第5讲　细胞膜与细胞核 高中生物第一轮总复习

SHENGWUXUE细胞膜与细胞核第5讲(1)概述细胞都由细胞膜包裹，细胞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。课标内容1目

录细胞膜的结构与功能2细胞核的结构和功能3关键·真题必刷考点一细胞膜的结构与功能基础·精细梳理典例·精心深研1.细胞膜的功能提醒植物细胞“系统的边界”是细胞膜，而不是细胞壁。将细胞与外界环境分隔开激素胞间连丝精卵结合2.对细胞膜成分和结构的探索(连一连)①磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子，磷酸“头部”是亲水的，两个脂肪酸一端为疏水的“尾”部。②人鼠细胞融合实验采用荧光标记法而非放射性同位素标记法。

3.细胞膜的成分磷脂胆固醇

种类和含量

糖蛋白或糖脂提醒糖蛋白一般位于细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧上不存在，故可用于确定细胞膜的内外侧。4.流动镶嵌模型 (1)基本内容磷脂双分子层(2)特点流动性磷脂分子和蛋白质分子加快选择透过性种类、数量(1)囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性。(2023·浙江6月选考，6C)(

)提示

依赖于膜的流动性。(2)细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中。(2022·河北卷，1C)(

)提示

膜蛋白在磷脂双分子层中的分布是不对称、不均匀的。(3)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。(2021·全国乙卷，2A)(

)提示

死细胞的膜失去选择透过性会被染成蓝色，而活细胞不着色。×××(4)细胞膜的成分都有脂质和蛋白质。(2021·福建卷，1B)(

)(5)细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关，与糖链无关。(2018·江苏卷，1C)(

)提示

糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。(6)叶肉细胞的细胞膜含有纤维素。(2018·海南卷，1D)(

)提示

不含纤维素。√××1.如图是细胞间的三种信息交流方式，据图分析回答：(1)图中物质或结构的名称：①______；②__________；③__________。(2)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、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所代表的方式。(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；受体和信号分子的结合具有特异性。受体信号分子胞间连丝(4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？并说明理由。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。(5)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构吗？并说明理由。提示不是，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。1.如图是细胞间的三种信息交流方式，

据图分析回答：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.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何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？提示甲处、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。(2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？提示脂质体膜上的抗体能够特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞。(3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？该过程利用了膜的什么特点？提示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，也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞；利用了膜的流动性。3.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。考向

结合细胞膜的结构和功能，考查生命观念1.(2024·广东江门质检)脂蛋白是一种富含胆固醇的特殊大分子，表面由胆固醇及磷脂包裹，嵌有亲水性载脂蛋白，可以进入并沉积在血管壁上促进动脉粥样硬化。右图是脂蛋白的结构模式图。下列相关叙述正确的是(

) A.位于脂蛋白核心的a是水分子，在细胞中有结合水和自由水

两种存在形式 B.b表示蛋白质，基本组成单位是氨基酸，脂蛋白与苏丹Ⅲ

结合形成橘黄色颗粒 C.c表示磷脂分子，由甘油、脂肪酸和磷酸等组成，在空气—水界面铺展成单分子层 D.胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，由于氢含量比糖高是细胞内良好的储能物质C解析脂蛋白核心是疏水的尾部构成的，所以位于脂蛋白核心的a是脂质，A错误；b表示蛋白质，基本组成单位是氨基酸，脂肪与苏丹Ⅲ结合形成橘黄色颗粒，脂蛋白不能用苏丹Ⅲ染色，B错误；c表示磷脂分子，由甘油、脂肪酸和磷酸等组成，磷脂的“头部”是亲水的，“尾部”是疏水的，在水—空气界面上头部向下，尾部在空气中，铺成单分子层，C正确；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，不是细胞内良好的储能物质，脂肪是细胞内良好的储能物质，D错误。C2.(2024·广东七校联考)下列关于细胞膜成分和功能的叙述，正确的是(

)A.细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定B.科研上常用染色法鉴定细胞死活，是因为细胞膜可以将细胞与外界环境分隔开C.改变细胞膜上某种蛋白质的结构可能会影响细胞间的信息交流D.细胞膜外侧的糖类只可与细胞膜上的蛋白质结合形成糖蛋白，具有保护和润滑作用解析

细胞膜的成分主要是磷脂和蛋白质，磷脂不能用苏丹Ⅲ染液进行鉴定，A错误；科研上常用染色法鉴定细胞死活，是因为活细胞的细胞膜可以控制物质进出细胞，B错误；改变细胞膜上某种蛋白质的结构，如糖蛋白，可能会影响细胞间的信息交流，C正确；细胞膜外侧的糖类也可与细胞膜上的脂质结合形成糖脂，D错误。B3.(2024·广东七校联考)膜蛋白在生物体的许多生命活动中起着重要作用，下列相关叙述错误的是(

) A.肝细胞的细胞膜上具有胰高血糖素的受体蛋白 B.肾小管上皮细胞的细胞膜上具有主动运输水分子的转运蛋白 C.甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白 D.肺部细胞的细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白

解析

胰高血糖素可催化肝糖原水解为葡萄糖，说明肝细胞的细胞膜上有其相应的受体蛋白，A正确；水分子的跨膜运输属于被动运输，B错误；促甲状腺激素的靶细胞是甲状腺细胞，甲状腺细胞的细胞膜上具有促甲状腺激素的受体蛋白，C正确；新冠病毒主要攻击人的肺部，肺部细胞是其靶细胞，其细胞膜上具有新冠病毒S蛋白识别的受体蛋白，D正确。1.五种常考的“膜蛋白”及其功能(1)信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白——蛋白质或糖蛋白。(2)膜上的载体蛋白：膜上用于协助扩散和主动运输的载体蛋白，如钠钾泵。(3)膜上的通道蛋白，如用于水协助扩散的水通道蛋白，与Na＋内流相关的Na＋通道蛋白，与K＋外流相关的K＋通道蛋白。(4)具催化作用的酶：如好氧型细菌的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，可用于主动运输等)。(5)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精子和卵细胞间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。2.红细胞微网构建2.红细胞微网构建考点二细胞核的结构和功能基础·精细梳理典例·精心深研1.细胞核的功能探究 (1)黑白美西螈核移植实验细胞核(2)蝾螈受精卵横缢实验细胞分裂、分化(3)变形虫切割实验细胞核(4)伞藻嫁接与核移植实验①伞藻嫁接实验过程：相互对照。②伞藻核移植实验过程：自身对照。③实验结论：伞藻“帽”的形状是由________控制的。细胞核[微思考]

若只做伞藻嫁接实验，能否得出细胞核是遗传的控制中心？并说明理由。

提示

不能。无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。2.细胞核的功能细胞核是____________，是细胞____________的控制中心。遗传信息库代谢和遗传①有的真核细胞有多个细胞核，如骨骼肌细胞、双小核草履虫等。有的真核细胞没有细胞核，如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞。②细胞核并非细胞代谢的中心，细胞核是细胞代谢的控制中心，是DNA复制和转录的主要场所。细胞代谢的中心是细胞质。③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，原因是所有细胞都是由受精卵通过有丝分裂和分化形成的，细胞多样性的实质是基因的选择性表达。

3.细胞核的结构RNA核糖体核孔DNA和蛋白质①并不是所有物质都能进出核孔。如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。②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。③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，其核孔数量多，核仁较大。④在细胞周期中表现为周期性消失与重建的是核膜、核仁，而不是染色体。

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

)(2)颤蓝细菌、伞藻和小球藻都有细胞核。(2021·河北卷，1C)(

)提示

颤蓝细菌是原核生物，没有以核膜为界限的细胞核。(3)细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出。(2021·河北卷，2D)(

)提示

线粒体和叶绿体中也有DNA，可以转录合成RNA。(4)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所。(2019·全国卷Ⅲ，2B)(

)提示

翻译的场所是核糖体。√×××1.核孔是大分子物质进出细胞核的通道，试分析蛋白质合成旺盛的唾液腺细胞与表皮细胞相比，核孔和核仁具有的特点分别是_________________________________________________________________。唾液腺细胞中核孔的数目较多，核仁的体积较表皮细胞的大2.汉麦林的实验如下图，将单细胞的地中海杯状藻先在近核处切断，再在近杯处切断(a)，中间的茎(b)置于海水中可再生一杯(c)，但将此杯切掉后，不能再生第二杯(d)。对这个实验的解释合理的是______________________________________________________________________________________________________________________________________。决定杯状藻藻杯的形态发生的遗传信息来自细胞核；(b)能再生一杯(c)是因为(b)中含有由细胞核转录而来的遗传信息考向1

结合细胞核的结构和功能，考查生命观念1.(2023·江苏卷，2)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是(

)DA.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①、②和③才能存活解析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①、②和③才能存活，D错误。C2.(2024·广州一中质检)细胞核在细胞增殖时发生消失与重建，重建细胞核时，膜小泡聚集在单个染色体周围，形成核膜小泡，最终融合形成细胞核，过程如图所示。下列相关说法正确的是(

)A.核膜是由两层磷脂分子和蛋白质组成的B.核膜小泡中的染色体上，每个染色体含有两个DNA分子C.核膜小泡形成完整细胞核的过程与生物膜的流动性密切相关D.重建后的细胞核中行使遗传功能的结构是核仁解析核膜是双层膜，含四层磷脂分子，A错误；细胞核的重建发生于细胞分裂末期，此时每个染色体上只有一个DNA分子，B错误；核膜由核膜小泡融合而成，这体现了生物膜的流动性，C正确；行使遗传功能的结构是染色体上的DNA，D错误。C考向2围绕细胞核功能的实验，考查科学探究3.(2024·广东六校联考)科研人员将变形虫(甲)置于放射性同位素标记的磷脂介质中培养一段时间后，将其被标记的细胞核取出并移植到未被标记的去核变形虫(乙)中，置于普通培养基中继续培养，观察到变形虫(乙)进行有丝分裂产生的两个子细胞的核膜均含放射性标记。由此可以说明(

) A.细胞核的核膜是由两层磷脂分子组成的 B.分裂时细胞核中部内陷，缢裂为两个新核 C.亲代变形虫的核膜可参与子代核膜的建立 D.细胞核是变形虫代谢和遗传的控制中心解析细胞核的核膜是双层膜，每层膜由两层磷脂分子组成，故细胞核的核膜是由四层磷脂分子组成的，A不符合题意；动物细胞与植物细胞有丝分裂的不同点之一是动物细胞分裂的末期不形成细胞板，而是细胞膜从细胞的中部向内凹陷，最后把细胞缢裂成两部分，每部分都含有一个细胞核，但是该实验过程并不能得出该结论，B不符合题意；亲代变形虫经培养后核膜被放射性同位素标记，核移植后的细胞经过有丝分裂产生的两个子细胞的核膜均含放射性标记，故亲代变形虫的核膜可参与子代核膜的建立，C符合题意；细胞核是变形虫代谢和遗传的控制中心，但是根据该实验并不能得出此结论，D不符合题意。C4.(2024·黑龙江省实验中学期中)伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，由伞帽、伞柄和假根三部分构成，细胞核在假根内。科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接和核移植实验(如图1、2所示)。下列相关叙述错误的是(

)A.图2中移去细胞核的甲伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止B.图2中的③与图1中①的帽形相同，都是菊花形帽C.图1中①②的帽形因嫁接而改变D.题述实验说明生物体形态结构的建成与细胞核有关解析

细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，图1中①②的帽形(由细胞核控制)不会因嫁接而改变，C错误。关键·真题必刷1.(2022·广东卷，7)拟南芥HPR1蛋白定位于细胞核孔结构，功能是协助mRNA转移。与野生型相比，推测该蛋白功能缺失的突变型细胞中，有更多mRNA分布于(

) A.细胞核

B.细胞质 C.高尔基体

D.细胞膜

解析

分析题意可知，野生型的拟南芥HPR1蛋白是位于核孔协助mRNA转移的，mRNA是转录的产物，翻译的模板，故可推测其转移方向是从细胞核内通过核孔到细胞核外，因此该蛋白功能缺失的突变型细胞，不能协助mRNA转移，mRNA会聚集在细胞核中，A正确。AC2.(2022·河北卷，1)关于细胞膜的叙述，错误的是(

)A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流解析

在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程中细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流，A正确；载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输，B正确；膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、不均匀的，有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层，C错误；细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞间的信息交流，D正确。3.(2021·河北卷，2)关于细胞核的叙述，错误的是(

)A.有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现B.蛋白质合成活跃的细胞，核仁代谢活动旺盛C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成，经核孔进入细胞核D.细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出解析

有丝分裂过程中，前期核仁解体、核膜消失，末期核膜和核仁重新出现，A正确；核仁与核糖体的形成有关，蛋白质合成活跃的细胞中核糖体数量多，核仁代谢活动旺盛，B正确；细胞中绝大部分的蛋白质都是在细胞质中的核糖体上合成的，对基因表达有调控作用的蛋白质需经核孔进入细胞核，C正确；细胞质中的RNA大多数是在细胞核中合成的，还有部分RNA是在线粒体或叶绿体中合成的，D错误。D4.(2022·浙江6月选考，15改编)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是(

) A.核膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定 B.核膜上有核孔，可调控核内外的物质交换 C.核仁是核内的圆形结构，主要与mRNA的合成有关 D.染色质由RNA