2027届高三生物一轮复习课件：第2单元　第4讲　细胞膜与细胞核

第4讲细胞膜与细胞核高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI课标要求1.概述细胞都由质膜包裹,质膜将细胞与其生活环境分开,能控制物质进出,并参与细胞间的信息交流2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中命题趋势1.细胞膜的结构与功能:重本质、析关联(1)成分、结构与特性:高考题常通过具体实例考查生物膜的成分差异、结构特点与功能特性(2)功能的实现与体现:常结合物质运输(如通道蛋白、载体蛋白)、信息交流(如激素、神经递质作用)等生命活动考查细胞膜的三大功能2.细胞核的结构与功能:明结构、辨功能——考查集中在各部分结构(核膜、核孔、核仁、染色质)与功能的对应关系,以及细胞核作为控制中心的实验证据,高考题常再现或变形教材经典实验考点一考点二目录索引

高考真题•演练考点三考点一细胞膜的功能必备知识•精读教材细胞内部环境生命物质原始的细胞相对独立主动运输自身遗传种类数量空间结构的变化相对激素精卵结合教材深挖(必修1

P40问题探讨)台盼蓝染液不能将活细胞染色,但可以使死细胞着色的原因是活细胞的细胞膜

,细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,因此

;死细胞的细胞膜失去

的功能,台盼蓝染液能够通过细胞膜进入死细胞,因此死细胞可以

。

具有选择透过性活细胞不能被台盼蓝染液染色控制物质进出细胞被染成蓝色易错排查(1)在细胞膜的控制下,对细胞有害的物质都不能进入细胞。(

)(2)相邻两个细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。(

)(3)受精作用过程涉及的细胞膜的功能之一是信息传递,体现的细胞膜的结构特点是具有流动性。(

)×√√科学思维•教考衔接细胞间的信息交流糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病,严重危害人体健康。由胰岛B细胞合成、分泌的胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。图1为胰岛素作用机理示意图,葡萄糖转运蛋白GLUT4是位于细胞膜上的葡萄糖载体;图2是细胞间的三种信息交流方式。请结合图示,思考并回答下列问题。图1图21.胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的

。

2.图1中体现出细胞膜有哪些功能?3.图2中能表示肝细胞接受胰岛素方式的是

(填字母)。

4.下列有关细胞膜信息传递的说法,错误的是

(填序号,多选)。

①高等植物细胞之间只能通过胞间连丝进行信息交流②性激素通过与靶细胞膜上的受体结合传递信息③精子和卵细胞、胰岛B细胞和肝细胞进行信息交流的方式相同5.是否所有信号分子的受体都在细胞膜上?并说明理由。

流动性提示

将细胞与外界环境分隔开;进行细胞间的信息交流;控制物质进出细胞

A①②③提示

不是,有些小分子物质(如脂溶性的信号分子性激素)的受体在细胞内部关键能力•练透考法1.(2025·安徽模拟)信号蛋白可在细胞内和细胞间进行信号传递,一些插入细胞膜中的蛋白质具有传递信号的作用,这些信号蛋白往往是糖蛋白,其在膜外所连接的糖链(糖基)具有接收信号的“天线”作用。下列叙述错误的是(

)A.细胞中的内质网可能参与了信号蛋白的合成、加工和运输B.细胞间的信息交流都需要细胞膜上膜蛋白的协助C.神经元的胞体凸起形成许多树突,有利于进行细胞间的信息交流D.细胞在合成信号蛋白时,至少需要三种RNA参与B解析

内质网是蛋白质等大分子物质的合成、加工场所和运输通道,信号蛋白是蛋白质的一种,所以细胞中的内质网可能参与了信号蛋白的合成、加工和运输,A项正确。细胞间的信息交流方式有多种,例如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流,这种方式不需要细胞膜上膜蛋白的协助。所以细胞间的信息交流不都需要细胞膜上膜蛋白的协助,B项错误。神经元的胞体凸起形成许多树突,树突可以接收信息并将其传导到胞体,这有利于神经元与其他细胞之间进行信息交流,C项正确。翻译过程中,mRNA作为模板,tRNA转运氨基酸,rRNA参与构成核糖体(翻译的场所),所以细胞在合成信号蛋白时,至少需要这三种RNA参与,D项正确。2.(2026·重庆模拟)缝隙连接广泛地存在于动物细胞间,在此连接处细胞间隙很窄(仅为2~3nm),相邻两细胞的细胞膜之间形成连接小体(由6个跨膜蛋白亚单位环状排列构成),中央有直径约1.0~1.4nm的小管,可供细胞间交换离子和某些小分子物质,以及传递化学信息和协调细胞功能等。下列说法正确的是(

)

A.缝隙连接和胞间连丝是细胞间的同一类信息交流方式B.通过小管的信息分子与细胞膜上的受体结合后才能发挥作用C.两个相邻细胞可以通过缝隙连接传递携带信号的蛋白质D.细胞之间只能通过细胞膜的接触和细胞通道进行信息交流A解析

胞间连丝是高等植物细胞间的信息交流方式,缝隙连接是动物细胞间的信息交流方式,它们都能实现细胞间物质交换和信息传递,属于同一类信息交流方式,A项正确。由题干可知,缝隙连接的小管可供细胞间交换离子和某些小分子物质以及传递化学信息,这些物质通过小管直接进入另一个细胞,不需要与细胞膜上的受体结合,B项错误。因为小管直径约1.0~1.4

nm,可供细胞间交换离子和某些小分子物质,而蛋白质属于大分子物质,无法通过该小管,所以两个相邻细胞不能通过缝隙连接传递携带信号的蛋白质,C项错误。相邻细胞除了通过细胞膜的接触和细胞通道进行信息交流外,还可以通过体液运输信号分子来进行信息交流,D项错误。考点二细胞膜的成分和结构必备知识•精读教材1.细胞膜成分的探索(1)细胞膜成分的探索①欧文顿用多种

对

进行研究。

实验现象

,容易穿过细胞膜;

,不容易穿过细胞膜

实验推测细胞膜的主要组成成分中有

化学物质植物细胞的通透性溶于脂质的物质不溶于脂质的物质脂质②探究细胞膜中

的类型

实验方法用

制备纯净的细胞膜,进行

实验结论组成细胞膜的脂质有

,其中

含量最多

③英国学者丹尼利和戴维森研究

。

实验现象细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,人们已发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低实验推测细胞膜除含脂质分子外,可能还附有

脂质成分哺乳动物的红细胞化学分析磷脂和胆固醇磷脂细胞膜的张力蛋白质(2)细胞膜成分的组成

磷脂种类与数量糖类外糖蛋白2.细胞膜的结构(1)对细胞膜结构的探索(连线)(2)细胞膜的基本结构——流动镶嵌模型

外表面的识别细胞间的信息传递镶嵌入贯穿于(3)细胞膜的结构特点

流动性磷脂分子蛋白质分子3.植物细胞的细胞壁

纤维素支持与保护易错排查(1)在组成细胞膜的脂质中,胆固醇最丰富。(

)(2)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。(

)(3)细胞膜的流动性使细胞膜上的蛋白质分子在膜上对称分布,大多可以运动。(

)(4)磷脂分子头部亲水、尾部疏水,在空气—水界面上自发排成双分子层。(

)(5)功能越复杂的细胞膜中磷脂的含量越多,磷脂具有保护、润滑、识别和信息传递的作用。(

)(6)膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的。(

)××××××科学思维•教考衔接脂质体的结构与功能脂质体是一种人工膜,是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的,是很多药物的理想载体,其结构示意图如图所示。其中的胆固醇有比磷脂更长的尾部,可使膜的通透性降低,对于维持脂质体结构的稳定性有重要作用。1.能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在

。两类药物的包裹位置不同的原因是

。

2.若脂质体运送的药物是抗癌药物,则抗体的作用是

。

3.脂质体到达靶细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用?

该过程利用了膜的

的特点。

甲处、乙处

两层磷脂分子之间(乙处)是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体内部(甲处)是亲水的,能在水中结晶的药物被稳定地包裹在其中特异性识别癌细胞,从而将药物定向运送到癌细胞

脂质体与细胞膜结构相似,到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合,也可能以胞吞的方式将携带的药物运入细胞流动性

4.若要证明细胞膜中的磷脂分子为双层,请从胰岛B细胞、肝细胞和哺乳动物成熟红细胞中选择实验材料并设计实验进行验证,写出选材原因和实验思路。提示

应选择哺乳动物成熟红细胞作为实验材料。选材原因:哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核和众多细胞器,不会对实验结果产生影响。实验思路:将哺乳动物成熟红细胞膜结构中的磷脂分子提取出来,在空气—水界面上铺展成单分子层,测量单分子层的面积,并与红细胞表面积的大小进行比较。关键能力•练透考法1.(2025·广东卷)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是(

)A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性D解析

化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇,该结论在罗伯特森用电镜观察细胞膜之前,属于该模型提出的基础,A项不符合题意。1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,据表面张力研究推测细胞膜中可能含有蛋白质,该结论在罗伯特森用电镜观察细胞膜之前,属于该模型提出的基础,B项不符合题意。1959年,罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作,提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型,C项不符合题意。1970年,科学家进行荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,这一实验以及相关的其他实验证据证明细胞膜具有流动性,该结论在罗伯特森用电镜观察细胞膜之后,不属于该模型提出的基础,D项符合题意。2.(2025·河南开封三模)细胞膜既是将细胞内部与外界隔开的屏障,也是细胞与外界进行物质交换的“门户”。下图为细胞膜的结构模式图。下列叙述错误的是(

)A.①表示糖被,与细胞间信息交流密切相关B.细胞膜及其他生物膜的主要成分都是②③C.细胞膜上蛋白质的不对称分布,利于信息识别与传递D.细胞膜上蛋白质的结构可能随温度、pH的改变而改变A解析

分析题图可知,①表示蛋白质和糖类分子构成的糖蛋白,而糖被是指细胞膜外表面的糖类分子,A项错误。②表示蛋白质,③表示磷脂分子,生物膜的主要成分是磷脂和蛋白质,B项正确。细胞膜上蛋白质的不对称分布,利于信息识别与传递,C项正确。温度、pH会影响蛋白质的结构,D项正确。3.(2025·安徽安庆模拟)脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,是一种动态结构,许多信号分子和受体在脂筏中聚集,形成一些特异蛋白聚集区域,可调控蛋白质的定位与功能,如图所示。下列叙述错误的是(

)A.脂筏可作为蛋白质停泊的平台,与细胞膜的信号转导功能密切相关B.脂筏可参与蛋白质的分选过程,确保特定的蛋白质运输到正确位置C.脂筏最初可能在内质网上形成,可进一步被转运到细胞膜上D.推测脂筏在植物细胞内外进行物质的跨膜运输中也起到重要作用D解析

脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,富含胆固醇、鞘磷脂和特定膜蛋白(如锚定蛋白、跨膜蛋白等),聚集信号分子和受体等,参与细胞信号传递,A项正确。脂筏作为膜蛋白的聚集区域,可调控蛋白质的定位与功能,确保特定的蛋白质被运输到正确位置,B项正确。细胞内脂质主要在内质网合成,可进一步被转运到细胞膜上,C项正确。资料信息显示,脂筏的主要功能与蛋白质分选定位和细胞膜信号转导有关,分布在细胞膜上,成分中含有胆固醇,而植物细胞膜是不含胆固醇的,推测脂筏在动物细胞内外进行物质的跨膜运输中起到重要作用,D项错误。考点三细胞核的结构和功能必备知识•精读教材1.细胞核功能的实验探究(1)黑白美西螈核移植实验美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制(2)蝾螈受精卵横缢实验

蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制(3)变形虫切割实验

变形虫的分裂、生长、摄食、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制(4)伞藻嫁接与核移植实验

假根中其他物质细胞核2.细胞核的功能细胞核是

,是

的控制中心。

遗传信息库细胞代谢和遗传3.细胞核的结构

核膜核仁核孔DNA和蛋白质DNA同一物质核膜、核仁核孔数量多,核仁较大选择性DNA4.细胞在生命系统中的地位

生命系统一个统一的整体基本单位代谢和遗传教材深挖1.(必修1

P56旁栏思考)生命活动的“蓝图”指的是DNA上储存的遗传信息。同一个体的不同细胞遗传信息都是一样的,原因是

,细胞多样性的实质是

。

2.(必修1

P57科学方法)模型的形式:

(如DNA双螺旋结构模型)、

(如种群数量特征的关系示意图)和

(如“J”形曲线、“S”形曲线、公式、表格等)。

3.(必修1

P57探究·实践)模型的建构原则:在设计并制作细胞模型时,

应该是第一位的,其次才是

。

所有细胞都是由受精卵通过有丝分裂和分化形成的基因的选择性表达物理模型概念模型数学模型科学性模型的美观与否易错排查(1)原核细胞无核仁,不能合成rRNA。(2023·山东卷)(

)(2)核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关。(2022·浙江卷)(

)(3)细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出。(2021·河北卷)(

)(4)细胞核是细胞的代谢中心。(

)(5)伞藻嫁接与伞藻核移植实验结果说明细胞的分裂和分化是由细胞核控制的。(

)(6)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。(

)(7)核孔是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的唯一通道。(

)×××××××关键能力•练透考法命题角度一

细胞核功能的实验探究1.(2025·湖北一模)伞藻属是海生的单细胞藻类属,可分为“帽”“柄”“足”三部分,下图是伞藻的实验示意图。下列叙述正确的是(

)A.两种伞藻的“帽”不同是细胞分化的结果B.由实验可知,新长出的“帽”的形状只与“足”的种类有关C.伞藻中的核是细胞多种代谢活动的场所和进行生命活动所必需的D.由实验可知,行使遗传物质功能的是细胞核内的染色体B解析

两种伞藻的“帽”不同的根本原因是细胞核中的遗传物质不同,A项错误。将地中海伞藻的“柄”嫁接到细圆齿伞藻的“足”上,新长出的“帽”为细圆齿伞藻的,而将细圆齿伞藻的“柄”嫁接到地中海伞藻的“足”上,新长出的“帽”为地中海伞藻的,说明新长出的“帽”的形状只与“足”的种类有关,B项正确。伞藻中的核是细胞代谢和遗传的控制中心,而多种代谢活动的场所主要是细胞质,C项错误。伞藻的“足”中不仅有染色体,还有少量的细胞质,仅根据本实验无法确定行使遗传物质功能的是细胞核内的染色体,D项错误。命题角度二

细胞核的结构及功能2.(2025·河北二模)下图为细胞内某结构的模式图。下列叙述正确的是(

)A.④是蛋白质、DNA和RNA等大分子进出细胞核的通道B.②与某种RNA的合成以及中心体的形成有关C.①由四层磷脂双分子层构成D.③和拟核均可以存在DNA和蛋白质的复合体D解析

④是核孔,是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道,但DNA不能通过核孔,A项错误。②是核仁,与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关,与中心体的形成无关,B项错误。①是核膜(双层膜),由两层磷脂双分子层(四层磷脂分子)构成,C项错误。③是染色质(DNA和蛋白质的复合体),拟核中DNA也可与蛋白质结合(如拟核区DNA复制时结合相关酶),故二者均可以存在DNA和蛋白质的复合体,D项正确。3.(2026·福建三明模拟)核定位序列(NLS)是存在于核蛋白的短氨基酸序列,核膜上的Ⅰ蛋白识别具有NLS的核蛋白并引导核蛋白进入细胞核。下列说法正确的是(

)A.若将NLS连接到非核蛋白上,也可被转运至细胞核内B.细胞中的DNA聚合酶和纺锤体蛋白都含有NLS序列C.核糖体蛋白在核仁处合成,与核糖体一起通过核孔来回穿梭D.Ⅰ蛋白识别并引导核蛋白进入细胞核,因此Ⅰ蛋白是载体蛋白A解析

核定位序列(NLS)是核蛋白进入细胞核的关键信号,若将其连接到非核蛋白上,Ⅰ蛋白仍能识别NLS并引导该蛋白质进入细胞核,A项正确。DNA聚合酶需进入细胞核发挥作用,因此含有NLS;但纺锤体蛋白(如微管蛋白)在细胞质中参与纺锤体形成,无需进入细胞核,故不含NLS,B项错误。核糖体蛋白在细胞质中的核糖体合成,通过核孔进入细胞核,在核仁处组装成核糖体亚基后再运出,而非在核仁处合成,C项错误。Ⅰ蛋白是核孔复合体上的受体蛋白,负责识别NLS并介导核蛋白运输,并非传统意义上的载体蛋白(如跨膜转运蛋白),D项错误。高考真题•演练1.(2024·贵州卷)将台盼蓝染液注入健康家兔的血管中,一段时间后,取不同器官制作切片观察,发现肝和淋巴结等被染成蓝色,而脑和骨骼肌等未被染色。下列叙述错误的是(

)A.实验结果说明,不同器官中毛细血管通透性有差异B.脑和骨骼肌等未被染色,是因为细胞膜能控制物质进出C.肝、淋巴结等被染成蓝色,说明台盼蓝染液进入了细胞D.靶向治疗时,需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性C解析

由于毛细血管通透性不同,导致物质进出细胞有差异,实验结果说明,不同器官中毛细血管通透性有差异,A项正确。有的器官可以被台盼蓝染色,说明大分子物质可以进入其组织液,而有的器官不能被台盼蓝染色,说明大分子物质不能进入其组织液,脑和骨骼肌等未被染色,是因为台盼蓝染液未进入脑、骨骼肌细胞之间的组织液,且这些细胞的细胞膜能控制物质进出;肝、淋巴结等被染成蓝色,说明台盼蓝染液进入了肝、淋巴结细胞之间的组织液,B项正确、C项错误。根据题目信息分析,只有小分子物质才能进入脑和骨骼肌,靶向治疗时,需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性,

D项正确。2.(2024·湖南卷)细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是(

)A.耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸B.胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性C.糖脂可以参与细胞表面识别D.磷脂是构成细胞膜的重要成分A解析

饱和脂肪酸的熔点较高,容易凝固,耐极端低温细