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考点05 细胞膜和细胞核(讲义)-备战2025年高考生物一轮复习考点(新高考通用)
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地 城
知识填空
考点必背 知识巩固 基础落实 建议用时:10分钟
1.制备细胞膜最好材料是:_________________ ,因为_______________ ________。制备细胞膜的方法:____________________。观察红细胞形态用____________试剂。
2.细胞膜的主要成分是________和__________,此外,还有少量的________。
3.功能越复杂的细胞膜,____________的种类和数量越多。
4.细胞膜结构特点________________。
5.细胞膜的功能有: ____________________________________________________
____________________________________________________________________。
6.细胞膜的功能特点是____________________。
7.细胞间信息交流方式主要有:
(1)通过____________________________传递交流,常见的信息分子有____________;(2)通过____________________交流,如________________________________;(3)通过________________交流,如________________________________________。
8.1895年,欧文顿(E.Overtn)用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质,不容易穿过细胞膜。据此推测:细胞膜是由________组成的。(P42“思考·讨论”)
9.20世纪40年代,曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。1959年,罗伯特森()在电镜下看到了细胞膜清晰的____________三层结构(图3-3),他结合其他科学家的工作,大胆地提出了细胞膜模型的假说:所有的细胞膜都由________________三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子。他把细胞膜描述为静态的统一结构。(P43)
10.1970年,科学家将人和鼠的细胞膜用不同的荧光标记蛋白质分子后,让两种细胞融合,杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光,放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。实验证明:细胞膜上的蛋白质具有________。(P43)
11.1972年,辛格()和尼科尔森(G.Niclsn)提出的____________为大多数人所接受。(P44)
【答案】
1.哺乳动物成熟的红细胞 没有细胞壁、细胞核和各种细胞器 细胞吸水(蒸馏水)涨破 0.9%NaCl 2.脂质 蛋白质 糖类 3.蛋白质 4.具有一定流动性 5.将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流 6.具有选择透过性 7.(1)信息分子 激素、递质 (2)细胞接触 精子和卵细胞之间的识别和结合 (3)细胞通道 高等植物细胞间的胞间连丝 8.脂质 9.暗—亮—暗 蛋白质—脂质—蛋白质
10.流动性 11.流动镶嵌模型
地 城
试题精练
考点巩固 题组突破 分值:50分 建议用时:15分钟
一、单选题
1.下表是对玉米种子的实验处理和实验现象。对该实验现象合理的解释是( )
A.细胞膜具有流动性
B.红墨水能自由进出玉米细胞
C.细胞膜具有全透性
D.活细胞的细胞膜有选择透过性
【答案】D
【分析】细胞膜的功能:1、将细胞与外界环境分隔开;2、控制物质进出细胞;3、进行细胞间的信息交流。
【详解】A、结合表格,正常活性的胚细胞着色浅,煮熟的胚细胞(细胞膜结构破坏)着色深,该实验说明细胞膜具有选择透过性,A错误;
B、玉米种子浸泡15小时,用红墨水染色后胚细胞着色浅,说明红墨水可少量进入细胞,即对细胞无用的物质不容易进入细胞,B错误;
C、细胞壁具有全透性,细胞膜具有选择透过性,C错误;
D、活胚细胞着色浅说明只有少量红墨水进入细胞,故活细胞的细胞膜具有选择透过性,D正确。
故选D。
2.由磷脂双分子层构成的脂质体,作为药物的运载体(结构如图所示,其中抗体起到识别肿瘤细胞作用),可协助药物A(不易溶于水)进入肿瘤细胞,进而抑制肿瘤细胞的增殖。下列说法错误的是( )
A.将适量胆固醇添加到②处,可以提高脂质体的稳定性
B.脂质体与肿瘤细胞的融合依赖磷脂双分子层的流动性
C.药物A应被包载在脂质体的①处,以便更好地进入肿瘤细胞
D.载药系统表面抗体可与肿瘤细胞表面的糖蛋白特异性结合
【答案】C
【分析】分析题图:球形脂质体的双层脂分子的亲水端朝外,疏水端朝内,所以图中①处可嵌入水溶性物质;②处可以嵌入不溶于水的物质,细胞膜是由磷脂双分子层构成的,也是脂质,图中利用脂质体可以和细胞膜融合的特点,将药物送入靶细胞内部。
【详解】A、将适量胆固醇添加到磷脂双分子层内部,可以提高细胞膜的刚性,即可以提高脂质体的稳定性,A正确;
B、脂质体与肿瘤细胞的融合依赖于磷脂双分子层的流动性,进而可以将药物送到相应的部位,B正确;
C、药物A(不易溶于水),可以包载在脂质体的②处,以更好地进入肿瘤细胞,C错误;
D、载药系统表面抗体可与肿瘤细胞表面糖蛋白特异性结合,将脂质体中的药物直接带到肿瘤细胞,避免对其他正常细胞产生伤害,D正确。
故选C。
3.下图表示细胞间信息交流的三种方式,有关叙述错误的是( )
A.图A、图B中信号分子与靶细胞表面上的受体结合传递信息
B.胰岛素调节血糖的过程中,由图A中的内分泌细胞分泌胰岛素
C.图C中是动物细胞进行信息交流的方式
D.精子和卵细胞受精时要发生图B所示的信息交流方式
【答案】C
【分析】分析题图:图A表明,内分泌细胞分泌的化学物质随血液流到全身各处,与靶细胞表面的受体结合进行信息传递;B表示的是细胞膜直接接触,③表示的是信号分子,如精子和卵细胞之间的识别和结合就是细胞膜直接接触;图C表示,高等植物细胞的胞间连丝传递信息。
【详解】A、图A、图B中靶细胞表面上的受体与信号分子结合,从而接收信息,A正确;
B、图A表明,内分泌细胞分泌的化学物质随血液流到全身各处,与靶细胞表面的受体结合进行信息传递,胰岛素调节血糖的过程中,由图A中的内分泌细胞分泌胰岛素,B正确;
C、图C表示高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,有信息交流的作用,也能交换物质,动物细胞之间没有胞间连丝,C错误;
D、精子和卵细胞依靠膜上糖蛋白的识别,靠细胞与细胞的直接接触进行信息传递,即精子和卵细胞受精时要发生图B所示的信息交流方式,D正确。
故选C。
4.利用渗透原理,可使人成熟红细胞吸水涨破,除去细胞内的其他物质,获得纯净的细胞膜。下列有关细胞膜的叙述错误的是( )
A.以人成熟红细胞为实验材料的优点是其只有细胞膜一种生物膜
B.提取纯净细胞膜中的磷脂可在空气—水界面上铺成单分子层
C.人成熟红细胞表面积取决于磷脂的含量和排布,与膜蛋白质无关
D.糖类分子可与细胞膜上的蛋白质结合,也可与细胞膜上的脂质结合
【答案】C
【分析】磷脂是膜的重要成分之一,磷脂分子有亲水性头部和疏水性尾部,如果振动在水中形成包裹空气的脂小泡,则应该头部在外尾部在里。
【详解】A、哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和细胞器,因此用哺乳动物成熟红细胞研究细胞膜化学成分是因为只其有细胞膜一种生物膜没有细胞内生物膜的干扰,A正确;
B、磷脂分子是组成生物膜的主要成分,它有一个“头”部和两个“尾”部,利用丙酮将生物膜中磷脂分子提取出来,可在空气—水界面上铺成单分子层,B正确;
C、部分蛋白质贯穿或嵌入到磷脂双分子层中,这部分蛋白质也参与细胞膜表面积的构成,C错误;
D、糖类分子可以与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白质,也可以与细胞膜上的脂质结合形成糖脂,D正确。
故选C。
5.细胞膜的流动镶嵌模型如图所示,①~④表示其中的物质。下列叙述正确的是( )
A.①为糖蛋白,位于细胞膜的内侧
B.②为磷脂,其头部具有疏水性
C.③为蛋白质,它在膜上的位置不固定
D.④为胆固醇,与细胞膜的稳定性无关
【答案】C
【分析】
细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支架;蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中:有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层。这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。细胞膜的外表面还有糖类分子,它和蛋白质分子结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如,糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
【详解】
A、①为糖蛋白,位于细胞膜的外侧,A错误;
B、②为磷脂分子,其头部具有亲水性,尾部具有疏水性,B错误;
C、③为蛋白质,它在膜上的位置不固定,蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中:有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,C正确;
D、④为胆固醇,有助于细胞膜的稳定性,D错误。
故选C。
6.下列有关生物膜结构探索历程的相关实验的叙述,正确的是( )
A.欧文顿用多种化学物质对细胞膜的通透性进行实验证明了细胞膜上有脂肪
B.科学家从红细胞中提取的脂质铺展成的单分子层的面积恰为细胞膜表面积
C.罗伯特森在电子显微镜下观察到细胞膜清晰的暗一亮一暗三层结构
D.人一鼠杂交实验应用放射性同位素标记法证明细胞膜具有流动性
【答案】C
【分析】有关生物膜结构的探索历程:①19世纪末,欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,于是他提出:膜是由脂质组成的。②1925年,两位荷兰科学家通过对脂质进行提取和测定得出结论:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。③1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质-脂质-蛋白质三层结构模型。流动镶嵌模型指出,蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。④1970年,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性。⑤1972年,桑格和尼克森提出的为流动镶嵌模型大多数人所接受。
【详解】A、欧文顿用多种化学物质对细胞膜的通透性进行实验提出了细胞膜上有脂质组成,A错误;
B、科学家从哺乳动物的红细胞中提取的脂质铺展成的单分子层的面积约为细胞膜表面积的2倍,B错误;
C、罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗一亮一暗的三层结构,他结合其他科学家的工作,大胆地提出了细胞膜模型的假说:所有的细胞膜都由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子,C正确;
D、人一鼠杂交实验应用的是荧光标记法,D错误。
故选C。
7.科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质,将小鼠细胞和人细胞融合。刚融合时,融合细胞的一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。该实验说明了( )
A.磷脂和蛋白质分子都可以运动
B.两种细胞的膜蛋白种类相同
C.膜蛋白可以起催化作用
D.实验中的膜蛋白具有流动性
【答案】D
【分析】两个细胞膜上的荧光蛋白最终能在融合的细胞中均匀分布,说明构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的,细胞膜具有一定的流动性。
【详解】两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子,将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时,两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边),最后在融合细胞表面均匀分布。这一现象说明构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的,体现细胞膜的流动性,D符合题意。
故选D。
8.随着冬季来临,流感进入暴发期,未来可能会出现同时患有流感和新冠的患者。下列关于导致人体患新冠肺炎的病原体—新型冠状病毒(RNA病毒)的叙述,正确的是( )
A.无症状感染者不会传染
B.新型冠状病毒侵染宿主细胞的过程依赖细胞间的信息交流
C.新型冠状病毒变异类型多与其遗传物质的结构特点相关
D.批量生产新冠疫苗需要将病毒接种于完全培养基上培养
【答案】C
【分析】细胞是生命活动的结构单位和功能单位,病毒没有细胞结构,不能独立生活,必须寄生在细胞中进行生活。
【详解】A、无症状感染者也携带病毒,也会传染给其他人,A错误;
B、新型冠状病毒没有细胞结构,新型冠状病毒侵染宿主细胞的过程不能体现细胞间信息交流的功能,B错误;
C、新型冠状病毒遗传物质为单链RNA,容易发生变异,即新型冠状病毒变异类型多与其遗传物质的结构特点相关,C正确;
D、病毒没有细胞结构,不能独立生活,新型冠状病毒只有在活细胞培养基上才能存活,D错误。
故选C。
9.作为系统的边界,细胞膜在细胞的生命活动中发挥了重要作用。下列叙述错误的是( )
A.细胞膜的出现让细胞成为相对独立的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定
B.细胞膜能控制物质进出细胞,细胞不需要或有害的物质不容易进入细胞
C.精子和卵细胞之间通过直接接触实现识别和结合,不需要信号分子的参与
D.高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,实现了物质运输和信息交流
【答案】C
【分析】细胞膜的功能:进行细胞间的信息交流;控制物质进出细胞(主动运输、被动运输、胞吞胞吐);将细胞与外界环境分隔开(保障细胞内部环境的相对稳定)。
【详解】A、细胞膜将细胞与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的相对稳定,使细胞成为相对独立的系统,A正确;
B、细胞膜能控制物质进出细胞,细胞不需要或有害的物质不容易进入细胞,细胞需要的物质可通过不同的运输方式进入细胞,B正确;
C、精子和卵细胞之间通过直接接触实现识别和结合,需要细胞膜表面信号分子传递信息,C错误;
D、高等植物细胞之间通过专门的通道(胞间连丝)相互连接,实现物质运输和信息交流,D正确。
故选C。
10.下图是细胞质膜部分功能模式图。据图分析,下列说法不正确的是( )
A.功能①在生命起源过程中具有关键作用
B.功能②表示膜具有流动性的功能特点
C.胰岛素调控生命活动可用功能③表示
D.相邻的植物细胞间可通过④进行信息交流
【答案】B
【分析】细胞膜是细胞的边界,可以保护细胞内部,如①所示;细胞膜能控制细胞内外的物质交换,如②所示;③表示信息分子与细胞膜上的受体蛋白结合;④表示高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流。
【详解】A、细胞膜是系统的边界,功能①在生命起源过程中具有重要作用,将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统,A正确;
B、功能②表示物质进出细胞,一般是吸收有利物质,但有些有害物质也能进出细胞,说明控制物质进出细胞是相对的,B错误;
C、激素调控生命活动需要靶细胞进行信号检测,C正确;
D、高等植物细胞可通过功能④胞间连丝进行信息交流,D正确。
故选B。
二、非选择题
11.下图是细胞膜的亚显微结构模式图,请据图回答下列问题。
(1)图中②是 ;细胞膜的基本支架是[ ] 。
(2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[ ] 。
(3)不同细胞结构中均有此结构,但执行的生理功能不同,细胞膜功能的复杂程度与图中 (填写序号)的种类和数量密切相关。
(4)图中的A侧为细胞膜的 侧,判断依据是 (填序号)只存在于该侧。
(5)在一定温度下,细胞膜中的脂质分子均垂直排列于膜表面。当温度上升到一定程度时,细胞膜中有75%的脂质分子排列不再整齐,细胞膜厚度减小,而膜表面积扩大,膜对离子和分子的通透性增强。对于细胞膜的上述变化,合理的解释是细胞膜具有 。
(6)人的小肠上皮细胞可以吸收葡萄糖而不吸收比葡萄糖相对分子质量小的木糖,这说明细胞膜具有 。
【答案】
(1) 蛋白质分子 ③磷脂双分子层
(2)①糖蛋白
(3)①②
(4) 外 ①
(5)流动性
(6)选择透过性
【分析】分析题图可知,题图为生物膜的流动镶嵌模型,图中①是糖蛋白,故A侧是细胞膜外侧,②是蛋白质,③是磷脂双分子层,据此答题。
【详解】
(1)题图为生物膜的流动镶嵌模型,图中②是蛋白质;③磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架。
(2)①糖蛋白位于细胞膜外侧,与细胞膜的识别、保护和润滑等功能有关。
(3)蛋白质是生命活动的主要承担者,不同细胞的细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上蛋白质(即图中的①②)的种类和数量,功能越复杂的细胞,细胞膜上蛋白质的种类和数量越多。
(4)题图为生物膜的流动镶嵌模型,图中的A侧为细胞膜的外侧,判断依据是①糖蛋白中的多糖侧链只存在于该侧。
(5)细胞膜具有一定的流动性,且温度越高,流动性越强。当温度上升到一定程度时,细胞膜中有75%的脂质分子排列不再整齐,细胞膜厚度减小,而膜表面积扩大,膜对离子和分子的通透性提高。
(6)人的小肠上皮细胞可以吸收葡萄糖而不吸收木糖,这说明细胞膜具有选择透过性。
12.科学家分别用红色和绿色的荧光染料标记人和小鼠细胞细胞膜表面的蛋白质,使两种细胞分别发出红色和绿色荧光。现用某种方法促使两个细胞相融合,在37℃下保温45分钟,两种颜色的荧光在融合后的细胞上呈现均匀分布,如图1所示。请回答下列问题:
(1)图1中红绿色荧光染料最终在融合细胞表面均匀分布,这一现象说明构成细胞膜的 分子是可以运动的,体现了细胞膜 的结构特点,辛格和尼科尔森在前人研究的基础上,结合新的观察和实验证据,最终提出细胞膜的分子结构模型为 ,该模型认为细胞膜的基本支架是 。
(2)图2是由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中,能在水中结晶的药物应包裹在 处(填序号),原因是 。请推测,脂质体到达细胞后,细胞吸收其中药物的方式可能是 。
(3)若将鸡的成熟红细胞中的磷脂分子提取出来,在空气一水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积大于细胞膜面积的两倍,请你对此做出解释: 。
(4)当肾功能发生障碍时,病人可能会出现尿毒症。目前常用透析型人工肾替代病变的肾行驶功能,其中起关键作用的材料是血液透析膜,这种人工膜模拟了生物膜 的功能特性。
【答案】
(1) 蛋白质 具有一定流动性 流动镶嵌模型 磷脂双分子层
(2) ① 能在水中结晶的药物是亲水性的,磷脂分子头部围成的①处是亲水的,能在水中结晶的药物能稳定地包裹在里面 胞吞或脂质体与细胞的细胞膜发生融合
(3)鸡的成熟红细胞中存在细胞核等其他具膜结构
(4)选择透过性
【分析】流动镶嵌模型认为:磷脂双分子层构成膜的基本骨架,蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层,磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,因此生物膜具有一定的流动性,生物膜的功能特点是具有选择透过性。
【详解】(1)科学家分别用红色和绿色的荧光染料标记人和小鼠细胞细胞膜表面的蛋白质,红绿色荧光染料最终在融合细胞表面均匀分布,这一现象说明构成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的,体现了细胞膜具有一定流动的结构特点。辛格和尼科尔森提出细胞膜的分子结构模型为流动镶嵌模型,流动镶嵌模型认为:磷脂双分子层构成细胞膜的基本骨架。
(2)由于磷脂分子中脂肪酸"尾”部是疏水的,磷酸“头”部是亲水的,能在水中结晶的药物是亲水性的,磷脂分子头部围成的①处是亲水的,能在水中结晶的药物能稳定地包裹在里面。细胞膜的成分主要是磷脂和蛋白质,脂质体与其成分中磷脂相似,都是脂质,脂质体到达细胞后,细胞吸收其中药物的方式可能是胞吞或脂质体与细胞的细胞膜发生融合。
(3)提取细胞膜成分中的磷脂,将其铺在空气-水界面上,测得磷脂占有面积为S,因为细胞膜是双层磷脂分子构成。故细胞表面积的值接近于S/2,但鸡的成熟红细胞中存在细胞核等其他具膜结构,若将鸡的成熟红细胞中的磷脂分子提取出来,在空气一水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积大于细胞膜面积的两倍。
(4)生物膜的选择透过性是指细胞选择吸收的物质可以通过,不被细胞选择吸收的物质不能通过。肾功能发生障碍时,由于代谢废物不能排出,患者会出现水肿、尿毒症,目前常用的治疗方法是采用透析型人工肾替代病变的肾脏行使功能,人工肾的血液透析膜的原理是生物膜的选择透过性功能,使得代谢废物得以排出。
考点02 细胞核的结构与功能
地 城
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1.除了高等植物成熟的____________和哺乳动物________等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。(P54)
2.细胞核是________________,是细胞代谢和遗传的____________。(P55)
3.细胞核的结构包括________、________、________、和核液四部分。(P56)
4.核膜是____层膜,作用是把核内物质与细胞质分开。染色质主要由________和________组成,________是遗传信息的载体。核仁的作用是________________________________________。核孔的作用是________________________________。(P56)
5.染色体和染色质是____________在细胞不同时期的________存在形态。(P56)
6.核仁:与__________的合成以及____________的形成有关。蛋白质合成旺盛的细胞,核仁体积大。
7.细胞保持结构完整性才能完成正常生命活动。(P56)
8.模型的形式很多,包括________模型、________模型、________模型等。在设计并制作细胞模型时,科学性、准确性是第一位的,其次才是模型的美观与否。(P57“科学方法”)
9.模型方法: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。以________或________形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型。沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型,就是物理模型。(P57“科学方法”)
10.细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体____________的基本单位。(P56)
【答案】
1.筛管 成熟红细胞 2.遗传信息库 控制中心 3.核膜 核仁 染色质 4.双 DNA 蛋白质 DNA 与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 实现核质间物质交换和信息交流 5.同一种物质 两种 6.核糖体 某种RNA 8.物理 数学 概念 9.实物 图画 10.代谢和遗传
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一、单选题
1.如图为细胞内的某结构的模式图。下列有关叙述正确的是( )
A.②中储存着细胞中大部分的遗传信息
B.③在细胞周期中有两种不同的形态
C.④是核酸与蛋白质自由进出的通道
D.⑥可以存在于所有生物细胞中
【答案】B
【分析】据图分析,①是核膜,②是核仁,③是染色质,④是核孔,⑤是核糖体,⑥是内质网。
【详解】A、②为核仁,核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,细胞中大部分的遗传信息储存在③所示的染色质中,A错误;
B、③为染色质,染色质是极细的丝状物。细胞分裂时,细胞核解体,染色质高度螺旋化,缩短变粗,成为光学显微镜下清晰可见的圆柱状或杆状的染色体。细胞分裂结束时,染色体解螺旋,重新成为细丝状的染色质,被包围在重新形成的细胞核里。可见,③在细胞不同时期有两种存在状态,B正确;
C、④为核孔,蛋白质和RNA等大分子物质选择性地进出细胞核的通道,C错误;
D、⑥为内质网,原核细胞中没有内质网,D错误。
故选B。
2.将细胞加热到43℃,荧光素酶会错误折叠并与伴侣蛋白结合进入核仁暂时储存,以保护细胞,条件适宜时这些蛋白质被重新折叠并从核仁释放。下列分析错误的是( )
A.荧光素酶与伴侣蛋白结合后需通过核孔进入细胞核
B.伴侣蛋白能防止因蛋白质错误折叠导致的细胞损伤
C.核仁能够将发生错误折叠的蛋白质重新合成和加工
D.核仁既能参与某种RNA的合成,又与核糖体的形成有关
【答案】C
【分析】依据题干信息“错误折叠的蛋白质与伴侣蛋白结合进入核仁,以防止细胞免受损伤”可知,伴侣蛋白对细胞的保护具有重要作用,据此答题。
【详解】A、荧光素酶与伴侣蛋白结合属于生物大分子,是通过核孔进入细胞核,A正确;
B、伴侣蛋白与错误折叠蛋白质结合进入核仁,可保护细胞免受损伤,B正确;
C、根据题意,错误折叠的蛋白质在核仁中暂时储存,条件适宜时再被重新折叠并释放,但核仁并不能重新合成错误折叠的蛋白质,C错误;
D、细胞核中的核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关,D正确。
故选C。
3.下列叙述错误的是 ( )
A.SARS病毒虽不具有细胞结构,但其体内也存在遗传物质
B.大肠杆菌和酵母菌的体内都没有以核膜为界限的细胞核
C.植物活细胞内存在核酸、蛋白质、细胞核等物质或结构
D.蓝细菌体内没有叶绿体,但含有藻蓝素和叶绿素
【答案】B
【分析】病毒没有细胞结构,既不是真核也不是原核生物,原核生物与真核生物的主要区别是有无核膜包被的细胞核。
【详解】A、SARS病毒不具有细胞结构,主要由蛋白质和RNA组成,其中RNA为遗传物质,即SARS病毒虽不具有细胞结构,但其体内也存在遗传物质,A正确;
B、大肠杆菌是原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,酵母菌是真核生物,有以核膜为界限的细胞核,B错误;
C、蛋白质和核酸是一切生物都具有的物质,植物细胞是真核细胞,具有真正的细胞核,因此植物活细胞内存在核酸、蛋白质、细胞核等物质或结构,C正确;
D、蓝细菌是原核生物,其细胞内没有叶绿体,它能进行光合作用,是因为细胞内有与光合作用有关的色素(叶绿素和藻蓝素)和酶,D正确。
故选B。
4.下图表示研究细胞核功能的科研工作者进行的一系列实验。下列相关叙述错误的是( )
A.离体的细胞核不能生存的原因是没有营养物质和能量供应等
B.该实验说明细胞核和细胞质是相互依存的
C.该实验结论是细胞核既是遗传信息库,又是细胞的代谢中心
D.变形虫对刺激做出反应是由细胞核控制的
【答案】C
【分析】据图分析:无核的一半虽然仍能生活一段时间,也能消化已经吞噬的食物,但不能再摄取食物,对外界刺激不再发生反应;有核的一半情况则大不相同,照样摄食,对刺激仍有反应,失去的细胞结构可以再生,还能生长和分裂,可知细胞核的功能是细胞代谢的控制中心。
【详解】A、细胞生存离不开营养和物质,离体的细胞核没有营养物质和能量供应等无法生存,A正确;
B、据图可知,单独的细胞核和细胞质均无法长时间独立生活,说明细胞核和细胞质是相互依存的,B正确;
CD、由实验可知,只有具有细胞核,变形成虫才能生长、分裂、摄食和对刺激有反应,即正常进行生命活动,说明变形虫对刺激做出反应是由细胞核控制的,细胞核是细胞代谢的控制中心,但不是代谢中心,C错误,D正确,
故选C。
5.核孔结构复杂,至少由50种蛋白质构成,称为核孔复合体,是核内外物质转运的通道,结构如图所示。大分子物质与核孔复合体中的中央运输蛋白上的受体结合,从而实现“主动运输”过程。错误的是( )
A.大分子物质进出核孔需要消耗能量
B.核仁是产生核糖体、RNA和合成蛋白质的场所
C.若中央运输蛋白的空间结构发生改变,可能会影响RNA运出细胞核
D.大分子物质与中央运输蛋白的识别与转运,体现了核孔控制物质进出的选择性
【答案】B
【分析】细胞核的结构:(1)核膜(双层膜),可将核内物质与细胞质分开;(2)核孔:实现细胞核与细胞质之间频繁的物质交换和信息交流;(3)核仁:与某种RNA的合成及核糖体的形成有关;(4)染色质(染色体):主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质DNA的主要载体。
【详解】A、核孔是一种选择透过性结构,大分子物质进出核孔需要消耗能量,A正确;
B、核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关,合成蛋白质的场所为核糖体,B错误;
C、结构决定功能,中央运输蛋白的空间结构发生改变,会影响其功能,因此可能会影响RNA运出细胞核,C正确;
D、核孔复合体中的中央运输蛋白上的受体具有特异性,大分子物质与中央运输蛋白的识别与转运,体现了核孔控制物质进出的选择性,D正确。
故选B。
6.下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是( )
A.核仁主要与rRNA的合成以及核糖体的形成有关
B.核膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定
C.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
D.细胞核是遗传的信息库,是细胞代谢和遗传的中心
【答案】A
【分析】1、核膜:核膜是双层膜,外膜上附有许多核糖体,常与内质网相连,其上有核孔,是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道;
2、核仁:与某种 RNA 的合成以及核糖体的形成有关;
3、染色质:细胞核中能被碱性染料染成深色的物质,其主要成分是 DNA 和蛋白质。
【详解】A、核仁是细胞核中呈球形或椭球形的结构,主要与核糖体RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,A正确;
B、核膜为双层膜,有利于核内环境的相对稳定,B错误;
C、染色质主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体,C错误;
D、细胞核是遗传的信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,D错误。
故选A。
7.核孔复合体(NPC)可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。最新研究表明,房颤这种心律失常疾病的致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列叙述错误的是( )
A.附着NPC的核膜为双层膜结构
B.NPC的数量变化可能与细胞代谢旺盛程度具有一致性
C.NPC保证了蛋白质、DNA等大分子物质进出细胞核
D.心房颤动可能由细胞核与细胞质间的信息交流障碍引起
【答案】C
【分析】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。细胞核由核膜(双层膜,把核内物质与细胞质分开)、核仁(与某种RNA 的合成以及核糖体的形成有关)、染色质(主要由DNA和蛋白质组成,DNA 是遗传信息的载体)和核孔(实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)组成。
【详解】A、核膜是双层膜,能够把核内物质与细胞质分开,A正确;
B、NPC可实现细胞核与细胞质之间的交流,其数量越多,细胞代谢越旺盛,B正确;
C、NPC保证了蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞核,DNA则不能,C错误;
D、房颤动的致病机制是核孔复合体的运输障碍,所以心房颤动的患者细胞核内外的信息交流可能会出现异常,D正确。
故选C。
8.科学家用黑白两种美西螈做实验,将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出来,移植到白色美西螈的去核卵细胞中。由该卵细胞发育长大的美西螈,全部是黑色的。下列关于细胞核的叙述正确的是( )
A.该实验能说明细胞核与细胞质相互依存的关系
B.所有高等动物细胞都有细胞核
C.该实验说明美西螈皮肤细胞中黑色素的合成是由细胞核控制的
D.细胞核是遗传信息库和细胞代谢的中心
【答案】C
【分析】细胞核的功能:细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心。
【详解】A、该实验不能说明细胞核与细胞质相互依存的关系,A错误;
B、高等动物细胞中哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,B错误;
C、该实验说明美西螺皮肤细胞中黑色素的合成是由细胞核控制的,C正确;
D、细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,D错误。
故选C。
9.科学家对单细胞伞藻的幼体进行嫁接和核移植实验,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.嫁接实验说明伞帽形态由细胞核决定
B.核移植实验可排除假根中其他物质对实验的影响
C.若再增加一组核移植实验作对照更具有说服力
D.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
【答案】A
【分析】细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,是细胞遗传和代谢的控制中心;则“生物性状主要由细胞核决定”,新组合的“伞藻”将来长出何种形状的帽,是由细胞核决定的。
【详解】A、嫁接实验表明伞藻的伞帽形态与假根有关,假根内有细胞核也有细胞质,嫁接实验结果不能说明伞帽形态由细胞核决定,A错误;
B、核移植实验的自变量是细胞核,可排除假根中其他物质对实验的影响,B正确;
C、若再增加一组核移植实验(伞帽形态的伞藻的细胞核移植到菊花形态的伞藻的假根中)作对照更具有说服力,C正确;
D、细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,D正确。
故选A。
10.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。下列哪项不能作为这一结论的证据( )
A.核膜是双层膜结构,能把核内物质与细胞质分开
B.细胞核中的染色质主要由DNA和蛋白质组成,DNA上储存着遗传信息
C.变形虫去除细胞核以后,新陈代谢减弱,存活一段时间后最终死亡
D.移植了黑色美西螈细胞核的白色美西螈的去核卵细胞,发育成黑色美西螈
【答案】A
【分析】细胞核包括核膜、核仁和染色质,核膜上由核孔。细胞核是遗传信息库,是遗传物质储存和复制的主要场所,是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】A、核膜是双层膜结构,能把核内物质与细胞质分开,该结构不能使细胞核作为细胞代谢和遗传的控制中心,符合题意,A正确;
B、细胞核中的染色质主要由DNA和蛋白质组成,其中DNA上储存着遗传信息,因此细胞核能作为细胞代谢和遗传的控制中心,不符合题意,B错误;
C、变形虫去除细胞核以后,新陈代谢减弱,存活一段时间后最终死亡,该事实能说明细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,不符合题意,C错误;
D、将黑色美西螈胚胎细胞的细胞核取出,移植到白色美西螈的去核卵细胞中。移植后长大的美西螈全部是黑色的,说明美西螈的体色由细胞核决定,细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,不符合题意,D错误。
故选A。
二、非选择题
11.克隆猴“中中”和“华华”的诞生,标志我国克隆技术走在世界前列。根据所学知识回答问题:
(1)“中中”和“华华”细胞核中储存遗传信息的载体是 (用中文名称填写),与RNA相比其特有的碱基是 (用中文名称填写)。
(2)“中中”和“华华”细胞代谢的主要场所是 ,它处于不断流动状态,这对于活细胞完成生命活动的意义是 。
(3)在核物质的“指令”下,重组细胞基质中的酶等大分子通过 (结构)进入细胞核参与相关的生命活动,该结构可实现核质之间的 。
(4)综上所述,对细胞核功能的全面阐述是 。
【答案】
(1) 脱氧核糖核酸 胸腺嘧啶
(2) 细胞质基质/细胞质 为细胞内物质运输提供了条件,保证了细胞生命活动的正常进行
(3) 核孔 物质交换和信息交流
(4)遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心
【分析】在电子显微镜下可以观察到细胞核的结构包括核膜、核仁、染色质等。核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。染色质主要由蛋白质和DNA组成,DNA上储存着遗传信息。细胞分裂时,DNA携带的遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保证了亲子代细胞在遗传性状上的一致性,细胞依据“遗传信息”进行物质合成、能量转换和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡,因此细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】
(1)细胞核中的遗传物质是DNA,DNA上储存着遗传信息,因此细胞核中遗传信息的载体是DNA,名称为脱氧核糖核酸。与RNA相比,DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T)。
(2)细胞代谢的主要场所是细胞质(或细胞质基质)。细胞质处于不断流动状态,这对于活细胞完成生命活动的意义是:为细胞内物质运输提供了条件,保证了细胞生命活动的正常进行。
(3)核孔实现核质之间物质交换和信息交流。因此重组细胞基质中的酶等物质通过核孔进入细胞核参与相关的生命活动,这体现了核孔实现核质间物质交换的功能,除此外,核孔还具有信息交流的功能。
(4)综上所述,细胞依据“遗传信息”进行物质合成、能量转换和信息交流,完成生长、发育、衰老和凋亡,因此细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。
12.下列是有关细胞核功能的概念构建过程图,据图回答:
14.① ② ③ ④ ⑤ ⑥
【答案】 分裂、分化 生命活动 形态构建 代谢和遗传 DNA和蛋白质 碱基排列顺序
【分析】
1、蝾螈受精卵的横缢实验中,有细胞核的可以增殖分化,而没有细胞核的不可以,说明没有细胞核细胞就不能分裂分化;
2、将变形虫切成两半,一半有核,一半无核,无核的一半对外界刺激不再发生反应,说明细胞核是细胞生命活动的控制中心;
3、美西螈的核移植实验说明美西螈的肤色受细胞核控制;
4、伞藻嫁接与核移植实验说明 生物体形态结构的建成主要与细胞核有关。
【详解】
①蝾螈受精卵的横缢实验的结论是细胞核控制蝾螈细胞的分裂分化;
②上述两个实验说明细胞核是生命活动的控制中心;
③伞藻的嫁接及核移植实验的结论是细胞核控制伞藻的形态构建;
④上述两个实验说明细胞核是代谢和遗传的控制中心;
⑤细胞核中的染色质由DNA和蛋白质组成;
⑥DNA中的碱基排列顺序储存着生物的遗传信息。
实验
处理
将玉米种子浸泡15小时,从中央纵
切后,用稀释红墨水染色
将玉米种子浸泡15小时后煮熟,从中央
纵切后,用稀释红墨水染色
实验
现象
胚细胞着色浅
胚细胞着色深
蝾螈受精卵的横缢实验
→
结论1:细胞核控制蝾螈细胞①
→
细胞核是②的控制中心
细胞核是遗传信息库
变形虫切割及核移植实验
→
结论2:细胞核控制变形虫的生命活动
美西螈核移植实验
→
结论3:细胞核控制美西螈的肤色
→
细胞核是④的
控制中心
伞藻的嫁接及核移植实验
→
结论4:细胞核控制伞藻的③
细胞核中的染色质由⑤组成
→
细胞核中染色质是遗传物质的载体
DNA中的⑥储存着生物的遗传信息
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