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第3课时 细胞核与细胞的生物膜系统
1.除成熟的哺乳动物红细胞和植物成熟的筛管没有
细胞核外，其他真核细胞都有细胞核。
2．细胞核主要由核膜、核仁和染色质等组成。
3．核膜是双层膜，上面具有核孔，新陈代谢越旺
盛，核孔数量越多。
4．核仁在细胞分裂时周期性地消失与重建，核糖
体中的RNA来自核仁。
5．染色质是细胞核中容易被碱性染料染成深色的
物质，主要由DNA和蛋白质组成。
6．细胞核控制着细胞的代谢和遗传，是储存遗传
物质DNA的主要场所。
7．细胞器膜、细胞膜和核膜等膜结构，在组成成
分和结构上相似，共同构成了细胞的生物膜系统。
一、细胞核的结构与功能
1．细胞核的结构[据图填空]
2．利用甲基绿－吡罗红染液染色DNA和RNA[填图]
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3．细胞核的功能
(1)控制细胞的代谢和遗传。
(2)是储存遗传物质DNA的主要场所。
二、细胞的生物膜系统
1．生物膜系统的组成
2．生物膜系统的功能
(1)把细胞与外部环境分隔开，不仅使细胞具有相对稳定的内部环境，还在细胞与外部环境的物质运输、能量转化和信息交流等方面发挥重要作用。
(2)把细胞内的各种细胞器分隔开。
(3)广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，有利于细胞内各种化学反应互不干扰，可以同时、高效、有序地进行。
1．判断下列说法的正误
(1)细胞核控制着细胞的代谢和遗传(√)
(2)细胞核是储存遗传物质DNA和RNA的主要场所(×)
(3)用甲基绿染色后发现细胞核是绿色的，说明DNA只存在细胞核内(×)
(4)生物膜系统就是细胞内的所有“生物膜”总称(×)
(5)核糖体、中心体不属于生物膜系统的范畴(√)
(6)生物膜系统是真核细胞所特有的结构体系，原核细胞不具备该体系(√)
2．细胞代谢和遗传的控制中心是( )
A．细胞质基质 B．细胞器 C．细胞核
解析：选C 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
3．下列各类生物细胞中，具有成形细胞核的是( )
A．艾滋病病毒 B．酵母菌 C．大肠杆菌
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解析：选B 艾滋病病毒是病毒，没有细胞结构；大肠杆菌是细菌，细菌没有成形的细胞核；酵母菌是真菌的一种，具有成形的细胞核。
4．细胞核内行使遗传功能的结构是( )
A．核孔 B．染色质 C．核仁
解析：选B 染色质由DNA和蛋白质组成，其中DNA是遗传物质，因此细胞核内染色质是行使遗传功能的结构。
5．下列有关细胞核的叙述，正确的是( )
A．DNA和RNA主要存在细胞核中
B．核孔与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
C．细胞核是细胞的遗传信息库
解析：选C DNA主要存在细胞核中，RNA主要存在细胞质。核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
6．细胞的生物膜系统指的是( )
A．由细胞膜、核膜以及细胞器膜形成的统一生物膜系统
B．全部细胞膜
C．细胞膜和核膜
解析：选A 细胞的生物膜系统由细胞膜、核膜以及细胞器膜等结构共同构成。
7．为了研究小鼠细胞分泌蛋白的形成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，观察相应变化。可能出现的结果是( )
A．细胞核内不出现3H标记
B．内质网是首先观察到3H标记的细胞器
C．若能在高尔基体上观察到3H标记，表示可能有分泌蛋白合成
解析：选C 亮氨酸是用来合成蛋白质的，细胞核内也需要蛋白质，所以也可能出现3H标记；蛋白质是在核糖体上合成的，3H标记首先出现在核糖体；高尔基体与分泌物的形成有关，所以在高尔基体上观察到3H标记，表示可能有分泌蛋白合成。
核心要点(一) 细胞核的结构与功能特点
细胞核的结构特点与功能特点比较
项目
结构特点
功能特点
核膜
核膜是双层膜，膜上有酶。外膜与内质网相连，且有核糖体附着
核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行
核膜是不连续的，其上有核孔
①小分子、离子通过核膜进出；②大分子物质通过核孔进出
在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建
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核仁
折光性强，易与其他结构区分
①核糖体中的RNA来自核仁；②在有丝分裂中周期性地消失和重现
染色质
①易被碱性染料染成深色，与染色体是同一种物质；②由DNA和蛋白质组成
遗传物质的主要载体
[名师点拨] 代谢旺盛的细胞的特点
(1)自由水含量相对较高；
(2)细胞膜上蛋白质含量和种类较多；
(3)核质之间物质交换频繁，核孔数量多；
(4)蛋白质合成旺盛，核仁较大。
[思考探究]
(1)真核生物的细胞都有细胞核吗？
提示：不一定。如哺乳动物成熟的红细胞和植物成熟的筛管没有细胞核。
(2)同一个生物体内所有细胞核的内部结构都相同吗？
提示：不完全相同，如在细胞有丝分裂过程中，核仁会周期性地消失和重现。
(3)精子几乎无细胞质，哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，它们的存活时间都很短，由此说明了什么？
提示：说明了细胞核与细胞质具有相互依存的关系。
(4)原核细胞遗传信息的储存场所是什么？
提示：是拟核。
[题组冲关]
1．如右图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了伞帽。下列有关评价合理的是( )
A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C．欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验
D．第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同
解析：选C 在缺乏对照的情况下，仅根据图示所进行的操作和实验现象，无法得出细胞核的功能；只有在设置对照的情况下，才能得出细胞核是细胞的遗传和代谢的控制中心。
2．下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是( )
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A．细胞核的核膜由一层膜构成
B．能够被甲基绿染成绿色的物质存在于染色质中
C．只有核仁在有丝分裂过程中发生周期性的消失和重建
D．物质都是通过核孔进出细胞核的
解析：选B 核膜由内、外两层膜构成；甲基绿把DNA染成绿色，DNA在细胞核内存在染色质上；核膜和核仁在细胞进行有丝分裂过程中发生周期性的消失和重建；小分子物质通过跨膜运输的方式进出细胞，RNA和蛋白质通过核孔进出细胞核。
核心要点(二) 分泌蛋白的形成与分泌过程
1．模型建立与分析
(1)过程图模型
从图中可以直接看出，在分泌蛋白的形成与分泌过程中，几种细胞器之间的协作关系。
(2)曲线图模型
该模型不仅表示了放射性出现的先后顺序，而且还表示了某结构中放射性颗粒数的变化。
(3)表格模型
细胞结构
附有核糖体的内质网
高尔基体
靠近细胞膜的小泡
时间(min)
3
17
117
表格中的信息较为直接，能够看出分泌蛋白的合成、加工和运输经过的场所及先后顺序。
2．各种生物膜在化学组成上的联系
(1)相似性：各种生物膜在化学组成上大致相同，都主要由脂质和蛋白质组成。
(2)差异性：不同生物膜的功能不同，组成成分的含量有差异，如代谢旺盛的生物膜(如线粒体内膜)蛋白质含量高；与细胞识别有关的细胞膜糖类含量高。
3．各种生物膜在结构上的联系
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4．生物膜系统的功能
[题组冲关]
3．唾液中含有多种蛋白质，唾液腺细胞中参与合成与分泌蛋白质的细胞器有( )
A．内质网、细胞膜
B．核糖体、内质网、高尔基体
C．核糖体、内质网
D．核糖体、内质网、高尔基体、线粒体
解析：选D 分泌蛋白首先是在核糖体上合成，然后经过内质网和高尔基体的加工、转运，最后分泌到细胞外。在合成、加工、转运过程中需线粒体提供能量。
4．从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中含有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量。下图中能正确描述的曲线是( )
解析：选B 核糖体进行肽链的合成，14C氨基酸会逐渐增加，但会稳定在一定水平，因为核糖体合成的肽链不会一直位于核糖体上，最终会离开核糖体进入内质网和高尔基体进行加工与包装。由于合成肽链的核糖体本身也位于内质网上(形成糙面内质网)，再加上已经离开核糖体进行加工的肽链也位于内质网上，所以内质网上的14C氨基酸最后会多于核糖体上的14C氨基酸。
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一、选择题
1．细胞核携带的遗传信息存在于( )
A．核孔 B．染色质
C．核仁 D．核膜
解析：选B 染色质由DNA和蛋白质构成，细胞核携带的遗传信息存在于染色质的DNA中。
2．一同学将下图乙伞藻的细胞核与伞部去掉，并将甲伞藻的细胞核移入乙中，则存活下来的乙伞藻其外形是( )
解析：选B 细胞核决定伞部的形状。
3．变形虫在细胞核被移除之后，新陈代谢减弱、运动停止，最终会死亡。如果在去核后三天再植回一个细胞核，变形虫又能恢复生命活动。这个实验说明细胞核是( )
A．细胞的遗传信息库 B．细胞代谢的控制中心
C．细胞的遗传控制中心 D．细胞分裂的控制中心
解析：选B 变形虫有细胞核能够进行生命活动，无细胞核就死亡，因此说明细胞核是细胞代谢的控制中心。
4．生物大分子在细胞内进行转运的交通枢纽的是( )
A．高尔基体 B．内质网
C．溶酶体 D．细胞核
解析：选A 在内质网上合成和加工的物质以囊泡的形式转移至高尔基体，经过高尔基体的修饰和加工，形成小泡与细胞膜融合。所以说高尔基体是生物大分子在细胞内进行转运的交通枢纽。
5.右图是细胞核的结构模式图，有关叙述正确的是( )
A．①是核膜，由4层磷脂双分子组成
B．②是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，是所有生物遗传物质的载体
C．③是核仁，与核糖体形成有关，在细胞有丝分裂中可发生周期性变化
D．④是核孔，是DNA和RNA等大分子物质进出细胞核的通道
解析：选C 图中①是核膜，是双层膜，由2层磷脂双分子层(4层磷脂分子)组成；②是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，是所有真核生物遗传物质的主要载体，原核细胞和病毒都没有染色质；③是核仁，与核糖体的形成有关，在细胞有丝分裂中可发生周期性地消失和重建；④是核孔，是RNA和蛋白质等大分子物质进出细胞核的通道，DNA不能通过。
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6．如图是植物细胞部分膜结构示意图，按甲、乙、丙、丁顺序它们分别属于( )
A．细胞膜、高尔基体膜、线粒体膜、核膜
B．叶绿体膜、液泡膜、线粒体膜、核膜
C．线粒体膜、核膜、内质网膜、高尔基体膜
D．细胞膜、叶绿体膜、线粒体膜、内质网膜
解析：选B 甲是双层结构，为叶绿体膜；丙内膜向内凹陷，故为线粒体膜，丁是双膜结构且有核孔，故为核膜。
7．代谢旺盛的细胞中，下列哪项不会上升( )
A．线粒体的数量 B．自由水所占的比例
C．核内DNA含量 D．核孔的数量
解析：选C 代谢越旺盛的细胞，需要的能量越多，线粒体的数量多，自由水所占的比例高，核孔数目多。
8．细胞核中控制合成的RNA进入细胞质以及细胞质中合成的酶等蛋白质分子进入细胞核的通道是( )
A．核膜 B．核孔
C．胞间连丝 D．内质网
解析：选B RNA等生物大分子进出细胞核的通道是核孔。胞间连丝是细胞之间信息交流的通道。内质网与蛋白质的加工和脂质的合成有关。
9．核仁的作用是( )
A．细胞内遗传信息的载体
B．实现核与质之间的物质交换和信息交流
C．把核内物质与细胞质分开
D．与某种RNA的合成及核糖体的形成有关
解析：选D 染色质是遗传信息的载体，核孔可实现核与质之间的物质交换和信息交流，核膜将核内物质与细胞质分开。
10．细胞核由核膜、染色质、核仁、核孔等组成，下列有关叙述，不正确的是( )
A．核膜是双层膜，把核内物质与细胞质分开
B．染色质主要是由DNA和蛋白质组成的
C．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
D．核孔实现了细胞间的信息交流
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解析：选D 核膜是双层膜，把核内物质与细胞质分开，保证细胞核的相对独立性。染色质(体)主要成分是蛋白质和DNA。核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。核孔实现了细胞核和细胞质的信息交流。
11．在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，标记出现的先后顺序是( )
A．线粒体→内质网→高尔基体→细胞膜
B．核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
C．核糖体→高尔基体→内质网→细胞膜
D．内质网→核糖体→高尔基体→细胞膜
解析：选B 胰腺腺泡细胞分泌的消化酶属于分泌蛋白，3H标记的亮氨酸可以参与分泌蛋白的合成。分泌蛋白的合成分泌过程是：在核糖体上合成多肽，内质网加工糖基化并形成空间结构，高尔基体进一步加工为成熟蛋白质，形成分泌小泡与细胞膜融合，最后经胞吐的方式分泌到细胞外部。
12．在一定时间内使某种动物细胞吸收放射性同位素标记的氨基酸，经检查发现放射性同位素依次出现在下图中①～⑤部位。有关叙述正确的是( )
A．②、③都是双层膜结构
B．⑤代表分泌蛋白
C．⑥对肽链进行了加工
D．该过程体现了生物膜之间有着直接的联系
解析：选B ②、③分别是内质网和高尔基体，都是单层膜结构；该图表示了分泌蛋白的合成与分泌过程，⑤代表分泌蛋白；⑥是线粒体，是有氧呼吸的主要场所，能为蛋白质的合成提供能量；该分泌蛋白的合成和运输过程体现了生物膜之间的间接联系。
二、非选择题
13．作为一个生命系统，细胞内部的各种结构及其功能既相对独立又彼此联系。实验中用35S标记一定量的氨基酸，来培养某哺乳动物的乳腺细胞，测得内质网、核糖体、高尔基体上放射性强度的变化曲线(如图甲所示)，以及在此过程中高尔基体膜、细胞膜、内质网膜面积的变化曲线(如图乙所示)。请结合图示回答下列问题：
(1)请判断图甲中的a、b、c曲线所代表的细胞器依次是________________________。高尔基体在此过程中所起的作用是________________________________________________
________________________________________________________________________。
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(2)请判断图乙中的d、e、f曲线所代表的生物膜所属的细胞结构依次是_______________。
(3)导致f曲线先增加后减少的原因是_______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由分泌蛋白的合成和分泌的途径可知，a、b、c曲线所代表的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体。高尔基体的作用是对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰和加工，然后形成包裹着蛋白质的小泡。(2)由于内质网膜、高尔基体膜和细胞膜之间可通过产生具膜小泡进行相互转化，故可判断d、f、e曲线所代表的依次为内质网、高尔基体、细胞膜之间的生物膜面积的大小变化。(3)详见答案。
答案：(1)核糖体、内质网、高尔基体 高尔基体对来自内质网的蛋白质做进一步的修饰和加工，然后形成包裹着蛋白质的小泡 (2)内质网、细胞膜、高尔基体
(3)内质网以囊泡的形式将蛋白质运送到高尔基体，囊泡与高尔基体膜融合导致高尔基体膜面积增加；被进一步修饰加工的蛋白质，再以小泡的形式从高尔基体运送到细胞膜，又导致高尔基体膜面积减少
一、选择题
1．如图表示细胞核的结构，下列关于细胞核结构的说法错误的是( )
A．③能够将核内物质与细胞质分开
B．⑤不是遗传物质储存和复制的场所，也不是细胞的控制中心
C．蛋白质合成旺盛的细胞中，⑥数目较多，④数量较多
D．RNA主要是通过⑥从细胞核到达细胞质的
解析：选C 由图可知③是核膜，能将核内物质与细胞质分开。⑤是核仁，与某种RNA和核糖体的形成有关，不是遗传物质储存和复制的场所，也不是细胞的控制中心。蛋白质合成旺盛的细胞中核仁较大，⑥核孔较多，但④染色质不会多。RNA是通过核孔⑥到达细胞质的。
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2．关于细胞核的叙述正确的是( )
A．真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行
B．一个细胞只能有一个细胞核
C．真核细胞的核膜上有核孔，大分子物质可以通过核孔自由进出细胞核
D．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别
解析：选A 核膜属于生物膜，生物膜上附着大量的酶，有利于多种化学反应的顺利进行；有些细胞中含有多个细胞核；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，但核孔具有选择性，如DNA是大分子，不能通过核孔进出细胞核；原核细胞的拟核除没有核膜外，也没有核仁和染色体。
3．下列关于细胞核的叙述，正确的是( )
A．细胞核是遗传的信息库和遗传的控制中心，不是代谢的控制中心
B．真核细胞的核膜是一种双层生物膜，可将核内物质与细胞质分开
C．大肠杆菌、酵母菌、乳酸菌的核膜上有孔
D．因为鸟类、蛙的成熟的红细胞无细胞核，是细胞膜制备的理想材料
解析：选B 细胞核是遗传信息库，是遗传和代谢的控制中心。真核细胞的核膜是双层膜，可将核内物质与细胞质分开。大肠杆菌和乳酸菌是原核生物，没有核膜和核孔。鸟类和蛙的成熟红细胞有细胞核和具膜细胞器，不是制备细胞膜的理想材料。
4．科学家将棕鼠卵巢细胞的核物质，注入黑鼠去核卵细胞内，激活以后，移入白鼠的子宫，白鼠最后产下一只克隆鼠。这只克隆鼠的体色和性别是( )
A．黑、雄 B．棕、雌
C．白、雄 D．灰、雌
解析：选B 生物体的性状主要由细胞核决定，克隆鼠的细胞核来自棕色的雌鼠，因此它的性状由提供细胞核的个体决定，而与其他个体无关，所以克隆鼠的体色是棕色，性别是雌性。
5．右图是一细胞的模式图。下列有关该细胞的叙述，错误的是( )
A．能进行光合作用的细胞
B．能进行有氧呼吸的细胞
C．有核孔的细胞
D．有纤维素的细胞
解析：选A 图示细胞有细胞壁、大液泡、线粒体和细胞核，不含叶绿体，故不能进行光合作用。有线粒体可进行有氧呼吸。
6．下列关于核酸的叙述，错误的是( )
A．核酸是生物体内具有遗传功能的大分子化合物
B．真核生物中，DNA和RNA都可以作为遗传物质
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C．含有核酸的细胞结构有细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体
D．可用甲基绿对人的口腔上皮细胞染色，观察DNA的分布
解析：选B 核酸是生物体细胞中具有遗传功能的生物大分子化合物；真核生物遗传物质是DNA；细胞中含有核酸的细胞结构有细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体；观察DNA的分布可用甲基绿染色。
7．关于细胞结构的叙述，正确的是( )
A．细胞核核膜是双层膜，可与内质网膜直接相连
B．不同的细胞内，核仁的大小和数量都是一定的
C．细胞核内的液体叫做细胞液
D．核孔是包括DNA在内的大分子物质任意通过的通道
解析：选A 细胞核核膜是双层膜，其外膜与内质网膜直接相连。不同的细胞内，核仁的大小和数量不完全相同。植物细胞液泡内的液体叫细胞液。核孔是大分子物质的通道，但DNA不能出细胞核。
8．关于细胞核结构与功能统一性的叙述，正确的是( )
A．核仁中的DNA控制着细胞代谢
B．染色质上的DNA储存着大量的遗传信息
C．不同细胞的核孔数量是相同的
D．原核细胞的核膜也具有两层膜，利于控制物质的进出
解析：选B 细胞核中的DNA控制着细胞代谢；染色质上的DNA储存着大量的遗传信息；不同细胞的核孔数量是不同的，与代谢强度有关；原核细胞没有核膜。
9．下列有关根尖细胞核的叙述，正确的是( )
A．染色体是由DNA和蛋白质组成的环状结构
B．核仁是产生核糖体及复制染色体的场所
C．核孔对物质的运输不具有选择性
D．通过核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
解析：选D 真核生物的染色体不是环状结构；核仁与某种RNA的合成和核糖体的形成有关；核孔对物质的运输具有选择性；核孔是核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道。
10．2013年的诺贝尔生理或医学奖授予了三位研究囊泡运输的科学家。下列有关囊泡运输的叙述正确的是( )
A．囊泡运输不消耗能量
B．高尔基体在囊泡运输的过程中起重要的交通枢纽作用
C．细胞器之间都能通过囊泡进行物质运输
D．细胞核内的RNA通过囊泡运输到细胞质
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解析：选B 囊泡运输利用的是膜的流动性，需要消耗能量。在分泌蛋白的合成和运输过程中，内质网膜形成囊泡，运输至高尔基体与其融合，再出芽形成小泡运输至细胞膜，分泌出细胞，高尔基体在囊泡运输的过程中起重要的交通枢纽作用。不具膜结构的核糖体就不能形成囊泡进行物质运输。细胞核内的RNA通过核孔运输。
11．科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述正确的是(多选)( )
细胞结构
附有核糖体的内质网
高尔基体
靠近细胞膜的小泡
时间(min)
3
17
117
A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成
B．高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连
C．高尔基体具有转运分泌蛋白的作用
D．靠近细胞膜的小泡可由高尔基体形成
解析：选CD 分泌蛋白是在粗面内质网上的核糖体内合成的，然后经内质网的初步加工，高尔基体的进一步加工和修饰，最后以小泡的形式与细胞膜融合，最终把分泌蛋白释放到细胞外。
二、非选择题
12. [实验探究] 研究人员用黑色美西螈的受精卵做了如下实验，请据图分析：
(1)实验(一)的结果说明________________________________________________。
(2)单独的细胞核不能生存的原因是_____________________________________。
(3)对比实验(一)和实验(二)可说明_______________________________________。
(4)导致实验(三)结果的原因可能是______________________________________。
解析：(1)实验(一)显示单纯的细胞核或细胞质都不能独立存活。(2)细胞质可为细胞核的生存提供营养物质和ATP。(3)由(一)、(二)可表明，细胞是一个有机的统一整体，细胞核与细胞质相互依存，密不可分。(4)实验(三)中移入其他种的细胞核可能会导致排异现象发生，核质不能成功融合，从而导致细胞死亡。
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答案：(1)细胞核和细胞质彼此分离之后都不能单独生存 (2)没有营养物质和能量供应 (3)细胞是一个有机的统一整体，细胞核与细胞质相互依存，密不可分 (4)异种细胞的细胞核与细胞质不能融合
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