1、高考资源网（） 您身边的高考专家第二单元细胞的基本结构与物质运输第5讲细胞膜与细胞核考纲展示核心素养1.细胞膜系统的结构和功能()。2.细胞核的结构和功能()。1.生命观念结构与功能观：细胞膜和细胞核的结构与功能相适应。2科学思维模型与建模：细胞膜流动镶嵌模型的建立和细胞核物理模型分析。3科学探究通过对细胞膜组成和功能的实验探究，以及细胞核功能的实验分析，掌握实验设计的对照原则和荧光标记技术。考情统计2019全国卷(2)；2018全国卷(1)；2018全国卷(1)；2018全国卷(2)；2017全国卷(1)基础梳理一、完善细胞膜概念图二、细胞膜的结构1生物膜结构探索历程中的实验与结论(连线)2
2、流动镶嵌模型的基本内容(1)填写结构模型的相关内容(2)回答细胞膜的结构特点三、细胞核的结构和功能1填写细胞核的结构模型2回答细胞核的功能基础小练1判断正误(1)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。()(2)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。()(3)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性。()(4)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。()(5)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。()(6)细胞核是细胞代谢的控制中心，也是细胞代谢的中心。()(7)核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建。()2教材拓展(1)线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角
3、度分析原因。提示：线粒体内膜功能较外膜复杂，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多。(2)用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因。提示：胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子。(3)在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因。提示：温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性。3思维探究如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析：(1)图中物质或结构的名称：_；_；_。提示：信号分子受体胞间连丝(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素
4、的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于上面的哪种方式？提示：分别属于图C、图A、图B。(3)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？提示：受体的化学本质是糖蛋白，和信号分子的结合具有特异性。(4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？提示：不是，有些小分子如脂溶性的信号分子(如性激素)的受体在细胞内部。锁定高考一从结构与功能观理解细胞膜结构与功能的关系1细胞膜的组成成分、结构和功能之间的相互关系2细胞膜流动性的实例与判断方法|针对练习|命题点一细胞膜的组成和结构1(2016年全国卷)下列有关细胞膜的叙述，正确的是()A细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的B细胞
5、膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同C分泌蛋白分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象D膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的解析：选C主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需要，主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上有糖蛋白，线粒体膜上有与有氧呼吸有关的酶等，B错误；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D错误。2(2020届丽水期中)科学家对哺乳动物红细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、P
6、E、PI、CI)进行了研究，分析结果如图所示。下列相关叙述错误的是()A脂双层的两层磷脂并不是完全相同的B糖蛋白只分布于细胞膜的A侧，B侧没有C磷脂PC在细胞外侧分布较多D甘油和氨基酸可以自由通过多种磷脂组成的膜结构解析：选D分析图解可知，脂双层的两层磷脂并不是完全相同的，A正确；糖蛋白只分布在细胞膜的外表面，即只分布于细胞膜的A侧，B侧没有，B正确；分析图解可知，磷脂PC在细胞外侧分布较多，C正确；甘油可以自由通过多种磷脂组成的膜结构，氨基酸的跨膜运输需要载体蛋白，故氨基酸不能自由通过多种磷脂组成的膜结构，D错误。3(2019届湖北武汉模拟)膜蛋白是一类结构独特的蛋白质，它镶嵌于膜脂的特性使
7、这一蛋白处于细胞与外界的交界部位，是细胞执行各种功能的物质基础。如图为细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。相关叙述错误的是()A蛋白A和B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性B若膜蛋白A具有信息传递功能，则该蛋白可能是胰岛素的受体C若蛋白质B具有运输功能，其运输物质的过程中可能消耗ATPD若蛋白C具有催化功能，其活性的高低受温度、pH等因素的影响解析：选A磷脂双分子层内部疏水，位于其内的蛋白质A和B跨膜区段也应具有疏水性。|拓 展 归 纳|常考的四种“膜蛋白”(1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体膜蛋白糖蛋白。(2)膜载体蛋白：是用于协助扩散和主动运输的载体
8、蛋白。(3)具催化作用的酶：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。(4)识别蛋白：是用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精卵间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。命题点二细胞膜的功能4(2017年全国卷)细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于()A血液运输，突触传递 B淋巴运输，突触传递C淋巴运输，胞间连丝传递 D血液运输，细胞间直接接触解析：选D哺乳动物卵巢分泌的雌激素通过血液循环作用于乳腺细胞，精子在输卵管
9、内与卵细胞结合，进入卵细胞内完成受精作用，是直接接触。5下列关于细胞膜功能的叙述，错误的是()A细胞膜上的载体蛋白具有传递信息的功能B细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的C细胞膜上蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度D胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体会引起血糖浓度升高解析：选A细胞膜上的载体蛋白具有控制物质运输的能力，受体蛋白具有传递信息的功能，A错误；细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，有些病毒和细菌也可以通过细胞膜，进入细胞内，B正确；蛋白质是生命活动的体现者，细胞膜上蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度，C正确；胰岛素是降血糖的激素，若胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体，那么
10、胰岛素就不能发挥作用，会引起血糖浓度升高，D正确。锁定高考二细胞膜结构与功能的实验探究方法1细胞膜成分的鉴定细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果磷脂脂溶剂处理细胞膜被溶解磷脂酶处理细胞膜被破坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过蛋白质双缩脲试剂呈现紫色蛋白酶处理细胞膜被破坏2.细胞膜结构特点流动性的验证(1)方法：荧光标记法。(2)现象：采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞，做如图实验。(3)结论：人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布，说明细胞膜具有一定的流动性。3细胞膜功能的探究(1)控制物质进出功能的验证(2)识别功能的验证|针对练习|6(2016年海南卷)科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋
11、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。这一实验现象支持的结论是()A膜蛋白能自主翻转B细胞膜具有流动性C细胞膜具有选择透过性D膜蛋白可以作为载体蛋白解析：选B用两种荧光染料标记细胞表面的蛋白质分子，细胞刚融合时，两种荧光染料在细胞表面对等分布，最后在细胞表面均匀分布，说明细胞膜具有流动性。7荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度的绿色；激光照射淬灭(漂白)膜上部分绿色荧光；检测淬灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲，结果如图乙。下
12、列说法错误的是()A该技术说明细胞膜具有一定的流动性B应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率C降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长D理论分析，漂白区域恢复足够长的时间荧光强度F2仍小于F1解析：选B由实验可知，该技术的理论基础是细胞膜具有一定的流动性，A正确；应用该技术只能测定群体蛋白质的流动速率，B错误；降低温度，膜的流动性降低，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间延长，C正确；由于实验过程中一部分荧光消失，所以漂白区域恢复足够长的时间荧光强度仍小于漂白前，D正确。锁定高考一从结构与功能观理解细胞核结构与功能的关系1“表格法”分析细胞核的结构和功能名称结构特点功能核膜和核孔(
13、1)核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着；(2)核膜是不连续的，其上有核孔；(3)核膜具有选择透过性(1)细胞内化学反应的场所。核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行；(2)控制物质进出，小分子、离子通过核膜进出；大分子物质通过核孔进出核仁折光性强，易与其他结构区分参与某些RNA的合成及核糖体的形成染色质(1)易被碱性染料染成深色；(2)主要由DNA和蛋白质组成；(3)与染色体的关系：是遗传物质的主要载体2.核孔的数量和核仁大小与细胞代谢的关系核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢活动的强弱有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。|针对练习|1(2019届海口调研)如图
14、为细胞核结构模式图，下列有关叙述错误的是()A主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂不同时期呈现不同状态B是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所C在细胞周期中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质D蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核需要消耗能量解析：选B是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，在细胞分裂不同时期呈现不同形态，间期和末期以染色质形式存在，前期、中期和后期以染色体形式存在；是核仁，与某种RNA的合成和核糖体的形成有关，但不是合成mRNA和蛋白质的场所；是核膜，在细胞周期中发生周期性变化，前期消失，末期重现，其主要成分是磷脂和蛋白质；蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞
15、具有选择性，同时需要消耗能量。2大量事实表明，在蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁。这可支持以下哪种说法()A核仁为细胞中蛋白质的合成提供能量B核仁可能与组成核糖体的必需物质的合成有关C无核仁的细胞往往不能合成蛋白质D蛋白质的合成一定在核仁内解析：选B核糖体参与蛋白质的合成，蛋白质合成旺盛的细胞中常有较大的核仁，说明核仁可能参与组成核糖体的必需物质的合成。锁定高考二细胞核功能的实验探究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为相互对照，还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
16、裂和分化是由细胞核控制的该实验既有相互对照，又有自身对照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，又有自身对照伞藻嫁接与核移植伞藻嫁接实验过程：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|针对练习|3(2019届黑龙江六校一模)如图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图，该实验结果说明()A生物体形态结构的建成主要与细胞质有关B细胞的分裂和分化是由细胞核控制的C细胞核是细胞代谢的中心D细胞核是细胞遗传的控制中心解析：选D通过图示可以看出，生物体形态结构的建成主要与细胞
17、核有关，A错误；伞藻是单细胞生物，不会涉及细胞分化，B错误；细胞核是细胞代谢的控制中心，但该实验不能说明，C错误；该实验说明，细胞核是细胞遗传的控制中心，D正确。4(2019届北京西城区质检)为探究RNA在蛋白质合成中的作用，科学家拉斯特用变形虫进行了以下实验：请继续拉斯特的实验，用同位素标记法证明RNA在蛋白质合成中起着信使的作用，请设计实验步骤、预测实验结果及结论。(1)实验步骤：在适当时期将细胞核与细胞质分离：取A组变形虫的细胞核移植到_，得到重组变形虫(甲组)，在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察_。取B组变形虫的细胞核移植到_，得到重组变形虫(乙组)，在无标记的尿嘧啶核
18、苷酸培养液中培养一段时间后，观察_。从上述实验可以观察到的实验现象是_。继续实验，向A、B两组变形虫细胞内分别加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成均停止；若再加入从其他生物如酵母菌中提取的_(填“RNA”或“RNA酶”)，则蛋白质合成有一定程度的恢复。(2)实验结论：_。解析：(1)题干将A组变形虫培养在含3H标记的尿嘧啶核苷酸培养液中，首先在细胞核中发现含有3H的RNA，细胞质后出现含有3H的RNA，B组变形虫培养在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中，细胞核和细胞质中均未发现含有3H的RNA。因此要证明RNA在细胞核中合成并将核中DNA的遗传信息带到细胞质，实验思路是取A组变形虫的细胞核移植到B组未
19、标记的去核变形虫的细胞质中，得到重组变形虫(甲组)，在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察甲组细胞质中是否出现放射性；取B组变形虫的细胞核移植到A组未标记的去核变形虫的细胞质中，得到重组变形虫(乙组)，在无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察乙组细胞质中是否出现放射性。观察到的实验现象是甲组细胞质出现放射性，乙组细胞质没有放射性。向甲、乙两组变形虫细胞内加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成停止；若再加入从酵母菌中提取的RNA，则又重新合成一定数量的蛋白质，说明RNA在蛋白质合成中起着信使的作用。(2)该实验是验证性实验，其实验结论是RNA在蛋白质合成中起着信使的作用或RNA
20、在细胞核中合成并将核中DNA的遗传信息带到细胞质。答案：(1)B组未标记的去核变形虫的细胞质中甲组细胞质中是否出现放射性A组未标记的去核变形虫的细胞质中乙组细胞质中是否出现放射性甲组细胞质出现放射性，乙组细胞质没有放射性RNA(2)RNA在蛋白质合成中起着信使的作用(或RNA在细胞核中合成并将核中DNA的遗传信息带到细胞质，答案合理即可)易错澄清易错点一误认为植物细胞“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。易错点二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
21、，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。易错点三明辨细胞核的四个误区点拨(1)物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道。小分子物质可通过核膜进出细胞核。(2)并不是所有物质都能进出核孔。核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。(3)核仁不是遗传物质的储存场所。核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。(4)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的。核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢活动的强弱有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。结论语
22、句1常用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜的原因是：哺乳动物成熟的红细胞没有核膜、线粒体膜等膜结构。2组成细胞膜的主要成分是：脂质、蛋白质。3细胞膜的功能有：(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。4细胞膜的结构特点是：具有一定的流动性；功能特点是：具有选择透过性。5细胞核的功能是：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。1(2019年全国卷)下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是()A细胞中的染色质存在于细胞核中B细胞核是遗传信息转录和翻译的场所C细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心D细胞核内遗传物质的合成需要能量解析：选B真核细胞细胞核中的DNA
23、与蛋白质结合，以染色质的形式存在，A正确；遗传信息的复制和转录是在细胞核中进行，而翻译则是在细胞质的核糖体上进行的，B错误；细胞核功能：细胞遗传物质贮存和复制的场所，细胞遗传和细胞代谢活动的控制中心。细胞的代谢主要是在细胞质中进行的，C正确；细胞核中有染色体，染色体中有DNA，DNA上有遗传信息，这些信息其实就是指导和控制细胞中物质和能量变化的一系列指令，而DNA的复制需要消耗能量，D正确。2(2018年天津卷)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。题表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是()选项膜蛋白的位置、功能膜蛋白的类型A位于突触后膜，识别并结合神经递质受体B位于靶细胞膜，识别并结合
24、激素载体C位于类囊体膜，催化ATP合成酶D位于癌细胞膜，引起特异性免疫抗原解析：选B在神经调节中，位于突触后膜的受体能识别并与神经递质结合，A正确；在激素调节中，位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白，B错误；在光合作用过程中，位于叶绿体类囊体膜上能催化ATP合成的膜蛋白为酶，C正确；癌细胞膜上的某些特殊蛋白质为抗原，能够被免疫系统识别，从而引起特异性免疫，D正确。3(2014年全国卷)关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是()A脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质B当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变C甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜D细胞产生的激素与靶细胞膜上
25、相应受体的结合可实现细胞间的信息传递解析：选C细胞膜主要由脂质和蛋白质构成，A正确；衰老细胞的细胞膜的通透性会发生改变，B正确；甘油以自由扩散的方式通过细胞膜，C错误；激素与靶细胞膜上受体结合体现了细胞膜的信息交流功能，D正确。4(2014年大纲卷)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：选C细胞核中染色质的主要成分是蛋白质和DNA，A正确；细胞核是遗传物质的主要储存场所，可以发生DNA的复制和转录，B正确；核孔是大分子物质选择性进出细胞核的
26、通道，如mRNA、DNA聚合酶等可通过核孔，C错误；有丝分裂前期核膜消失，末期核膜重新形成，D正确。5(2014年福建卷)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是()解析：选D血红蛋白存在于红细胞内，是一种可运载氧气的蛋白质，并非膜蛋白；抗体是由浆细胞分泌的一种免疫球蛋白，并非T淋巴细胞细胞膜的成分；胰岛素受体具有特异性，只能与胰岛素特异性结合，无法与胰高血糖素结合；神经递质可以与骨骼肌细胞膜上的神经递质受体特异性结合，葡萄糖可以借助转运葡萄糖的载体通过主动运输的方式进入骨骼肌细胞。6(2013年天津卷)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是()A蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离B抗原刺激引发记忆细胞增殖分化C胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取D传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩解析：选A蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，植物细胞失水，使洋葱细胞发生质壁分离，和生物膜的流动性有关，未体现生物膜的信息传递功能；抗原刺激记忆细胞增殖分化，胰岛素调节靶细胞摄取葡萄糖，传出神经细胞释放递质引起肌肉收缩，都可体现生物膜的信息传递功能。- 14 - 版权所有高考资源网
