專題04 細胞膜和細胞核（串講）-備戰(zhàn)2024年高考生物一輪復(fù)習(xí)串講精練（新高考專用）

專題04細胞膜和細胞核考點分布重點難點備考指南1．細胞膜的成分2．細胞膜的流動鑲嵌模型3．細胞膜的功能4．細胞核的結(jié)構(gòu)與功能1.細胞膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。2.細胞核的結(jié)構(gòu)和功能。掌握細胞膜的成分組成及細胞膜的功能取決于什么成分。掌握細胞膜的流動鑲嵌模型各部分的圖像及名稱明確細胞膜制備實驗的操作及原理理解并掌握細胞膜的功能掌握細胞核的結(jié)構(gòu)特點和各部分的功能理解并掌握細胞膜的結(jié)構(gòu)特點和功能特點?？键c一細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能1．細胞膜的成分（1）制備細胞膜用人或其他哺乳動物成熟的紅細胞，原因是無細胞核和眾多的細胞器，易制得純凈的細胞膜。實驗過程：選材→制片→觀察→滴水→觀察。（2）細胞膜的成分包括脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類。功能越復(fù)雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)目越多。脂質(zhì)主要是磷脂，動物的細胞膜還有膽固醇。（3）細胞膜的組分是可變的，細胞在癌變的過程中，細胞膜的成分發(fā)生改變，糖蛋白含量下降，有的產(chǎn)生甲胎蛋白、癌胚抗原等物質(zhì)，可用來檢測癌細胞。（4）磷脂是一種由甘油、脂肪酸和磷酸等組成的分子，磷酸“頭”部是親水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。2．細胞膜的流動鑲嵌模型（1）紅細胞膜中脂質(zhì)鋪展成單分子層后是紅細胞表面積的2倍，這說明了細胞膜中的脂質(zhì)分子排列為連續(xù)的兩層。人鼠細胞雜交實驗證明了細胞膜具有流動性。（2）1972年桑格和尼克爾森不斷觀察及實驗數(shù)據(jù)分析提出了流動鑲嵌模型。（3）在細胞膜的外表，有一層由細胞膜上的蛋白質(zhì)與糖類結(jié)合形成的糖蛋白，也叫做糖被。糖蛋白的作用是細胞表面的識別、細胞間的信息傳遞等。糖蛋白分布于細胞膜外側(cè)，據(jù)此可判斷細胞的內(nèi)外側(cè)。（4）細胞膜的基本支架是磷脂雙分子。（5）細胞膜的結(jié)構(gòu)特點是流動性，細胞膜具有該特點的原因是構(gòu)成膜的磷脂分子和蛋白質(zhì)分子，大多是可以運動的。3．細胞膜的功能（1）細胞膜的功能是①將細胞與外界環(huán)境分隔開；②控制物質(zhì)進出；③進行細胞間的信息交流。（2）細胞膜的功能特點是選擇透過性。4．細胞壁（植物細胞）細胞膜是細胞的邊界，因為其具有選擇透過性；細胞壁是全透性的，不能作為細胞的邊界。（1）植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠。與其形成有關(guān)的細胞器是高爾基體和線粒體。（2）細胞壁的功能是保護和支持作用。與細胞膜相關(guān)的實驗設(shè)計細胞膜成分、結(jié)構(gòu)、功能相關(guān)的實驗設(shè)計思路總結(jié)項目設(shè)計思路細胞膜磷脂雙分子層的鑒定提取細胞膜結(jié)構(gòu)中的磷脂分子，鋪在水面上，測得磷脂單分子層占有面積，與細胞膜面積對比分析細胞膜流動性的鑒定取A、B兩種動物細胞，分別用紅、綠色熒光染料標記兩種動物細胞膜上的蛋白質(zhì)，進行融合實驗，觀察在細胞融合過程中兩種顏色的熒光在細胞膜上的分布情況細胞膜識別作用探究將大量的同種生物和親緣關(guān)系較遠的生物的精子和卵細胞混合在一起，觀察精子和卵細胞結(jié)合情況細胞膜控制物質(zhì)進出細胞探究可利用有顏色的植物組織，將其放入無色溶液中，然后用高溫、強酸或強堿處理，觀察處理前后溶液顏色是否發(fā)生變化1.是否所有信號分子的受體都在細胞膜上？試舉例說明：不是，有些小分子物質(zhì)(如脂溶性的信號分子性激素)的受體在細胞內(nèi)部。2.線粒體內(nèi)膜的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量比外膜高(填“低”或“高”)，請從結(jié)構(gòu)與功能觀角度分析原因：功能復(fù)雜的膜中，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量多，而線粒體內(nèi)膜中進行著有氧呼吸的第三階段。3.將人的肝細胞中的磷脂全部提取并鋪成單層分子，其面積是肝細胞表面積的2倍嗎？為什么？大大超過2倍，肝細胞具有核膜和多種細胞器膜。4.鑒別死細胞和活細胞通常用“染色排除法”，如臺盼藍可使死的動物細胞染色，而活的動物細胞不著色?！叭旧懦ā钡脑硎腔罴毎募毎つ軌蚩刂莆镔|(zhì)進出細胞。典例1.下列關(guān)于細胞的流動鑲嵌模型說法正確的是()A．羅伯特森利用光學(xué)顯微鏡提出了“亮—暗—亮”的三明治結(jié)構(gòu)是一種靜態(tài)模型B．利用放射性同位素標記法將小鼠和人細胞膜上的蛋白質(zhì)做標記的實驗，證明了細胞膜具有一定的流動性C．細胞膜上絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)和磷脂雙分子層都具有一定的流動性D．歐文頓利用了化學(xué)上的“相似相溶原理”解決了脂溶性物質(zhì)為什么更容易進入細胞，是因為細胞膜上具有大量的磷脂和少量的固醇【答案】C【解析】羅伯特森利用電子顯微鏡提出了“暗—亮—暗”的三層結(jié)構(gòu)是一種靜態(tài)模型，A錯誤；1970年，科學(xué)家用發(fā)綠色熒光的染料和發(fā)紅色熒光的染料標記小鼠和人細胞膜上的蛋白質(zhì)分子，證明了細胞膜具有一定的流動性，B錯誤；歐文頓利用了化學(xué)上的“相似相溶原理”解決了脂溶性物質(zhì)為什么更容易進入細胞，是因為細胞膜上具有脂質(zhì)，但不能確認具體的脂質(zhì)類型，D錯誤。典例2.細胞膜的功能與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．細胞膜是細胞的一道屏障，只有細胞需要的物質(zhì)才能進入細胞，對細胞有害的物質(zhì)不能進入細胞B．細胞膜中的脂質(zhì)結(jié)構(gòu)使溶于脂質(zhì)的物質(zhì)容易穿過細胞膜C．雖然磷脂雙分子層內(nèi)部是疏水的，但是水分子也能通過細胞膜D．細胞膜上的某些蛋白質(zhì)分子有物質(zhì)運輸功能【答案】A【解析】細胞膜對進出細胞的物質(zhì)具有控制作用，但是這種控制作用是相對的，某些情況下對細胞有害的物質(zhì)也能進入細胞，A錯誤。典例3.生物膜的構(gòu)成成分之一是磷脂，下圖是用磷脂分子制備的一種人工膜，對此敘述正確的是()A．磷脂、膽固醇、維生素D都屬于固醇B．磷脂分子的“頭”部是疏水基團C．該人工膜中間可包裹脂質(zhì)D．生物膜均由單層磷脂分子構(gòu)成【答案】C【解析】磷脂屬于脂質(zhì)，但不屬于固醇，A項錯誤；磷脂分子的“頭”部是親水基團，B項錯誤；生物膜都以磷脂雙分子層為基本支架，單層膜結(jié)構(gòu)的生物膜由1層磷脂雙分子層構(gòu)成，D項錯誤。考點二細胞核的結(jié)構(gòu)與功能1.細胞核的結(jié)構(gòu)與功能（1）核膜是2層膜，作用是將核內(nèi)物質(zhì)與細胞質(zhì)分開。（2）染色質(zhì)的組成成分是DNA和蛋白質(zhì)。染色質(zhì)是DNA的主要載體，遺傳信息的載體是DNA。染色質(zhì)與染色體的關(guān)系是同一物質(zhì)的不同存在狀態(tài)。（3）核仁的作用是與rRNA的合成以及核糖體的形成有關(guān)。核膜、核仁在細胞周期中表現(xiàn)為周期性地消失和重建（4）核孔的作用是實現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的物質(zhì)交換和信息交流，能通過核孔的物質(zhì)有蛋白質(zhì)、RNA。核孔的數(shù)量、核仁的大小與細胞代謝的關(guān)系：代謝旺盛、蛋白質(zhì)合成量大的細胞中，核孔數(shù)量多，核仁較大。（5）細胞核的功能是：細胞核是遺傳物質(zhì)儲存和復(fù)制的主要場所，是遺傳信息庫；細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心。1.細胞核功能探究的經(jīng)典實驗實驗內(nèi)容實驗過程實驗結(jié)論實驗分析實驗一：兩種美西螈細胞核移植美西螈皮膚顏色遺傳是由細胞核控制的該實驗可作相互對照，即將白色美西螈胚胎細胞的細胞核移植到黑色美西螈去核卵細胞形成重組細胞進行培養(yǎng)作為對照實驗二：橫縊蠑螈受精卵蠑螈的細胞分裂和分化是由細胞核控制的該實驗既有相互對照，又有自身對照實驗三：將變形蟲切成兩半變形蟲的分裂、生長、再生、應(yīng)激性是由細胞核控制的該實驗既有相互對照，又有自身對照實驗四：傘藻嫁接與核移植①傘藻嫁接實驗過程：②傘藻核移植實驗過程：傘藻“帽”的形狀是由細胞核控制的傘藻嫁接實驗為相互對照，傘藻核移植實驗可排除假根中其他物質(zhì)的作用，從而證明是細胞核控制傘藻“帽”的形狀相關(guān)實驗歸納總結(jié)1.模型方法(1)模型分為物理模型(如DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的掛圖或?qū)嵨锬Ｐ?、概念模型(如種群的概念)和數(shù)學(xué)模型(如“J”型曲線、“S”型曲線，公式、表格等)。(2)在設(shè)計并制作細胞模型時，科學(xué)性、準確性是第一位的，其次才是模型的美觀與否。(3)洋蔥鱗片葉表皮細胞的顯微照片不是(填“是”或“不是”)物理模型(模型是簡化的、概括的)。2.核膜、核孔都有選擇性，試舉例說明：小分子物質(zhì)可通過核膜進出細胞核，DNA不能通過核孔進出細胞核，RNA可以通過核孔進入細胞質(zhì)；DNA聚合酶等蛋白質(zhì)可以通過核孔進入細胞核。3.真核細胞核內(nèi)的核仁被破壞，抗體合成將不能正常進行的原因是核仁與核糖體的形成有關(guān)，核仁被破壞，不能形成核糖體，抗體蛋白的合成將不能正常進行。典例1.(2019·廣西南寧三中開學(xué)考)如圖所示為細胞核結(jié)構(gòu)模式圖，下列敘述中正確的是()A．高等植物成熟篩管細胞中的細胞核，控制著該細胞的代謝和遺傳B．①與②相連接，二者共同參與細胞內(nèi)磷脂的加工和運輸C．③為處于凝固狀態(tài)的遺傳物質(zhì)，不參與細胞代謝，僅起遺傳物質(zhì)的備份作用D．細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心，“控制指令”可通過⑤從細胞核到達細胞質(zhì)【答案】D【解析】高等植物成熟篩管細胞中無細胞核，A錯誤；②為核膜，不參與細胞內(nèi)磷脂的加工，B錯誤；③為核仁，不是遺傳物質(zhì)，C錯誤；細胞核內(nèi)合成的信息分子可通過核孔到達細胞質(zhì)后，控制細胞的代謝和遺傳，D正確。典例2.(2021·黑龍江牡丹江檢測)下列關(guān)于細胞核的敘述中錯誤的是()A．哺乳動物成熟紅細胞壽命較短與其不含細胞核有關(guān)B．不同細胞中核膜上的核孔數(shù)量不同，具體數(shù)量與細胞代謝旺盛程度有關(guān)C．核膜在有絲分裂中發(fā)生周期性變化，其主要成分是磷脂和蛋白質(zhì)D．細胞核核仁與核糖體RNA及核糖體蛋白質(zhì)的合成有關(guān)【答案】D【解析】核仁與核糖體RNA的合成及核糖體的形成有關(guān)，但核糖體蛋白質(zhì)的合成與核仁無關(guān)，D錯誤。1.4種常考的“膜蛋白”（1）受體蛋白：信號分子（如激素、淋巴因子、神經(jīng)遞質(zhì)）的受體。（2）載體蛋白：協(xié)助跨膜運輸（協(xié)助擴散和主動運輸）。（3）具催化作用的酶：如好氧型細菌其細胞膜上可附著與有氧呼吸相關(guān)的酶，此外，細胞膜上還存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主動運輸?shù)龋?。?）識別蛋白：用于細胞與細胞間相互識別的糖蛋白（如精卵細胞間的識別、免疫細胞對抗原的特異性識別等）。2.①不是所有的物質(zhì)進出細胞核都要通過核孔，核孔是蛋白質(zhì)、RNA等大分子進出細胞核的通道，小分子物質(zhì)可通過核膜進出細胞核。核孔是由多種蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出明顯的選擇性，如細胞核中的DNA不能通過核孔進入細胞質(zhì)。②遺傳物質(zhì)在染色體上并不在核仁中，核仁參與rRNA的合成及核糖體的形成，細胞核中的遺傳物質(zhì)分布于染色體（染色質(zhì)）上。3.有些細胞不只具有一個細胞核，如雙小核草履蟲有兩個細胞核，人的骨骼肌細胞中有多個細胞核。有些真核細胞不具有細胞核，如哺乳動物成熟的紅細胞。1.(2017·全國卷Ⅰ)細胞間信息交流的方式有多種。在哺乳動物卵巢細胞分泌的雌激素作用于乳腺細胞的過程中，以及精子進入卵細胞的過程中，細胞間信息交流的實現(xiàn)分別依賴于()A．血液運輸，突觸傳遞B．淋巴運輸，突觸傳遞C．淋巴運輸，胞間連絲傳遞D．血液運輸，細胞間直接接觸【答案】D【解析】雌激素由卵巢細胞分泌后，隨血液運輸?shù)竭_全身各處，作用于乳腺細胞的受體，將信息傳遞給乳腺細胞；而精子進入卵細胞的過程要經(jīng)歷精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合，精子通過與卵細胞的直接接觸將信息傳遞給卵細胞。2.(2020·重慶七校聯(lián)考)如圖表示細胞核的結(jié)構(gòu)，下列關(guān)于細胞核結(jié)構(gòu)的說法正確的是()A．細胞核是細胞生命活動的控制中心和細胞代謝中心B．處于分裂期的細胞中③可以控制物質(zhì)出入C．⑥是大分子出入的通道，具有選擇性D．細菌不具有該圖所示結(jié)構(gòu)，但細菌無絲分裂過程中也會出現(xiàn)DNA復(fù)制【答案】C【解析】細胞核是細胞生命活動的控制中心和細胞代謝的控制中心，而不是細胞代謝的中心，A錯誤；③是核膜，處于分裂期的細胞中沒有③，B錯誤；⑥是核孔，是大分子出入的通道，具有選擇性，C正確；細菌不具有該圖所示結(jié)構(gòu)，細菌一般進行二分裂，D錯誤。3.(2018·廣東高三百校聯(lián)考)下列有關(guān)高等植物細胞細胞壁的敘述，正確的是()A．細胞壁是系統(tǒng)的邊界，可控制物質(zhì)進出細胞B．纖維素酶既能去除植物細胞的細胞壁，又不損傷其內(nèi)部結(jié)構(gòu)C．少量失水的成熟植物細胞未見質(zhì)壁分離，說明該細胞已失去活性D．在植物細胞有絲分裂末期，赤道板向四周擴展形成新的細胞壁【答案】B【解析】高等植物細胞的細胞壁是全透性的，不是系統(tǒng)的邊界，細胞膜是系統(tǒng)的邊界，可控制物質(zhì)進出細胞，A錯誤；高等植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶可催化纖維素水解，進而去除植物細胞的細胞壁，且不損傷其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，B正確；少量失水的成熟植物細胞未見質(zhì)壁分離，可能是因為細胞壁與原生質(zhì)層都有一定的伸縮性，細胞壁與原生質(zhì)層同步收縮，不能說明該細胞已失去活性，C錯誤；在植物細胞有絲分裂末期，細胞板向四周擴展形成新的細胞壁，D錯誤。4.(2018·東北育才中學(xué)月考)糖脂普遍存在于細胞膜上，不同的細胞中糖脂的種類不同，下面是人紅細胞表面的ABO血型糖脂的結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)圖判斷下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．糖脂是由糖類和脂質(zhì)分子結(jié)合而成的B．紅細胞ABO血型的不同在于組成糖脂中的糖的種類和排列順序C．糖脂和糖蛋白都具有識別作用D．糖脂位于細胞膜內(nèi)表面【答案】D【解析】由圖可知，決定ABO血型的物質(zhì)為糖脂中的糖的種類和排列順序；糖脂具有識別作用，應(yīng)位于細胞膜的外表面。5.(2019·全國名校高考模擬)下列關(guān)于細胞膜功能的敘述，錯誤的是()A．細胞膜上的載體蛋白具有傳遞信息的功能B．細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的作用是相對的C．細胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量決定細胞膜功能的復(fù)雜程度D．胰島素的靶細胞膜上缺乏胰島素受體會引起血糖濃度升高【答案】A【解析】細胞膜上的載體蛋白具有控制物質(zhì)進出的功能，A錯誤；細胞膜控制物質(zhì)進出細胞的作用是相對的，如細菌、病毒等有害的物質(zhì)也可以進入細胞，B正確；細胞膜上蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多，細胞膜的功能越復(fù)雜，C正確；胰島素的靶細胞膜上缺乏胰島素受體會引起血糖濃度升高，D正確。6.(2018·長春一模)下列關(guān)于細胞的信息分子以及細胞間信息交流的敘述，正確的是()A．信息分子直接參與靶細胞和靶器官內(nèi)多種生命活動B．植物細胞間的信息交流都需要依賴膜表面的受體才能實現(xiàn)C．腎上腺素、胰島素可作為信息分子，其化學(xué)本質(zhì)均為蛋白質(zhì)D．精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合是通過直接接觸實現(xiàn)的【答案】D【解析】信息分子調(diào)節(jié)靶細胞和靶器官內(nèi)的生命活動，并不直接參與生命活動，A錯誤；植物細胞間的信息交流主要是通過胞間連絲來實現(xiàn)的，B錯誤；腎上腺素的化學(xué)本質(zhì)是氨基酸衍生物，胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，C錯誤；精子和卵細胞之間的識別和結(jié)合是通過直接接觸實現(xiàn)的，D正確。7.（2019全國卷III·2）下列與真核生物細胞核有關(guān)的敘述，錯誤的是()A．細胞中的染色質(zhì)存在于細胞核中B．細胞核是遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的場所C．細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心D．細胞核內(nèi)遺傳物質(zhì)的合成需要能量【答案】B【解析】真核細胞中只有細胞核中有染色質(zhì)，A正確；真核細胞中，轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生在細胞核中，而翻譯發(fā)生在細胞質(zhì)中的核糖體上，B錯誤；細胞核中的染色質(zhì)上含有遺傳物質(zhì)DNA，因此細胞核是細胞代謝和遺傳的控制中心，C正確；細胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，其通過DNA復(fù)制合成子代DNA，該過程需要消耗能量，D正確。故選B。8.（2019·廣東省中山模擬）下列有關(guān)生物膜中膜蛋白的敘述，錯誤的是()A．膜上載體蛋白和受體蛋白均具有特異性B．載體蛋白和通道蛋白在跨膜運輸物質(zhì)時均消耗ATPC．線粒體內(nèi)膜比外膜中蛋白質(zhì)種類和數(shù)量都多D．膜蛋白的產(chǎn)生可能需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細胞膜的參與【答案】B【解析】載體蛋白與運輸?shù)奈镔|(zhì)之間，以及信號分子與受體蛋白之間均能特異性識別，故膜上載體蛋白和受體蛋白均具有特異性，A正確；通道蛋白進行的跨膜運輸是協(xié)助擴散，不需要消耗ATP，B錯誤；線粒體內(nèi)膜是進行有氧呼吸第三階段的場所，內(nèi)膜上含有氧呼吸酶，所以線粒體內(nèi)膜比外膜功能復(fù)雜，其中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量都多，C正確；膜蛋白在核糖體上合成，經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾