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第6講
細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
考點 由高考知核心知識點 預測
細胞核 考點：細胞核的結(jié)構(gòu)和功能 （3年2次，全國卷3年1次） （2023·江蘇）細胞核的結(jié)構(gòu)和功能 （2023·山東）細胞核的結(jié)構(gòu) （2022·浙江）細胞核的結(jié)構(gòu)和功能 （2022·廣東）核孔 （2022·海南）細胞核結(jié)構(gòu)與功能 （2022·浙江）細胞核結(jié)構(gòu)與功能 題型：選擇題
內(nèi)容：
常細胞核的功能，細胞器等綜合考查
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
1.細胞核的分布：
細胞核——細胞的 “控制中心”
真核細胞都有
一個細胞核嗎？
存在位置：真核細胞內(nèi)
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
1.細胞核的分布：
大多數(shù)真核細胞
沒有細胞核
一個細胞核
多個細胞核
哺乳動物
成熟紅細胞
雙小核草履蟲
骨骼肌細胞
高等植物成熟的篩管細胞
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
2.細胞核功能實驗探究：
(1)黑白美西螈核移植實驗：
發(fā)育成黑色美西螈
實驗缺少對照
美西螈的膚色遺傳受細胞核控制，證明細胞核是遺傳的控制中心
黑色美西螈胚胎細胞
白色美西螈卵細胞
重組
細胞
①結(jié)論：
②實驗不足：
如何設計對照實驗？
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
2.細胞核功能實驗探究：
(1)黑白美西螈核移植實驗：
黑色美西螈
卵細胞
發(fā)育成白
色美西螈
白色美西螈
胚胎細胞
重組
細胞
③對照
結(jié)論：
美西螈的膚色遺傳受細胞核控制，證明細胞核是遺傳的控制中心
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
2.細胞核功能實驗探究：
(2)蠑螈受精卵橫縊實驗：
蠑螈的受精卵
無核
分裂
不分裂
開始
分裂
發(fā)育
(快)
發(fā)育
(慢)
有核
蠑螈的細胞分裂、分化受細胞核控制，說明細胞核是代謝的控制中心
結(jié)論：
該實驗是如何設置對照的？
既有相互對照（有核和無核）又有自身前后對照（無核者重新擠入核）
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
2.細胞核功能實驗探究：
(3)變形蟲切割與核移植實驗：
無核部分死亡
死亡
有核部分正常生活
取出細胞核
死亡
正常生活
結(jié)論：
變形蟲的分裂、生長、再生、對刺激的反應等生命活動受細胞核控制，證明細胞核是代謝的控制中心
去核后的變形蟲仍能生活一段時間的原因是什么？
已合成的蛋白質(zhì)仍發(fā)揮作用
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
2.細胞核功能實驗探究：
(4)傘藻嫁接與核移植實驗：
嫁接實驗
無法排除假根中其他物質(zhì)(如細胞質(zhì))對實驗的影響。
②不足：
傘柄
傘帽
假根
細胞核
傘帽的形狀與 無關(guān)，與 有關(guān)。
傘柄
假根
①結(jié)論：
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
2.細胞核功能實驗探究：
(4)傘藻嫁接與核移植實驗：
嫁接實驗
傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的，證明細胞核是遺傳的控制中心
可排除假根中其他物質(zhì)的作用，證明細胞核控制傘藻“帽”的形狀
②結(jié)論：
①實驗優(yōu)點：
傘藻核移植實驗
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
實驗名稱 結(jié)論
美西螈核移植實驗
蠑螈受精卵橫縊實驗
變形蟲切割實驗
傘藻嫁接與核移植實驗
美西螈的膚色是由細胞核控制的
細胞核控制著細胞的分裂、分化
細胞核控制細胞的生命活動
生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)主要與細胞核有關(guān)
遺傳
代謝
細胞核是細胞的遺傳和代謝的控制中心。
【提醒】細胞代謝的主要場所是細胞質(zhì)，細胞核是細胞代謝的控制中心。
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點一、細胞核的功能及其實驗探究
【歸納提升】細胞核和細胞質(zhì)是相互依存、相互制約的，細胞只有保持完整性才能夠正常地完成各項生命活動。舉例分析如下：
(1)只有細胞核沒有細胞質(zhì)的細胞會很快死亡：原因是細胞核生命活動所需的物質(zhì)和能量均由細胞質(zhì)提供，細胞質(zhì)還為細胞提供代謝場所，例如精子。
(2)只有細胞質(zhì)沒有細胞核的細胞也只能短期生存：細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心，短期生存是因為細胞質(zhì)中已形成的mRNA和蛋白質(zhì)仍能發(fā)揮一定的作用，但一段時間后因缺少細胞核，不能控制細胞質(zhì)中蛋白質(zhì)的合成等生理活動，細胞死亡，例如哺乳動物成熟紅細胞。
　考點訓練　
1.科學家用黑白兩種美西螈做實驗，將黑色美西螈胚胎細胞的細胞核取出來，移植到白色美西螈的去核卵細胞中。植入核的卵細胞發(fā)育成為黑色美西螈。下列相關(guān)敘述不正確的是（ ）
A.該實驗能說明美西螈的膚色是由細胞核控制的
B.為使實驗結(jié)論更加準確，應再增加一組對照實驗
C.該實驗沒說明生命活動離不開細胞結(jié)構(gòu)的完整性
D.白色美西螈的細胞質(zhì)在膚色形成中也發(fā)揮一定作用
由實驗結(jié)果可知，美西螈的膚色是由細胞核控制的
該實驗缺少對照實驗，為使實驗結(jié)論更加準確，應增加對照實驗將黑色美西螈的去核卵細胞與白色美西螈胚胎細胞的細胞核結(jié)合，形成重組細胞并進行培養(yǎng)
該實驗使用的是白色美西螈的去核卵細胞，植入的是黑色美西螈胚胎細胞的細胞核，結(jié)果是發(fā)育成為黑色美西螈，不能說明白色美西螈的細胞質(zhì)在膚色的形成過程中也發(fā)揮一定作用
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點二、細胞核的結(jié)構(gòu)
核仁
核膜
____層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開
雙
（磷脂＋蛋白質(zhì)）
外膜上附著大量核糖體，常與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連
核孔
實現(xiàn)核質(zhì)之間__________________________
頻繁的物質(zhì)交換和信息交流
核孔結(jié)構(gòu)模型
外膜
內(nèi)膜
代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細胞，核孔數(shù)多，核仁較大。
物質(zhì)進出核孔方式（穿過0層膜）（蛋白質(zhì)入，RNA出）
強調(diào)：DNA不能出入核孔
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點二、細胞核的結(jié)構(gòu)
核仁
與______的合成以及_______的形成有關(guān)
rRNA
核糖體
核仁
rRNA
蛋白質(zhì)
核糖體
蛋白質(zhì)
細胞代謝
主要承擔者
合成
構(gòu)成
合成
代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細胞中，核孔數(shù)量多，核仁較大
核孔的數(shù)量、核仁的大小與細胞代謝的關(guān)系：
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點二、細胞核的結(jié)構(gòu)
核仁
核膜
____層膜，把核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開
雙
外膜上附著大量核糖體，常與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連
核仁
代謝越旺盛，合成蛋白質(zhì)多，核仁越大，核孔越多
核仁
與______的合成以及_______的形成有關(guān)
rRNA
核糖體
核孔
實現(xiàn)核質(zhì)之間__________________________
頻繁的物質(zhì)交換和信息交流
物質(zhì)進出核孔方式（穿過0層膜）（蛋白質(zhì)入，RNA出）
強調(diào)：DNA不能出入核孔
染色質(zhì)
主要成分：__________
DNA和蛋白質(zhì)
功能：是遺傳物質(zhì)的主要載體
還有線粒體和葉綠體
核孔結(jié)構(gòu)模型
外膜
內(nèi)膜
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點二、細胞核的結(jié)構(gòu)
注
意
染色質(zhì)與染色體
染色質(zhì)和染色體是同種物質(zhì)
在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)。
染色質(zhì)
染色體
高度螺旋、縮短變粗
解螺旋
間期、末期
前、中、后期
(2)特點：
易被______染料染成深色
堿性
DNA
蛋白質(zhì)
染色質(zhì)
染色體
（如甲紫）
(1)染色質(zhì)與染色體的關(guān)系：
絲狀
桿狀或柱狀
有利于DNA復制、轉(zhuǎn)錄
有利于移動和平均分配
高倍鏡只能看到染色體，看不到染色質(zhì)
考點 細胞核的結(jié)構(gòu)和功能
知識點三、教材中與模型構(gòu)建有關(guān)的知識（常考點）
物理模型：以 形式直觀地表達認識對象的特征。
概念模型：用 突出表達對象的主要特征和聯(lián)系。
數(shù)學模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的 。
實物或圖片
文字或符號
數(shù)學形式
（如：光合作用和呼吸作用、
血糖平衡、
體溫調(diào)節(jié)圖解等）
（如：J”形曲線、“S”形曲線，公式、表格等）
（如：細胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖、
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、
流動鑲嵌模型等）
注意：照片不是物理模型
易錯辨析
(1)核膜上的核孔可以讓蛋白質(zhì)和RNA自由進出。(　　)
(2)染色體和染色質(zhì)只是形態(tài)不同，而成分完全相同。(　　)
(3)細胞核是細胞代謝的控制中心，也是細胞代謝的中心。(　　)
(4)所有的真核細胞都有細胞核，且只有一個核。(　　)
(5)藍細菌無細胞核，也無核糖體。(　　)
(6)細胞是生物體代謝和遺傳的基本單位。(　　)
(7)細胞核是細胞的控制中心，所以要在細胞的最中央。(　　)
×
√
×
×
×
√
×
×
同一物質(zhì)在細胞不同時期的兩種存在狀態(tài)
細胞核并非細胞代謝的中心，細胞代謝的中心是細胞基質(zhì)
　考點訓練　
2.下圖為細胞核結(jié)構(gòu)模式圖，下列有關(guān)敘述正確的是( 　　)
A.①是由DNA和蛋白質(zhì)組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)
B.②是產(chǎn)生核糖體、mRNA和蛋白質(zhì)的場所
C.核膜由兩層磷脂分子組成，蛋白質(zhì)、DNA等生物大分子可以穿過核膜進出細胞核
D.核孔對物質(zhì)的運輸具有選擇性
圖中①是染色質(zhì)，主要是由DNA和蛋白質(zhì)組成的細絲狀結(jié)構(gòu)
②是核仁，與核糖體的形成、rRNA的合成有關(guān)，
核膜由兩層膜組成，共四層磷脂分子，蛋白質(zhì)、RNA等生物大分子可以穿過核孔進出細胞核
核孔對物質(zhì)的運輸具有選擇性，如DNA不能自由進出細胞核
　考點訓練　
3．如圖所示為細胞局部的電鏡照片，a～c為細胞核的相關(guān)結(jié)構(gòu)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．利用電子顯微鏡拍攝的細胞核照片屬于物理模型
B．結(jié)構(gòu)a在有絲分裂過程中周期性地消失，有利于染色體的分配
C．結(jié)構(gòu)b在細胞核內(nèi)所占區(qū)域較大，是遺傳物質(zhì)儲存的場所
D．大分子物質(zhì)通過結(jié)構(gòu)c自由進出細胞核，完成信息傳遞
利用電子顯微鏡拍攝的細胞核照片不屬于任何模型
遺傳物質(zhì)儲存的場所為染色體
蛋白質(zhì)和RNA可通過其進出細胞核，但DNA不能出細胞核
　高考真題演練
1.（2024·山東·高考真題）某植物的蛋白P由其前體加工修飾后形成，并通過胞吐被排出細胞。在胞外酸性環(huán)境下，蛋白P被分生區(qū)細胞膜上的受體識別并結(jié)合，引起分生區(qū)細胞分裂。病原菌侵染使胞外環(huán)境成為堿性，導致蛋白P空間結(jié)構(gòu)改變，使其不被受體識別。下列說法正確的是（　　）
A．蛋白P前體通過囊泡從核糖體轉(zhuǎn)移至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
B．蛋白P被排出細胞的過程依賴細胞膜的流動性
C．提取蛋白P過程中為保持其生物活性，所用緩沖體系應為堿性
D．病原菌侵染使蛋白P不被受體識別，不能體現(xiàn)受體識別的專一性
核糖體沒有膜結(jié)構(gòu)，不是通過囊泡從核糖體向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)移
蛋白P被排出細胞的過程為胞吐，依賴細胞膜的流動性
由題意，堿性會導致蛋白P空間結(jié)構(gòu)改變，提取蛋白P過程中為保持其生物活性，所用緩沖體系應為酸性
病原菌侵染使蛋白P不被受體識別，即受體結(jié)構(gòu)改變后即不能識別，能體現(xiàn)受體識別的專一性
　高考真題演練
2.（2023·江蘇·高考真題）植物細胞及其部分結(jié)構(gòu)如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是（　　）
A．主要由DNA和蛋白質(zhì)組成的①只存在于細胞核中
B．核膜及各種細胞器膜的基本結(jié)構(gòu)都與②相似
C．③的主要成分是多糖，也含有多種蛋白質(zhì)
D．植物細胞必須具備①、②和③才能存活
分析圖片，可知①是染色質(zhì)，是由DNA 和蛋白質(zhì)組成的，只存在于植物細胞的細胞核中，
分析圖片，②是細胞膜，主要由磷脂雙分子層構(gòu)成，核膜和細胞器膜的基本結(jié)構(gòu)和細胞膜相似，但各種膜上的蛋白質(zhì)等成分有差異，功能也各不相同
③是細胞壁，主要成分是纖維素和果膠，其中纖維素是多糖，此外細胞壁含多種蛋白質(zhì)
部分植物細胞并沒有細胞核，即并不具有①染色質(zhì)，也可以成活，例如植物的篩管細胞
　高考真題演練
3.（2022·河北·高考真題）關(guān)于細胞膜的敘述，錯誤的是（　　） A．細胞膜與某些細胞器膜之間存在脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的交流
B．細胞膜上多種載體蛋白協(xié)助離子跨膜運輸
C．細胞膜的流動性使膜蛋白均勻分散在脂質(zhì)中
D．細胞膜上多種蛋白質(zhì)參與細胞間信息交流
在分泌蛋白的合成和分泌過程中，高爾基體膜形成的囊泡融合到細胞膜中，此過程細胞膜與某些細胞器膜之間存在脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的交流
載體蛋白具有專一性，所以細胞膜上多種載體蛋白協(xié)助不同的離子跨膜運輸
膜蛋白在磷脂雙分子層的分布是不對稱、不均勻的，或鑲、或嵌、或貫穿于磷脂雙分子層
細胞膜上多種蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合，形成糖蛋白。糖蛋白與細胞表面的識別功能有密切關(guān)系，參與細胞間的信息交流
　高考真題演練
4.（2021·浙江·高考真題） 質(zhì)膜的流動鑲嵌模型如圖所示。下列敘述正確的是（　　）
A．磷脂和糖脂分子形成的脂雙層是完全對稱的
B．膽固醇鑲嵌或貫穿在膜中利于增強膜的流動性
C．物質(zhì)進出細胞方式中的被動轉(zhuǎn)運過程與膜蛋白無關(guān)
D．有些膜蛋白能識別并接受來自細胞內(nèi)外的化學信號
具有識別作用的糖脂分子只分布在質(zhì)膜的外側(cè)，故脂雙層是不完全對稱的
脂的尾部與膽固醇一起存在于脂雙層內(nèi)部，而非鑲嵌或貫穿在膜中，且由于膽固醇是“剛性的”，會限制膜的流動性
物質(zhì)進出細胞方式中的被動轉(zhuǎn)運包括擴散、滲透和易化擴散，其中易化擴散需要載體蛋白，即與膜蛋白有關(guān)
有些膜蛋白起著細胞標志物的作用，能識別并接受來自細胞內(nèi)外的化學信號
五種常考的“膜蛋白”
(1)受體蛋白: 信號分子(如激素、細胞因子、神經(jīng)遞質(zhì))的受體蛋白(屬糖蛋白)。
(2)載體蛋白: 協(xié)助跨膜運輸(協(xié)助擴散和主動運輸)。
(3)具催化作用的酶: 如好氧型細菌的細胞膜上可附著與有氧呼吸相關(guān)的酶,此外,細胞膜上還存在ATP水解酶(催化ATP水解,用于主動運輸?shù)?。
(4)識別蛋白: 用于細胞與細胞間相互識別的糖蛋白(如精卵細胞間的識別、免疫細胞對抗原的特異性識別等)。
(5)通道蛋白: 通過打開或關(guān)閉通道(改變蛋白質(zhì)構(gòu)象)控制物質(zhì)通過,如水通道蛋白;神經(jīng)沖動傳導時，Na+、K+離子通道蛋白等
　高考真題演練
5.（2022·海南·高考真題）肌動蛋白是細胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin-1是一種能與肌動蛋白相結(jié)合的蛋白質(zhì)，介導肌動蛋白進入細胞核。Cofilin-1缺失可導致肌動蛋白結(jié)構(gòu)和功能異常，引起細胞核變形，核膜破裂，染色質(zhì)功能異常。下列有關(guān)敘述錯誤的是（ ） A．肌動蛋白可通過核孔自由進出細胞核 B．編碼Cofilin-1的基因不表達可導致細胞核變形 C．Cofilin-1缺失可導致細胞核失去控制物質(zhì)進出細胞核的能力 D．Cofilin-1缺失會影響細胞核控制細胞代謝的能力
肌動蛋白進入細胞核需要 Cofilin -1的介導
Cofilin-1缺失會導致染色質(zhì)功能異常，染色質(zhì)上含有控制細胞代謝的基因，從而影響細胞核控制細胞代謝的能力
　高考真題演練
6.（2022·浙江·高考真題）下列關(guān)于細胞核結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是（ ）
A．核被膜為單層膜，有利于核內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定
B．核被膜上有核孔復合體，可調(diào)控核內(nèi)外的物質(zhì)交換
C．核仁是核內(nèi)的圓形結(jié)構(gòu)，主要與mRNA的合成有關(guān)
D．染色質(zhì)由RNA和蛋白質(zhì)組成，是遺傳物質(zhì)的主要載體
核被膜為雙層膜
核仁主要與rRNA的合成有關(guān)
染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，是遺傳物質(zhì)的主要載體
1.（源于必修1 P40“問題探討”）鑒別動物細胞是否死亡常用________染液，用它染色時，死細胞會被染成______，而活細胞不會著色。這種鑒別動物細胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。
2.（源于必修1 P45“旁欄思考”）雖然細胞膜內(nèi)部分是疏水的，水分子仍能跨膜運輸?shù)脑颍?br/>一是______________________________________________________；
二是_______________________________________________________________。
教材深挖拓展及長句表達
一、教材深挖拓展
臺盼藍
藍色
水分子極小，可以通過由于磷脂分子運動而產(chǎn)生的間隙
細胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過細胞膜
教材深挖拓展及長句表達
一、教材深挖拓展
3.細胞代謝與核孔數(shù)量的關(guān)系是_______________________________。
細胞代謝越旺盛，核孔數(shù)量越多
4.真核細胞核內(nèi)的核仁被破壞，抗體合成將不能正常進行，其原因是_______________________________________________________________________________。
核仁與核 糖體的形成有關(guān)，核仁被破壞，不能形成核糖體，抗體的合成將不能正常進行
5.有細胞核的正常培養(yǎng)的細胞有部分死亡的原因？
提示：①實驗過程中人為因素造成部分細胞死亡；②細胞正常死亡即細胞凋亡。
6.根據(jù)資料分析中的四個實驗，回答問題：
資料4中“嫁接”與“核移植”實驗，傘藻核移植實驗更具有說服力，原因是________________________________________________________________________________。
傘藻核移植實驗可以排除假根中其他物質(zhì)的作用，從而證明是細胞核控制傘“帽”的形狀
7.(必修1 P58“拓展應用1”)染色體與染色質(zhì)這兩種不同的狀態(tài)對細胞生命活動的意義：染色體呈高度_______狀態(tài)，有利于在細胞分裂過程中____________________，而染色質(zhì)為______狀，有利于_____________________等生命活動。
教材深挖拓展及長句表達
一、教材深挖拓展
螺旋
移動并
分配到子細胞中去
細絲
DNA完成復制、轉(zhuǎn)錄
教材深挖拓展及長句表達
二、長句表達
1.(科學思維)線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量比外膜高，請從結(jié)構(gòu)與功能觀角度分析原因：_________________________________________________________
______________________________。
2.(科學思維)是否所有信號分子的受體都在細胞膜上？試舉例說明：
_______________________________________________________________。
功能復雜的膜中，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量多。線粒體內(nèi)膜中進行著
有氧呼吸的第三階段
不是，有些小分子物質(zhì)(如脂溶性的信號分子性激素)的受體在細胞內(nèi)部
希望我們一輪復習能夠持續(xù)精進！—— 自主梳理課本（必修一）3.3
1.細胞核的分布？功能？每個細胞都一定只有一個細胞核嗎？請舉例。
2.黑白美西螈的核移植實驗結(jié)論？該實驗有何不足？如何改進？
3.蠑螈受精卵的橫縊實驗結(jié)論？該實驗是如何設置對照的？
4.變形蟲的切割實驗結(jié)論？該實驗是如何設置對照的？
5.傘藻嫁接實驗結(jié)論？該實驗有何不足？傘藻核移植實驗結(jié)論？該實驗有何優(yōu)點？
6.細胞核各結(jié)構(gòu)有什么功能？ 細胞核內(nèi)行使遺傳功能的結(jié)構(gòu)是什么？
7.細胞代謝與核孔，核仁的關(guān)系？什么是核孔復合物？
8.染色質(zhì)與染色體如何相互轉(zhuǎn)化？ 染色質(zhì)與染色體的存在形式對生命活動有何意義？高倍鏡下能看到染色體和染色質(zhì)嗎？
9.什么是物理模型、概念模型、數(shù)學模型的概念、請舉例。

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