第4讲 细胞膜与细胞核
[课标内容] 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。
微考点大突破
考点一 细胞膜的结构和功能
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。
2.细胞膜的成分
(1)对细胞膜成分的探索。
(2)细胞膜的成分。
提醒 ①动物细胞膜中含有一定量的胆固醇,而植物细胞膜中不含胆固醇。
②细胞膜的成分并不是不可变的。例如,细胞癌变过程中,细胞膜的成分发生变化,糖蛋白含量下降。
3.流动镶嵌模型的基本内容
(1)细胞膜的结构模型示意图。
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。
(2)特点。
(1)在细胞膜的控制下,对细胞有害的物质、病菌、病毒都不能进入细胞。(源自必修1 P41)()
(2)没有信息交流,多细胞生物体也能作为一个整体完成生命活动。(源自必修1 P41)()
(3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(必修1 P41“图3-2”)()
(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。(必修1 P42“思考·讨论”)()
(5)膜蛋白和磷脂分子的运动速度与温度没有直接关系。(源自必修1 P43)()
(6)糖蛋白分布于细胞膜的内侧,细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关。(源自必修1 P45)()
(必修1 P46“拓展应用”2)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
答:____________________________________________。
(2)若脂质体运送的药物是抗癌药物,则抗体的作用是什么
答:______________________。
(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
答:____________________________________________。
能力 细胞膜的结构和功能(考查结构与功能观)
1.(2025·衡水检测)下列关于生物膜的流动镶嵌模型的说法,正确的是( )
A.罗伯特森通过光学显微镜观察,提出了“亮—暗—亮”的三明治结构是一种静态模型
B.人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有选择透过性
C.欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的胆固醇
D.辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型
2.(2021·浙江6月选考,T4)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
三个“决定”解读细胞膜的组成、结构与功能的统一性
3.(2025·昆明模拟)细胞膜内陷形成小窝,小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光,当胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点,分别向小窝蛋白的肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(102~126位氨基酸)加入胆固醇,检测不同肽段的荧光强度变化,结果如图所示,下列说法正确的是( )
A.磷脂分子和小窝蛋白共同构成了细胞膜的基本支架
B.小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点主要在肽段1
C.采用荧光标记法可证明细胞膜的功能特点是有一定的流动性
D.胆固醇能与氨基酸结合,说明胆固醇具有运输氨基酸的功能
考点二 细胞核的结构与功能
1.细胞核的功能实验探究
(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.细胞核的结构和功能
提醒 核孔具有选择性,能选择性地控制大分子物质进出核孔,如细胞核中的DNA一般不能通过核孔进入细胞质。
3.细胞在生命系统中的地位
4.建构模型
(1)概念:人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的__________的描述。
(2)类型:__________模型、__________模型、数学模型等。
(3)举例:沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型,它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。
(1)获得的克隆牛的性状与核供体母牛几乎一模一样,说明克隆牛的性状完全由核供体母牛的细胞核控制。(必修1 P54“问题探讨”)()
(2)真核细胞核内的核仁被破坏,不能形成核糖体,抗体的合成将不能正常进行。(必修1 P56“图3-10”拓展)()
(3)核酸主要在细胞核内合成,是否运出细胞核与核孔复合体有关。(必修1 P56“图3-10”拓展)()
汉麦林的实验如图,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___________________________________________。
能力 细胞核的结构与功能(考查结构与功能观)
1.(2021·北京卷,T2)如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
关于细胞核结构的4个注意点
(1)核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开。外膜上附着许多核糖体,常与内质网相连;核膜上附着大量酶,利于多种化学反应的进行。
(2)核孔是大分子物质出入细胞核的通道,如mRNA、蛋白质(解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)可以通过,但DNA不能通过;而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的,不通过核孔。RNA和蛋白质出入细胞核穿过0层膜。核膜和核孔都具有选择透过性。
(3)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。原核细胞无核仁,其核糖体形成与核仁无关。
(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,人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。
2.(2021·河北卷,T2)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
1.(必修1 P56“图3-10”)细胞核各部分的功能。
(1)核仁的功能:____________________________________________。
(2)核膜的结构与功能:____________________________________________。
(3)核孔的功能:____________________________________________。
2.(必修1 P56“正文”)细胞进行生命活动的“蓝图”指的是__________。细胞依据“蓝图”进行______________________,完成__________。
微真题重体悟
1.(2022·海南卷,T4)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
2.(2023·河北卷,T14改编)哺乳动物的巨噬细胞吞噬、降解衰老的红细胞,获得的Fe2+通过膜上的铁输出蛋白(FPN)进入血液,用于骨髓生成新的红细胞。肝脏分泌的铁调素可靶向降解FPN。炎症可以促进铁调素的合成。下列叙述不正确的是( )
A.由Fe参与构成的血红蛋白具有运输功能
B.衰老的红细胞被吞噬需要膜蛋白的参与
C.敲除铁调素编码基因,巨噬细胞会出现铁积累
D.长期炎症可能会减少红细胞生成,进而导致贫血
3.(2024·贵州卷,T8)将台盼蓝染液注入健康家兔的血管,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
4.(2022·浙江6月选考,T15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和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
5.(2022·海南卷,T16)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__________________________________________________________________。
第4讲 细胞膜与细胞核
微考点·大突破
考点一
教材解读
1.外界环境 选择透过性 化学物质 接触
2.(1)脂质 胆固醇 磷脂 连续的两层 低于 蛋白质 (2)磷脂 胆固醇 种类和数量 蛋白质或脂质
3.(1)外 表面的识别 细胞间的信息传递 ①镶 ②嵌入 ③贯穿于 (2)流动性 磷脂分子和蛋白质分子 加快 选择透过性 载体种类、数量
教材基础辨析
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
教材素材拓展
提示 (1)甲处、乙处;两层磷脂分子之间是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物能被稳定地包裹在其中
(2)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
能力提升
1.D 解析 罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构,他把生物膜描述为静态的统一结构,A项错误;小鼠细胞和人细胞融合的实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有流动性,B项错误;欧文顿发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞,据此推测出细胞膜的主要组成成分中有脂质,C项错误;辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型,D项正确。
2.D 解析 磷脂和糖脂分子形成的脂双层不是完全对称的,A项错误;胆固醇只能插入磷脂分子间,与脂肪酸链结合限制脂质的流动,B项错误;被动转运包括自由扩散和协助扩散,协助扩散是需要载体蛋白或通道蛋白参与的,C项错误;有些膜蛋白是受体,可以识别并接受来自细胞内外的化学信号,D项正确。
3.B 解析 磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架,A项错误;由题知“胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低”,观察题图发现只有肽段1的荧光强度出现了明显降低,所以小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在肽段1中,B项正确;采用荧光标记法可证明细胞膜的结构特点是有一定的流动性,而不是功能特点,C项错误;由题意可知,胆固醇能与氨基酸结合,会使荧光强度降低,但不能说明胆固醇具有运输氨基酸的功能,D项错误。
考点二
教材解读
1.(1)美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制 (2)蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制 (3)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)假根中其他物质 细胞核
2.①双层 ②RNA ③DNA 蛋白质 ④核质 遗传信息库 代谢 遗传
3.生命系统 一个统一的整体 基本单位 代谢和遗传
4.(1)概括性 (2)物理 概念
教材基础辨析
(1)× (2)√ (3)√
教材素材拓展
提示 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
能力提升
1.A 解析 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项错误;②是核孔,核孔是核与质之间物质运输的通道,具有选择性,B项正确;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项正确;④是核仁,真核细胞中核仁与核糖体的形成有关,D项正确。
2.D 解析 有丝分裂过程中核膜和核仁在前期消失,在末期重现,在细胞分裂过程中周期性地消失和重现,A项正确;核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞中核糖体的形成和核仁有关,因此蛋白质合成活跃的细胞中核仁代谢活动旺盛,B项正确;蛋白质可在细胞质中的核糖体上合成,而基因表达中转录的场所主要为细胞核,对基因表达有调控作用的蛋白质可在细胞质中合成,经核孔进入细胞核起调控作用,C项正确;细胞质中的RNA大部分是在细胞核中转录产生的,但是细胞质中的线粒体和叶绿体中的DNA也能通过转录过程合成少量的RNA,D项错误。
回源教材 提示 1.(1)与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关 (2)双层膜,把核内物质与细胞质分开 (3)实现核质之间频繁的物质交换和信息交流 2.DNA上储存的遗传信息 物质合成、能量转化和信息交流 生长、发育、衰老和凋亡
微真题·重体悟
1.A 解析 由题干信息可知,肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin 1的介导,则肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核,A项错误;由题干信息可知,编码Cofilin 1的基因不表达,就不能合成Cofilin 1,从而导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,B项正确;Cofilin 1缺失可引起核膜破裂,而核膜具有选择透过性,核膜破裂导致其失去控制物质进出细胞核的能力,C项正确;染色质主要由DNA和蛋白质组成,基因通常是有遗传效应的DNA片段,染色质上所含的基因可控制细胞代谢,因此Cofilin 1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力,D项正确。
2.C 解析 血红蛋白具有运输氧的功能,Fe是血红蛋白的组成成分,A项正确;衰老的红细胞被巨噬细胞的膜蛋白识别后才能进行胞吞,B项正确;巨噬细胞中Fe2+的输出需要铁输出蛋白(FPN)的参与,肝脏分泌的铁调素可靶向降解FPN,敲除铁调素的编码基因,抑制了肝脏合成分泌铁调素,FPN不再被铁调素降解,巨噬细胞中的Fe2+输出不会受抑制,胞内不会出现铁积累,C项错误;长期炎症可以促进铁调素的合成,由于铁调素靶向降解FPN,使巨噬细胞FPN输出Fe2+减少,可影响红细胞的生成,从而导致贫血,D项正确。
3.B 解析 台盼蓝染液可鉴别动物细胞是否死亡,死细胞的细胞膜失去控制物质进出的功能,台盼蓝能通过细胞膜进入细胞,导致细胞被染成蓝色,活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能,因此不会着色。由题干“取不同器官制作切片观察”可知,肝和淋巴结等结构被染成蓝色,是由于这些结构处毛细血管通透性大,台盼蓝通过毛细血管进入这些结构的组织液而引起的;台盼蓝随血液运输并未进入脑和骨骼肌,是由于这些结构中的毛细血管通透性低,台盼蓝未进入这些结构的组织液中,由此可知,A、C两项正确,B项错误;由本实验结果可知,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.B 解析 核膜为双层膜,A项错误;核仁主要与rRNA的合成有关,C项错误;染色质主要由DNA和蛋白质组成,D项错误。
5.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 (1)细胞膜上存在对不同物质的跨膜运输起决定性作用的膜蛋白,这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有选择透过性。(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。(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。(共57张PPT)
第4讲
第一单元 细胞的分子组成、结构及物质运输
细胞膜与细胞核
课
标
内
容
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。
微考点 大突破
内容
索引
微真题 重体悟
考点一 细胞膜的结构和功能
考点二 细胞核的结构与功能
考点一 细胞膜的结构和功能
微考点/大突破
第一部分
1.细胞膜的功能
外界环
境
选择透过性
化学物质
接触
提醒 植物细胞“系统的边界”是细胞膜，而不是细胞壁。
2.细胞膜的成分
(1)对细胞膜成分的探索。
脂质
胆固醇
磷脂
连续的两层
低于
蛋白质
(2)细胞膜的成分。
磷脂
胆固醇
种类
和数量
蛋白质或脂质
提醒 ①动物细胞膜中含有一定量的胆固醇，而植物细胞膜中不含胆固醇。
②细胞膜的成分并不是不可变的。例如，细胞癌变过程中，细胞膜的成分发生变化，糖蛋白含量下降。
3.流动镶嵌模型的基本内容
(1)细胞膜的结构模型示意图。
外
表面的识别
细胞间的信息传递
镶
嵌入
贯穿于
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。
(2)特点。
流动性
磷脂分子和蛋白质分子
加快
选择透过性
载体种类、数量
教材基础辨析
(1)在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质、病菌、病毒都不能进入细胞。(源自必修1 P41)( )
(2)没有信息交流，多细胞生物体也能作为一个整体完成生命活动。
(源自必修1 P41)( )
(3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。(必修1 P41“图3-2”)( )
×
×
×
(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。(必修1 P42“思考·讨论”)( )
(5)膜蛋白和磷脂分子的运动速度与温度没有直接关系。(源自必修1 P43)( )
(6)糖蛋白分布于细胞膜的内侧，细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关。
(源自必修1 P45)( )
×
×
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教材素材拓展
(必修1 P46“拓展应用”2)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
答：_______________________________________________________
_____________________________________________________________________________________。
甲处、乙处；两层磷脂分子之间是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体内部是水溶液的环境，能在水中结晶的药物能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
答：_______________________________________________________
______________。
(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
答：_______________________________________________________
______________________________________________________________。
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
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
能力 细胞膜的结构和功能(考查结构与功能观)
1.(2025·衡水检测)下列关于生物膜的流动镶嵌模型的说法，正确的是( )
A.罗伯特森通过光学显微镜观察，提出了“亮—暗—亮”的三明治结构是一种静态模型
B.人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有选择透过性
C.欧文顿利用“相似相溶原理”解释了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的胆固醇
D.辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型
罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，他把生物膜描述为静态的统一结构，A项错误；小鼠细胞和人细胞融合的实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性,
B项错误；欧文顿发现溶于脂质的物质比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，据此推测出细胞膜的主要组成成分中有脂质，C项错误；辛格和尼科尔森提出了生物膜的流动镶嵌模型,
D项正确。
解析
2.(2021·浙江6月选考，T4)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
磷脂和糖脂分子形成的脂双层不是完全对称的，A项错误；胆固醇只能插入磷脂分子间，与脂肪酸链结合限制脂质的流动，B项错误；被动转运包括自由扩散和协助扩散，协助扩散是需要载体蛋白或通道蛋白参与的，C项错误；有些膜蛋白是受体，可以识别并接受来自细胞内外的化学信号，D项正确。
解析
三个“决定”解读细胞膜的组成、结构与功能的统一性
3.(2025·昆明模拟) 细胞膜内陷形成小窝，小窝蛋白中的某些氨基酸在一定的激发光下能够发出荧光，当胆固醇与这些氨基酸结合，会使荧光强度降低。为研究小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点，分别向小窝蛋白的肽段1(82~101位氨基酸)和肽段2(102~126位氨基酸)加入胆固醇，检测不同肽段的荧光强度变化，结果如图所示，下列说法正确的是( )
A.磷脂分子和小窝蛋白共同构成了细胞膜的基本支架
B.小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点主要在肽段1
C.采用荧光标记法可证明细胞膜的功能特点是有一定的流动性
D.胆固醇能与氨基酸结合,说明胆固醇具有运输氨基酸的功能
磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，A 项错误；由题知“胆固醇与这些氨基酸结合,会使荧光强度降低”，观察题图发现只有肽段1的荧光强度出现了明显降低，所以小窝蛋白中间区段与胆固醇的结合位点在肽段1中，B项正确；采用荧光标记法可证明细胞膜的结构特点是有一定的流动性，而不是功能特点，C项错误；由题意可知，胆固醇能与氨基酸结合，会使荧光强度降低，但不能说明胆固醇具有运输氨基酸的功能，D项错误。
解析
考点二 细胞核的结构与功能
微考点/大突破
第一部分
1.细胞核的功能实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验。
美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制
(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.细胞核的结构和功能
双层
RNA
DNA
蛋
白质
核质
遗传信息库
代谢
遗传
提醒 核孔具有选择性，能选择性地控制大分子物质进出核孔，如细胞核中的DNA一般不能通过核孔进入细胞质。
3.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
4.建构模型
(1)概念：人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的________的描述。
(2)类型：________模型、________模型、数学模型等。
(3)举例：沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型，它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。
概括性
物理
概念
教材基础辨析
(1)获得的克隆牛的性状与核供体母牛几乎一模一样，说明克隆牛的性状完全由核供体母牛的细胞核控制。(必修1 P54“问题探讨”)( )
(2)真核细胞核内的核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体的合成将不能正常进行。(必修1 P56“图3-10”拓展)( )
(3)核酸主要在细胞核内合成，是否运出细胞核与核孔复合体有关。
(必修1 P56“图3-10”拓展)( )
×
√
√
教材素材拓展
汉麦林的实验如图，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
能力 细胞核的结构与功能(考查结构与功能观)
1.(2021·北京卷，T2)如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
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项错误；②是核孔，核孔是核与质之间物质运输的通道，具有选择性，B项正确；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项正确；④是核仁，真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，D项正确。
解析
关于细胞核结构的4个注意点
(1)核膜：双层膜，把核内物质与细胞质分开。外膜上附着许多核糖体,常与内质网相连；核膜上附着大量酶，利于多种化学反应的进行。
(2)核孔是大分子物质出入细胞核的通道，如mRNA、蛋白质(解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等)可以通过，但DNA不能通过；而小分子物质出入细胞核一般是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。RNA和蛋白质出入细胞核穿过0层膜。核膜和核孔都具有选择透过性。
(3)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。原核细胞无核仁，其核糖体形成与核仁无关。
(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，人的骨骼肌细胞中细胞核多达数百个。
2.(2021·河北卷，T2)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
有丝分裂过程中核膜和核仁在前期消失，在末期重现，在细胞分裂过程中周期性地消失和重现，A项正确；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞中核糖体的形成和核仁有关，因此蛋白质合成活跃的细胞中核仁代谢活动旺盛，B项正确；蛋白质可在细胞质中的核糖体上合成，而基因表达中转录的场所主要为细胞核，对基因表达有调控作用的蛋白质可在细胞质中合成，经核孔进入细胞核起调控作用，C项正确；细胞质中的RNA大部分是在细胞核中转录产生的，但是细胞质中的线粒体和叶绿体中的DNA也能通过转录过程合成少量的RNA，D项错误。
解析
1.(必修1 P56“图3-10”)细胞核各部分的功能。
(1)核仁的功能：________________________________________。
(2)核膜的结构与功能：________________________________。
(3)核孔的功能：_______________________________________。
与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
双层膜，把核内物质与细胞质分开
实现核质之间频繁的物质交换和信息交流
2.(必修1 P56“正文”)细胞进行生命活动的“蓝图”指的是___________
___________。细胞依据“蓝图”进行___________________________
_____，完成________________________。
DNA上储存的遗传信息
物质合成、能量转化和信息交流
生长、发育、衰老和凋亡
微真题/重体悟
第二部分
1.(2022·海南卷，T4)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
由题干信息可知，肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin-1的介导，则肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核，A项错误；由题干信息可知，编码Cofilin-1的基因不表达，就不能合成Cofilin-1，从而导致肌动蛋白结构和功能异常，引起细胞核变形，B项正确；Cofilin-1缺失可引起核膜破裂，而核膜具有选择透过性，核膜破裂导致其失去控制物质进出细胞核的能力，C项正确；染色质主要由DNA和蛋白质组成，基因通常是有遗传效应的DNA片段，染色质上所含的基因可控制细胞代谢，因此Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力，D项正确。
解析
2.(2023·河北卷，T14改编)哺乳动物的巨噬细胞吞噬、降解衰老的红细胞，获得的Fe2+通过膜上的铁输出蛋白(FPN)进入血液，用于骨髓生成新的红细胞。肝脏分泌的铁调素可靶向降解FPN。炎症可以促进铁调素的合成。下列叙述不正确的是( )
A.由Fe参与构成的血红蛋白具有运输功能
B.衰老的红细胞被吞噬需要膜蛋白的参与
C.敲除铁调素编码基因，巨噬细胞会出现铁积累
D.长期炎症可能会减少红细胞生成，进而导致贫血
血红蛋白具有运输氧的功能，Fe是血红蛋白的组成成分，A项正
确；衰老的红细胞被巨噬细胞的膜蛋白识别后才能进行胞吞，B
项正确；巨噬细胞中Fe2+的输出需要铁输出蛋白(FPN)的参与，肝
脏分泌的铁调素可靶向降解FPN，敲除铁调素的编码基因，抑制了肝脏合成分泌铁调素，FPN不再被铁调素降解，巨噬细胞中的Fe2+输出不会受抑制，胞内不会出现铁积累，C项错误；长期炎症可以促进铁调素的合成，由于铁调素靶向降解FPN，使巨噬细胞FPN输出Fe2+减少，可影响红细胞的生成，从而导致贫血，D项正确。
解析
3.(2024·贵州卷，T8)将台盼蓝染液注入健康家兔的血管，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
台盼蓝染液可鉴别动物细胞是否死亡，死细胞的细胞膜失去控制物质进出的功能，台盼蓝能通过细胞膜进入细胞，导致细胞被染成蓝色，活细胞的细胞膜具有控制物质进出的功能，因此不会着色。由题干“取不同器官制作切片观察”可知，肝和淋巴结等结构被染成蓝色，是由于这些结构处毛细血管通透性大，台盼蓝通过毛细血管进入这些结构的组织液而引起的；台盼蓝随血液运输并
解析
未进入脑和骨骼肌，是由于这些结构中的毛细血管通透性低，台盼蓝未进入这些结构的组织液中，由此可知，A、C两项正确，B项错误；由本实验结果可知，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。
解析
4.(2022·浙江6月选考，T15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和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
核膜为双层膜，A项错误；核仁主要与rRNA的合成有关，C项错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，D项错误。
解析
5.(2022·海南卷，T16)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___________。
选择透过性
协助扩散
(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________________________。
下降
空间结构(自身构象)发生改变
进行细胞间的信息交流
(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___________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________。
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
(1)细胞膜上存在对不同物质的跨膜运输起决定性作用的膜蛋白，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有选择透过性。(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。(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。
解析
(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。
解析课时微练(四) 细胞膜与细胞核
一、选择题:本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于( )
A.血液运输,突触传递
B.淋巴运输,突触传递
C.淋巴运输,胞间连丝传递
D.血液运输,细胞间直接接触
2.(经典高考题)如图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是( )
A.内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B.白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP
C.黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达
D.白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
3.(2025·沧州联考)蛋白质和脂质经过糖基化作用,形成糖蛋白和糖脂。下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白质的糖基化过程发生在核糖体上
B.糖基化使得细胞膜上的某些蛋白质具有转运功能
C.线粒体内膜的糖蛋白数量明显多于外膜
D.在细胞膜外表面,糖蛋白和糖脂中的糖类分子可形成糖被
4.(2025·鞍山模拟)冰冻蚀刻技术是将在超低温下冻结的组织或细胞骤然断开,依照组织或细胞的断裂面制成复模进行观察的技术。如图是正在进行冰冻蚀刻技术处理的细胞膜,下列有关分析错误的是( )
A.BS和PS侧均为磷脂层的疏水侧
B.蛋白质分子在磷脂双分子层中是不均匀分布的
C.膜内部的蛋白质具有亲脂性
D.冰冻蚀刻技术中需要利用电子显微镜进行观察
5.(2020·天津卷,T8)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图,下列相关叙述正确的是( )
A.如图所示过程可发生在有丝分裂中期
B.细胞的遗传信息主要储存于rDNA中
C.核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D.核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
6.(经典高考题)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是( )
7.(2025·合肥联考)细胞膜的探索历程中相关实验与结论之间对应关系错误的是( )
选项 实验 结论
A 人红细胞的细胞膜中脂质铺成单分子层后的面积是细胞表面积的2倍 细胞膜由双层脂质分子构成
B 荧光标记的人—鼠细胞融合实验 证明了细胞膜的流动镶嵌模型
C 用蛋白酶处理细胞膜后其通透性改变 细胞膜中含有蛋白质
D 脂溶性物质更易通过细胞膜 细胞膜的主要组成成分中有脂质
8.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,如图是细胞核的结构简图,下列关于细胞核的叙述,错误的是( )
A.结构①在细胞的不同时期存在不同的形态
B.结构②与核糖体及某种RNA的形成有关
C.结构③仅是大分子物质进出细胞核的通道
D.蛋白质和RNA通过核孔的运输需要消耗能量
9.科学家发现一种能在细胞膜上钻孔的单分子“纳米机器”——分子转子。分子转子的化学本质是蛋白质,在接受能量的情况下可高速旋转并在靶细胞的细胞膜上钻孔,这有望将药物送入癌细胞而诱导癌细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A.分子转子在细胞膜上旋转钻孔,说明蛋白质具有运动功能
B.分子转子能否与靶细胞结合,主要取决于细胞膜上的糖蛋白
C.钻孔后才能将药物送入,说明细胞膜能控制物质进出细胞
D.将治疗药物运送到细胞中,分子转子需要钻开两层生物膜
10.(2025·惠州模拟)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,如镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿。为了检测膜蛋白质在膜上的分布位置,科学家设计了以下实验。将细胞分为三组:甲组不做处理;乙组用胰蛋白酶处理完整的细胞,此时胰蛋白酶不能透过细胞膜进入细胞;丙组先提高细胞膜的通透性,再用胰蛋白酶处理完整细胞,此时胰蛋白酶能进入细胞,并分布于细胞膜内外两侧(如图1所示)。分别提取、分离三组细胞膜上的蛋白质进行电泳,结果如图2所示。下列说法错误的是( )
[注] 控制消化处理的时间,使胰蛋白酶不能消化位于磷脂双分子层内部的蛋白质部分;电泳时,蛋白质越小,迁移越快,反之则慢。
A.蛋白质2和3部分嵌入,并位于膜的外侧
B.如果有跨膜的水通道蛋白,最可能是1
C.镶在膜内侧表面的蛋白质是4和5
D.该实验证明细胞膜的结构具有不对称性
二、非选择题
11.如图甲为细胞中某一结构的模式图,图乙表示图甲中“3”的成分及其各级结构。据图回答下列问题:
(1)图甲所示为_______的亚显微结构。图甲中1所示的结构由_______层磷脂分子构成。
(2)图甲中2所示结构是____________。
(3)细胞有丝分裂过程中出现周期性变化的结构是____________(用图甲中数字表示)。
(4)图乙中①控制②的合成,①是_______分子,鉴定②的试剂为_________。
(5)图乙中④转化成③发生在细胞有丝分裂_______期。④结构中,DNA分子转录水平低的原因是___________________________________。
(6)图乙中①在动物细胞中除了分布于④(或③)上,还分布在_______中。
12.(科学探究)有迁移能力的动物细胞边缘常见不规则突出物,曾被认为是细胞膜碎片。近年来,我国科研人员在电镜下发现这些突出物具有石榴状结构(PLS),如图1。请回答下列问题:
(1)若PLS是细胞膜碎片,则其主要成分应包括_______和蛋白质。细胞膜上的蛋白质具有_____________________等功能。
(2)科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能,结果如图2。发现与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符,理由是该结构中的蛋白质__________________________________。
(3)科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记,追踪在细胞迁移过程中PLS的变化,进行了如下实验。
①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞,实验结果如图3。推测PLS的形成与细胞迁移有关,依据是___________________________________。
②细胞沿迁移路径形成的PLS,其荧光在形成初期逐渐增强,推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白质运输到_______中。
③迁移细胞在某处产生PLS,后续细胞经过此处时,若观察到___________________________________,则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在_______(填细胞器)中被分解。
(4)具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS,后续细胞摄取PLS后,可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析,PLS的形成可能与细胞间的_______有关。
课时微练(四) 细胞膜与细胞核
1.D 解析 细胞间信息交流的方式主要有三种,一是细胞分泌的激素等化学物质通过血液运输到达靶细胞,与其表面的受体结合完成信息交流;二是相邻细胞间的细胞膜直接接触完成信息交流;三是相邻细胞之间通过通道完成信息传递。哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素需要通过血液循环运输到乳腺细胞发挥作用,而哺乳动物的精子进入卵细胞的过程中,其识别与结合依赖于细胞间的直接接触,D项正确。
方法技巧 细胞间的信息交流方式有体液运输、膜直接接触传递和通道传递。一般来说激素类是通过血液运输来实现信息传递的,植物细胞间可通过形成通道(胞间连丝)实现信息传递。
2.D 解析 细胞间的识别、黏着是依靠糖蛋白来完成的,A项正确;白细胞在血管内黏着、迁移是耗能过程,需要消耗ATP,B项正确;黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达,C项正确;白细胞是通过血管内皮细胞间隙穿过血管壁进入炎症组织的,没有穿过膜结构,白细胞的变形利用了细胞膜的流动性,D项错误。
3.D 解析 核糖体是蛋白质的合成场所,而糖基化是形成糖蛋白和糖脂的加工方式,A项错误;在细胞膜外表面,糖蛋白和糖脂中的糖类分子可形成糖被,糖基化使得细胞膜上的某些蛋白质具有识别功能,但不能进行物质转运,B项错误,D项正确;糖蛋白具有识别功能,通常只分布在膜的外侧,C项错误。
4.A 解析 生物膜的磷脂双分子层中,磷脂疏水端在膜中央,亲水端在膜两侧,据此推测,BS和PS侧均为磷脂层的亲水侧,膜内部的蛋白质具有亲脂性,A项错误,C项正确;由题图可知,蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中,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,可见蛋白质分子在磷脂双分子层中是不均匀分布的,B项正确;冰冻蚀刻技术观察细胞膜中蛋白质的分布和膜面结构,需要利用电子显微镜进行观察,D项正确。
5.D 解析 有丝分裂中期无核膜和核仁,A项错误;rDNA指的是核糖体DNA,可转录形成rRNA,细胞的遗传信息主要储存于染色体(或染色质)上的DNA分子中,而不是主要储存于核仁中的rDNA中,B项错误;据题图可知,核仁是合成rRNA的场所,但核糖体蛋白的合成是在细胞质中的核糖体上,C项错误;据题图分析可知,核糖体亚基的组装部位是细胞核,核孔是细胞核和细胞质之间大分子物质交换的通道,核糖体亚基装配完成后由核孔运出,D项正确。
6.D 解析 血红蛋白存在于红细胞内部,不属于膜蛋白,A项错误;抗体主要分布于血清中,T淋巴细胞膜上没有抗体,B项错误;胰高血糖素应该与胰高血糖素受体结合,C项错误;骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋,产生收缩,也可以吸收葡萄糖,所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖的载体,D项正确。
7.B 解析 人红细胞的细胞膜中脂质铺展成单分子层后的面积是红细胞表面积的2倍,说明细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层,A项正确;荧光标记的人—鼠细胞融合实验,仅说明了细胞膜具有流动性,B项错误;蛋白酶可水解蛋白质,用蛋白酶处理细胞膜后其通透性改变,说明细胞膜中含有蛋白质,C项正确;脂溶性物质更易通过细胞膜,根据相似相溶原理可推知,细胞膜的主要组成成分中有脂质,D项正确。
8.C 解析 结构①在分裂间期是染色质的形态,到分裂期高度螺旋化成为染色体,A项正确;结构②是核仁,核仁与核糖体及某种RNA的形成有关,B项正确;结构③是核孔,据题图可知,部分小分子物质也可通过核孔进出细胞核,C项错误;由题图可知,蛋白质和RNA通过核孔的运输由ATP水解供能,D项正确。
方法技巧 核孔复合体
(1)核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道,是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。
(2)双功能:①离子和水分子等小分子物质可以通过被动运输通过核孔复合体;②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程,而且核孔对大分子的进入具有选择性。
(3)双向性:既介导蛋白质的入核运输,又介导RNA等出核运输。
9.D 解析 分子转子能高速旋转且化学本质为蛋白质,说明蛋白质具有运动功能,A项正确;分子转子通过与靶细胞膜上特定糖蛋白结合,进而识别、结合靶细胞,B项正确;细胞膜具有选择透过性,细胞不需要的药物类物质不能进入细胞,在细胞膜上钻孔后才能送入,C项正确;将治疗药物运送到细胞中,分子转子需要钻开细胞膜,细胞膜由一层生物膜构成,D项错误。
10.A 解析 依题意,甲组不做处理,膜上蛋白不水解;乙组胰蛋白酶不能进入细胞,则其水解的是分布于细胞膜外侧的蛋白质;丙组胰蛋白酶能进入细胞,并分布于细胞内外两侧,则其水解细胞膜两侧的蛋白质。电泳时,蛋白质越小,迁移越快,反之则慢。结合题图2分析,1号蛋白质在甲、乙、丙三组中大小关系是甲组>乙组>丙组,说明其位于细胞膜内、外侧的部分被处理了,位于脂双层内部的没被处理,1号蛋白质贯穿整个细胞膜;2号蛋白质在甲、乙、丙三组中大小关系是甲组>乙组=丙组,说明2号蛋白质一部分分布于细胞膜外侧,被水解了,另一部分嵌入脂双层,未被水解;3号蛋白质大小关系为甲组=乙组>丙组,说明3号蛋白质一部分位于细胞膜内侧,被水解了,另一部分嵌入脂双层,未被水解;甲、乙组中分离到4、5号蛋白质,丙组中没有分离到4、5号蛋白质,说明4、5号蛋白质镶在细胞膜内表面,被水解了。据此分析可知,细胞膜的结构具有不对称性。如果有跨膜的水通道蛋白,最可能是1号蛋白质,A项错误,B、C、D三项正确。
11.答案 (1)细胞核 4 (2)核孔 (3)1、3、4 (4)DNA 双缩脲试剂 (5)末 染色体高度螺旋化,DNA分子结构稳定,不易解旋 (6)线粒体
解析 (1)题图甲表示真核细胞细胞核的亚显微结构,1表示核膜,为双层膜结构,由4层磷脂分子构成。(2)题图甲中2表示核孔。(3)题图甲中1表示核膜,3表示染色质,4表示核仁。在有丝分裂前期,核膜消失,核仁解体,染色质缩短变粗成染色体;在末期,核膜和核仁又重新形成,染色体解螺旋变成染色质。(4)染色体主要由蛋白质和DNA组成,DNA控制蛋白质的合成,题图乙中①是具有双螺旋结构的DNA,②为蛋白质,常用双缩脲试剂鉴定蛋白质。(5)染色体变成染色质这一过程发生在有丝分裂末期。染色体高度螺旋化,DNA分子结构稳定,不易解旋,故转录水平低。(6)在动物细胞中,DNA主要分布在细胞核中,线粒体中也含有少量DNA。
12.答案 (1)磷脂 物质运输、信息交流、催化 (2)不只是来自细胞膜,也不只具有细胞膜蛋白质的功能 (3)①促进细胞迁移,PLS增多(或抑制细胞迁移,PLS减少) ②PLS ③荧光标记出现在后续细胞中 溶酶体 (4)信息交流
解析 (1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,细胞膜上的蛋白质具有物质运输、信息交流、催化等功能。(2)通过题图2可以看出,该蛋白质主要来源于细胞膜和细胞质等,功能中显示PLS也不只具有细胞膜蛋白质的功能,故与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符。(3)①由题图3可以看出,处理组与未处理组比较,促进细胞迁移,PLS增多,抑制细胞迁移,PLS减少,故PLS的形成与细胞迁移有关。③荧光标记出现在后续细胞中,说明PLS能被后续细胞摄取;溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器以及许多物质的功能。(4)由题中“可获知……等信息”知PLS的形成可能与细胞间的信息交流有关。(共37张PPT)
课时微练（四）
细胞膜与细胞核
一、选择题:本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于( )
A.血液运输,突触传递
B.淋巴运输,突触传递
C.淋巴运输,胞间连丝传递
D.血液运输,细胞间直接接触
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细胞间信息交流的方式主要有三种，一是细胞分泌的激素等化学物质通过血液运输到达靶细胞，与其表面的受体结合完成信息交流；二是相邻细胞间的细胞膜直接接触完成信息交流；三是相邻细胞之间通过通道完成信息传递。哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素需要通过血液循环运输到乳腺细胞发挥作用，而哺乳动物的精子进入卵细胞的过程中，其识别与结合依赖于细胞间的直接接触， D项正确。
解析
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细胞间的信息交流方式有体液运输、膜直接接触传递和通道传递。一般来说激素类是通过血液运输来实现信息传递的,植物细胞间可通过形成通道(胞间连丝)实现信息传递。
方法技巧
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2. (经典高考题)如图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后，白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图，下列叙述错误的是( )
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A.内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B.白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP
C.黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达
D.白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
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细胞间的识别、黏着是依靠糖蛋白来完成的，A项正确；白细胞在血管内黏着、迁移是耗能过程，需要消耗ATP ，B项正确；黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达，C项正确；白细胞是通过血管内皮细胞间隙穿过血管壁进入炎症组织的，没有穿过膜结构，白细胞的变形利用了细胞膜的流动性， D项错误。
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3.(2025·沧州联考) 蛋白质和脂质经过糖基化作用,形成糖蛋白和糖脂。下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白质的糖基化过程发生在核糖体上
B.糖基化使得细胞膜上的某些蛋白质具有转运功能
C.线粒体内膜的糖蛋白数量明显多于外膜
D.在细胞膜外表面,糖蛋白和糖脂中的糖类分子可形成糖被
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核糖体是蛋白质的合成场所，而糖基化是形成糖蛋白和糖脂的加工方式，A项错误；在细胞膜外表面，糖蛋白和糖脂中的糖类分子可形成糖被，糖基化使得细胞膜上的某些蛋白质具有识别功能，但不能进行物质转运，B项错误，D项正确；糖蛋白具有识别功能，通常只分布在膜的外侧，C项错误。
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4.(2025·鞍山模拟)冰冻蚀刻技术是将在超低温下冻结的组织或细胞骤然断开，依照组织或细胞的断裂面制成复模进行观察的技术。如图是正在进行冰冻蚀刻技术处理的细胞膜，下列有关分析错误的是( )
A.BS和PS侧均为磷脂层的疏水侧
B.蛋白质分子在磷脂双分子层中是
不均匀分布的
C.膜内部的蛋白质具有亲脂性
D.冰冻蚀刻技术中需要利用电子显
微镜进行观察
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生物膜的磷脂双分子层中，磷脂疏水端在膜中央，亲水端在膜两侧，据此推测，BS和PS侧均为磷脂层的亲水侧，膜内部的蛋白质具有亲脂性，A项错误，C项正确；由题图可知，蛋白质分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子层中，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，可见蛋白质分子在磷脂双分子层中是不均匀分布的，B项正确；冰冻蚀刻技术观察细胞膜中蛋白质的分布和膜面结构，需要利用电子显微镜进行观察，D项正确。
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5.(2020·天津卷，T8)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，下列相关叙述正确的是( )
A.如图所示过程可发生在有丝
分裂中期
B.细胞的遗传信息主要储存于
rDNA中
C.核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D.核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
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有丝分裂中期无核膜和核仁，A项错误；rDNA指的是核糖体DNA，可转录形成rRNA，细胞的遗传信息主要储存于染色体(或染色质)上的DNA分子中，而不是主要储存于核仁中的rDNA中，B项错误；据题图可知，核仁是合成rRNA的场所，但核糖体蛋白的合成是在细胞质中的核糖体上，C项错误；据题图分析可知，核糖体亚基的组装部位是细胞核，核孔是细胞核和细胞质之间大分子物质交换的通 道，核糖体亚基装配完成后由核孔运出，D项正确。
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6.(经典高考题)细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中,可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的( )
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血红蛋白存在于红细胞内部，不属于膜蛋白，A项错误；抗体主要分布于血清中，T淋巴细胞膜上没有抗体，B项错误；胰高血糖素应该与胰高血糖素受体结合，C项错误；骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋，产生收缩，也可以吸收葡萄糖，所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖的载体，D项正确。
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7.(2025·合肥联考)细胞膜的探索历程中相关实验与结论之间对应关系错误的是( )
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选项 实验 结论
A 人红细胞的细胞膜中脂质铺成单分子层后的面积是细胞表面积的2倍 细胞膜由双层脂质分子构成
B 荧光标记的人—鼠细胞融合实验 证明了细胞膜的流动镶嵌模型
C 用蛋白酶处理细胞膜后其通透性改变 细胞膜中含有蛋白质
D 脂溶性物质更易通过细胞膜 细胞膜的主要组成成分中有脂质
人红细胞的细胞膜中脂质铺展成单分子层后的面积是红细胞表面积的2倍，说明细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层，A项正 确；荧光标记的人—鼠细胞融合实验，仅说明了细胞膜具有流动性，B项错误；蛋白酶可水解蛋白质，用蛋白酶处理细胞膜后其通透性改变，说明细胞膜中含有蛋白质，C项正确；脂溶性物质更易通过细胞膜，根据相似相溶原理可推知，细胞膜的主要组成成分中有脂质，D项正确。
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8.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，如图是细胞核的结构简图，下列关于细胞核的叙述，错误的是( )
A.结构①在细胞的不同时期存在不
同的形态
B.结构②与核糖体及某种RNA的形
成有关
C.结构③仅是大分子物质进出细胞
核的通道
D.蛋白质和RNA通过核孔的运输需要消耗能量
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结构①在分裂间期是染色质的形态，到分裂期高度螺旋化成为染色体，A项正确；结构②是核仁，核仁与核糖体及某种RNA的形成有关，B项正确；结构③是核孔，据题图可知，部分小分子物质也可通过核孔进出细胞核，C项错误；由题图可知，蛋白质和RNA通过核孔的运输由ATP水解供能，D项正确。
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核孔复合体
(1)核孔复合体是核质交换的双向选择
性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输
的蛋白质复合体。
(2)双功能：①离子和水分子等小分子
物质可以通过被动运输通过核孔复合体；②大分子通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核孔对大分子的进入具有选择性。
(3)双向性：既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等出核运输。
方法技巧
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9.科学家发现一种能在细胞膜上钻孔的单分子“纳米机器”———分子转子。分子转子的化学本质是蛋白质，在接受能量的情况下可高速旋转并在靶细胞的细胞膜上钻孔，这有望将药物送入癌细胞而诱导癌细胞死亡。下列叙述错误的是( )
A.分子转子在细胞膜上旋转钻孔，说明蛋白质具有运动功能
B.分子转子能否与靶细胞结合，主要取决于细胞膜上的糖蛋白
C.钻孔后才能将药物送入，说明细胞膜能控制物质进出细胞
D.将治疗药物运送到细胞中，分子转子需要钻开两层生物膜
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分子转子能高速旋转且化学本质为蛋白质，说明蛋白质具有运动功能，A项正确；分子转子通过与靶细胞膜上特定糖蛋白结合，进而识别、结合靶细胞，B项正确；细胞膜具有选择透过性，细胞不需要的药物类物质不能进入细胞，在细胞膜上钻孔后才能送入，C项正确；将治疗药物运送到细胞中，分子转子需要钻开细胞膜，细胞膜由一层生物膜构成，D项错误。
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10.(2025·惠州模拟)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中，如镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿。为了检测膜蛋白质在膜上的分布位置，科学家设计了以下实验。将细胞分为三组:甲组不做处理；乙组用胰蛋白酶处理完整的细胞，此时胰蛋白酶不能透过细胞膜进入细胞；丙组先提高细胞膜的通透性,再用胰蛋白酶处理完整细胞，此时胰蛋白酶能进入细胞，并分布于细胞膜内外两侧(如图1所示)。分别提取、分离三组细胞膜上的蛋白质进行电泳，结果如图2所示。下列说法错误的是( )
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[注] 控制消化处理的时间，使胰蛋白酶不能消化位于磷脂双分子层内部的蛋白质部分；电泳时，蛋白质越小，迁移越快，反之则慢。
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A.蛋白质2和3部分嵌入,并位于膜的外侧
B.如果有跨膜的水通道蛋白,最可能是1
C.镶在膜内侧表面的蛋白质是4和5
D.该实验证明细胞膜的结构具有不对称性
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依题意，甲组不做处理，膜上蛋白不水解；乙组胰蛋白酶不能进入细胞,则其水解的是分布于细胞膜外侧的蛋白质；丙组胰蛋白酶能进入细胞,并分布于细胞内外两侧，则其水解细胞膜两侧的蛋白质。电泳时，蛋白质越小，迁移越快，反之则慢。结合题图2分析，1号蛋白质在甲、乙、丙三组中大小关系是甲组>乙组>丙组，说明其位于细胞膜内、外侧的部分被处理了，位于脂双层内部的没被处理，1号蛋白质贯穿整个细胞膜；2号蛋白质在甲、乙、丙三组中大小关系是甲组>乙组=丙组，说明2号蛋白质一部分分布于细胞膜外侧，被水解了，另
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一部分嵌入脂双层，未被水解；3号蛋白质大小关系为甲组=乙组>丙组，说明3号蛋白质一部分位于细胞膜内侧，被水解了，另一部分嵌入脂双层，未被水解；甲、乙组中分离到4、5号蛋白质，丙组中没有分离到4、5号蛋白质，说明4、5号蛋白质镶在细胞膜内表面，被水解了。据此分析可知，细胞膜的结构具有不对称性。如果有跨膜的水通道蛋白，最可能是1号蛋白质，A 项错误，B、C、D 三项正确。
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二、非选择题
11.如图甲为细胞中某一结构的模式图，图乙表示图甲中“3”的成分及其各级结构。据图回答下列问题:
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(1)图甲所示为_____________的亚显微结构。图甲中1所示的结构由______层磷脂分子构成。
(2)图甲中2所示结构是_____________。
(3)细胞有丝分裂过程中出现周期性变化的结构是_____________(用图甲中数字表示)。
(4)图乙中①控制②的合成，①是_____________分子，鉴定②的试剂为_____________。
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细胞核
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核孔
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DNA
双缩脲试剂
(5)图乙中④转化成③发生在细胞有丝分裂_____________期。④结构中，DNA分子转录水平低的原因是_____________________________
_______________________ 。
(6)图乙中①在动物细胞中除了分布于④(或③)上，还分布在____________中。
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末
染色体高度螺旋化，DNA分子结构稳定，不易解旋
线粒体
(1)题图甲表示真核细胞细胞核的亚显微结构，1表示核膜，为双层膜结构，由4层磷脂分子构成。(2)题图甲中2表示核孔。(3)题图甲中1表示核膜，3表示染色质，4表示核仁。在有丝分裂前期，核膜消失，核仁解体，染色质缩短变粗成染色体；在末期，核膜和核仁又重新形成，染色体解螺旋变成染色质。(4)染色体主要由蛋白质和DNA组成，DNA控制蛋白质的合成，题图乙中①是具有双螺旋结构的DNA，②为蛋白质，常用双缩脲试剂鉴定蛋白质。
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(5)染色体变成染色质这一过程发生在有丝分裂末期。染色体高度螺旋化，DNA分子结构稳定，不易解旋，故转录水平低。(6)在动物细胞中，DNA主要分布在细胞核中，线粒体中也含有少量DNA。
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12.(科学探究)有迁移能力的动物细胞边缘常见不规则突出物，曾被认为是细胞膜碎片。近年来，我国科研人员在电镜下发现这些突出物具有石榴状结构(PLS)，如图1。请回答下列问题:
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(1)若PLS是细胞膜碎片，则其主要成分应包括_________和蛋白质。细胞膜上的蛋白质具有____________________________等功能。
(2)科研人员分析了PLS中蛋白质的来源及其功能，结果如图2。发现与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符，理由是该结构中的蛋白质________________________________________________。
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磷脂
物质运输、信息交流、催化
不只是来自细胞膜，也不只具有细胞膜蛋白质的功能
(3)科研人员将细胞中只参与PLS形成的特定蛋白质用荧光蛋白标记，追踪在细胞迁移过程中PLS的变化，进行了如下实验。
①分别用细胞迁移促进剂和抑制剂处理可迁移细胞，
实验结果如图3。推测PLS的形成与细胞迁移有关，
依据是____________________________________
__________________。
②细胞沿迁移路径形成的PLS，其荧光在形成初期逐渐增强，推测迁移细胞可主动将细胞中的蛋白质运输到__________中。
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促进细胞迁移，PLS增多(或抑制细胞
迁移，PLS减少)
PLS
③迁移细胞在某处产生PLS，后续细胞经过此处时，若观察到_______________________________，则说明PLS被后续细胞摄取。进入后续细胞的PLS最可能在_____________(填细胞器)中被分解。
(4)具有迁移能力的细胞可普遍形成PLS，后续细胞摄取PLS后，可获知细胞的迁移路线等信息。综上分析，PLS的形成可能与细胞间的_____________有关。
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荧光标记出现在后续细胞中
溶酶体
信息交流
(1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，细胞膜上的蛋白质具有物质运输、信息交流、催化等功能。(2)通过题图2可以看出，该蛋白质主要来源于细胞膜和细胞质等，功能中显示PLS也不只具有细胞膜蛋白质的功能，故与“PLS是细胞膜碎片”的观点不符。(3)①由题图3可以看出，处理组与未处理组比较，促进细胞迁移，PLS增 多，抑制细胞迁移，PLS减少，故PLS的形成与细胞迁移有关。 ③荧光标记出现在后续细胞中，说明PLS能被后续细胞摄取；溶酶体具有分解衰老、损伤的细胞器以及许多物质的功能。(4)由题中 “可获知……等信息”知PLS的形成可能与细胞间的信息交流有关。
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