布在细胞核内；DNA中特定的碱基序列就代表着遗传信息，而这些信息控制着结构蛋白和调节蛋白等蛋白质的合成，故细胞核既是控制生物遗传的中心，又是控制细胞代谢活动的中心； 细胞的物质代谢和能量代谢主要是在细胞质内进行的，不是细胞核的功能。【答案】D二、非选择题16.如图为典型的细胞核及其周围部分结构示意图，请据图回答：(在填标号，_填相应的名称)(1)只有在_细胞中，使用_显微镜可以看到此图所表示的结构。(2)在有丝分裂过程中_可在某时期转化为_形式，它主要由在细胞质中翻译形成的物质以及_一起组成，前者是通过_进入细胞核的。(3)图中可见_和_的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密。(4)以
21、下各种细胞中具有该结构的是()A炭疽杆菌 B蓝藻CSARS病毒 D草履虫【解析】图示中1表示与细胞核核膜直接相连的内质网膜，2为核孔，3为染色质，4为核仁，5为核膜，只有真核细胞才具有图中所示的细胞核。若能显示染色质、核膜、内质网膜等结构，应为电子显微镜下的亚显微结构。【答案】(1)真核电子(2)3染色质染色体DNA2核孔(3)1内质网膜5核膜(4)D17生物学家研究发现，癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制，该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖，为探究该调控基因是存在于细胞质还是细胞核中，科研人员做了如下实验设计（见图）：根据以上思路，请继续完成下列实验设计方案：A、实验方案（实验提示：癌细胞
22、能连续培养，但细胞形态发生明显改变。如何观察细胞形态不作实验设计要求）：（1）用 分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝细胞，使之分散成单个细胞。（2）分别使单个癌细胞和单个肝细胞核质分离。（3） （4）取两个培养瓶分别编号甲、乙，各加入等量的培养液。（5） 。（6）分别观察甲、乙培养瓶中的细胞形态。B、预期实验结果及结论（1）若甲瓶中的细胞形态发生明显变化，乙瓶中基本无变化，说明 。（2） （3） （4） 【答案】A、（1）胰蛋白酶 （3）取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞甲，取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙 （5）分别取等量重组细胞甲和重组细胞乙，依次加入甲、乙两个培养瓶中，进行细胞培养 B、（1）调控基因存在于细胞核中（2）若乙瓶中的细胞形态发生明显变化，甲瓶中基本无变化，说明调控基因存在于细胞质中（3）若甲乙两瓶中细胞形态均发生明显变化，说明调控基因可能同时存在于细胞核和细胞质中（4）若甲、乙两瓶中的细胞形态均没有明显变化，说明其调控基因的表达需核质相互作用