题目内容
【题目】核孔复合体主要由核被膜、中央栓和核质侧的“核篮”结构组成,如图1所示。
(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核,这三种方式中属于被动运输的是_________。
(2)下列物质中,大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要运进细胞核的是________(选填选项前的符号),理由是_____________。
a.DNA聚合酶 b.RNA聚合酶
c.ATP合成酶 d.组蛋白(染色体成分)
(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前,亲核蛋白首先需要与_________结合,然后在______的参与下完成运输。
(4)亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部,某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图2),得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。
①评价该同学的实验结论并写出评价的依据______。
②请完善实验设计___________。若实验结果为___________,则上述结论成立。
【答案】 甲、乙 b 这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录,以满足细胞对蛋白质等物质的需要 受体 中央栓蛋白 结论不可靠,没有放射性物质标记头部的实验,不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部的可能性 用放射性物质标记亲核蛋白的头部,显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质 细胞核内无放射性
【解析】【试题分析】
本题以细胞核为媒介,考查在新的情景下识图和知识迁移的能力。属于高起点低落点的试题,题目的落脚点都是平时所学的基础知识。因此,解答此题的关键是要认真审题、梳理所学基础知识。
1.分析图1,细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核,根据图示下面的注解可知,只有丙方式需要细胞提供能量,由此可知,甲、乙属于被动运输。通过丙方式运输物质进入细胞核时,物质进入核前,首先需要与受体结合,然后在中央栓蛋白的参与下完成运输。
2.图2表示探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部的实验图解。根据单一变量原则,需要设置三组实验,分别显微注射具放射活性的完整的亲核蛋白、具放射活性的亲核蛋白的尾部、具放射活性的亲核蛋白的头部。根据前两组细胞核内出现放射性,最后一组细胞核内无放射性,可得出结论:NLS序列位于亲核蛋白的尾部。
(1)据图1分析可知,细胞质中的物质可通过甲、乙两种方式进入细胞核不需要消耗能量,而通过丙方式进入细胞核需要细胞提供能量,由此可推知,这三种方式中
(2)大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录,以满足细胞对蛋白质等物质的需要,所以这两种细胞都需要运进细胞核的是b(RNA聚合酶);根尖分生区细胞在有丝分裂间期进行染色体的复制(包括DNA分子的复制和有关蛋白质的合成),需要DNA聚合酶催化DNA分子的复制,需要组蛋白参与形成染色体,而DNA聚合酶和组蛋白都是在细胞质中合成的,所以根尖分生区细胞需要运进细胞核除了b以外,还有a(DNA聚合酶)和d(组蛋白)。但根尖成熟区细胞不进行有丝分裂,故不需要a、d运进细胞核,a、d项错误;ATP合成酶催化ATP的合成,而大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都通过呼吸作用合成ATP,即合成ATP的场所是细胞质,而不是细胞核,故都不需要将ATP合成酶运进细胞核,故c项错误。
(3)据图可知,通过丙方式运输亲核蛋白时,进核之前,亲核蛋白首先需要与受体结合,然后在中央栓蛋白的参与下完成运输。
(4)①该同学所做的实验没有放射性物质标记头部的实验,不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部的可能性,所以实验结论不可靠。
②为得到可靠的结论,可增加一组实验:用放射性物质标记亲核蛋白的头部,显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质;若实验结果为细胞核内无放射性,则上述结论成立。