学年高中生物必修一教材用书 第三章 细胞的基本结构 第3节 细胞核系统的控制中心 含答案 精品.docx

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第3节

细胞核——系统的控制中心

细胞核的分布与结构

[自读教材·夯基础]

1．细胞核的分布[判断]

（1）真核细胞都有细胞核。

（×）

（2）哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核。

（√）

（3）有的真核细胞含有多个细胞核。

（√）

2．细胞核的结构

1．核孔是物质进出核的通道，是否各种物质都能自由出入？

提示：

不能，核孔也具有选择透过性。

2．代谢越旺盛的细胞，蛋白质合成和核质之间物质交换越频繁。

请总结核孔数量、核仁大小与细胞代谢程度的关系。

提示：

代谢旺盛的细胞中，核仁较大，核孔数量多。

[跟随名师·解疑难]

1．细胞核的主要结构与功能

（1）核膜：

（2）核仁：

①核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

②蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁较大。

2．染色质与染色体

染色质

染色体

不

同

点

存在时期

分裂间期

分裂期

形态

细长的丝

光镜下观察呈圆柱状或杆状

相

同

点

成分

主要是DNA和蛋白质

特性

易被碱性染料染成深色

功能

遗传物质的主要载体

关系

细胞核的功能与模型构建

[自读教材·夯基础]

1．细胞核的功能

（1）细胞核是遗传信息库。

（2）细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。

2．模型构建

（1）概念：

模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种概括性的描述。

（2）类型：

物理模型、概念模型、数学模型等。

（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。

1．将草履虫处理为细胞核和去核草履虫两部分，经过一段时间适宜培养后，细胞核死亡，而去核草履虫仍能存活一段时间，请分析原因。

提示：

细胞质为细胞核提供营养和能量，离开细胞质，细胞核不能单独存在。

细胞核控制细胞质的代谢，没有细胞核，细胞质内已合成的蛋白质能在一段时间内发挥作用。

2．精子几乎无细胞质，哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，它们的存活时间都很短，为什么？

提示：

细胞各组分之间分工合作成为一个整体，细胞只有保持结构完整性，才能正常地进行各种生命活动。

[跟随名师·解疑难]

1．两种美西螈的核移植

（1）实验方法：

（2）实验分析：

该实验无对照组，对照组可设置为

通过上述两个实验对照得出的结论才具有说服力。

细胞核控制美西螈皮肤颜色的遗传。

2．横缢蝾螈受精卵和变形虫切割实验

分析：

上图中的①为相互对照，图中②为自身的前后对照。

在实验中①的存在就可以保证实验结果和结论的可靠性，而②的存在是对实验的一个补充。

3．伞藻嫁接和核移植实验

（1）实验过程：

（2）实验结论：

伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。

（3）实验分析：

伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状。

细胞核的结构

[例1]　下图表示某生物细胞核的结构组成，有关叙述错误的是（　　）

A．图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连

B．图示中有中心体，说明该生物为低等植物或动物

C．核孔是大分子物质进出细胞核的通道，不具有选择性，但核膜有选择透过性

D．在核仁中合成的RNA是组成核糖体的重要成分

[思路点拨]

[解析]　从图中可以看出，内质网膜和核膜直接相连，A正确；有中心体，说明该生物为低等植物或动物，B正确；核孔是大分子物质的通道，也具有选择透过性，如DNA不能从核孔中出来，C错误；核仁能够合成rRNA，rRNA是组成核糖体的重要成分，D正确。

[答案]　C

以下关于细胞核的叙述正确的是（　　）

A．核膜为双层膜，外膜的外表面附着有很多核糖体

B．不同的细胞内，核仁的大小和数量都是一定的

C．细胞核内的液体叫做细胞液

D．核孔是包括DNA在内的高分子物质任意通过的通道

解析：

选A

细胞核的功能

[例2]　有人利用真核单细胞生物a、b做了如下实验，这个实验最能说明的问题是（　　）

A．控制c性状发生的遗传信息来自细胞核

B．控制c性状发生的遗传信息来自细胞质

C．c性状发生是由细胞核和细胞质的遗传信息共同决定的

D．细胞核内的遗传信息控制生物一切性状的发生

[思路点拨]　

[解析]　从图示可看出，c细胞是a提供细胞核、b提供细胞质的重组细胞，其形状与细胞a的形状保持一致，即控制c性状发生的遗传信息来自细胞核。

[答案]　A

1.探究细胞核的功能。

2.探究细胞核与细胞质的关系。

典例剖析

蛙成熟的未受精卵具有活跃的DNA合成能力，而脑组织则不能分裂。

科学家进行了如下图所示的核移植实验，请分析回答下列问题。

（1）蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶（蛋白质）是在细胞质中的________上合成的，并通过________进入细胞核中；除此之外，细胞质还为细胞核代谢提供所需的________等。

（2）脑细胞无核部分仍能够生活一段时间，但最终死亡的原因是____________________

________________________________________________________________________。

（3）单独的细胞核不能生存的原因是____________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）本实验证明了_______________________________________________________。

[解析]　该实验充分说明，核质是相互依存的统一整体，细胞是生命活动的基本单位，细胞只有保持结构的完整性，才能进行正常的新陈代谢。

无核部分因失去细胞核的控制和调节作用而不能继续合成蛋白质和酶导致很快死亡。

单独的细胞核缺乏细胞质中营养物质和能量的供应，故不能正常生存。

[答案]　

（1）核糖体　核孔　原料、能量

（2）失去细胞核的控制，细胞质无法合成新的物质和提供能量

（3）无物质和能量的供应

（4）细胞质和细胞核是相互依存的统一整体

归纳拓展

生物实验题解题技巧

（一）

1．目的原理代入法

（1）适用实验：

若实验的目的和原理已给出，或课本已知实验目的和原理，而实验题目中让写出实验的结论或对结果进行分析，就可以用“代入法”进行解答。

（2）方法：

能抄则抄，能套则套。

2．材料用具消元法

（1）适用实验：

若实验的材料用具给全了，且实验步骤已给出几步，但中间有填空或空了几个步骤，就可以用“消元法”进行解答。

（2）方法：

①找出实验变量；②消去已用材料用具；③分析未用材料用具；④排序填充。

[随堂基础巩固]

1．细胞核是由核膜、染色质、核仁、核孔组成的，下列有关叙述中，错误的是（　　）

A．核膜是双层膜结构，能把核内物质与细胞质分开

B．染色质主要由DNA和蛋白质组成

C．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关

D．核孔实现了细胞间的信息交流

解析：

选D

2．哺乳动物成熟的红细胞既不生长也不分裂，变形虫去核后不能存活多久，这些现象说明在细胞的生命活动中，起决定作用的是（　　）

A．细胞核　　　　　　B．细胞质

C．线粒体D．核糖体

解析：

选A

3．右图是用动物受精卵所做的三个实验，下列说法错误的是（　　）

A．提取受精卵的核单独培养不久就退化消失，说明细胞核离开细胞质不能生存

B．把去掉核的细胞单独培养不久后就退化消失，说明细胞质离开细胞核不能生存

C．该实验说明只要保持细胞核的完整性，细胞就能正常地进行生命活动

D．细胞核是细胞代谢的控制中心

解析：

选C

4．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（　　）

A．胰岛细胞　　　　　B．造血干细胞

C．效应B细胞（浆细胞）D．口腔上皮细胞

解析：

选D

5．下列关于人体细胞结构和功能的叙述，错误的是（　　）

A．核仁与细胞的代谢活动无关

B．唾液腺细胞和胰腺细胞中高尔基体数量较多

C．核孔对生物大分子进出细胞核具有选择性

D．吸收和转运营养物质时，小肠绒毛上皮细胞内线粒体集中分布于细胞两端

解析：

选A

[课时跟踪检测]

（满分50分　时间25分钟）

一、选择题（每小题3分，共24分）

1．对染色质和染色体的叙述错误的是（　　）

A．染色质是细胞核内易被碱性染料染成深色的物质

B．染色质和染色体的主要成分是DNA和蛋白质

C．染色质和染色体的形态结构完全相同

D．染色质或染色体只存在于真核细胞的细胞核中

解析：

选C　染色质和染色体是同种物质在不同时期的两种存在状态。

2．下列细胞中，核仁较小的是（　　）

A．胰腺细胞　　　　　B．肿瘤细胞

C．神经细胞D．胚胎细胞

解析：

选C　核仁与某些RNA的合成以及核糖体的形成有关，凡是蛋白质合成旺盛的细胞，核仁都比较大。

神经细胞寿命长，细胞内物质更换较慢，蛋白质合成少，因而核仁较小。

3．下列人体细胞中，存活时间明显短于其他三种的是（　　）

A．心肌细胞B．小肠绒毛上皮细胞

C．血液中成熟的红细胞D．神经细胞

解析：

选C　血液中成熟的红细胞和其他三种细胞相比没有细胞核，所以寿命较短。

4．科学家用显微技术除去变形虫的细胞核，其新陈代谢减弱，运动停止；当重新移入细胞核后，发现其生命活动又能恢复。

这说明了细胞核是（　　）

A．细胞代谢的主要场所

B．遗传物质的贮存和复制场所

C．细胞遗传特性的控制中心

D．细胞生命活动的控制中心

解析：

选D　细胞核是遗传物质贮存和复制的主要场所，是细胞遗传特性和细胞代谢活动的控制中心。

细胞代谢的主要场所是细胞质基质。

题干中去核后的变形虫新陈代谢减弱，而重新移入细胞核后，变形虫又能恢复生命活动，说明细胞的生命活动与细胞核密切相关。

5．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。

下列关于模型的叙述，错误的是（　　）

A．模型要体现事物的本质和规律性的联系

B．DNA的双螺旋结构模型是物理模型

C．实物模型的制作要首先考虑是否美观

D．数学模型可以用特定的公式、图表等表示

解析：

选C　实物模型应把表达对象的特征作为首要考虑的问题。

6．人体血液中的红细胞没有细胞核，是由骨髓中的原始红细胞经过四次细胞有丝分裂发展形成的。

由此可推断原始红细胞（　　）

A．无成形的细胞核B．有核物质无核膜

C．有成形的细胞核D．无核物质无核膜

解析：

选C　原始红细胞能进行有丝分裂，说明有成形的细胞核，可能在发育过程中核排出，为血红蛋白腾出空间。

7.右图为细胞核的结构模式图，下列相关叙述错误的是（　　）

A．②为核膜，属于双层膜结构

B．③为核仁，是遗传物质（DNA）的贮存场所

C．④为染色质，在细胞分裂时会螺旋变粗成为染色体

D．①为核孔，是某些大分子物质出入细胞核的通道

解析：

选B　图中②为核膜，包括内、外两层膜。

③为核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，但其中没有DNA成分。

染色体和染色质是同一种物质在细胞分裂不同时期的两种存在状态。

①为核膜上的核孔，是某些大分子物质出入细胞核的通道。

8．下图中甲、乙、丙表示真核细胞中的三个双层膜结构，①和②表示丙的两个组成部分。

相关叙述错误的是（　　）

A．只有丙的膜上有允许大分子物质通过的小孔

B．甲、乙、丙中都含有DNA，其中丙的DNA存在于①中

C．甲和乙都与能量转换有关

D．②可以经过膜上的小孔出入丙

解析：

选D　甲表示线粒体，乙表示叶绿体，丙表示细胞核，这三种双层膜结构中，只有丙的膜上有允许大分子物质通过的小孔（即核孔），但②（核仁）不能通过核孔出入细胞核。

这三种结构中都含有DNA，其中丙是DNA的主要储存场所，DNA位于丙中的①（染色质）中。

二、非选择题（共26分）

9．（12分）细胞中细胞核与细胞质之间的联系问题曾经是细胞生物学家们研究的一个热点问题。

下面是以伞藻为实验材料所做的几个经典生物学实验。

请依据所提供的材料，回答下列问题：

材料1：

伞藻是单细胞生物。

甲、乙两种伞藻的帽形不同（如下图），现将甲伞藻的A部分与乙伞藻的B部分嫁接在一起，发现第一次长出的帽状体呈中间类型，若切除这一帽状体，第二次长出的帽状体则与甲的帽状体形状相同。

（1）你认为第一次长出的帽状体呈中间类型的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）第二次长出的帽状体与甲的帽状体形状相同，这说明核、质之间的关系是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

材料2：

当伞藻的帽状体长到一定大小时，就不再继续长大，而是开始发生细胞分裂。

于是有人提出了如下假说，细胞分裂与细胞核、细胞质体积的比例有关，当细胞核的体积（h）与细胞质的体积（z）比值太小时，即h∶z太小时，细胞就会发生分裂；反之，就不会发生分裂。

并且还做了如下实验：

在伞帽已经长出、核将要分裂时，将伞帽切去，核的分裂就受到抑制，直到新的伞帽再生出来，核才恢复分裂。

（3）请你利用伞藻另外设计一个实验，作为上述实验的补充，来进一步证明上述假说。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）第一次长出的帽状体呈中间类型，说明同时含有甲、乙两种伞藻的蛋白质。

（2）最终长出的帽状体的形状是由细胞核控制的，细胞质中已存在的RNA和蛋白质消耗完后，就只表现核控制的性状。

答案：

（1）B部分含有少量的原乙细胞核指导合成的少量原乙伞藻的蛋白质；A部分能指导合成甲伞藻的蛋白质。

嫁接形成的帽状体有甲、乙两种伞藻的蛋白质，故呈中间类型

（2）细胞质中各种代谢活动或生命现象受细胞核控制，最终决定生物性状的主要是细胞核

（3）在伞帽尚未长成，核不分裂时，将幼小伞帽切去，嫁接上一个长成的伞帽，这个原本不分裂的核就开始分裂了

10．（14分）下面甲图为细胞核结构模式图，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。

乙图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验。

请结合两图回答问题：

（1）甲图中④由________层生物膜组成，主要成分除磷脂外还有________等。

（2）细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，这些功能和结构与________（填序号）有关。

（3）核孔是细胞核内与细胞质之间大分子物质的通道，在细胞内具有重要的功能。

生长、代谢旺盛但分化程度较低的细胞，其核孔数目________。

（4）从乙图可知亲核蛋白进入细胞核由其______部决定，________（填“消耗”或“不消耗”）能量。

解析：

（1）图中④表示核膜，由内，外两层生物膜构成；构成生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质。

（2）图中③表示染色质，是遗传物质的主要载体；结构①表示核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

（3）核孔是细胞核内与细胞质之间大分子物质的通道，生长、代谢旺盛但分化程度较低的细胞，核质之间物质交换频繁，其核孔数目较多。

（4）由乙图分析可知，放射性头部不能进入细胞核，放射性尾部能进入细胞核，说明亲核蛋白进入细胞核由尾部决定，该过程消耗能量。

答案：

（1）两　蛋白质　

（2）③　（3）较多　（4）尾　消耗

期中综合检测

（一）

（满分100分　时间60分钟）

一、选择题（每小题3分，共42分）

1．下列广告语中，没有科学性错误的是（　　）

A．没有水就没有生命

B．这种饮料不含任何化学物质

C．这种纯净水绝对纯净，不含任何离子

D．这种口服液含有丰富的N、P、Zn等微量元素

解析：

选A　水是生命之源，没有水就没有生命。

饮料含有水等多种化学物质。

纯净水也含有离子，如氢离子。

N、P是大量元素。

2．下列生物中属于原核生物的一组是（　　）

①蓝藻　②酵母菌　③草履虫　　④小球藻

⑤水绵　⑥青霉菌　⑦葡萄球菌　⑧链霉菌

A．①③④　　　　　　B．①②⑧

C．①⑦⑧D．①⑥⑦

解析：

选C　原核生物包括蓝藻、细菌、放线菌、支原体、立克次氏体等。

酵母菌和青霉菌属于真菌；草履虫属于原生动物，原生动物属于真核生物；小球藻和水绵都属于藻类，为真核生物；葡萄球菌属于细菌；链霉菌属于放线菌。

3．如图表示细胞中各种化合物占细胞鲜重的含量，以下按①②③④顺序排列，正确的是（　　）

A．水、蛋白质、糖类、脂质

B．蛋白质、糖类、脂质、水

C．水、蛋白质、脂质、糖类

D．蛋白质、水、脂质、糖类

解析：

选D　细胞鲜重中含量最多的化合物是水，占85%～90%，其次是蛋白质，占7%～10%，脂质占1%～2%，糖类和核酸占1%～1.5%。

题图中②最多，其次是①，③、④较少，所以①是蛋白质，②是水，③是脂质，④是糖类。

4．（2016·全国卷Ⅰ）若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的实验中，下列操作顺序合理的是（　　）

A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量

B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量

C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量

D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量

解析：

选C　在测定酶活力的实验中，需要保证pH和温度均相同且适宜，故缓冲液应在加入底物和酶之前加入，只有C项符合要求。

5．下列有关蛋白质（或多肽）的分析，正确的是（　　）

A．胰岛素的功能取决于氨基酸的序列，与空间结构无关

B．沸水浴加热后，构成胰岛素的肽链充分伸展并断裂

C．某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，该蛋白酶溶液与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应

D．某种蛋白酶是由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质，该蛋白酶分子结构中至少含有129个氨基和129个羧基

解析：

选C　蛋白质的功能取决于其结构，而蛋白质的结构取决于氨基酸的种类、数量、排列顺序及肽链盘曲形成的空间结构；沸水浴加热使肽链伸展但不会断裂；由129个氨基酸脱水缩合形成的蛋白质分子结构中至少含有氨基、羧基数与肽链条数有关，与氨基酸个数无关。

6．下列有关“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的叙述，错误的是（　　）

A．用盐酸水解的目的是利用盐酸改变膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时能够使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合

B．加热烘干的目的是固定细胞标本，防止标本移动脱落，便于观察

C．用蒸馏水冲洗载玻片的目的是洗去残留的盐酸，便于碱性染料的染色

D．观察的结果是细胞质呈绿色，细胞核呈红色

解析：

选B　甲基绿和吡罗红应同时加入。

盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞。

叶肉细胞含叶绿体，会掩盖甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的染色结果。

盐酸有利于染色质中DNA与蛋白质分开，有利于DNA与染色剂结合。

7．由1分子磷酸、1分子碱基和1分子a构成了化合物b（如图），则下列叙述错误的是（　　）

A．组成化合物b的元素有C、H、O、N、P五种

B．SARS病毒体内含化合物m共五种

C．a属于不能水解的糖，是构成生物体的重要成分

D．若a为核糖，则由b组成的核酸主要分布在细胞质中

解析：

选B　根据图解，化合物b属于核苷酸，化学元素组成是C、H、O、N、P五种。

SARS病毒只含一种核酸RNA，故b是核糖核苷酸，则m有A、G、C、U4种。

a（五碳糖）属于单糖，是不能水解的糖，是生物体内的重要成分。

若a为核糖，则b为核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位，主要分布在细胞质中。

8．下列有关糖类和脂质的叙述，错误的是（　　）

A．脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要物质，所有细胞都含有磷脂

B．植物细胞中的多糖主要是淀粉和纤维素，动物细胞中的多糖主要是乳糖和糖原

C．固醇类物质在细胞的营养、调节和代谢中具有重要功能

D．葡萄糖、核糖、脱氧核糖是动植物细胞共有的

解析：

选B　淀粉和纤维素是植物体内的两种多糖，乳糖存在于动物分泌的乳汁中，属于二糖，动物体内的多糖主要是糖原，存在于肝脏和肌肉中，分别称为肝糖原和肌糖原。

9．下列有关水的叙述，错误的是（　　）

①自由水参与运输营养物质和代谢废物　②生物体内的化学反应离不开水　③水是组成细胞的成分之一　④细胞内水的存在形式为结合水和自由水　⑤自由水与结合水的比例与细胞代谢的强弱关系不大　⑥不同细胞内自由水与结合水的比例基本相同

A．①④⑤　　　　　　　B．①②④

C．⑤⑥D．③⑥

解析：

选C　结合水是细胞结构的重要组成成分；自由水是细胞内的良好溶剂，运输各种营养物质和代谢废物，为生物体内的生化反应提供介质，许多生化反应必须有水的参与。

不同生活环境、生活状态下的细胞含水量是不同的；一定范围内，细胞内自由水与结合水的比值越大，其新陈代谢越旺盛，反之越弱。

10．下列关于细胞膜功能的判断，正确的是（　　）

A．由于细胞膜能严格地控制物质进出细胞，因而能保证生物体的健康

B．将玉米花粉细胞内部与外界环境隔开的结构是细胞壁

C．器官移植时的异体排斥反应是细胞间信息交流的结果

D．精子和卵细胞、胰岛B细胞和肝细胞进行信息交流的方式相同

解析：

选C　细胞膜虽然能控制物质进出细胞，但某些细菌、病毒等病原体仍能通过细胞膜进入细胞，使生物患病；将玉米花粉细胞内部与外界环境隔开的结构是细胞膜，细胞壁是全透性的；异体排斥反应是效应T细胞对移植器官识别后产生的，是细胞间进行信息交流的结果；精子和卵细胞、胰岛B细胞和肝细胞进行信息交流的方式不同，前者是通过细胞间直接接触进行信息交流，后者是通过分泌激素进行的信息交流。

11．向泌乳期母牛的乳腺腺泡细胞内注射少量15N标记的L－赖氨酸，在如图坐标系中分别画出了放射性15N在细胞器a、b和c中含量的大致变化曲线。

请判断a、b、c依次是（　　）

A．核糖体、高尔基体、内质网

B．细胞核、内质网、高尔基体

C．线粒体、核糖体、内质网

D．核糖体、内质网、高尔基体

解析：

选D　乳腺腺泡细胞分泌乳汁，乳汁中含有多种分泌蛋白。

氨基酸用于蛋白质的合成，蛋白质的合成场所为核糖体，核糖体上合成的多肽进入到内质网进行加工和运输，最后再通过高尔基体的加工分泌到细胞外，因此a、b、c依次是核糖体、内质网、高尔基体。

12．如图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体进行嫁接，将甲的