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(高一)提升训练:细胞核的结构和功能

 当以读书通世事 2023-09-27 发布于甘肃

一、单选题

1.下列关于细胞核的叙述,错误的是(  )

A.有的真核细胞没有细胞核

B.细胞核的核膜具有选择透过性,其上有专供DNA等大分子物质进出的核孔

C.蛋白质合成旺盛的细胞,其细胞核中核仁较大且数目更多

D.细胞核控制着细胞的代谢和遗传

【答案】B

【分析】

细胞核的结构:

1、核膜: (1)结构: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;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。(2)化学成分:主要是脂质分子和蛋白质分子。(3)功能:起屏障作用,把核内物质与细胞质分隔开;控制细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流。

2、核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建。

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】有的真核细胞没有细胞核,如:哺乳动物成熟的红细胞,A正确;细胞核的核膜具有选择透过性,其上有专供蛋白质、RNA等大分子物质进出的核孔,但核孔具有选择性,如DNA不能通过核孔,B错误; 核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,蛋白质合成旺盛的细胞,其细胞核中核仁较大且数目更多,C正确;控制着细胞代谢和遗传的遗传信息,主要是由细胞核发出的,D正确。

【答案】C

【分析】题图分析:①是内质网,②是核膜,③是核仁,④是染色质,⑤是核孔。

【详解】②为核膜,是双层膜结构,A正确;⑤为核孔,是大分子物质进出细胞核的通道,蛋白质和RNA等大分子物质可以通过核孔,但核孔具有选择透过性,DNA不能通过,B正确;③为核仁,与细胞中某种RNA的合成和核糖体的形成有关,所以与细胞代谢有关,C错误;④为染色质,主要由DNA和蛋白质组成,D正确。

2.下列有关细胞核的叙述,错误的是(    

A.细胞核具有双层                     

B.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心

C.细胞核是遗传物质储存的主要场所       

D.细胞核是细胞新陈代谢的主要场所

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【答案】D

【分析】细胞核的结构(1)核膜: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;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多;

2)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关.在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建;

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】细胞核具有双层膜结构,A正确;细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,B正确;细胞核含有染色质,染色质含有DNA,DNA储存遗传信息,所以细胞核是遗传物质储存和复制的场所,C正确;细胞质基质是细胞新陈代谢的主要场所,D错误。

3.如图表示细胞部分结构的示意图,下列叙述错误的是(    

A.图中①是内质网,上面附着核糖体

B.图中②由双层膜构成

C.图中③的主要成分是DNA和RNA,是遗传信息的主要载体

D.图中⑤为核孔,是核质之间频繁的物质交换和信息交流通道

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【答案】C

【分析】据图可知,①表示内质网,②表示核膜,③表示染色质,④表示核仁,⑤表示核孔。

【详解】图中①是内质网,上面附着核糖体,是细胞内蛋白质合成和加工场所,A正确;图中②是核膜,由双层膜构成,能将细胞核内物质与细胞质分开,B正确;图中③表示染色质,主要成分DNA和蛋白质,是遗传信息的主要载体,C错误;图中⑤表示核孔,是核质之间频繁的物质交换和信息交流通道,D正确。

4.亲核蛋白是指在细胞质中合成后,需要或能够进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。亲核蛋白通过核孔进行转运时,伴随GTP水解形成GDP。下列相关叙述错误的是(    

A.形成核孔的结构蛋白属于亲核蛋白 B.哺乳动物成熟红细胞可能不含亲核蛋白

C.亲核蛋白可参与染色体组成                D.亲核蛋白通过核孔转运的过程需要消耗能量

【答案】A

【分析】典型的细胞核是由双层核膜包被,核膜上的小孔称为核孔。细胞核内有核仁、染色质和核基质等结构。核仁为一个或数个圆球状结构,与核糖体形成有关。染色质呈细丝状,主要由DNA和蛋白质组成,可被苏木精、洋红等碱性染料染成深色。在细胞分裂时,染色质经过高度螺旋形成粗短的染色。

【详解】核孔位于细胞核膜上,形成核孔的结构蛋白不在细胞核内,不属于亲核蛋白,A错误;哺乳动物成熟红细胞不含细胞核,不含核糖体等细胞器,因此不含亲核蛋白,B正确;染色质由DNA和蛋白质组成,这些蛋白质需要进入细胞核内发挥功能,属于亲核蛋白,C正确;亲核蛋白通过核孔进行转运时,需要GTP水解释放的能量,需要消耗能量,D正确。

5.科学家用黑白两种美西螈(一种两栖动物)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。移植后发育长大的美西螈,全部是黑色的。这个事实能说明(  )

A.美西螈的发育与细胞质没有关系

B.美西螈的肤色是由细胞核控制的

C.细胞核和细胞质功能上没有联系

D.移植后发育长大的美西螈,遗传物质全部来自黑色美西螈

【答案】B

【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】重组细胞由黑色美西螈胚胎细胞的细胞核和白色美西螈的去核卵细胞组成,由此发育成的美西螈全部都是黑色,说明细胞核中的物质控制了美西螈的体色,即美西螈的肤色是由细胞核控制的,但不能确定细胞质与美西螈的发育没有关系,也不能确定细胞核和细胞质功能上没有联系,AC错误,B正确。移植后发育长大的美西螈,细胞质中的遗传物质来自白色美西螈,D错误。

6.下列有关细胞核的叙述,不正确的是(    

A.细胞核也是细胞代谢的主要场所

B.核孔能实现核质间的物质交换与信息交流

C.细胞核是遗传物质贮存和复制的主要场所

D.细胞核中染色质与染色体为同一种物质在不同分裂时期的两种形态

【答案】A

【分析】细胞核具有双层膜,是遗传物质储存和复制场所,是细胞遗传特性和代谢活动的控制中心;细胞新陈代谢的主要场所是细胞质基质。

【详解】新陈代谢的主要场所是细胞质基质,细胞核是细胞代谢的控制中心,A错误;核孔实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流,是一种选择透过性结构,B正确;细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,是遗传信息库,C正确;染色质与染色体都主要是由DNA和蛋白质组成的,为同一种物质在不同分裂时期的两种形态,D正确。

7.下图是细胞核的结构模式图,下列叙述正确的是(    

A.DNA均分布于细胞核中

B.DNA的合成以及核糖体的形成都在结构③中完成

C.②中染色质高度螺旋后可变为染色体

D.④有利于DNA从细胞核进入细胞质,实现核质之间的物质交换

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【答案】C

【分析】1、细胞核组成:细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(DNA和蛋白质)、核仁(与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。

2、细胞核功能: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】DNA主要分布在细胞核中,还有少量分布在线粒体和叶绿体中,A错误;③是核仁,与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,B错误;②中染色质高度螺旋后可变为染色体C正确;④是核孔,有利于mRNA等大分子物质从细胞核进入细胞质,但具有选择性,DNA不会从细胞核出来进入细胞质,D错误。

8.细胞核由英国科学家布朗于1831年发现并命名,大多呈椭圆形或球形,下列关于细胞核的说法错误的是(    

A.细胞核是细胞的代谢和遗传的控制中心 B.核膜在有丝分裂中会发生周期性的消失和重建

C.mRNA是核质间进行信息传递的媒介       D.DNA和mRNA均可通过核孔进入细胞质

【答案】D

【分析】1.细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(DNA和蛋白质)、核仁(与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关)。核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流;核孔是大分子物质的通道,但有选择性,如DNA不能通过核孔进入细胞质。

2.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心;是遗传物质贮存和复制的场所。

3.在有丝分裂前期,核膜和核仁解体消失;在有丝分裂末期,核膜和核仁重建。

【详解】细胞核是遗传物质贮存和复制的场所,与细胞新陈代谢有密切关系的酶、蛋白质以及蛋白质类激素等都是在细胞核内遗传物质的控制下合成的,A正确;在有丝分裂前期,核膜和核仁解体消失,而后在末期,核膜和核仁重建,B正确;DNA转录形成的mRNA经核孔到细胞质,参与翻译过程,因此mRNA是核质问进行信息传递的媒介,C正确;mRNA在细胞核内转录合成后可以通过核孔进入细胞质,但DNA不能通过核孔进与出,D错误。

9.细胞核是遗传信息的储存场所,控制着细胞的代谢和遗传。下列相关叙述正确的是(    

A.大肠杆菌核糖体的形成与核仁有关

B.核膜可与高尔基体膜直接相连,有助于物质运输

C.核孔是实现核质之间频繁的物质交流和信息交流的通道

D.染色体和染色质是不同物质在不同时期的两种存在状态

【答案】C

【分析】细胞核包括核膜、核仁、核基质、染色质,核膜上具有核孔,核孔是实现细胞核和细胞质之间的物质交换和信息交流的通道,染色质是遗传物质的主要载体,核仁与核糖体及某种RNA的形成有关;细胞核是遗传的信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。

【详解】大肠杆菌属于原核生物,没有成形的细胞核,因此大肠杆菌核糖体的形成与核仁无关,A错误;内质网可以内连核膜,外连细胞膜,因此核膜可与内质网膜直接相连,有助于物质运输,核膜不能直接与高尔基体膜相连,B错误;核孔是大分子物质进出细胞核的通道,主要实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,C正确;染色质和染色体是同种物质在不同时期的两种存在状态,在分裂间期是染色质,在分裂期是染色体,染色体是染色质高度螺旋化形成的短棒状结构,D错误。

10.科学家进行了许多实验探索细胞核的功能。下列有关细胞核的叙述,正确的是(    

A.硝化细菌无细胞核,因此不能形成核糖体

B.真核细胞的细胞核是细胞代谢与遗传的中心

C.伞藻嫁接实验不能证明细胞核控制伞帽的形状

D.蛋白质合成旺盛的细胞中,细胞核中的DNA含量通常较多

【答案】C

【分析】1、细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。

2、细胞核包括核膜、染色质、核仁;核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,细胞核内的核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

【详解】硝化细菌属于原核细胞,无细胞核,但能形成核糖体,A错误;真核细胞的细胞核是细胞代谢与遗传的控制中心,B错误;由于假根中有除了细胞核之外的细胞结构,所以伞藻的嫁接实验不能充分证明是细胞核控制伞藻伞帽形状,需要另外设置核移植实验,C正确;蛋白质合成旺盛的细胞中,细胞核中的DNA含量不会发生改变,D错误。

11.核孔是一组蛋白质特定方式排布形成的结构,被称核孔复合物。它是细胞质与细胞核内物质输送活动的看护者。如图所示,该复合物由一个核心脚手架组成,其具有选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内的蛋白组成,被称为中央运输蛋白。据此分析正确的是(  

A.DNA和RNA能出细胞核是因为其直径小于核孔直径

B.核孔复合物的存在,说明核膜也具有选择性

C.人体成熟的红细胞中核孔数目较少,影响到物质的运输

D.核膜由两层磷脂分子组成,核孔复合物与核膜内外的信息交流有关

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【答案】B

【分析】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;在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。

【详解】DNA作为遗传物质,不能通过核孔进入细胞质,A错误;核孔复合物是细胞质与细胞核内物质输送活动的看护者,它的存在,说明核膜也具有选择性,B正确;人体成熟的红细胞中无细胞核,也不会有核孔,C错误;核膜由两层膜构成,即4层磷脂分子组成,核孔复合物与核膜内外的信息交流有关,D错误。

12.亲核蛋白是在细胞质内合成,然后输入到细胞核中发挥作用的一类蛋白质。非洲爪蟾中有一种亲核蛋白具有头、尾两个不同的部分。科学家利用放射性同位素标记技术对其输入细胞核的过程进行了研究,如下图所示。下列说法错误的是(    

A.放射性同位素标记的亲核蛋白和未被标记的亲核蛋白化学性质是相同的

B.亲核蛋白含有氮元素并主要存在于肽键中,故本实验可用15N 对亲核蛋白进行标记

C.实验一和实验二、三对比,说明亲核蛋白的尾部能引导亲核蛋白进入细胞核

D.实验四包裹尾部的胶体金颗粒能进入细胞核,为某些抗癌药物能定点运送提供理论依据

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【答案】B

【分析】细胞核包括核膜、染色质、核仁。核膜上核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。根据题意和图示分析可知:尾部以及含有尾部的亲核蛋白整体都可以进入细胞核,而单独的头部不能进入细胞核,因此可知亲核蛋白能否进入细胞核由尾部决定。

【详解】亲核蛋白在被同位素标记后可能会导致物理性质不同,但化学性质不变,A正确;本实验中不可以用15N对亲核蛋白进行标记,因为15N无放射性,B错误;根据题意和图示分析可知:尾部以及含有尾部的亲核蛋白整体都可以进入细胞核,而单独的头部不能进入细胞核,C正确;实验四包裹尾部的胶体金颗粒能进入细胞核,为某些抗癌药物能定点运送提供理论依据,如定点运输特定药物到细胞核,D正确。

13.在光镜下看到的核仁为均匀的球体,在电镜下核仁的超微结构是由三种基本结构组分组成的,即纤维中心、致密纤维组分和颗粒组分。纤维中心是包括在颗粒组分内部一个或几个低电子密度的圆形结构体,其内部存在DNA.致密纤维组分是核仁超微结构中电子密度最高的部分,由致密的纤维组成,通常看不到颗粒,它们呈环形或半月形包围纤维中心。颗粒组分是核仁的主要结构,由直径15~20nm的核糖核蛋白颗粒构成,可被蛋白酶和RNAase消化,间期核中核仁的大小差异主要是由颗粒组分数量的差异造成的。下列说法正确的是(  )

A.核仁是细胞核中储存DNA的主要结构

B.致密纤维组分存在mRNA的前体

C.核糖体的大小亚基是在核仁中合成的

D.核糖核蛋白颗粒可能是正在加工、成熟的核糖体亚单位的前体

【答案】D

【分析】真核细胞细胞核内含核糖核酸(RNA)的结构,参与核糖体核糖核酸(rRNA)的合成和核糖体的形成。在蛋白质合成旺盛的细胞,通常核仁大,反之则体积小;由于核糖体是细胞内蛋白质合成的场所,而核仁的功能又是合成rRNA,因此核仁常被称为“核糖体工厂”。核仁所含RNA约占其干重的5~10%,与蛋白质相结合形成核糖核蛋白(RNP)。此外还含有少量DNA,主要存在于核仁相随染色质部分。

【详解】染色体是细胞核中储存DNA的主要结构,A错误;致密纤维组分是核仁超微结构中电子密度最高的部分,由致密的纤维组成,其中不存在mRNA的前体,B错误;核仁中转录形成rRNA,然后形成的rRNA与进入细胞核的蛋白质结合分别形成大亚基和小亚基,C错误;颗粒组分是核仁的主要结构,由蛋白质和核糖核酸组成,其中的核糖核蛋白颗粒可能是正在加工、成熟的核糖体亚单位的前体,D正确

14.核膜上有核孔,核孔构造复杂,与核纤层紧密结合,成为核孔复合体(NPC)。心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危害严重的心律失常疾病,最新研究表明,其致病机制是核孔复合体的运输障碍。下列叙述错误的是(    

A.核膜为双层膜结构,由四层磷脂分子构成

B.核质之间频繁的物质交换和信息交流与NPC功能息息相关

C.心房颤动可能是部分mRNA通过NPC输出细胞核障碍而引起

D.由NPC参与构成的细胞核是细胞遗传和代谢活动的中心

【答案】D

【分析】细胞核的结构:

1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞中分开;

2)染色质:由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体;

3)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关;

4)核孔:实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

【详解】磷脂双分子层组成细胞膜的基本支架,核膜为双层膜结构,所以核膜由四层磷脂分子构成,A正确;核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,NPC为核孔复合体,所以核质之间频繁的物质交换和信息交流与NPC功能息息相关,B正确;mRNA通过核孔出细胞核,由题意可知,心房颤动(房颤)致病机制是核孔复合体的运输障碍,因此推测心房颤动可能是部分mRNA通过NPC输出细胞核障碍而引起,C正确;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。

15.下图是“克隆牛”的生产流程。下列说法错误的是(  )

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A.乙细胞核中的染色质主要由DNA和蛋白质组成

B.甲去核卵细胞的细胞质中含有与细胞运动有关的细胞骨架

C.重组细胞的核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

D.克隆牛的细胞核是遗传的控制中心和细胞代谢活动的中心

【答案】D

【分析】1、细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网架结构,与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关。

2、染色质主要是由DNA和蛋白质组成的,在分裂间期呈染色质状态,进入分裂期前期,染色质缩短变粗成为染色体,分裂末期染色体解螺旋成为染色质。染色质和染色体是同一物质在不同时期的两种存在。

【详解】细胞核中的染色质主要由DNA和蛋白质组成,A正确;细胞骨架与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动密切相关,甲去核卵细胞的细胞质中含有与细胞运动有关的细胞骨架,B正确;核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,C正确;细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,细胞代谢活动的中心是细胞质基质,D错误。

16.结构与功能相适应是生物学的基本观点。下列有关细胞叙述正确的是(    

A.核仁与DNA的合成以及核糖体的形成有关

B.植物细胞通过胞间连丝实现细胞质和细胞核的信息交流

C.核孔是RNA等生物大分子物质自由进出细胞核的通道

D.成人心肌细胞中的线粒体数目显著多于表皮细胞

【答案】D

【分析】细胞核的结构包括核膜、核仁和染色质。核膜是双层膜,其上有核孔,核孔是核质之间频繁进行物质交换和信息交流的通道,在代谢旺盛的细胞中,核孔的数目较多。核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,在有丝分裂过程中,核仁有规律地消失和重建。染色质是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】核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,蛋白质合成的场所是核糖体,A错误;植物细胞通过胞间连丝进行细胞间的信息交流,B错误;核孔是大分子物质进出细胞核的通道,但核孔具有选择性,物质不是自由通过核孔,如DNA不能通过核孔,C错误;线粒体是细胞的“动力车间”,心肌细胞比表皮细胞代谢旺盛,需能量多,线粒体数目显著多于表皮细胞,D正确。

17.如图表示以地中海伞藻和细圆齿伞藻为实验材料进行的实验,其细胞核位于足处,根据实验结果分析,下列叙述不正确的是(    

A.伞藻属于生命系统的细胞或个体层次

B.欲证明细胞核的功能,还应设置伞藻核移植实验

C.实验结果能证明细胞核控制着细胞的代谢和遗传

D.根据实验结果再生新伞帽的形状分析,伞藻的帽形与足或柄有关

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【答案】C

【分析】根据题意和图示分析可知,切掉帽后,地中海伞藻的足和柄上长的是地中海伞藻的帽,细圆齿伞藻的足和柄上长的是细圆齿伞藻的帽,说明帽的形状与足或柄有关。

【详解】伞藻是能进行光合作用的单细胞藻类,在生命系统结构层次中既属于细胞层次,又属于个体层次,A正确;在去掉伞帽后,地中海伞藻和细圆齿伞藻分别都长出了原来的伞帽,说明伞帽的形状由足或柄决定,足中含有细胞核和细胞质,欲证明细胞核的功能,还应设置伞藻核移植实验,进一步来证明足中的细胞核控制伞帽的形状,B正确;本实验只能证明伞藻的形态与细胞核有关,能证明细胞核是遗传的控制中心,无法证明细胞核是代谢的控制中心,C错误;根据实验结果再生新伞帽的形状分析,地中海伞藻和细圆齿伞藻分别都长出了原来的伞帽,说明伞帽的形状由足或柄决定,D正确。

18.如图所示为细胞核结构模式图,下列叙述正确的是(    

A.①是内质网,在生物膜系统中面积最大

B.物质通过⑤出入细胞核时无选择透过性

C.细胞核中的DNA和RNA主要分布于④

D.破坏③会影响蛋白质的合成,因为③是合成蛋白质的场所

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【答案】A

【分析】图中①是内质网,②是核膜,③是核仁,④是染色质,⑤是核孔。

【详解】①是内质网,往内接着核膜,往外接着细胞膜,在生物膜系统中面积最大,A正确;物质通过⑤核孔出入细胞核时有选择透过性,B错误;细胞核中的DNA主要分布④染色质,细胞核中RNA主要分布于③核仁,C错误;③核仁与某种RNA和核糖体的合成有关,破坏③会影响蛋白质的合成,但蛋白质合成的场所是核糖体,D错误。

19.核孔结构复杂,由孔环颗粒、周边颗粒、中央颗粒和无定形物质组成核孔复合体,是核内外众多物质转运的通道。亲核蛋白是指在细胞质中合成后转运到细胞核内发挥功能的一类蛋白质。下图表示亲核蛋白通过核孔的靶向输送过程,靶向输送的蛋白质结构中存在信号序列(NLS),可引导蛋白质转移到细胞的适当部位。下列叙述正确的是(    

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A.细胞质中的物质,必须具有NLS氨基酸序列才能进入细胞核内

B.亲核蛋白进入细胞核需要由细胞核内产生的ATP水解提供能量

C.核输入因子运输亲核蛋白后,其分子的空间结构会发生不可逆的改变

D.人体细胞中DNA聚合酶、RNA聚合酶等亲核蛋白具有NLS氨基酸序列

【答案】D

【分析】题图分析:亲核蛋白的核输入过程是一个信号识别与载体介导的过程,一段特殊的具有“定向”、“定位”作用的核定位序列(NLS),可保证整个蛋白质能够通过核孔复合体转运至细胞核内。

【详解】核孔复合体选择性地运输大分子,但某些小分子也能通过,可见,细胞质中的物质,不经过NLS氨基酸序列也能进入细胞核内,A错误;亲核蛋白进入细胞核需要由细胞质内产生的ATP水解提供能量,B错误;结合图示可以看出,核输入因子运输亲核蛋白后,其分子的空间结构会发生可逆的改变,可以重复利用,C错误;组成染色体的蛋白质、RNA聚合、DNA聚合酶等在细胞质的核糖体合成后,可以通过核孔复合体进入细胞核,这些蛋白质具有NLS氨基酸序列,D正确。

20.科学家将活细胞切割为含有细胞核和不含有细胞核的两个部分,在相同条件下培养,统计单位时间存活个数,得到的实验数据如图所示。下列分析错误的是(    

A.无核部分只能存活数天,因为细胞核是细胞代谢的控制中心

B.有核部分能存活数十天,说明细胞质对代谢没有影响

C.该实验为对比实验,两组实验组的结果形成相互对照

D.无核部分有细胞器和部分酶,能短暂维持生命活动

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【答案】B

【分析】分析题图可知:无核部分失去了细胞核的控制,最多只能存活4天。有核部分除了含有细胞核外还含有部分细胞质,细胞质的生理活动能够为细胞的代谢提供物质和能量,因此能存活数十天;由于细胞质减少,对细胞代谢也会产生影响。

【详解】细胞核是细胞代谢的控制中心,无核部分因失去了细胞核的控制,只能存活数天,A正确;细胞质的生理活动能够为细胞的代谢提供物质和能量,由题图可知,细胞质减少对细胞代谢有影响,B错误;该实验人为地将活细胞切割为含有细胞核和不含有细胞核的两个部分,这两个部分均为实验组,通过对结果的比较分析,来探究细胞核与细胞质之间的相互关系,因此该实验为对比实验,两组实验组的结果形成相互对照,C正确;无核部分有细胞质,细胞质含有细胞器和部分酶,能短暂维持生命活动,D正确。

21.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.DNA等大分子可通过核孔自由进出细胞核

B.核膜的双层膜结构将核内物质与细胞质分开

C.核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关

D.细胞的核与质是相互依赖、相互制约、不可分割的

【答案】A

【分析】细胞核、线粒体和叶绿体均具有双层膜结构;染色体和染色质主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体在分裂间期是丝状的染色质,在分裂期,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染色体;核仁与核糖体RNA的合成有关,当然与核糖体的形成有关;核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,是大分子物质如RNA和蛋白质等进出细胞核的通道,但DNA不会通过核孔出细胞核,因此核孔具有选择性。

【详解】核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,是大分子物质如RNA和蛋白质等进出细胞核的通道,但DNA不会通过核孔出细胞核,因此核孔具有选择性,A错误;核膜的双层膜结构作为边界,将细胞核与细胞质隔开,B正确;核仁参与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,核仁的大小与细胞代谢有关,C正确;细胞核内储存着遗传信息,控制着细胞的遗传和代谢,细胞质是代谢的主要场所,为细胞核提供物质和能量,D正确。

二、多选题

22.下图是细胞核的模型图,其中1~6表示各种结构。下列相关叙述正确的是(    

A.结构2与某种RNA的合成及核糖体的形成有关

B.结构3在细胞分裂时呈细长的丝状

C.结构4是核孔,蛋白质和核酸等大分子物质都能自由通过

D.结构6是细胞内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道

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【答案】AD

【分析】据图可知: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】图中结构2是核仁,核仁与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,A正确;结构3是染色质,在分裂间期呈细长的丝状,在分裂期,缩短变粗,高度螺旋,形成染色体,呈杆状,B错误;结构4是核孔,核孔具有选择透过性,蛋白质和核酸等大分子物质有选择的通过,C错误;结构6是内质网,内质网是细胞内蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,D正确。

23.中国科学院院士施一公的科研团队研究非洲爪蟾的核孔复合体(NPC)的胞质环(CR)的近原子分辨率结构。他们通过电镜观察到NPC'附着”并稳定融合在核膜上,是真核生物连接细胞质和细胞核的唯一双向通道,控制着生物大分子进出细胞核。下列说法正确的是(    

A.附着NPC的核膜为双层膜结构,双层膜的外侧可与内质网膜相联系

B.NPC实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流

C.核膜上NPC的数量与细胞代谢强度有关,代谢旺盛时核膜上NPC的数量增多

D.NPC对生物大分子进出细胞核具有选择性,DNA分子不能通过NPC

【答案】ABCD

【分析】核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流,核孔的数目、分布和密度与细胞代谢活性有关,核质与细胞质之间物质交换旺盛的细胞核膜孔数目多,通过核孔的运输具有选择性,核孔在调节核与细胞质的物质交换中有一定的作用。

【详解】核膜为双层膜结构且与内质网膜相连,A正确;核孔复合体(NPC)实现了核质之间频繁的物质交换和信息交流,B正确;核膜上NPC的数量与细胞代谢强度有关,代谢越强,NPC的数量越多,C正确;NPC是真核生物连接细胞质和细胞核的唯一双向通道,控制着所有的生物大分子进出细胞核(针对大分子),NPC对生物大分子进出细胞核体现了选择性,如DNA分子不能通过NPC,D正确。

二、多选题

24.如图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图,有关该实验及结果表述正确的是(    

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A.伞藻是一种由“帽”、柄和假根三部分组成的多细胞生物

B.伞藻的形态结构的建成特点取决于细胞核

C.实验也说明了细胞核是细胞代谢的中心

D.伞藻的实验说明:细胞核是细胞遗传的控制中心

【答案】BD

【分析】分析伞藻嫁接实验结果可知,菊花形的伞藻柄嫁接到伞形的假根上,长出伞形的伞帽,伞形的伞藻柄嫁接到菊花型的假根长出菊花形的伞帽;分析伞藻核移植实验可知,将伞形藻的帽去除,并去除细胞核,将菊花形伞藻的细胞核移入其中,结果长出菊花形的伞帽,说明伞藻的形态是由细胞核控制的。

【详解】伞藻是一种由“帽”、柄和假根三部分组成的单细胞生物,A错误;伞藻的嫁接实验和核移植实验证明了伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的,说明生物体形态结构的建成与细胞核有关,B正确;该实验没有证明细胞核是代谢的调控中心,C错误;该实验说明,细胞核是细胞遗传的控制中心,D正确。

25.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,如图是细胞核的结构简图,下列关于细胞核的叙述错误的是(    

A.结构①在细胞的不同时期存在不同的形态

B.结构②与核糖体的形成及某种RNA的合成有关

C.结构③仅是大分子物质进出细胞核的通道

D.代谢旺盛的细胞中①和③的数量较多

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【答案】CD

【分析】细胞核的结构和功能:(1)核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关;通常代谢旺盛的细胞,其核仁较大。(2)核孔:选择透过性膜,DNA不能通过核孔;实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。(3)染色质主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体。与染色体的关系是同一种物质在细胞不同分裂时期的两种存在形态。

【详解】结构①为染色质,与染色体的关系是同一种物质在细胞不同分裂时期的两种存在形态,A正确;结构②为核仁,与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关;通常代谢旺盛的细胞,其核仁较大,B正确;结构③为核孔,小分子和大分子都可以通过核孔进出细胞核,C错误;代谢旺盛的细胞中③核孔数量会较多,但是①染色体的数量不会增多,D错误。

三、综合题

26.如图表示蛋白质合成分泌的基本途径与类型,据图回答下列问题:(注:mRNA与核糖体结合指导蛋白质的合成)

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(1)结合图示分析,溶酶体中的水解酶合成和运输过程涉及的具膜细胞器有              。为了研究细胞器的生理功能,一般采用              法提取细胞器。

(2)若上述分泌蛋白为胰岛素,则其可随血液到达全身各处,与靶细胞膜表面的              结合,进而影响细胞的功能和代谢,这体现了细胞膜              的功能。

(3)核孔可实现核质之间频繁的物质交换,该功能在上图中具体表现为              。单位面积的核孔数目与细胞类型和代谢水平有关,人的胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目             (填“多”“少”“相同”)

(4)内质网(I)、细胞膜(Ⅲ)和另一种具膜的细胞结构(Ⅱ),它们的膜面积在分泌蛋白的加工与运输过程中会发生一定的变化波动,但三者的膜面积总和维持相对稳定。请依据题意,参照“变化前”膜面积的直方图,在图2虚框内绘制出“变化后”I、Ⅱ、Ⅲ膜面积的直方图             

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(5)植物根尖成熟区含有RNA的细胞器有             

【答案】(1)内质网、高尔基体、线粒体  差速离心(2)受体  进行细胞间信息交流(3)细胞质中合成的部分蛋白质通过核孔进入细胞核   

(4)

图片 (5)核糖体、线粒体

【分析】由题图可知,经过翻译形成蛋白质后,由于内质网定向信号序列的作用,有的蛋白质进入蛋白质转运的分泌途径,依次进入内质网和高尔基体中进行加工,分别被分泌到细胞外、进入溶酶体和细胞膜;有的蛋白质转入蛋白质转运的非分泌途径,形成的蛋白质进入线粒体、叶绿体、细胞核和过氧化物酶体中。

【详解】(1)溶酶体中的水解酶由附着在内质网上的核糖体合成,内质网和高尔基体对其进行加工,线粒体为该过程供能。故溶酶体中的水解酶合成和运输过程涉及的具膜细胞器有内质网、高尔基体、线粒体。常采用差速离心法分离不同大小的细胞器,从而提取细胞器。

2)胰岛素可随血液到达全身各处,与靶细胞膜表面的特异性受体结合,进而影响细胞的功能和代谢,这体现了细胞膜进行细胞间信息交流的功能。

3)核孔可实现核质之间频繁的物质交换,该功能在上图中具体表现为mRNA通过核孔进入细胞质,细胞质中合成的部分蛋白质通过核孔进入细胞核。代谢旺盛的细胞核孔较多,人的胰岛B细胞会分泌胰岛素,比口腔上皮细胞中核孔的数目多。

4)分泌蛋白在分泌前后,内质网膜因为形成一个囊泡,离开了内质网,内质网膜面积变小;高尔基体获得一个囊泡,又形成一个囊泡离开,面积不变;细胞膜获得一个囊泡,面积变大,绘图如下:

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(5)核糖体由rRNA及蛋白质组成,线粒体基质中也含RNA,故植物根尖成熟区含有RNA的细胞器有线粒体、核糖体。

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