高三二轮复习生物课件 　细胞膜与细胞核

生物第2单元细胞的基本结构和物质运输单元要点提示第4讲细胞膜与细胞核目录12考点1细胞膜的结构和功能考点2细胞核的结构与功能基础

满分练

课前

自检自测•夯基固本

考点1

细胞膜的结构和功能三个高考关键点关键点1细胞膜成分和结构的探索历程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,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,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。关键点2细胞膜结构的动态模型与功能相适应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[命题点❶]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,耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸,A项错误。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,其对调节膜的流动性具有重要作用,B项正确。细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系,因此糖脂可以参与细胞表面识别,C项正确。磷脂是构成细胞膜的重要成分,D项正确。3.(批判性思维)(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B解析:台盼蓝染液可鉴别动物细胞的死活,死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝染液能通过细胞膜进入死细胞,导致死细胞被染成蓝色,活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能,因此活细胞不会被染成蓝色。由题干“取不同器官制作切片观察”可知,此时构成肝、淋巴结、脑、骨骼肌等器官的细胞均已死亡,理论上均可被台盼蓝染液染成蓝色,但脑和骨骼肌等未被染成蓝色,说明不同器官中毛细血管通透性有差异,台盼蓝染液并未进入脑、骨骼肌等器官,A、C两项正确,B项错误。由该实验结果可知,不同器官中毛细血管通透性有差异,因此靶向治疗时,需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性,以免药物不能进入相应器官,D项正确。4.(原创+跨模块融合)生物膜融合是细胞完成多种生命活动的关键过程,下列有关叙述正确的是(

)A.胰蛋白酶分泌的过程中,内质网产生的囊泡会与细胞膜融合B.克隆羊的过程中,电融合法促进供体细胞核和卵细胞融合[命题点❷]C.制备单克隆抗体的过程中,将骨髓瘤细胞和T细胞融合D.清除衰老细胞器的过程中,会存在囊泡与溶酶体的融合D解析:胰蛋白酶分泌的过程中,内质网产生的囊泡会与高尔基体膜融合,A项错误。克隆羊的过程中,供体细胞被注入卵母细胞后,可通过电融合法促进细胞融合,而非促进细胞核与卵细胞融合,B项错误。制备单克隆抗体的过程中,将骨髓瘤细胞和B淋巴细胞融合,C项错误。溶酶体内含多种水解酶,能够清除衰老细胞器,清除衰老细胞器的过程中,会存在囊泡与溶酶体的融合,D项正确。关键点3细胞膜功能考查5.(高考题组编)下列关于细胞膜功能的叙述正确的是(

)A.用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时,可用荧光染料标记膜蛋白B.(2024安徽卷)变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程不需要质膜上的蛋白质参与C.(2023浙江卷)囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性D.鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染色成蓝色A解析:变形虫通过胞吞方式摄取食物,该过程需要质膜上的蛋白质参与,B项错误。囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性,C项错误。死细胞的细胞膜失去选择透过性会被台盼蓝染成蓝色,而活细胞不着色,D项错误。6.(必修1

第41页图3-2拓展)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:①__________;②__________;③__________。

(2)图中受体的化学本质是__________,受体和信号分子的结合__________(填“有”或“没有”)特异性。

信号分子

受体

胞间连丝

糖蛋白

有(3)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上?(4)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构吗?说明理由。[命题点❸]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。

不是,如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时不需要细胞膜上的受体。

(2)细胞膜的成分

(3)对细胞膜结构的探索

(4)流动镶嵌模型

磷脂分子头部亲水,尾部疏水

能保持细胞膜的稳定性

②结构特点

2.细胞膜的功能(1)细胞膜:也称质膜,是细胞的边界。(2)功能能力高分练课中关键能力•可视思维命题角度一

质膜动态与流动性1.(原创)翻转酶又称磷脂转位蛋白,是能够催化磷脂分子从生物膜脂双层的一侧定向转移到另一侧的酶。在维持细胞膜脂质不对称分布中起核心调控作用。下列说法错误的是(

)A.细胞膜上蛋白质的分布也是不对称的B.翻转酶发挥作用可使磷脂分子头部在膜内,尾部在膜外C.细胞膜磷脂分子的运动除了翻转外还可以表现为侧向移动D.磷脂分子的翻转可能与细胞膜控制物质进出细胞的功能有关B解析:细胞膜上蛋白质的分布也是不对称的,如糖蛋白只分布在细胞膜外侧,A项正确。翻转酶通过水解ATP将细胞膜中的脂质从胞外侧转移到胞质侧,翻转后的磷脂分子依然是分子头部(亲水部分)在膜外,尾部(疏水部位)在膜内,B项错误。细胞膜中的磷脂分子除了可以在翻转酶作用下翻转外,还能进行侧向移动,C项正确。磷脂分子是细胞膜的主要成分之一,细胞膜作为细胞的屏障,起到控制物质进出细胞的作用,磷脂分子的翻转可能与细胞膜控制物质进出细胞的功能有关,D项正确。命题角度二

膜蛋白结构与功能相适应2.(2024安徽卷)在多细胞生物体的发育过程中,细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的,某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是(

)A.细胞对该信号分子的特异应答,依赖于细胞内的相应受体B.酶联受体是质膜上的蛋白质,具有识别、运输和催化作用C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合,使其磷酸化而有活性D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达,最终引起细胞定向分化D解析:据图可知,识别该信号分子的酶联受体位于细胞膜上,A项错误。酶联受体的化学本质是蛋白质,由图可知,酶联受体识别信号分子并与其结合后,激酶区域被激活,催化相关反应,酶联受体具有识别和催化作用,但无法推出其具有运输作用,B项错误。由图可知,ATP水解释放的是磷酸基团而不是磷酸分子,磷酸基团与应答蛋白结合,使其磷酸化,应答蛋白从无活性状态转变成有活性状态,C项错误。活化的应答蛋白可能通过影响基因的表达,从而引起细胞定向分化,D项正确。答题要语(1)不同种类的细胞,细胞膜的组成成分及各成分的含量不完全相同,如癌细胞表面的糖蛋白含量较少。(2)各种蛋白质在膜上的分布是不对称的,不同的细胞膜,内外两侧蛋白质分布有差异。能力要语常考膜蛋白及其功能能力思维链[思维链1]

细胞膜结构动态性—功能适配性分析链磷脂分子极性(亲水头/疏水尾)→双分子层形成→胆固醇调节流动性→功能适配(物质运输等)[思维链2]

膜受体—信号转导逻辑推演链信号输入(如胰岛素)→与受体结合→效应器激活(如腺苷酸环化酶)→第二信使生成(如cAMP)→细胞功能输出(如糖原分解)基础

满分练

课前

自检自测•夯基固本

考点2

细胞核的结构与功能三个高考关键点关键点1细胞核功能相关实验分析与评价1.(2025黑龙江二模)为探究伞藻的伞帽形状是否由假根中的细胞核决定的,科学家利用菊花形帽伞藻和伞形帽伞藻分别进行了嫁接实验和核移植实验。下列有关实验操作与结果的叙述,错误的是(

)A.伞藻的嫁接实验结果说明细胞核是决定伞帽形态的唯一结构[命题点❶]B.核移植实验中,若细胞核去除后过长时间未接入新核,可能会导致伞藻死亡C.核移植实验的操作可以有效避免假根中细胞质对实验结果的影响D.核移植实验的自变量是细胞核的来源,因变量是新长出的伞帽的形状A解析:伞藻的嫁接实验结果说明伞帽形态由假根决定,不能说明伞帽形态由细胞核决定,A项错误。细胞核控制细胞代谢,伞藻移除细胞核后长时间未接入新核会导致伞藻死亡,B项正确。核移植实验通过移除原有细胞核并移入新核,能有效避免假根中细胞质的干扰,C项正确。伞藻核移植实验是为了研究细胞核对细胞的遗传和代谢过程的控制作用,实验的自变量是核移植时细胞核的来源,因变量是核移植后新长出的伞帽的形状,D项正确。关键点2细胞核结构与功能相适配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[命题点❷]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),拟核区域的DNA也可与蛋白质结合(如拟核区DNA复制时会结合相关酶),故二者均存在DNA和蛋白质的复合体,D项正确。3.(高考题组编)判断(1)(2023山东卷)原核细胞无核仁,不能合成rRNA。(

)(2)(2023湖南卷)核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分,与核糖体的形成有关。(

)(3)颤蓝细菌、伞藻和小球藻都有细胞核。(

)(4)细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出。(

)×√××4.(必修1

第56页正文)细胞核是细胞代谢的控制中心,其含义是__________________________________________________________________________________________________________________________。

5.(必修1

第58页拓展应用)染色体与染色质这同一种物质的两种不同状态对细胞生命活动的意义:染色体呈高度__________状态,有利于在细胞分裂过程中____________________________________,而染色质为__________状,有利于______________________________等生命活动。

细胞的遗传及细胞中的多数代谢是由细胞核控制的,细胞的小部分遗传与代谢是由细胞质中的DNA控制的

螺旋

移动并分配到子细胞中去

细丝

DNA完成复制、转录

6.核孔是一组蛋白质以特定的方式排布形成的结构,被称为核孔复合体,它是细胞质与细胞核内物质输送活动的看护者。如图所示,该复合体由一个核心脚手架组成,其具有选择性的输送机制由大量贴在该脚手架内面的蛋白组成,称为中央运输蛋白。(1)核膜由______层磷脂分子组成,核孔复合体与核膜内外的信息交流有关。(2)人体成熟的红细胞______(填“有”或“没有”)核孔。

(3)核孔复合体的存在,说明核膜也具有__________。

(4)通过核孔进入细胞质的物质是__________。

四

没有

选择性

RNA关键点3细胞结构的完整性7.(2023江苏卷)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是(

)A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似C.③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质D.植物细胞必须具备①②和③才能存活D解析:①表示染色质,主要是由DNA和蛋白质组成的,植物细胞是真核细胞,①只存在于细胞核中,A项正确。②表示细胞膜,主要由磷脂双分子层构成,核膜及各种细胞器膜都是以磷脂双分子层为基本支架的,所以核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似,B项正确。③表示细胞壁,其主要成分为纤维素,也含有多种蛋白质,C项正确。有些植物细胞没有细胞核,也不具有①,如成熟的筛管细胞,所以植物细胞不是必须具备①②和③才能存活,D项错误。8.细胞核和细胞质是相互依存、相互制约的,细胞只有保持完整才能够正常地完成各项生命活动。(1)精子细胞质很少,其存活时间较短,原因是___________________________________________________________________________________。

(2)哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器,只能存活4个月左右,其能短期生存是因为_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供,细胞质还为细胞提供代谢场所

细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用,但一段时间后因缺少细胞核,不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动,细胞死亡回归教材·考教衔接1.细胞核功能的实验探究(1)黑白美西螈核移植实验①实验过程②实验结论:美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制。证明细胞核是遗传的控制中心。③分析:该实验缺少对照组,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中进行培养作为对照。(2)蝾螈受精卵横缢实验①实验过程②实验结论:蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。证明细胞核是代谢的控制中心。③分析:该实验既有相互对照(有核与无核对照),又有自身前后对照(给无核组重新挤入细胞核)。(3)变形虫切割实验①实验过程②实验结论:变形虫的分裂、生长、结构、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制。证明细胞核是代谢的控制中心。③分析:该实验既有相互对照(有核与无核对照),又有自身前后对照(给无核组进行核移植)。(4)伞藻嫁接与核移植实验①伞藻嫁接实验过程②伞藻核移植实验过程

③实验结论:伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。证明细胞核是遗传的控制中心。④分析:伞藻核移植实验可以排除假根中其他物质的作用。[❶]2.细胞核的功能细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。提醒:细胞代谢的主要场所是细胞质,细胞核是细胞代谢的控制中心。3.细胞核的结构

4.科学方法——建构模型

能力高分练课中关键能力•可视思维命题角度

细胞核的结构与基因表达调控(2025山东潍坊模拟)细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所,也是细胞代谢的控制中心,核糖体是蛋白质合成的场所。下图是细胞核调控核糖体合成的示意图,相关叙述正确的是(

)A.核糖体蛋白质可自由通过核孔复合体,不需要消耗能量B.核仁是合成rRNA和蛋白质的场所C.大亚基与小亚基的组装是在细胞质中完成的D.图中有关核糖体的增殖发生在细胞分裂间期的DNA合成期C解析:核孔复合体具有选择性,物质不能自由通过,核糖体蛋白质在细胞质中合成后进入细胞核需要消耗能量,A项错误。蛋白质不是在细胞核中合成的,而是在细胞质中的核糖体上合成的,B项错误。由图可知,核糖体大亚基和小亚基在细胞核中分别合成,在细胞质中完成组装,C项正确。核糖体的增殖发生在细胞分裂前的间期的G1期和G2期,D项错误。答题要语(1)通过核孔进入细胞核的大分子物质是蛋白质,包括组蛋白、酶(解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶)等。通过核孔由细胞核进入细胞质的大分子物质有RNA、蛋白质与RNA结合形成的复合物(核糖体大亚基、小亚基)。DNA分子不能通过核孔进出细胞核。(2)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关,如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数量多,核仁较大。(3)核膜外膜上附着许多核糖体,常与内质网相连。原核细胞无核仁,其核糖体形成与核仁无关。素养提升练课中高考定向•原创融通一、生物膜研究的“技术驱动”与“定量分析”备考方向:结合冷冻电镜解析膜蛋白原子结构等,考查“结构—动态—功能”关联。1.(原创)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,其主要作用是调节细胞膜的流动性和稳定性。图甲为动物细胞膜的亚显微结构模式图;图乙为不同温度下胆固醇对人工膜(人工合成的脂质膜)微粘度(与流动性呈负相关)影响的曲线。甲乙下列叙述错误的是(

)A.图甲细胞膜的这种结构模型被称为流动镶嵌模型B.膜蛋白A的作用体现了细胞膜具有信息交流的功能C.胆固醇和磷脂都是构成各种细胞膜和细胞器膜的重要成分D.据图乙分析,温度较低时,胆固醇可以提高膜的流动性C解析:图甲所示的细胞膜的这种结构模型被称为流动镶嵌模型,A项正确。膜蛋白A可以识别信号分子,体现了细胞膜具有信息交流的功能,B项正确。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,植物细胞膜一般不具有胆固醇,C项错误。据图乙分析,温度较低时,含胆固醇的人工膜微粘度更低,故胆固醇可以提高膜的流动性,D项正确。2.(2024广西卷)科研工作者以烟草悬浮细胞为材料,研究不同质量浓度的聚乙二醇(PEG)对细胞膜通透性的影响,结果如图所示。注:吸光值OD600越小,表示细胞膜通透性越小,细胞活力越大;CK为对照。下列说法错误的是(

)A.高浓度PEG使细胞活力显著下降B.随着PEG浓度增加,eATP和iATP总量持续增加C.iATP相对水平越高,说明细胞膜的通透性越小D.在PEG胁迫下,eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关B解析:分析题意,吸光值OD600越小,表示细胞膜通透性越小,细胞活力越大。由图可知,高浓度PEG时,吸光值OD600增大,即细胞膜通透性增大,细胞活力下降,A项正确。据图可知,随着PEG浓度增加,iATP减小,故eATP和iATP总量并非持续增加,B项错误。吸光值OD600越小,表示细胞膜通透性越小,由图示可知,iATP相对水平越高,吸光值OD600越小,说明细胞膜通透性越小,C项正确。从图中可观察到在PEG胁迫下,eATP相对水平升高,而iATP相对水平降低,故二者呈负相关,D项正确。二、细胞核三维结构解析备考方向:通过细胞核亚显微结构,考查核孔复合体、染色体等知识。A.推测核小体排列紧密区和松散区分布的基因活跃程度相同B.核小体松散排列不利于RNA聚合酶和解旋酶等与DNA结合C.衰老细胞内大部分蛋白质的合成减少与染色质的收缩程度增大有关D.处于分裂间期的细胞在细胞核内完成DNA的复制及组蛋白的合成3.(跨模块融通)(2025河北沧州模拟)在真核生物的细胞核中,DNA围绕组蛋白折叠形成核小体,核小体进一步折叠形成染色质,如图所示。下列叙述正确的是(

)C解析:在DNA折叠过程中,非活跃表达的基因区域核小体排列紧密,活跃表达的基因区域核小体相对松散,核小体排列紧密区和松散区的基因活跃程度不同,A项错误。核小体松散排列有利于RNA聚合酶和解旋酶等与D