2025年高考生物一輪復習：細胞膜和細胞核

細胞的基本結構

DIERDANYUAN

第4課細胞膜和細胞核

■學業(yè)質(zhì)量水平要求?

1.結合具體實例說出細胞膜和細胞核的結構與功能，建立生命的結構與功能觀。

2.運用模型與建模的方法分析細胞膜和細胞核結構。

3.通過分析探究細胞核功能的經(jīng)典實驗，提升分析實驗結果的能力。

考點一細胞膜的結構和功能

必備知識.

1.細胞膜的功能

〔

細T細胞的邊界|___-將細胞與外界環(huán)境分隔開,保障

胞細胞內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定

膜

的

三T控制物質(zhì)進出細胞1林里-細胞膜的選擇透過性

大廣化學信號傳遞（如激素、遞質(zhì)）

功

能」信進行息細式胞黑間的產(chǎn)I類型一通道傳遞（如胞間連絲）

〕

一接觸傳遞（如精卵結合、靶

細胞與細胞毒性T細胞接觸）

2.細胞膜的成分

（1）對細胞膜成分的探索

實驗結論

歐文頓實驗細胞膜是由脂質(zhì)構成的

化學分析實驗細胞膜的主要成分是脂質(zhì)，其中磷脂最多

丹尼利和戴維森細胞膜中還附有蛋白質(zhì)

（2）細胞膜的成分

脂質(zhì)：主要是磷脂,動物細胞膜還有膽固醇

蛋白質(zhì)：在細胞膜行使功能時起重要作用，功能越

復雜的細胞膜，蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量越多

糖類（少量）：與蛋白質(zhì)（脂質(zhì)）結合形成糖蛋白（糖脂）

3.細胞膜的結構

⑴細胞膜結構的探索

實驗結論

戈特和格倫德爾細胞膜中的磷脂分子必然排列為連續(xù)的兩層

羅伯特森所有的細胞膜都由蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)三層結構構成

人鼠細胞融合實驗細胞膜具有流動性

辛格和尼科爾森提出流動鑲嵌模型

（2）流動鑲嵌模型

糖脂③磷脂雙分子

層：磷脂分子

疏水“尾”相

＞接，位于膜中

央，構成膜的

②蛋白質(zhì)分子:承擔膜的主要功能基本支架

（3）結構特點

內(nèi)查具有流動性

期構成膜的磷脂分子具有流動性,大多數(shù)蛋白

質(zhì)分子也是可以運動的

結構

特點

實例質(zhì)壁分離、變形蟲運動、胞吞和胞吐、白細

一*胞的吞噬作用等

影響因素溫度：一定范圍內(nèi)，溫度升高，膜流動

加快

［易錯辨析號

1.細胞膜的成分中含有脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類。（V）

2.在組成細胞膜的脂質(zhì)中，膽固醇最豐富。（X）

3.在細胞膜的控制下，對細胞有害的物質(zhì)都不能進入細胞。（X）

4.糖類與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)結合形成的糖蛋白、糖脂統(tǒng)稱為糖被。（X）

5.細胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白質(zhì)分子共同形成的。（X）

［深挖教材號

1.（必修1P45旁欄思考）雖然細胞膜膜內(nèi)部分是疏水的，水分子仍能跨膜運輸，原因有:

一是水分子極小，可以通過由于磷脂分子運動而產(chǎn)生的間隙,

二是細胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通過通道蛋白通過細胞膜。

2.（必修1P41正文）精子與卵細胞相互識別后結合，卵細胞膜將阻止其他精子的進入，

這一現(xiàn)象說明了細胞膜具有的功能是進行細胞間的信息交流和控制物質(zhì)進出細胞。

3.（必修1P42思考?討論）用丙酮從人的胰島B細胞中提取脂質(zhì)，在空氣和水的界面鋪

展成單層，測得單分子層的面積遠大于胰島B細胞表面積的2倍。請分析原因：胰島B細

胞中除細胞膜外，還有核膜和各種細胞器膜，它們的膜都是由磷脂雙分子層構成的。

考向突破

考向1|細胞膜的功能

1.蜜蜂將桃花的花粉帶到梨花的柱頭上后，不會出現(xiàn)桃花的精子與梨花的卵細胞融合

的現(xiàn)象。該現(xiàn)象能很好地說明細胞膜（）

A.主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成

B.可將細胞與外界環(huán)境分隔開

C.控制物質(zhì)進出細胞的作用是相對的

D.具有進行細胞間信息交流的作用

D解析：蜜蜂將桃花的花粉帶到桃花的柱頭上后，即可發(fā)生花粉萌發(fā)、花粉管伸長、

釋放精子、精卵融合等一系列生理反應；若將桃花的花粉帶到梨花的柱頭上則不會發(fā)生這一

系列反應，說明細胞膜能進行細胞間的信息交流，即細胞膜直接接觸傳遞信息，D正確。

A核心歸納

細胞膜的成分與功能

考向2|細胞膜的成分和結構分析

2.（2022?河北卷）關于細胞膜的敘述，錯誤的是（）

A.細胞膜與某些細胞器膜之間存在脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的交流

B.細胞膜上多種載體蛋白協(xié)助離子跨膜運輸

C.細胞膜的流動性使膜蛋白均勻分散在脂質(zhì)中

D.細胞膜上多種蛋白質(zhì)參與細胞間信息交流

C解析：在分泌蛋白的合成和分泌過程中，高爾基體膜形成的囊泡融合到細胞膜中，

此過程細胞膜與某些細胞器膜之間存在脂質(zhì)、蛋白質(zhì)的交流,A正確;載體蛋白具有專一性，

所以細胞膜上多種載體蛋白協(xié)助不同的離子跨膜運輸，B正確；膜蛋白在磷脂雙分子層的分

布是不對稱、不均勻的，或鑲、或嵌、或貫穿于磷脂雙分子層，C錯誤；細胞膜上多種蛋白

質(zhì)與糖類結合，形成糖蛋白，糖蛋白與細胞表面的識別功能有密切關系，參與細胞間的信息

交流，D正確。

3.（2022?浙江1月選考）膜蛋白的種類和功能復雜多樣，下列敘述正確的是（）

A.質(zhì)膜內(nèi)、外側的蛋白質(zhì)呈對稱分布

B.溫度變化會影響膜蛋白的運動速度

C.葉綠體內(nèi)膜上存在與水光解有關的酶

D.神經(jīng)元質(zhì)膜上存在與K+、Na+主動轉運有關的通道蛋白

B解析：蛋白質(zhì)分子以不同的方式或鑲、或嵌、或貫穿于磷脂雙分子層中，在膜內(nèi)外

兩側分布不對稱，A錯誤；由于蛋白質(zhì)分子和磷脂分子是可以運動的，因此生物膜具有流動

性，溫度可以影響生物膜的流動性，所以溫度變化會影響膜蛋白的運動速度，B正確；水光

解發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上，C錯誤；神經(jīng)元質(zhì)膜上存在與K+、Na+主動轉運有關的載

體蛋白，而通道蛋白參與的是協(xié)助擴散的物質(zhì)跨膜運輸方式，D錯誤。

4.（2024?廣東惠州模擬）蛋白質(zhì)分子以不同方式鑲嵌在生物膜的磷脂雙分子層中，如鑲

在表面、部分或全部嵌入、貫穿。為了檢測膜蛋白在膜上的分布位置，科學家設計了以下實

驗。將細胞分為三組：甲組不做處理；乙組用胰蛋白酶處理完整的細胞，此時胰蛋白酶不能

透過細胞膜進入細胞；丙組先提高細胞膜的通透性，再用胰蛋白酶處理完整細胞，此時胰蛋

白酶能進入細胞，并分布于細胞膜內(nèi)外兩側（如圖1所示）。分別提取、分離三組細胞膜上的

蛋白質(zhì)進行電泳，結果如圖2所示。下列說法錯誤的是（）

5

4電

3

2泳

1方

向

注：控制消化處理的時間，使胰蛋白酶不能消化位于磷脂

雙分子層內(nèi)部的蛋白質(zhì)部分；電泳時，蛋白質(zhì)越小，遷移

越快,反之則慢。

A.蛋白質(zhì)2和3部分嵌入，并位于膜的外側

B.如果有跨膜的水通道蛋白，最可能是1

C.鑲在膜內(nèi)側表面的蛋白質(zhì)是4和5

D.該實驗證明細胞膜的結構具有不對稱性

A解析：甲組不作處理，膜上蛋白不水解；乙組胰蛋白酶不能進入細胞，則其水解的

是分布于細胞膜外側的蛋白質(zhì)；丙組胰蛋白酶能進入細胞，并分布于細胞內(nèi)外兩側，則其水

解細胞膜兩側的蛋白質(zhì)。電泳時，蛋白質(zhì)越小，遷移越快，反之則慢。結合圖2分析，1號

蛋白質(zhì)在甲、乙、丙三組中大小關系是甲組,乙組）丙組，說明其位于細胞膜內(nèi)、外側的部

分被水解了，位于脂雙層內(nèi)部的沒被水解，1號蛋白質(zhì)貫穿整個細胞膜；2號蛋白質(zhì)在甲、

乙、丙三組中大小關系是甲組〉乙組=丙組，說明2號蛋白質(zhì)一部分分布于細胞膜外側，被

水解了，另一部分嵌入脂雙層，未被水解；3號蛋白質(zhì)大小關系為甲組=乙組〉丙組，說明3

號蛋白質(zhì)一部分位于細胞膜內(nèi)側，被水解了，另一部分嵌入脂雙層，未被水解；甲、乙組中

分離到4、5號蛋白質(zhì)，丙組中沒有分離到4、5號蛋白質(zhì)，說明4、5號蛋白質(zhì)鑲在細胞膜

內(nèi)表面，被水解了。據(jù)此分析可知，細胞膜的結構具有不對稱性。如果有跨膜的水通道蛋白,

最可能是1號蛋白質(zhì)，A錯誤，B、C、D正確。

A核心歸納

?？嫉摹澳さ鞍住?/p>

如好氧型細菌的細胞膜上可附著與

有氧呼吸相關的酶■,此外，細胞膜

上還可存在ATP水解酶（催化ATP水

解釋放的能量用于主動運輸?shù)龋┑?/p>

受體蛋白）［轉運蛋白］

可與信號分子（如激素、細胞因子、］用于協(xié)助擴散和主

神經(jīng)遞質(zhì)等）特異性結合的蛋白J動運輸?shù)霓D運蛋白

考向3|與細胞膜有關的實驗探究

5.MTT法是一種檢測細胞是否存活的方法，MTT是一種接受氫離子的染料，活細胞

內(nèi)線粒體中的琥珀酸脫氫酶能將淡黃色的MTT還原為藍紫色的結晶，而死細胞無此功能。

下列相關敘述錯誤的是（）

A.MTT是可以通過細胞膜的一種染料

B.檢測MTT結晶的量一般可間接反映活細胞數(shù)量

C.MTT與臺盼藍檢測細胞是否存活的原理相同

D.MTT法不能檢測哺乳動物成熟紅細胞是否存活

C解析：MTT能被活細胞內(nèi)線粒體中的琥珀酸脫氫酶還原為藍紫色的結晶，可推知

MTT是可以通過細胞膜的一種染料，A正確；活細胞內(nèi)線粒體中的琥珀酸脫氫酶能將淡黃

色的MTT還原為籃紫色的結晶，故檢測MTT結晶的量一般可間接反映活細胞數(shù)量，B正

確；結合題意分析可知，MTT檢測的原理是檢測活細胞中的酶催化產(chǎn)生有顏色物質(zhì)，而臺

盼藍檢測細胞活性的原理是膜的選擇透過性，顯然二者檢測的原理不同，C錯誤；哺乳動物

成熟紅細胞內(nèi)沒有線粒體，也就沒有琥珀酸脫氫酶，不能將淡黃色的MTT還原為藍紫色的

結晶，D正確。

6.科學家經(jīng)過研究提出了生物膜的流動鑲嵌模型。請分析回答下列問題:

(1)在流動鑲嵌模型中，構成生物膜基本支架的是,由于的分

布使生物膜的結構表現(xiàn)出不對稱性。

(2)用熒光抗體標記的人一鼠細胞融合的實驗過程及結果如下圖所示。此實驗結果直接

證明了細胞膜中的，由此能較好地解釋細胞膜結構的

________性。

人細胞用熒光標記的鼠膜蛋白抗體

膜蛋白

細胞/'

37七下

融合工。養(yǎng)40min

小鼠細旨蛋白用熒光標記的人膜蛋白抗體

(3)通過其他方法，測得多種細胞膜的化學成分，如下表所示:

膜的類別蛋白質(zhì)/%脂質(zhì)(主要是磷脂)/%糖類/%

變形蟲細胞膜54424

小鼠肝細胞膜44524

人紅細胞膜49438

依據(jù)表格數(shù)據(jù)，分析構成不同細胞的細胞膜在化學組成上的共同點是,

主要區(qū)別是o

(4)科學家將哺乳動物成熟紅細胞膜結構中的磷脂分子提取出來，鋪在水面上，測得磷

脂占有面積為S,那么該細胞膜的表面積約為。

(5)有人發(fā)現(xiàn)，在一定溫度條件下，細胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面，當溫度

上升到一定程度時，細胞膜的磷脂分子有75%排列不整齊，細胞膜厚度變小，而膜的表面積

擴大，膜對離子和分子的通透性提高。對上述實驗現(xiàn)象合理的解釋是o

解析：(1)由生物膜的流動鑲嵌模型內(nèi)容可知，磷脂雙分子層構成生物膜的基本支架。

由于蛋白質(zhì)分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫

穿于整個磷脂雙分子層，因而蛋白質(zhì)分子在生物膜上的分布是不均勻的，進而使生物膜的結

構表現(xiàn)出不對稱性。(2)人一鼠細胞融合的實驗表明細胞膜上的蛋白質(zhì)是可以運動的，證明

了細胞膜具有流動性。(3)根據(jù)題表中的數(shù)據(jù)進行分析可知，組成不同細胞的細胞膜的物質(zhì)

種類相同，但物質(zhì)的含量有一定的差別。(4)單層磷脂分子的面積為S,而生物膜是由磷脂雙

分子層構成的，故該細胞膜的表面積約為S/2。(5)由于構成細胞膜的磷脂分子是可以運動的，

細胞膜具有流動性，所以溫度升高到一定程度后，原來垂直排列在膜表面的磷脂分子變?yōu)橛?/p>

75%排列不整齊，膜的表面積變大。

答案：(1)磷脂雙分子層蛋白質(zhì)(2)蛋白質(zhì)分子可以運動流動(3)組成不同細胞膜

的物質(zhì)種類相同組成不同細胞膜的物質(zhì)含量有差別(4)5/2(5)構成細胞膜的磷脂分子

是可以運動的，細胞膜具有流動性

A方法規(guī)律

與細胞膜相關的實驗設計

(1)細胞膜成分的鑒定方法

細胞膜成分鑒定試劑(方法)結果

脂溶劑處理細胞膜被溶解

磷脂磷脂酶處理細胞膜被破壞

脂溶性物質(zhì)透過實驗脂溶性物質(zhì)優(yōu)先通過

雙縮腺試劑紫色

蛋白質(zhì)

蛋白酶處理細胞膜被破壞

(2)細胞膜結構特點——流動性的驗證

①方法：熒光標記法。

②現(xiàn)象：采用熒光標記法標記小鼠細胞與人細胞表面的蛋白質(zhì)分子，做如圖實驗。

綠色熒光染料標記膜蛋白

融合細胞

③結論：人、鼠細胞膜蛋白最終均勻分布，說明細胞膜具有流動性。

(3)細胞膜功能的驗證

①控制物質(zhì)進出功能的驗證

②識別功能的驗證

(4)不同動物的紅細胞比較

產(chǎn)^儲存血紅蛋白，運輸02

結構無細胞核，無各種細胞器，高度分化,

-不再分裂

「滲透吸水、失水實驗

哺乳動物實驗用丙酮提取其磷脂分子鋪展于空氣一

成熟紅水界面上，探知磷脂分子在膜中呈雙

細胞一層分布

〔呼吸只進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸，不產(chǎn)生CC>2

不

同「因基因突變可導致血紅蛋白異常，從

動

物而表現(xiàn)出鐮狀細胞貧血

的疾病

紅因缺Fe?+可導致血紅蛋白減少，表現(xiàn)為

細缺鐵性貧血，進而導致運輸。2不足，出

胞-現(xiàn)乳酸中毒

〕

蛙的紅細胞有細胞核可通過無絲分裂進行增殖

雞的也旦有較大細胞核及各種細胞器(線粒體尤為

紅細胞豐富)

實驗

--可用于粗提取DNA

考點二細胞核的結構和功能

必備知識.

1.細胞核的分布：除了高等植物成熟的篩管細胞和哺乳動物成熟的紅細胞等極少數(shù)細

胞外，真核細胞都有細胞核。

2.細胞核的功能探究實驗分析

(1)黑白美西嫄核移植實驗

①實驗過程

黑色美西嫄紇._核移植小

胚胎細胞曰?刀三三?——?黑色美西螺

白色美西嫄⑹某多逐/O細重胞組

卵細胞-O

②實驗結論：美西②皮膚顏色的遺傳受細胞核控制。

③實驗分析：該實驗無對照組，可將白色美西嫄胚胎細胞的細胞核移植到黑色美西螺的

去核卵細胞中進行培養(yǎng)作為對照。

(2)蛛嫄受精卵橫縊實驗

①實驗過程

受橫縊［有核一半f分裂正常胚胎

粘

卵

無核一半f不分裂分裂發(fā)育正常

胚胎

②實驗結論：蛛嫄的細胞分裂、分化受細胞核控制。

(3)變形蟲切割實驗

①實驗過程

、

分裂

生長、

活

生命

移植

活核

生命

去核

變有核

刺

食、對

f攝

恢復

"動

喪失

以"動

形一一半

反應

蟲割激有

應

無反

刺激

、對

分裂

長、不

不生

食、

能攝

?*不

r翠

。

控制

胞核

受細

活動

生命

反應等

刺激的

、對

、生長

分裂

蟲的

變形

論：

驗結

②實

植實驗

與核移

藻嫁接

(4)傘

驗過程

嫁接實

①傘藻

程

實驗過

核移植

②傘藻

菊花

育為

,發(fā)

移植

核］

藻一

帽傘

菊花形

藻

帽傘

‘形

分」

的部

核后

帽和

去掉

藻一

帽傘

傘形

控制。

細胞核

狀由

的形

“帽”

傘藻

論：

驗結

③實

的功能

細胞核

3.

所

要場

的主

復制

存和