细胞核的结构和功能

细胞核的结构和功能

1.细胞核的结构

上述结构中

(1)原核细胞不具备的是核膜、核仁、染色质。

(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是核膜和核仁。

(3)染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态，前者呈细长丝状、后者呈圆柱状或杆状，即：染色质(间期、末期)

染色体(前期、中期、后期)

2.细胞核的两大功能

(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。

3.细胞核功能实验探究

(1)实验及结论

实验

内容 实验过程 实验结论 实验分析

两种

美西

螈细

胞核

移植 美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的 该实验无对照组，可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞形成重组细胞进行培养作为对照 横缢

蝾螈

受精

卵 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 该实验既有相互对照(无核与有核)，又有自身对照(对无核者重新挤入核)

将变

形虫

切成

两半 变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 该实验既有相互对照(无核与有核)，又有自身对照(进行核移植)

伞藻

嫁接

与核

移植 (1)伞藻嫁接实验过程

(2)伞藻核移植实验过程

伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 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

(2)理解细胞的“整体性”

1.真题重组 判断正误

(1)肌细胞在细胞核中合成mRNA(2015·北京卷，B)(√)

(2)真核细胞染色体上含有核糖核酸和蛋白质(2013·北京，1B)(×)

(3)细胞核是mRNA合成和加工的场所(2013·安徽，1A)(√) (4)大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录，在细胞质中翻译(2012·海南，6D)(×)

(5)在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息(2011·江苏，2A)(×)

以上内容主要源自教材P53～54细胞核的结构与功能相关内容，本部分内容考查时常与必修2基因的表达相联系。

2.(教材必修1P56二拓展题改编)从母牛甲的体细胞中取出细胞核，注入到母牛乙去核的卵细胞中，融合后的细胞经卵裂形成早期胚胎，将胚胎植入母牛丙的子宫内。出生小牛的各种性状，大多像________，极少性状像________，最不像________。请说明理由。

提示 出生小牛的绝大部分性状像母牛甲、极少性状像乙、最不像丙。因为小牛获得的是母牛甲细胞核中的遗传物质，而乙牛卵细胞细胞质为其提供了少量的DNA，丙牛则为其提供生长发育的场所，因此，小牛性状大多像甲、少数像乙、最不像丙。

细胞核的结构与功能

1.(2014·全国卷，1)下列有关细胞核的叙述，错误的是( )

A.蛋白质是细胞核中染色质的组成成分

B.细胞核中可进行遗传物质的复制和转录

C.小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能

D.有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象

解析 核孔是mRNA、蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道，小分子物质不能通过核孔进出细胞核，C错误。

答案 C

2.(2016·齐鲁名校协作体联考)细胞核能够控制细胞的代谢和遗传，是与细胞核的结构分不开的。下列有关细胞核的结构和功能的叙述，错误的是( )

A.核膜——双层膜，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，染色体与染色质是同样的物质在细胞不同时期的两种存在状态

C.核仁——与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 D.核孔——是大分子物质如RNA、DNA和蛋白质等进出细胞核的通道

解析 核孔是某些大分子物质进出细胞核的通道，DNA不能通过核孔运出细胞核，D错误。

答案

D

(1)核膜、核仁在细胞周期中的分裂前期消失，分裂末期重建。

(2)核膜、核孔都有选择性：DNA不能通过核孔进入细胞质，RNA可以通过核孔进入细胞质；DNA聚合酶等蛋白质通过核孔进入细胞核。此外，物质进出核孔时仍消耗能量。

(3)代谢越旺盛的细胞，核仁与核孔的数目越多，核仁的体积越大。如口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，核孔与核仁的数目少，核仁体积小；冬小麦在越冬期间核孔与核仁的数目少。

(4)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。

实验探究细胞核功能

1.如图，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。相关叙述错误的是(

)

A.去核的部分细胞质可以生活一段时间，其原因是已合成的蛋白质或mRNA等物质仍可发挥作用

B.单独的核不能生存的原因是没有营养物质和能量的供应

C.本实验证明变形虫的繁殖离不开细胞核

D.图中“？”处表明，细胞质也可控制形成细胞核

解析 图中“？”处应为“人工植入”细胞核。

答案 D 2.伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(如图)。下列相关叙述错误的是(

)

A.图二中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止

B.图二中③与图一中①的帽形相同，都是菊花形帽

C.图一中①、②的帽形因嫁接而改变

D.上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关

解析 图一中①、②嫁接的是伞柄，属于细胞的细胞质部分，故不会引起帽形的改变，C错误。

答案

C

细胞核和细胞质是相互依存、相互制约，细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。举例分析如下：

(1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡：原因是细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供，细胞质还为细胞提供代谢场所。如精子即属此类。

(2)只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，短期生存是因为细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用，但一段时间后因缺少细胞核，不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动，细胞死亡。如哺乳动物成熟红细胞即属此类。

易错·防范清零

[易错清零]

易错点1 误认为植物细胞“系统的边界”是细胞壁

点拨 植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。细胞壁不具有生命活性，而且是全透性的，因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁。

易错点2 误认为所有生物膜均含糖蛋白

点拨 糖蛋白的位置只位于细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定细胞膜膜内外位置。

易错点3 错将“细胞代谢的控制中心”与“细胞代谢的中心”混淆

点拨 细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。

易错点4 误认为核孔是随时敞开、大小分子都能进出的通道

点拨 核孔并非是一个简单的通道，而是由多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构，对进出核孔的物质具有严格调控作用。物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是大分子物质出入细胞核的通道(如蛋白质、RNA)。

易错点5 误认为不同细胞的细胞膜成分相同且一成不变

点拨 (1)不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中含量很少或没有。

(2)细胞膜的组分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。

[纠错小练]

1.科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前，已经能够确定细胞膜的存在了。你认为当时确定细胞膜存在的依据最可能是( )

A.洋葱根尖细胞可被醋酸洋红液染成红色

B.植物细胞有明显的固定形态

C.细胞能够分裂

D.物质进出细胞受到控制

解析 从四个选项分析可知，D项能够体现出细胞膜的存在；植物细胞具有明显的固定形态是因为具有细胞壁；洋葱根尖细胞能被醋酸洋红液染成红色是因为醋酸洋红液能使染色体着色，与细胞膜无关；细胞能够分裂不能体现细胞膜的存在。

答案 D

2.下图是细胞膜结构模式图，相关叙述中正确的是(

)

A.若该图表示动物细胞膜，则A面为细胞质基质 B.①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，在细胞间的信息交流方面具有重要的作用

C.该“膜结构”也可表示内质网、高尔基体等

D.③是磷脂分子的头端，具有疏水性，④是磷脂的尾端，具有亲水性

解析 由于A面具有糖蛋白，所以A面为细胞膜的外侧，一般为组织液，B面为细胞膜的内侧，含细胞质基质，A错误；图中①②都是蛋白质，其中①与糖类结合成糖蛋白，糖蛋白在细胞间的信息交流方面具有重要的作用，B正确；其他生物膜上不含糖蛋白，C错误；磷脂的头端具有亲水性，尾端具有疏水性，D错误。

答案 B

3.下列有关细胞核的叙述，正确的是(

)

A.①主要由DNA和蛋白质组成

B.②是由2层磷脂分子组成的

C.核孔不具有选择透过性，故蛋白质，核酸等分子均可自由出入细胞核

D.③是产生核糖体、mRNA和蛋白质的场所

解析 ①是染色质，主要由DNA和蛋白质组成。②是核膜，由2层磷脂双分子层组成。核孔具有选择透过性。③是核仁，它与核糖体的形成以及rRNA的合成有关。

答案 A