新人教生物一轮复习学案：第4讲 细胞膜和细胞核（教师版）

新人教生物一轮复习学案
第4讲 细胞膜和细胞核
【素养目标】　1.通过对细胞膜和细胞核结构和功能的复习，建立整体观念和结构与功能观。(生命观念)　2.建立细胞膜流动镶嵌模型，学会利用模型解释和解决实际问题。(科学思维)　3.通过探究细胞膜的组成和功能以及细胞核功能的实验分析，掌握实验设计的对照原则和荧光标记技术。(科学探究)
考点一　细胞膜的结构和功能
1．细胞膜的功能
2．细胞膜的成分
(1)细胞膜成分的探索
实验一 实验方法 欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的研究
实验现象 溶于脂质的物质容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜
实验结论 推测细胞膜是由脂质组成的
实验二 实验目的 探究细胞膜中脂质成分的类型
实验方法 利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析
实验结论 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
实验三 实验目的 英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力
实验现象 发现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)
实验结论 推测细胞膜可能还附有蛋白质
(2)细胞膜成分组成
【拾遗补缺】　源于必修1 P42：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。
3．细胞膜的结构
(1)对细胞膜结构的探索(连线)
【拾遗补缺】　源于必修1 P44“科学方法”：细胞膜结构模型的探索过程，反映了科学方法——提出假说的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说，再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。
(2)流动镶嵌模型
①基本内容
②特点
【拾遗补缺】　(1)源于必修1 P45“正文小字部分”：细胞膜外表面与蛋白质或脂质结合的糖类分子叫作糖被，其与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。
(2)源于必修1 P45“旁栏思考”：虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因为一是水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜。
(3)源于必修1 P46“练习与应用·拓展应用”：由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
4．植物细胞的细胞壁(不是植物细胞“系统的边界”)
(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)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(　　)
(3)细胞膜的成分是恒定不变的(　　)
(4)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构(　　)
(5)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
1．细胞膜成分的鉴定方法
细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果
磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解
磷脂酶处理 细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
蛋白质 双缩脲试剂 紫色
蛋白酶处理 细胞膜被破坏
2.细胞膜结构特点的鉴定
采用荧光标记法，标记小鼠细胞与人细胞做如图实验：
上述实验现象以及相关的其他实验证据可以说明：细胞膜具有流动性。若在上述人—鼠细胞融合的实验中，将温度维持在0 ℃，与37 ℃相比，两种荧光不能均匀分布，或者需要更长的时间才能分布均匀，是因为温度降低影响了蛋白质运动的速度。
3．细胞膜的功能探究
(1)控制物质进出功能的验证
(2)识别功能的验证：将大量同种生物和亲缘关系较远的精子和卵细胞混合在一起，发现只有同种生物的精子和卵细胞才能结合，则说明细胞膜具有识别作用。
[典例剖析]
(2023·成都高三检测)小龙虾的神经系统中有一种特殊的突触，这种突触间隙极小，仅有2～3 nm。带电离子可通过相邻细胞膜上的蛋白质通道直接传递信号。下列相关说法错误的是(　　)
A．信号在该突触中的传递方向可能是双向的
B．该突触结构可能有利于动物对伤害性刺激快速作出反应
C．信号在该突触中的传递体现了细胞膜具有信息交流功能
D．信号在该突触中的传递依赖于细胞膜的流动性
D　[由于突触间隙极小，且带电离子和局部电流可通过相邻细胞膜上的蛋白质通道直接传递信号，则信号在该突触中不需要转换为化学信号，因此传递方向可能是双向的，A正确。由于信号在突触间传递无须转换，则信号的传递速度快，时间短，因此该突触结构可能有利于动物对伤害性刺激快速作出反应，B正确。该信号的传递中所利用的蛋白质通道，属于两个细胞间所形成的进行信息交流的通道，体现了细胞膜具有信息交流功能，C正确。信号在该突触中的传递未体现胞吞、胞吐、细胞融合等现象，因此未体现细胞膜的流动性，D错误。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：带电离子可通过相邻细胞膜上的蛋白质通道
信息2：细胞膜的流动性
信息转化 1.蛋白质通道可使带电离子快速通过，从而传导电信号
2.细胞膜的流动性体现在磷脂分子和大多数蛋白质分子都可以运动
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学思维：抽象概括能力
【角度转换】　提升语言表达能力
根据磷脂分子特点和磷脂双分子层特点，推测该通道蛋白的亲水、疏水特点为位于细胞膜两侧的部位具有亲水性，中间部位具有疏水性。
考向一　细胞膜的结构和功能分析
1．(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
C　[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，或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层，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。]
2．哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器，是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时，仍然保持原本的基本形状和大小，这种结构称为红细胞影，其部分结构如下图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影，结果如下表。
实验处理 蛋白质种类 处理后红细胞影的形状
A B C D E F
试剂甲处理后 ＋ ＋ ＋ ＋ － － 变得不规则
试剂乙处理后 － － ＋ ＋ ＋ ＋ 还能保持
(“＋”表示有，“－”表示无)
分析错误的是(　　)
A．膜上有多种蛋白质，其中B蛋白与多糖结合，主要与细胞膜的信息交流功能有关
B．A和G蛋白均与跨膜运输有关，G蛋白发挥作用需要红细胞无氧呼吸产生的ATP
C．红细胞通过主动运输排出Na＋吸收K＋，维持红细胞内高K＋低Na＋的离子浓度梯度
D．由表中结果推测，对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是A和B
D　[据图分析可知，构成红细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，膜上有多种蛋白质，其中B蛋白与多糖结合，主要与细胞膜的信息交流功能有关，A正确；据图分析可知，A和G蛋白均与跨膜运输有关，G主要功能是利用红细胞无氧呼吸产生的ATP供能，通过主动运输方式排出Na＋吸收K＋，从而维持红细胞内高K＋低Na＋的离子浓度梯度，B、C正确；由表中结果可知，试剂甲处理后由于缺少E、F蛋白质，红细胞影变得不规则，因此判断E、F对维持红细胞影的形状起重要作用，D错误。]
考向二　与细胞膜有关的实验探究
3．(2022·重庆南开中学模拟)去垢剂是一端亲水、一端疏水的两性小分子。下图为去垢剂处理细胞膜的过程，相关叙述错误的是(　　)
A．去垢剂不能破坏细胞膜的结构
B．组成细胞膜的磷脂和大部分蛋白质可运动
C．去垢剂能代替脂质分子支持和稳定去膜状态下膜蛋白的结构
D．去垢剂与膜蛋白相互作用可能会影响膜蛋白提纯
A　[去垢剂是一端亲水、一端疏水的两性小分子，据图可知，去垢剂能与细胞膜上蛋白质结合，破坏细胞膜的结构，造成细胞损伤、功能丧失，A错误；组成细胞膜的磷脂和大部分蛋白质可运动，所以细胞膜具有一定的流动性，B正确；去垢剂和磷脂分子都是一端亲水、一端疏水，因此去垢剂能代替脂质分子支持和稳定去膜状态下膜蛋白的结构，C正确；据图可知，去垢剂能与细胞膜上的蛋白质结合，所以去垢剂与膜蛋白相互作用可能会影响膜蛋白提纯，D正确。]
4．(2022·辽宁义县高三检测)对玉米种子的实验处理方法和观察到的现象如下，该实验结果说明(　　)
实验处理 将玉米种子浸泡15 h，从中央切开后用稀释红墨水染色 将玉米种子煮熟，从中央切开后用稀释红墨水染色
实验现象 胚细胞着色非常浅 胚细胞着色深
A．细胞膜具有控制物质进出细胞的作用
B．红墨水容易进出玉米细胞
C．细胞膜具有全透性
D．活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的作用
D　[活细胞的细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，可以按照生命活动的需要有选择地吸收物质，红墨水不是胚细胞生长的必需物质，所以不能或很少通过活细胞膜进入胚细胞，胚细胞着色浅；而煮熟的胚细胞已经死亡，其细胞膜失去选择透过性而变成了全透性膜，红墨水进入细胞，所以胚细胞着色深，D正确，A、B、C错误。]
考点二　细胞核的结构和功能
1．细胞核的功能及功能探究
(1)
(2)功能探究
①黑白美西螈核移植实验
②蝾螈受精卵横缢实验
③变形虫切割实验
④伞藻嫁接与核移植实验
2．细胞核的结构
(1)上述结构中核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。
(2)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系：代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。
(3)哺乳动物成熟的红细胞、高等植物成熟的筛管细胞等无细胞核，既不能生长也不能分裂；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。
(4)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中的细胞核多达数百个。
【拾遗补缺】
(1)源于必修1 P57“科学方法”：模型分为物理模型(如DNA双螺旋结构模型)、概念模型(如种群的概念)和数学模型(如“J”形曲线、“S”形曲线，公式、表格等)。
(2)源于必修1 P57“探究·实践”：在设计并制作细胞模型时，科学性、准确性是第一位的，其次才是模型的美观与否。
(1)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出(　　)
(2)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同(　　)
(3)细胞核是细胞的代谢中心(　　)
(4)所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核(　　)
(5)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，所以要在细胞的最中央(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
[典例剖析]
(2022·淄博模拟)核膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层紧贴内核膜，是一层由纤维蛋白构成的网状结构。如图表示细胞周期中核膜和核纤层的动态变化过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A．核内合成的tRNA运出细胞核与核孔复合体有关
B．核纤层的解体和重新组装可能通过核纤层蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰实现
C．分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小泡在染色质周围聚集并融合成新的核膜
D．核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间，维持细胞核的正常形态
D　[核孔复合体是蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道，所以tRNA运出细胞核与核孔复合体有关，A正确；核纤层的解体和重新组装可能通过核纤层蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰实现，B正确；分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小泡在染色体周围聚集并融合成新的核膜，同时染色体解螺旋恢复成染色质状态，C正确；由图示可知，核纤层蛋白位于内核膜一侧，D错误。]
【名师点拨】　掌握信息转化能力
信息提取 信息1：核纤层紧贴内核膜
信息2：核内合成的tRNA
信息3：题图
信息转化 1.核纤层蛋白位于内核膜一侧
2.tRNA属于大分子
3.核膜、核纤层在细胞周期中发生解体与重新组装
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学思维：比较与分析能力、建构模型能力
【角度转换】　提升语言表达能力
如何验证细胞分裂时子细胞的核膜有来自母细胞的核膜成分？将母细胞的核膜用放射性同位素标记，观察子细胞的核膜是否有放射性。
考向一　细胞核的结构和功能的辨析
5．(2022·海南卷，4)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin－1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质，介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin－1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常。下列有关叙述错误的是(　　)
A．肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核
B．编码Cofilin－1的基因不表达可导致细胞核变形
C．Cofilin－1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力
D．Cofilin－1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力
A　[核孔具有选择透过性，肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核，肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin－1的介导，A错误；编码Cofilin－1的基因不表达，Cofilin－1缺失，可导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，核膜破裂，染色质功能异常，B正确；Cofilin－1缺失可导致肌动蛋白不能进入细胞核，从而引起细胞核变形，可能会导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力，C正确；Cofilin－1缺失会导致染色质功能异常，染色质上含有控制细胞代谢的基因，从而影响细胞核控制细胞代谢的能力，D正确。]
6．(2022·辽宁县级高中协作体高三期末)亲核蛋白如核糖体蛋白、染色体蛋白等需要核定位信号(NLS)的引导才能进入细胞核，核定位信号(NLS)是一小段氨基酸序列且不会被切除，个别没有NLS的核蛋白也能进入细胞核，但是这些蛋白质必须和具有NLS的蛋白质结合才能进入，在细胞分裂形成新细胞后，原有的核内蛋白质会重新定位到新细胞核内。下列相关叙述错误的是(　　)
A．核定位信号是亲核蛋白进入细胞核所必需的
B．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
C．染色体蛋白与DNA等组成染色体，DNA是遗传信息的载体
D．若核定位信号未被切除，则原有的核内蛋白质会重新定位到新细胞核内
B　[分析题意可知，个别没有NLS的亲核蛋白必须和具有NLS的蛋白质结合才能进入细胞核，故核定位信号是亲核蛋白进入细胞核所必需的，A正确；核糖体蛋白是在细胞质基质中的核糖体上合成的，通过核孔运输，进入细胞核内，促进核糖体大、小亚基的合成、装配，最终再通过核孔运出细胞核，小亚基和大亚基在细胞质基质中组装成核糖体，B错误；细胞核中能被碱性染料染成深色的物质叫做染色体，它主要由DNA和染色体蛋白质两种物质组成，染色体是遗传物质的载体，DNA是遗传信息的载体，C正确；核定位信号(NLS)可保证整个蛋白质能够通过核孔复合体转运至细胞核内，在细胞分裂形成新细胞时，要形成新的细胞核，故若核定位信号未被切除，则原有的核内蛋白质会重新定位到新细胞核内，D正确。]
【易错提醒】　关注细胞核的5个易错点
考向二　细胞核功能的实验探究
7．(2022·三湘名校教育联盟联考)将变形虫切割为有核和无核两部分，在培养液中培养一段时间后观察，有核部分恢复了原来的完整结构，并且还能增殖，而无核部分退化消失。下列叙述错误的是(　　)
A．变形虫有核部分含有核DNA，能够控制有核部分的结构修复
B．变形虫无核部分因失去细胞核，无法进行核质间的物质交换
C．该实验结果表明细胞正常的生命活动与细胞的完整程度无关
D．该实验结果可以作为细胞核控制着细胞代谢和遗传的支撑实例
C　[变形虫有核部分含有遗传物质核DNA，一段时间恢复了原来的完整结构，而无核部分退化消失，说明核DNA能够控制有核部分的结构修复，A正确；变形虫无核部分因失去细胞核，无法进行核质间的物质交换和信息交流，B正确；虽然有核部分能够恢复完整结构，但无核部分则退化消失，不能恢复到原来的完整结构，更不能增殖，均说明了细胞正常的生命活动与细胞完整情况有关，C错误；变形虫有核部分恢复了原来的完整结构，并且还能增殖，能够作为细胞核控制着细胞代谢和遗传的支撑实例，D正确。]
8．(多选)以动物的受精卵为实验材料进行以下实验，下列有关分析错误的是(　　)
A．实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
B．实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
C．该实验可以证明细胞核的功能
D．该实验结果可以说明细胞只有保持结构完整性才能正常进行各项生命活动
ABC　[实验①和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性，A错误；实验②和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性，B错误；该实验可以证明细胞核和细胞质都不能单独存活，细胞只有保持结构完整性才能正常进行各项生命活动，C错误，D正确。]
【归纳总结】　全面理解细胞的“整体性”
(四)膜蛋白的种类与功能
1．运输功能——膜转运蛋白
膜转运蛋白分为载体蛋白和通道蛋白两种。载体蛋白是多次跨膜蛋白，能与特定的溶质分子结合，通过自身构象的改变来介导溶质分子跨膜运转，载体蛋白分别在协助扩散和主动运输中发挥作用。参与协助扩散的载体蛋白能加快物质从自由能高向自由能低的一侧跨膜运输，而对运转分子不做任何共价修饰。
2．识别功能——受体蛋白
对于多细胞生物而言，细胞间的通讯方式以分泌化学信号分子进行信息交流为最普遍。信号分子(配体)根据其溶解性可以分为两类：亲脂类信号分子(甾类激素和甲状腺素，可穿越细胞膜)和亲水类信号分子(神经递质、生长因子、多数激素，不可穿越细胞膜)。
3．连接功能
通过一些特定膜蛋白，将相邻细胞的细胞膜相互联系，协同作用。主要有三种方式：一是紧密连接，通过排列成串的跨膜蛋白(如封闭蛋白)形成“焊接线”，使相邻的细胞膜紧紧靠在一起，没有间隙，以阻止可溶性物质甚至水分子沿细胞间隙进入体内，起重要的封闭作用。二是锚定连接，如桥粒蛋白在两个细胞间形成纽扣式的结构以将相邻细胞连在一起，进而使细胞群体、组织和器官保持高度有序、坚挺；三是通讯连接，如动物细胞膜上的连接子(由6个跨膜蛋白环绕而成)，中心形成直径约为1.5 nm的孔道，即细胞质通道，可使相邻细胞之间的离子、核苷酸等小分子通过从而实现通讯联系。
4．催化功能——酶
原核生物由于没有复杂的细胞器，因此许多功能都是由细胞膜来承担的。在其细胞膜上往往分布有各种代谢所需要的酶，可见膜蛋白赋予原核细胞膜功能上的多样化是区别于真核细胞的一个显著的特征。
5．保护功能——糖蛋白
细胞膜上的糖类，除少数与膜脂结合外，多数形成糖蛋白。由于糖蛋白的高粘度性，可以成为细胞表层的润滑剂，防止蛋白水解酶的水解作用。同时，也可以防止细菌、病毒的侵袭。因此，得名“糖被”。事实上，糖蛋白的功能是多样化的，前面提及的载体蛋白、受体蛋白往往也是糖蛋白。除此以外，一些糖蛋白还是细胞血型物质的基本成分，免疫识别的分子基础。
6．运动功能——微管蛋白
由微管蛋白构成的鞭毛和纤毛作为细胞表面的特化结构，可使细胞运动，或通过促进细胞表面液体的流动，摄取食物或清除细胞表面的异物。
[对点训练]
1．(2022·南京高三检测)钠－钾ATP酶(Na＋/K＋－ATPase)存在于大多数动物细胞膜上，能够利用ATP水解释放的能量，将细胞内的Na＋泵出细胞外，而相应地将细胞外K＋泵入细胞内，从而维持膜内外一定的电化学梯度。该电化学梯度能驱动葡萄糖协同转运载体以同向协同转运的方式将葡萄糖等有机物转运入细胞内，然后由膜上的转运载体GLUT2转运至细胞外液，完成对葡萄糖的吸收。下图为人小肠上皮细胞吸收葡萄糖的过程示意图，下列相关分析正确的是(　　)
A．图示细胞吸收和释放Na＋的方式均属于主动运输
B．图示细胞吸收和释放葡萄糖的方式均属于协助扩散
C．图示细胞的膜蛋白有催化、运输、信息交流等功能
D．图示的Na＋/K＋－ATPase也存在于神经元细胞膜上
D　[图示细胞中释放Na＋是由细胞内的低浓度梯度到细胞外的高浓度梯度，同时伴随着ATP水解并利用其释放的能量，因此释放Na＋的方式是主动运输，但吸收Na＋的过程需要载体并由高浓度向低浓度方向转运，因此是协助扩散的方式，A错误；葡萄糖由肠腔转移到小肠上皮细胞通过Na＋形成的电化学梯度驱动，由葡萄糖协同转运载体转运，是一种主动运输的方式，而通过GLUT2将细胞内的葡萄糖转移到细胞外液的内环境中的方式是协助扩散，B错误；图中所示的膜蛋白Na＋/K＋－ATPase能够催化ATP的水解，同时转运Na＋和K＋，因此具有催化作用和运输作用，但图示过程并未提到具有信息交流功能的膜蛋白——受体蛋白，因此图中膜蛋白没有信息交流的作用，C错误；Na＋/K＋－ATPase存在于大多数的动物细胞中，负责转运Na＋和K＋，同时水解ATP为其提供能量，维持细胞膜内外的电化学梯度，因此可推测该蛋白质也存在于神经元细胞膜上，D正确。]
2．(2022·海南卷，16)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题。
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是________________。
(2)细胞膜上的水通道蛋白是水分子进出细胞的重要通道，水分子借助水通道蛋白进出细胞的方式属于____________。
(3)细胞膜上的H＋ ATP酶是一种转运H＋的载体蛋白，能催化ATP水解，利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的pH__________；此过程中，H＋ ATP酶作为载体蛋白在转运H＋时发生的变化是____________________________________________________________。
(4)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是______________________。
(5)植物根细胞借助细胞膜上的转运蛋白逆浓度梯度吸收磷酸盐，不同温度下吸收速率的变化趋势如图。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是_______________________。
答案　(1)选择透过性　(2)协助扩散　(3)下降　空间结构(自身构象)发生改变　(4)进行细胞间的信息交流　(5)植物根细胞吸收磷酸盐为主动运输，主动运输需要细胞呼吸供能，而温度降低会导致呼吸酶的活性降低，进而降低细胞呼吸速率，最终降低了磷酸盐的吸收速率
解析　(2)水分子借助细胞膜上的水通道蛋白进出细胞，这种借助膜上转运蛋白顺浓度梯度进出细胞的物质扩散方式称为协助扩散(易化扩散)。(3)细胞膜上的H＋ ATP酶能利用ATP水解释放的能量将H＋泵出细胞，导致细胞外的H＋增多，pH下降；载体蛋白在每次转运时都会发生自身构象的改变。(4)胰岛B细胞分泌的胰岛素随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞，引起靶细胞产生相应的生理变化，体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。(5)见答案。
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
A　[分析题意，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。]
2．(2022·浙江6月选考，15)下列关于细胞核结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．核被膜为单层膜，有利于核内环境的相对稳定
B．核被膜上有核孔复合体，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和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
B　[核被膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内环境的相对稳定，A错误；核被膜上有核孔，核孔处有核孔复合体，具有选择性，可调控核质之间频繁的物质交换，B正确；核仁主要与rRNA的合成有关，C错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，D错误。]
3．(2021·北京卷，2)下图是马铃薯细胞局部的电镜照片，1～4均为细胞核的结构，对其描述错误的是(　　)
A．1是转录和翻译的场所
B．2是核与质之间物质运输的通道
C．3是核与质的界膜
D．4是与核糖体形成有关的场所
A　[1是染色质，细胞核是DNA复制和转录的主要场所，翻译的场所是核糖体，A错误；2是核孔，核孔是核与质之间物质运输的通道，具有选择透过性，B正确；3是核膜，是核与质的界膜，为细胞核提供了一个相对稳定的环境，C正确；4是核仁，真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，D正确。]
4．(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
D　[在有丝分裂前期，核膜、核仁消失，在有丝分裂后期，核膜、核仁重新出现，故在有丝分裂过程中，核膜和核仁周期性地消失和重现，A正确；蛋白质合成的场所是核糖体，蛋白质合成活跃的细胞，需要大量的核糖体，而核糖体的形成与核仁有关，所以核仁代谢活动旺盛，B正确；蛋白质合成的场所是核糖体，核糖体分布在细胞质中，基因主要存在于细胞核中，故对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质中合成后，经核孔进入细胞核，C正确；RNA是以DNA为模板转录形成的，DNA主要存在于细胞核，在细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，这些DNA也能作为模板转录合成RNA，所以细胞质中的RNA主要在细胞核中合成，经核孔输出，D错误。]
5．(2021·浙江6月选考，4)质膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B．胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C．物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关
D．有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
D　[脂双层是指磷脂双分子层，不包括膜蛋白，是在有水的环境中自发形成的，由磷脂分子的物理性质和化学性质决定的，但具有识别作用的糖脂分子只分布在质膜的外侧，故脂双层是不完全对称的，A错误；磷脂的尾部与胆固醇一起存在于脂双层内部，而非镶嵌或贯穿在膜中，且由于胆固醇是“刚性的”，会限制膜的流动性，B错误；物质进出细胞方式中的被动转运包括扩散、渗透和易化扩散，其中易化扩散需要载体蛋白，即与膜蛋白有关，C错误；有些膜蛋白起着细胞标志物的作用，能识别并接受来自细胞内外的化学信号，D正确。