3.3細胞核的結構和功能目標導航目標導航1.通過教材資料分析，理解細胞核是遺傳和代謝的控制中心。2.通過分析細胞核的結構模式圖，理解細胞核的結構及各部分的獨特的功能。3.通過學習建構模型的科學方法，嘗試制作真核細胞的三維結構模型，提升科學思維的素養。知識精講知識精講知識點01細胞核的功能資料操作現象說明的問題美西螈核移植實驗移植后發育的美西螈全部表現為黑色。美西螈皮膚顏色的遺傳受細胞核控制。蠑螈受精卵橫縊實驗無核的一半也能發育成正常胚胎，但發育較慢。蠑螈細胞的分裂、分化受細胞核控制。變形蟲實驗甲、乙、丙不能攝取食物，對外界刺激不發生反應，死亡；丁各種活動恢復。變形蟲的分裂、生長、再生、對刺激的非遺等生命活動受細胞核控制。傘藻實驗甲的再生帽類型是傘形帽，乙的再生帽類型是菊花形帽，丙的再生帽類型是菊花形帽。傘藻的“傘帽”形狀受細胞核控制。實驗結論細胞核控制著細胞的代謝和遺傳。【特別提醒】除高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數細胞外，真核細胞都有細胞核。知識點02細胞核的結構1.圖中①是核膜，具有雙層膜，把核內物質與細胞質分開；②是核仁，與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關；③是染色質，主要由DNA和蛋白質組成，DNA是遺傳信息的載體；④是核孔，實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流。2.染色質容易被堿性染料染成深色。細胞分裂時，細胞核解體，染色質高度螺旋化，縮短變粗，成為光學顯微鏡下清晰可見的圓柱狀或桿狀的染色體。細胞分裂結束時，染色體解螺旋，重新成為細絲狀的染色質，被包圍在新形成的細胞核里。因此，染色質和染色體是同一物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。3.DNA上儲存著遺傳信息。在細胞分裂時，DNA攜帶的遺傳信息從親代細胞傳遞給子代細胞，保證了親子代細胞在遺傳性狀上的一致性。細胞依據遺傳信息進行物質合成、能量轉化和信息交流，完成生長、發育、衰老和凋亡。細胞核是遺傳的信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。【特別提醒】①核膜屬于生物膜，具有選擇透過性，是不連續的，其上分布著核孔。②核孔的數量是可變的，與細胞代謝水平有關，同時，核孔對進出細胞核的物質具選擇性，如允許RNA和蛋白質通過，DNA不能通過。③染色質和染色體是同一物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。④細胞核功能較為全面的闡述是：細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。知識點03制作真核細胞的結構模型1.模型是人們為了某種特定的目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的是具體的，有的則是抽象的。2.模型的形式包括物理模型、概念模型和數學模型。以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，物理模型直觀形象，便于觀察和理解；用概念與概念之間的關系來表達研究對象的主要特征和聯系；用適當的數學形式如數學方程式、關系式、曲線圖和表格等來表達研究的生命本質和運動規律。能力拓展能力拓展考法01細胞核的功能研究1.細胞核的功能研究實驗實驗內容實驗方法實驗結果實驗結論黑白兩種美西螈細胞核移植將黑色美西螈胚胎細胞的細胞核移植到白色美西螈去核的卵細胞中移植后長大的美西螈全部是黑色美西螈皮膚顏色的遺傳是由細胞核控制的蠑螈受精卵細胞橫溢用頭發將蠑螈的受精卵橫溢為有核和無核兩部分有核的一半能分裂、分化，無核的一半不能進行分裂和分化蠑螈的細胞分裂和分化是受細胞核控制的將變形蟲切成兩半切成的一半有核，一半無核有核部分能生長、分裂，失去的伸縮泡還可以再生，具有應激性，無核部分只能消化已吞噬的食物，無應激性變形蟲的分裂、生長、應激性及伸縮泡的再生等是由細胞核控制的傘藻嫁接與核移植將兩中傘藻的“帽”、柄、假根分開后，相互嫁接并進行核移植“帽”的形狀與具有細胞核的假根的“帽”的形狀一致傘藻“帽”的形狀由細胞核控制的2.細胞核是細胞的控制中心，一般說真核細胞失去細胞核后，很快就會死亡，但紅細胞失去核后還能生活120天；植物篩管細胞，失去核后，能活好幾年。3.細胞核是遺傳物質儲存和復制的場所。從細胞核的結構可以看出，細胞核中最重要的結構是染色質，染色質的組成成分是蛋白質分子和DNA分子，而DNA分子又是主要遺傳物質。當遺傳物質向后代傳遞時，必須在核中進行復制。所以，細胞核是遺傳物儲存和復制的場所。4.細胞核是細胞遺傳性和細胞代謝活動的控制中心。遺傳物質能經復制后傳給子代，同時遺傳物質還必須將其控制的生物性狀特征表現出來，這些遺傳物質絕大部分都存在于細胞核中。所以，細胞核又是細胞遺傳性和細胞代謝活動的控制中心。例如，英國的克隆綿羊"多莉"就是將一只母羊卵細胞的細胞核除去，然后，在這個去核的卵細胞中，移植進另一個母羊乳腺細胞的細胞核，最后由這個卵細胞發育而成的。"多莉"的遺傳性狀與提供細胞核的母羊一樣。這一實例充分說明了細胞核在控制細胞的遺傳性和細胞代謝活動方面的重要作用。【典例1】科學家在單細胞傘藻的幼體嫁接的實驗中，將甲的傘柄嫁接到乙的假根上，長出了乙的傘帽。下列有關分析合理的是（）?A.細胞核位于細胞的正中央，所以它是細胞的控制中心B.該實驗證明了細胞核是代謝的調控中心C.欲證明細胞核的功能，需同時進行對照實驗D.該實驗充分證明了細胞核控制著傘藻帽的性狀【答案】C【解析】細胞核是遺傳物質貯存和復制的場所，是細胞遺傳和代謝的控制中心；則“生物性狀主要由細胞核決定”，新組合的“傘藻”將來長出何種形狀的帽，是由細胞核決定。細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心，是因為細胞核中有遺傳物質，而不是其位置，A不正確；該實驗無法證明細胞核是代謝的調控中心，B不正確；甲的傘柄嫁接到乙的假根上，長出了乙的傘帽，這說明乙的傘帽形成可能與假根有關，該實驗中缺少對照實驗，不能證明細胞核的功能，要證明細胞核的功能必須再增添對照實驗，C正確；該實驗不能證明細胞核控制傘藻帽的性狀，D不正確。考法02細胞核的結構1.大多數生物體細胞中都只有一個。哺乳動物成熟的紅細胞，被子植物篩管細胞沒有細胞核；植物個體發育過程中多數胚乳細胞有多個細胞核，草履蟲等原生動物一個細胞也不止一個細胞核，人的骨骼肌細胞中的細胞核可達數百個。2.大多細胞的細胞核呈球形或卵圓形，但也隨物種和細胞類型不同而有很大變化。盡管細胞核的形狀有多種多樣，但是它的基本結構卻大致相同，主要由核膜、核仁、染色質組成。3.核膜面向細胞質的一面附有核糖體，與內質網相連；面向細胞核基質的一側表面上無核糖，膜上有特異蛋白，為核纖層提供結合位點。4.核孔是在核膜內外膜的融合處形成環狀開口，又稱核孔復合體，一般有幾千個，核孔構造復雜，含100種以上蛋白質，并與核纖層緊密結合成為核孔復合體。是選擇性雙向通道。功能是選擇性的讓蛋白質、RNA等大分子出入，對離子的出入有一定的調節控制作用。【典例2】下列關于細胞核結構和功能的敘述，正確的是A.核仁與某種RNA的合成及核糖體的形成有關B.染色質和染色體是兩種不同的物質C.核孔是DNA和蛋白質等大分子物質進出細胞核的通道D.核膜是單層膜，把核內物質與細胞質分隔開【答案】A【解析】核仁主要與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關，A正確；染色質和染色體是同種物質在細胞不同時期的兩種形態，B錯誤；DNA不能通過核孔進出細胞核，C錯誤，核膜是雙層膜，D錯誤。考法03染色質和染色體的關系1.染色質是真核細胞中主要由DNA和蛋白質形成的容易被堿性染料染成深色的物質。2.DNA、染色質、染色體的關系可表示為：3.染色質和染色體的比較染色質染色體同種物質成分相同主要是DNA和蛋白質特性相同易被堿性染料染成深色功能相同遺傳物質的主要載體所處時期分裂間期分裂期兩種狀態細長的絲狀柱狀或桿狀【典例3】下列關于染色質和染色體的敘述中，正確的是（）A.染色質和染色體是同一物質在不同時期的兩種形態B.染色質是細胞核內容易被堿性染料著成深色的物質C.染色質或染色體的主要成分都是RNA和蛋白質D.染色質和染色體的形態結構、化學成分完全相同【答案】A【解析】染色質和染色體是同一物質在同一細胞不同分裂時期的兩種形態，A正確；染色質容易被堿性染料染成深色，但染色質是一種主要由DNA和蛋白質組成的細胞結構，而不是一種物質，B不正確；染色體和染色質都主要是由DNA和蛋白質組成的，C不正確；染色體和染色質都主要是由DNA和蛋白質組成的，化學成分完全相同，但由于螺旋化程度不同，其結構不完全相同，D不正確。

分層提分分層提分題組A基礎過關練1.細胞核內行使遺傳功能的結構是()A.核膜B.染色體C.染色質 D.核仁1.【答案】C【解析】細胞核內沒有染色體，細胞核內行使遺傳功能的結構是染色質。2.將一只黑色公綿羊的體細胞核移到白色母綿羊去除細胞核的卵細胞中，再將此細胞移入到另一只白色母綿羊的子宮內發育，出生的小羊為（

）A.黑色公綿羊

B.黑色母綿羊

C.白色公綿羊

D.黑白相間的綿羊2.【答案】A【解析】細胞核是遺傳的信息庫，是細胞遺傳的控制中心。將一只黑色公綿羊的體細胞核移到白色母綿羊去除細胞核的卵細胞中，發育形成的綿羊是黑色公綿羊。3．對染色質和染色體的敘述中，錯誤的是()A．所有細胞的染色質都存在于細胞核中B．染色質和染色體的形態結構和化學成分完全相同C．染色質和染色體的主要成分都是DNA和蛋白質D．染色質或染色體只存在于真核細胞的細胞核中3.【答案】B【解析】染色質是真核細胞細胞核中特有的結構，所有細胞的染色體都存在于細胞核中，A正確、D正確；染色質和染色體同一物質在細胞不同時期的兩種形態，染色質和染色體的形態不同，B不正確；染色質和染色體的主要成分都是DNA和蛋白質，C正確。4．一同學將下圖乙傘藻的細胞核與傘部去掉，并將甲傘藻的細胞核移入乙中，則存活下來的乙傘藻傘帽形狀是()4.【答案】B【解析】傘藻的傘帽形狀受細胞核中遺傳物質控制，甲傘藻的細胞核移入乙中后，長出的傘帽的性狀是甲傘藻的傘帽形狀。5.下圖用某單細胞生物所做的一系列實驗的實驗步驟及實驗結果示意圖。不能得出的結論是(

)A.細胞核不能脫離細胞質獨立生存B.細胞質離開細胞核不能獨立生存C.細胞保存完整是正常完成生命活動的必要條件D.細胞核和細胞質都是細胞生命活動的控制中心5.【答案】D【解析】圖中所示實驗包括三個：①單獨培養離開細胞的細胞核→細胞核生命特征消失；②單獨培養去核的細胞→細胞生命特征不久消失；③給去核的細胞核移植新的細胞核→細胞全部生命特征恢復。實驗①、②分別說明細胞核和細胞質不能獨立維持生命特征，實驗③說明細胞保持完整性才能恢復和保持全部生命特征。綜合分析三個實驗，可以說明細胞核和細胞質具有相互依存的關系，但不能說明細胞核和細胞質的具體功能。

6.下列有關細胞核的結構和功能的敘述，不正確的是(

)A.核膜——雙層膜，把核內物質與細胞質分開B.染色質——主要由DNA和蛋白質組成C.核仁——與RNA合成及核糖體形成有關D.核孔——DNA、RNA和蛋白質進出的通道6.【答案】D【解析】核膜是雙層膜，把核內物質與細胞質分開，A正確；染色質主要由DNA和蛋白質組成，B正確；.核仁與RNA合成及核糖體形成有關，C正確；核孔是RNA和蛋白質進出的通道，但不能讓DNA通過，D不正確。題組B能力提升練7.下圖為細胞核結構模式圖，下列有關敘述正確的是()A.①是由DNA和蛋白質組成的環狀結構B.②是產生核糖體、RNA和蛋白質的場所C.蛋白質、DNA等生物大分子可以穿過核孔進出細胞核D.核孔對物質的運輸具有選擇性7.【答案】D【解析】圖中①是染色質，是由蛋白質和DNA組成的絲狀結構，選項A錯誤；②是核仁，與某種RNA的合成及核糖體的形成有關，選項B錯誤；③是核孔，蛋白質和RNA可通過核孔，但DNA不能通過核孔進出細胞核，選項C錯誤；核孔也具有選擇透過性，選項D正確。8．有人把細胞核比喻為細胞的“大腦”、細胞的“控制中心”。下列有關說法正確的是（）A.細胞核是由單層膜圍成的結構B.染色體與染色質的組成成分不同C.用橡皮泥等制作的細胞核屬于物理模型D.各種生物的成熟的紅細胞內都沒有細胞核8.【答案】C【解析】染色質和染色體是同一物質在細胞不同時期的兩種存在狀態。人們為了某種特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的。包括物理模型、概念模型、數學模型等。細胞核是由雙層膜圍成的結構，A不正確；B、染色體與染色質的組成成分相同，都是主要由DNA和蛋白質組成，B不正確；用橡皮泥等制作的細胞核屬于物理模型，C正確；哺乳動物成熟的紅細胞內沒有細胞核，并不是各種生物的成熟的紅細胞內都沒有細胞核，如鳥類紅細胞內有細胞核，D不正確。【歸納總結】（1）細胞核結構和功能的核心內容可以概括為：兩個場所（遺傳物質的復制場所、儲存場所）、兩個中心（細胞代謝和遺傳的控制中心）、四個結構（核膜、核孔、核仁、染色質）。（2）細胞核是細胞代謝的控制中心，但不是細胞代謝的中心，細胞代謝的主要場所是細胞質基質。9．細胞核具有什么功能？科學家通過下列實驗(如圖)進行探究：①用頭發將蠑螈的受精卵橫縊為有核和無核的兩半，中間只有很少的細胞質相連，結果無核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能繼續分裂；②b部分分裂到16～32個細胞時，將一個細胞核擠入不能分裂的a部分，結果a部分開始分裂、分化，進而發育成胚胎。下列敘述中不正確的是A.實驗結果可以說明細胞核與細胞的分裂、分化有關

B.實驗①中，b部分細胞屬于對照組，a部分屬于實驗組

C.實驗②中，a部分的操作與實驗①中的a部分形成對照D.實驗說明細胞的壽命與細胞核有關9．【答案】D【解析】有核或植入核的部分能分裂、分化，無核的部分則停止分裂，說明細胞核與細胞的分裂、分化有關，A項正確；實驗①中，a部分相當于去核，屬于實驗組，b部分即為對照組，B項正確；實驗②中，a部分植入核，與實驗①中的a部分形成前后自身對照，C項正確；整個實驗并沒有涉及細胞的壽命，不能證明細胞核與細胞壽命的關系，D項錯誤。10．下圖表示細胞核的結構及部分細胞器，下列說法正確的是A.②具有選擇透過性，而①具有全透性

B.③中含有由RNA和蛋白質構成的染色質

C.④是產生核糖體、mRNA和蛋白質的場所D.抗體的形成離不開⑤和⑥10．【答案】D【解析】②是核膜，①是核孔，二者均具有選擇透過性，A錯誤；③中含有由DNA和蛋白質構成的染色質，B錯誤；④是核仁，與rRNA的合成以及核糖體的形成有關，C錯誤；⑤和⑥分別表示內質網和核糖體，抗體屬于分泌蛋白，在核糖體中合成后，需要內質網的加工和高爾基體的進一步修飾加工后才具有生物活性，D正確。11.下面為典型細胞核及其周圍部分結構示意圖。請據圖回答：（1）只有在________細胞中，使用電子顯微鏡才可以看到此圖所表示的結構。（2）在細胞有絲分裂過程中，[]________高度螺旋化成為________。（3）由圖中可見[1]________和[]________的連通，使細胞質和核內物質的聯系更為緊密。（4）圖中[2]的功能是_________________________________________。[3]主要是由________和________組成的；核糖體的合成與圖中[]________有關。11.【答案】（1）真核（2）3染色質染色體（3）內質網5核膜（4）實現核質之間頻繁的物質交換和信息交流DNA蛋白質4核仁【解析】圖中1是內質網；2是核孔，3是染色質，4是核仁，5是核膜，它們共同構成以核膜為界限的細胞核。（1）只有在真核細胞才有以核膜為界限的細胞核。（2）染色質和染色體是同一種物質在不同時期的兩種形態，在細胞有絲分裂過程中，染色質高度螺旋化成為染色體。（3）由圖中可見內質網和核膜的連通，使細胞質和核內物質的聯系更為緊密。（4）核孔實現了核質之間頻繁的物質交換和信息交流。染色質主要是由DNA和蛋白質組成的；核仁與核糖體的合成有關。12.蛙成熟的未受精卵具有活躍的DNA合成能力，而腦組織卻沒有此能力。科學家進行了如下圖所示的核移植實驗，請分析回答下列問題：（1）蛙成熟的未受精卵中DNA合成所需的酶是在細胞質中的________上合成的，并通過________進入細胞核中；除此之外，細胞質還為細胞核代謝提供所需的________等。（2）腦細胞無核部分一段時間后最終死亡的原因是_____________________________。（3）單獨的細胞核不能生存的原因是________________________。（4）本實驗證明了________________________________________。

12.【答案】（1）核糖體核孔原料、能量（2）失去細胞核的控制，細胞質無法形成新的物質和能量（3）無物質和能量的供應（4）細胞質和細胞核是相互依存的統一整體【解析】（1）DNA合成所需酶的化學本質是蛋白質，需在核糖體上合成；酶為大分子物質，從核孔進入細胞核，核內代謝活動需細胞質提供原料及能量。（2）腦細胞無核部分因為失去了細胞核的控制，細胞質無法形成新的物質和能量，所以生活一段時間后死亡。（3）單獨的細胞核不能生存的原因是缺少了細胞質，無物質和能量的供應。（4）本實驗證明了細胞核與細胞質是相互依存的統一整體，細胞只有保持完整性，才能完成其復雜的生命活動。題組C培優拔尖練13.（2018·海南卷）關于真核細胞的敘述，錯誤的是（）A．線粒體的內膜上有酶的分布B．細胞核中含有DNA和蛋白質C．核膜主要由脂質和蛋白質組成D．葉肉細胞的細胞膜含有纖維素13.【答案】D【解析】線粒體的內膜是進行有氧呼吸的場所，分布有相應的酶，A正確；細胞核中含有染色質，其主要成分為DNA和蛋白質，B正確；核膜等生物膜主要由脂質和蛋白質組成，C正確；葉肉細胞的細胞膜中含有脂質和蛋白質，細胞壁中含有纖維素，D錯誤。14.（2019·全國Ⅱ卷）在真核細胞的內質網和細胞核中能夠合成的物質分別是A．脂質、RNAB．氨基酸、蛋白質C．RNA、DNAD．DNA、蛋白質14.【答案】A【解析】內質網可以合成脂質，細胞核中可以發生轉錄合成RNA，A正確；蛋白質的合成場所是核糖體，B錯誤；內質網中不能合成RNA，細胞核中可以合成DNA和RN