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第二单元 细胞的结构和物质运输
第4讲 细胞膜与细胞核
【课标要求】 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。
考点一
01
考点一 细胞膜的成分、结构和功能
1．细胞膜的功能
[易错提醒] 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
内分泌细胞分泌的激素
2．对细胞膜成分和结构的探索[连一连]
3．细胞膜的成分
[易错提醒] 不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如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。
磷脂
胆固醇
种类与数量
蛋白质或脂质
4．细胞膜流动性的验证
(1)方法：________法。
(2)现象：采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞表面的蛋白质分子，做下图实验。
(3)结论：人、鼠细胞膜上的蛋白质分子最终均匀分布，说明________________。
荧光标记
细胞膜具有流动性
5．流动镶嵌模型
(1)基本内容。
糖蛋白
磷脂双分子层
蛋白质分子
(2)特点。
流动性
蛋白质
加快
选择透过性
载体种类、
数量
[教材命题点思考]
1．细胞膜上的蛋白质种类较多，主要的功能有___________(答出2点即可)。
提示：催化、运输、识别
2．谷氨酸是中枢神经系统主要的兴奋性神经递质。谷氨酸与突触后膜上的受体结合，使突触后神经元膜电位变为外负内正，导致突触后神经元兴奋。该过程体现了细胞膜具有的功能是____________________________。
提示：进行细胞间的信息交流、控制物质进出细胞
3．胰高血糖素能作用于乳腺细胞，这与其细胞膜上具有________________有关，根本原因是_______________________________。
4．在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，则细胞完全融合所需时间明显延长，请分析原因：________________________________________。
胰高血糖素受体
基因的选择性表达
温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性
[情境命题点思考]
5．鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。这种鉴别动物细胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
提示：台盼蓝染液是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不会被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染液能够进入死细胞内，使死细胞被染色。
6．下图为人工构建的一种脂质体，主要由磷脂组成，能将药物运送到特定的细胞发挥作用。脂质体表面交联抗体的作用是什么？为什么两类药物包裹的位置不同？推测脂质体到达特定的细胞后，药物如何进入细胞内发挥作用。
提示：脂质体表面交联抗体利于靶向治疗。由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性的药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，水溶性的药物可被稳定地包裹在其中。脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞膜融合，以被细胞胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
1．膜蛋白
2．验证细胞膜成分和功能的实验方法
(1)细胞膜成分的检测方法。
细胞膜
的成分 检测试剂(方法) 结果 结论
脂质 用脂溶剂处理 细胞膜被溶解 细胞膜中
含有脂质
用磷脂酶处理 细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
细胞膜的成分 检测试剂(方法) 结果 结论
蛋白质 双缩脲试剂 发生紫色反应 细胞膜中含有蛋白质
用蛋白酶处理 细胞膜被破坏
糖类 斐林试剂，水浴加热 出现砖红色沉淀 细胞膜中含有还原糖
(2)细胞膜功能的验证实验。
①染色剂进入实验。
②色素透出实验。
√
考向1 细胞膜的结构和功能
1．(2025·清远高三模拟)科学家在研究中发现，细胞膜中脂肪酸链的不饱和度越高，细胞膜的相变温度(当温度降低到一定程度时，细胞膜会从流动的液晶态转变为固化的凝胶态)越低。下列相关叙述错误的是( )
A．细胞膜中的脂肪酸链主要位于磷脂分子的尾部
B．维持流动的液晶态是实现细胞膜功能的必要前提
C．温度会影响细胞膜的流动性，但不会影响选择透过性
D．食用植物油中富含不饱和脂肪酸，不容易凝固
解析：温度会影响细胞膜的流动性，也会影响选择透过性，C项错误。
√
2．(2025·揭阳高三月考)下图为细胞膜的亚显微结构模式图，下列说法正确的是( )
A．人—鼠细胞融合实验中，利用荧光标记人细胞
表面的③，证明了细胞膜具有流动性
B．细胞膜表面存在糖蛋白和糖脂，称为糖被
C．细胞膜的功能特性与④有关，膜的功能越复杂，④的种类和含量越多
D．病毒能够入侵人细胞说明该细胞膜已经丧失了控制物质进出的能力
解析：人—鼠细胞融合实验中，利用荧光染料标记人细胞表面的②(蛋白质)，证明了细胞膜具有流动性，A项错误；细胞膜表面存在糖蛋白和糖脂，其中的糖类分子称为糖被，B项错误；④为蛋白质，在细胞膜行使功能方面起着重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多，C项正确；病毒能够入侵细胞说明细胞膜的控制作用是相对的，并不意味着细胞膜失去了控制物质进出的能力，D项错误。
√
考向2 细胞膜的相关实验探究
3．MTT法是一种检测细胞是否存活的方法，MTT是一种能接受氢离子的染料，活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是( )
A．MTT是一种可以通过细胞膜的染料
B．检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞的数量
C．MTT与台盼蓝染液检测细胞是否存活的原理相同
D．MTT法不能检测哺乳动物的成熟红细胞是否存活
4．荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用价值，其包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，使细胞膜上呈现一定强度的绿色→用激光照射膜上某绿色荧光区，使该区域内标记的荧光分子不可逆地淬灭(漂白)→检测淬灭部位的荧光再现速率。实验过程如图甲所示，结果如图乙所示。下列说法错误的是( )
A．被激光照射淬灭部位的细胞膜失去了流动性
B．淬灭部位的荧光再现速率会受温度的影响
C．若不用激光照射淬灭，而是细胞膜的两部分分别被绿色和红色荧光染料标记，则一段时间后两种颜色的荧光会均匀分布
D．F2后若再进行一次激光照射淬灭，一段时间后检测的淬灭部位的荧光强度会更低
√
解析：被激光照射淬灭部位过一段时间荧光再现，表明其细胞膜没有失去流动性，A项错误。
考点二
02
考点二 细胞核的结构和功能
1．细胞核的功能
(1)细胞核功能的探究实验。
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。
细胞核
④伞藻嫁接与核移植实验。
菊花
细胞核
(2)细胞核的功能。
[易错提醒] 细胞核是细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心。细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
遗传信息库
代谢和遗传
2．细胞核的结构
[易错提醒] 核孔主要是对大分子物质的运输具有选择性。
RNA
核糖体
核孔
DNA和蛋白质
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
[教材命题点思考]
1．核孔的功能是什么？核孔具有选择性吗？举例说明。
提示：功能：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。核孔具有选择性，如细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质基质。
2．代谢旺盛的细胞中，细胞核会发生什么变化？
提示：代谢旺盛的细胞中，细胞核核仁较大，核孔数量增多。
3．哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，存活时间很短，为什么？
提示：细胞核是细胞的控制中心，细胞是一个统一的整体。
[模型命题点思考]
4．据下图分析细胞核的结构和功能。
(1)将①彻底水解得到的小分子主要有
__________________________________。
(2)②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所吗？
(3)蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核________(填“需要”或“不需要”)能量，________(填“具有”或“不具有”)选择性。
氨基酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
提示：不是，②是核仁，是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。
需要
具有
√
考向1 细胞核的结构和功能
1．(2025·广东八校高三联考)施一公团队解析了来自非洲爪蟾核孔复合物(NPC)的近原子分辨率结构，取得了突破性进展。通过电镜观察到NPC附着并稳定融合在与细胞核核膜高度弯曲的部分上。下列叙述正确的是( )
A．细胞核是细胞遗传和代谢的中心，是遗传信息库
B．核膜的外膜常附着核糖体且与内质网连在一起
C．核仁与rRNA的合成有关，核糖体的形成离不开核仁
D．NPC保证了细胞核与细胞质间的蛋白质、DNA、RNA等大分子物质的进出
解析：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，是遗传信息库，A项错误；核膜为双层膜结构，核膜的外膜常附着核糖体且与内质网连在一起，B项正确；核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，但原核生物无核仁也可以合成核糖体，说明核糖体的形成并非离不开核仁，C项错误；核孔复合物(NPC)是蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞核的通道，而DNA不能通过，D项错误。
√
2．(2022·海南选择考)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
解析：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介导，A项错误；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(失去控制物质进出细胞核的能力)，染色质功能异常(染色质上的基因可控制细胞代谢)，B项、C项、D项正确。
√
考向2 实验探究细胞核的功能
3．将变形虫培养在含有3H标记的胆碱(一种构成磷脂的成分)的培养基中。一段时间后，将带有放射性标记的变形虫的细胞核取出，移植到未标记的去核变形虫中，追踪观察一个细胞周期，发现原有的放射性标记平均分配到了子细胞的核膜上。下列叙述正确的是( )
A．细胞核供体变形虫中含有放射性标记的结构只有细胞核
B．在重组变形虫细胞分裂的中期、后期检测不到放射性
C．在前期核膜消失后，其结构成分磷脂分子也会被分解
D．该实验证明母细胞解体的核膜参与了子细胞核膜的重建
解析：3H标记的胆碱是一种构成磷脂的成分，在培养基中培养后，供体变形虫细胞中所有的膜结构都有放射性标记，A项错误；虽然细胞分裂前期核膜逐渐消失，但其结构成分磷脂分子不会被分解，核膜的成分没有消失，所以在重组变形虫细胞分裂的中期、后期能检测到放射性，B项、C项错误；根据题干信息“将带有放射性标记的变形虫的细胞核取出，移植到未标记的去核变形虫中，追踪观察一个细胞周期，发现原有的放射性标记平均分配到了子细胞的核膜上”可推测，母细胞解体的核膜参与了子细胞核膜的重建，D项正确。
√
4．下图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图，该实验结果说明( )
A．生物体形态结构的建成主要与细胞质有关
B．细胞的分裂和分化是由细胞核控制的
C．细胞核是细胞代谢的中心
D．细胞核是细胞遗传的控制中心
解析：通过题图可以看出，生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，A项不符合题意；伞藻是单细胞生物，不会发生细胞分化，B项不符合题意；细胞核是细胞代谢的控制中心，C项不符合题意；该实验说明细胞核是细胞遗传的控制中心，D项符合题意。
√
高考真题体验
1．(2024·湖南选择考)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
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错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，其对于调节细胞膜的流动性具有重要作用，B正确；细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂，糖脂参与细胞表面的识别，C正确；磷脂是构成细胞膜的重要成分，D正确。
√
2．(2020·天津等级考)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下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，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
解析：有丝分裂中期无核膜和核仁，A项错误；细胞的遗传信息储存在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。
3．(2022·海南选择考)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_________________________。
降低
载体蛋白发生磷酸化，空间结构改变
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下图所示。与25 ℃相比，4 ℃条件下磷酸盐吸收速率低的主要原因是_____________________________________________
________________________________________________________________。
温度低，酶的活性较低，呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量少课时跟踪练4
一、选择题
1．作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述正确的是( C )
A．细胞膜的选择透过性保证了对细胞有害的物质都不能进入细胞
B．细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流的必需结构
C．一切细胞均具有以磷脂双分子层为支架的细胞膜
D．与动物细胞相比，植物细胞放在清水中不会涨破主要是细胞膜起重要作用
解析：细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，一些对细胞有害的物质有可能进入细胞，A项错误；细胞间的信息交流有多种形式，不一定依赖细胞膜上的受体，如高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流，B项错误；一切细胞均具有细胞膜，细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，C项正确；与动物细胞相比，植物细胞放在清水中不会涨破主要是细胞壁起重要作用，D项错误。
2．(2025·清远高三模拟)生物学的发展需要许多人的不断探索。科学家运用各种科学方法和技术手段去探索细胞膜的成分和结构。下列说法错误的是( D )
A．欧文顿对植物细胞的通透性进行实验，推测细胞膜的主要组成成分中有脂质
B．戈特等人通过计算红细胞脂质单层分子面积推断细胞膜磷脂分子为两层
C．丹尼利和戴维森通过细胞表面张力推断出细胞膜还附有蛋白质
D．罗伯特森根据电镜成像提出蛋白质—脂质—蛋白质的动态结构
解析：欧文顿对植物细胞的通透性进行了大量实验，通过实验现象推测细胞膜的主要组成成分中有脂质，A项正确；戈特等科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍，由此他们得出的结论是细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层，B项正确；丹尼利和戴维森研究发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质，C项正确；罗伯特森根据电镜成像提出细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，并把它描述为静态的统一结构，D项错误。
3．如图表示细胞核的核膜及与其相关的部分结构，下列对各结构名称及描述的判断，正确的是( A )
A．①——核膜：具有选择透过性，连续的有丝分裂过程中会周期性地消失和重现
B．②——核孔：大分子物质进出的通道，通过其大小限制进出的大分子物质种类
C．③——内质网：具有双层膜结构，是蛋白质加工运输的场所，其上附着核糖体
D．④——核糖体：合成蛋白质，图中该处的核糖体提供了核内所有蛋白质的来源
解析：①为核膜，生物膜都具有选择透过性，细胞分裂前期，核膜消失，在分裂末期，核膜重现，因此核膜在细胞有丝分裂过程中会周期性地消失和重现；②为核孔，核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出的通道，核孔对物质的进出具有选择性，但不是通过核孔大小限制进出的大分子物质种类；③为内质网，其是单层膜结构；④为附着在内质网上的核糖体，不能提供核内所有蛋白质的来源。
4．下图所示的核小体是染色体的基本结构单位。下列有关核小体的叙述，错误的是( D )
A．DNA和蛋白质是构成核小体的主要成分
B．水绵细胞的叶绿体中不存在核小体
C．核小体和核糖体存在的细胞场所不同
D．大肠杆菌细胞中的核小体数量较少
解析：核小体是染色体的基本结构单位，故核小体主要由DNA和蛋白质组成；核小体只存在于真核生物的细胞核内，故水绵细胞的叶绿体中不存在核小体；核小体位于真核生物的细胞核内，核糖体存在于细胞质中；大肠杆菌为原核细胞，没有核小体。
5．(2025·广州高三阶段练)核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上。如图为核孔复合体参与的三种物质运输方式，其中只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量。下列叙述错误的是( D )
A．细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性
B．某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体可看作是被动运输
C．以丙方式进入细胞核的物质的运输速度，会受相应的受体浓度的制约
D．解旋酶、RNA聚合酶和染色质等均可经核孔复合体进入细胞核
解析：核孔可实现细胞核和细胞质之间的信息交流和物质交换，细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性，A项正确； 分析题意可知，只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量，即某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体是不需要消耗能量的，但由于需要中央栓蛋白协助，故可看作是被动运输，B项正确；由题图可知，丙方式运输物质时有受体参与，故丙方式的运输速度受相应的受体浓度的制约，C项正确；染色质存在于细胞核中，不需要通过核孔复合体进入细胞核，D项错误。
二、非选择题
6．图1为小肠上皮细胞亚显微结构示意图，图2为膜蛋白功能示意图，请据图回答下列问题：
(1)该细胞不同表面执行不同的功能，且具有高度的极性，从细胞膜的成分分析，出现这一现象的原因是_______________________。
(2)膜蛋白A消耗的ATP主要由图中的______________(结构)产生，以________的方式吸收葡萄糖。细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛，以增加细胞膜上______________的数量，高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。
(3)通过膜蛋白B可将相邻的两个细胞膜________________________，以保证肠腔中的物质只能从微绒毛处吸收。
(4)细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白D，说明膜蛋白还具有____________功能。
(5)膜蛋白A执行的是图2中的__________的功能。
答案：(1)细胞膜上蛋白质的结构不同 (2)线粒体
主动运输 载体蛋白(或膜蛋白A) (3)紧密连接在一起 (4)催化 (5)运输蛋白
21世纪教育网(www.21cnjy.com)INCLUDEPICTURE "第二单元CSJ.TIF" 细胞的结构和物质运输
第4讲 细胞膜与细胞核
【课标要求】 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。
考点一 细胞膜的成分、结构和功能
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
1．细胞膜的功能
[易错提醒] 植物细胞系统的边界是细胞膜，而不是细胞壁。
2．对细胞膜成分和结构的探索[连一连]
提示：①—b ②—a ③—d ④—c ⑤—f ⑥—e
3．细胞膜的成分
[易错提醒] 不同种类的细胞，细胞膜的成分及含量不完全相同，如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。
4．细胞膜流动性的验证
(1)方法：荧光标记法。
(2)现象：采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞表面的蛋白质分子，做下图实验。
(3)结论：人、鼠细胞膜上的蛋白质分子最终均匀分布，说明细胞膜具有流动性。
5．流动镶嵌模型
(1)基本内容。
(2)特点。
INCLUDEPICTURE "广东新选考命题新指向FJ.TIF"
[教材命题点思考]
1．细胞膜上的蛋白质种类较多，主要的功能有_________________________________________(答出2点即可)。
提示：催化、运输、识别
2．谷氨酸是中枢神经系统主要的兴奋性神经递质。谷氨酸与突触后膜上的受体结合，使突触后神经元膜电位变为外负内正，导致突触后神经元兴奋。该过程体现了细胞膜具有的功能是___________________________________________________。
提示：进行细胞间的信息交流、控制物质进出细胞
3．胰高血糖素能作用于乳腺细胞，这与其细胞膜上具有________________有关，根本原因是__________________________
___________________________________________________。
提示：胰高血糖素受体 基因的选择性表达
4．在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，则细胞完全融合所需时间明显延长，请分析原因：_____________________________。
提示：温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性
[情境命题点思考]
5．鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。这种鉴别动物细胞是否死亡的方法叫作“染色排除法”。为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？
提示：台盼蓝染液是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不会被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染液能够进入死细胞内，使死细胞被染色。
6．下图为人工构建的一种脂质体，主要由磷脂组成，能将药物运送到特定的细胞发挥作用。脂质体表面交联抗体的作用是什么？为什么两类药物包裹的位置不同？推测脂质体到达特定的细胞后，药物如何进入细胞内发挥作用。
提示：脂质体表面交联抗体利于靶向治疗。由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性的药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，水溶性的药物可被稳定地包裹在其中。脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞膜融合，以被细胞胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
INCLUDEPICTURE "重难突破CSJ.TIF"
1．膜蛋白
2．验证细胞膜成分和功能的实验方法
(1)细胞膜成分的检测方法。
细胞膜的成分 检测试剂(方法) 结果 结论
脂质 用脂溶剂处理 细胞膜被溶解 细胞膜中含有脂质
用磷脂酶处理 细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
续上表
细胞膜的成分 检测试剂(方法) 结果 结论
蛋白质 双缩脲试剂 发生紫色反应 细胞膜中含有蛋白质
用蛋白酶处理 细胞膜被破坏
糖类 斐林试剂，水浴加热 出现砖红色沉淀 细胞膜中含有还原糖
(2)细胞膜功能的验证实验。
①染色剂进入实验。
②色素透出实验。
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
考向1 细胞膜的结构和功能
1．(2025·清远高三模拟)科学家在研究中发现，细胞膜中脂肪酸链的不饱和度越高，细胞膜的相变温度(当温度降低到一定程度时，细胞膜会从流动的液晶态转变为固化的凝胶态)越低。下列相关叙述错误的是( C )
A．细胞膜中的脂肪酸链主要位于磷脂分子的尾部
B．维持流动的液晶态是实现细胞膜功能的必要前提
C．温度会影响细胞膜的流动性，但不会影响选择透过性
D．食用植物油中富含不饱和脂肪酸，不容易凝固
解析：温度会影响细胞膜的流动性，也会影响选择透过性，C项错误。
2．(2025·揭阳高三月考)下图为细胞膜的亚显微结构模式图，下列说法正确的是( C )
A．人—鼠细胞融合实验中，利用荧光标记人细胞表面的③，证明了细胞膜具有流动性
B．细胞膜表面存在糖蛋白和糖脂，称为糖被
C．细胞膜的功能特性与④有关，膜的功能越复杂，④的种类和含量越多
D．病毒能够入侵人细胞说明该细胞膜已经丧失了控制物质进出的能力
解析：人—鼠细胞融合实验中，利用荧光染料标记人细胞表面的②(蛋白质)，证明了细胞膜具有流动性，A项错误；细胞膜表面存在糖蛋白和糖脂，其中的糖类分子称为糖被，B项错误；④为蛋白质，在细胞膜行使功能方面起着重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多，C项正确；病毒能够入侵细胞说明细胞膜的控制作用是相对的，并不意味着细胞膜失去了控制物质进出的能力，D项错误。
考向2 细胞膜的相关实验探究
3．MTT法是一种检测细胞是否存活的方法，MTT是一种能接受氢离子的染料，活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是( C )
A．MTT是一种可以通过细胞膜的染料
B．检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞的数量
C．MTT与台盼蓝染液检测细胞是否存活的原理相同
D．MTT法不能检测哺乳动物的成熟红细胞是否存活
4．荧光漂白恢复技术在细胞生物学中具有重要的应用价值，其包括三个步骤：绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，使细胞膜上呈现一定强度的绿色→用激光照射膜上某绿色荧光区，使该区域内标记的荧光分子不可逆地淬灭(漂白)→检测淬灭部位的荧光再现速率。实验过程如图甲所示，结果如图乙所示。下列说法错误的是( A )
A．被激光照射淬灭部位的细胞膜失去了流动性
B．淬灭部位的荧光再现速率会受温度的影响
C．若不用激光照射淬灭，而是细胞膜的两部分分别被绿色和红色荧光染料标记，则一段时间后两种颜色的荧光会均匀分布
D．F2后若再进行一次激光照射淬灭，一段时间后检测的淬灭部位的荧光强度会更低
解析：被激光照射淬灭部位过一段时间荧光再现，表明其细胞膜没有失去流动性，A项错误。
考点二 细胞核的结构和功能
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
1．细胞核的功能
(1)细胞核功能的探究实验。
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)细胞核的功能。
[易错提醒] 细胞核是细胞代谢的控制中心，不是细胞代谢的中心。细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
2．细胞核的结构
[易错提醒] 核孔主要是对大分子物质的运输具有选择性。
3．细胞在生命系统中的地位
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[教材命题点思考]
1．核孔的功能是什么？核孔具有选择性吗？举例说明。
提示：功能：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。核孔具有选择性，如细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质基质。
2．代谢旺盛的细胞中，细胞核会发生什么变化？
提示：代谢旺盛的细胞中，细胞核核仁较大，核孔数量增多。
3．哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，存活时间很短，为什么？
提示：细胞核是细胞的控制中心，细胞是一个统一的整体。
[模型命题点思考]
4．据下图分析细胞核的结构和功能。
(1)将①彻底水解得到的小分子主要有
___________________________________________________
___________________________________________________。
(2)②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所吗？
(3)蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核________(填“需要”或“不需要”)能量，________(填“具有”或“不具有”)选择性。
提示：(1)氨基酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基
(2)不是，②是核仁，是核糖体RNA合成、加工和核糖体装配的重要场所。
(3)需要 具有
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考向1 细胞核的结构和功能
1．(2025·广东八校高三联考)施一公团队解析了来自非洲爪蟾核孔复合物(NPC)的近原子分辨率结构，取得了突破性进展。通过电镜观察到NPC附着并稳定融合在与细胞核核膜高度弯曲的部分上。下列叙述正确的是( B )
A．细胞核是细胞遗传和代谢的中心，是遗传信息库
B．核膜的外膜常附着核糖体且与内质网连在一起
C．核仁与rRNA的合成有关，核糖体的形成离不开核仁
D．NPC保证了细胞核与细胞质间的蛋白质、DNA、RNA等大分子物质的进出
解析：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，是遗传信息库，A项错误；核膜为双层膜结构，核膜的外膜常附着核糖体且与内质网连在一起，B项正确；核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关，但原核生物无核仁也可以合成核糖体，说明核糖体的形成并非离不开核仁，C项错误；核孔复合物(NPC)是蛋白质、RNA等大分子物质进出细胞核的通道，而DNA不能通过，D项错误。
2．(2022·海南选择考)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 )
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
解析：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介导，A项错误；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(失去控制物质进出细胞核的能力)，染色质功能异常(染色质上的基因可控制细胞代谢)，B项、C项、D项正确。
考向2 实验探究细胞核的功能
3．将变形虫培养在含有3H标记的胆碱(一种构成磷脂的成分)的培养基中。一段时间后，将带有放射性标记的变形虫的细胞核取出，移植到未标记的去核变形虫中，追踪观察一个细胞周期，发现原有的放射性标记平均分配到了子细胞的核膜上。下列叙述正确的是( D )
A．细胞核供体变形虫中含有放射性标记的结构只有细胞核
B．在重组变形虫细胞分裂的中期、后期检测不到放射性
C．在前期核膜消失后，其结构成分磷脂分子也会被分解
D．该实验证明母细胞解体的核膜参与了子细胞核膜的重建
解析：3H标记的胆碱是一种构成磷脂的成分，在培养基中培养后，供体变形虫细胞中所有的膜结构都有放射性标记，A项错误；虽然细胞分裂前期核膜逐渐消失，但其结构成分磷脂分子不会被分解，核膜的成分没有消失，所以在重组变形虫细胞分裂的中期、后期能检测到放射性，B项、C项错误；根据题干信息“将带有放射性标记的变形虫的细胞核取出，移植到未标记的去核变形虫中，追踪观察一个细胞周期，发现原有的放射性标记平均分配到了子细胞的核膜上”可推测，母细胞解体的核膜参与了子细胞核膜的重建，D项正确。
4．下图为伞藻嫁接实验与伞藻核移植实验示意图，该实验结果说明( D )
A．生物体形态结构的建成主要与细胞质有关
B．细胞的分裂和分化是由细胞核控制的
C．细胞核是细胞代谢的中心
D．细胞核是细胞遗传的控制中心
解析：通过题图可以看出，生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，A项不符合题意；伞藻是单细胞生物，不会发生细胞分化，B项不符合题意；细胞核是细胞代谢的控制中心，C项不符合题意；该实验说明细胞核是细胞遗传的控制中心，D项符合题意。
高考真题体验
1．(2024·湖南选择考)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 )
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
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错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，其对于调节细胞膜的流动性具有重要作用，B正确；细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂，糖脂参与细胞表面的识别，C正确；磷脂是构成细胞膜的重要成分，D正确。
2．(2020·天津等级考)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。下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，相关叙述正确的是( D )
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
解析：有丝分裂中期无核膜和核仁，A项错误；细胞的遗传信息储存在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。
3．(2022·海南选择考)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下图所示。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)降低 载体蛋白发生磷酸化，空间结构改变 (4)进行细胞间的信息交流 (5)温度低，酶的活性较低，呼吸速率减慢，为主动运输提供的能量少
课时跟踪练4
一、选择题
1．作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用。下列相关叙述正确的是( C )
A．细胞膜的选择透过性保证了对细胞有害的物质都不能进入细胞
B．细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流的必需结构
C．一切细胞均具有以磷脂双分子层为支架的细胞膜
D．与动物细胞相比，植物细胞放在清水中不会涨破主要是细胞膜起重要作用
解析：细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，一些对细胞有害的物质有可能进入细胞，A项错误；细胞间的信息交流有多种形式，不一定依赖细胞膜上的受体，如高等植物细胞之间可通过胞间连丝进行信息交流，B项错误；一切细胞均具有细胞膜，细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，C项正确；与动物细胞相比，植物细胞放在清水中不会涨破主要是细胞壁起重要作用，D项错误。
2．(2025·清远高三模拟)生物学的发展需要许多人的不断探索。科学家运用各种科学方法和技术手段去探索细胞膜的成分和结构。下列说法错误的是( D )
A．欧文顿对植物细胞的通透性进行实验，推测细胞膜的主要组成成分中有脂质
B．戈特等人通过计算红细胞脂质单层分子面积推断细胞膜磷脂分子为两层
C．丹尼利和戴维森通过细胞表面张力推断出细胞膜还附有蛋白质
D．罗伯特森根据电镜成像提出蛋白质—脂质—蛋白质的动态结构
解析：欧文顿对植物细胞的通透性进行了大量实验，通过实验现象推测细胞膜的主要组成成分中有脂质，A项正确；戈特等科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍，由此他们得出的结论是细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层，B项正确；丹尼利和戴维森研究发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质，C项正确；罗伯特森根据电镜成像提出细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，并把它描述为静态的统一结构，D项错误。
3．如图表示细胞核的核膜及与其相关的部分结构，下列对各结构名称及描述的判断，正确的是( A )
A．①——核膜：具有选择透过性，连续的有丝分裂过程中会周期性地消失和重现
B．②——核孔：大分子物质进出的通道，通过其大小限制进出的大分子物质种类
C．③——内质网：具有双层膜结构，是蛋白质加工运输的场所，其上附着核糖体
D．④——核糖体：合成蛋白质，图中该处的核糖体提供了核内所有蛋白质的来源
解析：①为核膜，生物膜都具有选择透过性，细胞分裂前期，核膜消失，在分裂末期，核膜重现，因此核膜在细胞有丝分裂过程中会周期性地消失和重现；②为核孔，核孔是蛋白质、RNA等大分子物质进出的通道，核孔对物质的进出具有选择性，但不是通过核孔大小限制进出的大分子物质种类；③为内质网，其是单层膜结构；④为附着在内质网上的核糖体，不能提供核内所有蛋白质的来源。
4．下图所示的核小体是染色体的基本结构单位。下列有关核小体的叙述，错误的是( D )
A．DNA和蛋白质是构成核小体的主要成分
B．水绵细胞的叶绿体中不存在核小体
C．核小体和核糖体存在的细胞场所不同
D．大肠杆菌细胞中的核小体数量较少
解析：核小体是染色体的基本结构单位，故核小体主要由DNA和蛋白质组成；核小体只存在于真核生物的细胞核内，故水绵细胞的叶绿体中不存在核小体；核小体位于真核生物的细胞核内，核糖体存在于细胞质中；大肠杆菌为原核细胞，没有核小体。
5．(2025·广州高三阶段练)核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上。如图为核孔复合体参与的三种物质运输方式，其中只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量。下列叙述错误的是( D )
A．细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性
B．某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体可看作是被动运输
C．以丙方式进入细胞核的物质的运输速度，会受相应的受体浓度的制约
D．解旋酶、RNA聚合酶和染色质等均可经核孔复合体进入细胞核
解析：核孔可实现细胞核和细胞质之间的信息交流和物质交换，细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性，A项正确； 分析题意可知，只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量，即某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体是不需要消耗能量的，但由于需要中央栓蛋白协助，故可看作是被动运输，B项正确；由题图可知，丙方式运输物质时有受体参与，故丙方式的运输速度受相应的受体浓度的制约，C项正确；染色质存在于细胞核中，不需要通过核孔复合体进入细胞核，D项错误。
二、非选择题
6．图1为小肠上皮细胞亚显微结构示意图，图2为膜蛋白功能示意图，请据图回答下列问题：
(1)该细胞不同表面执行不同的功能，且具有高度的极性，从细胞膜的成分分析，出现这一现象的原因是___________________________________________________。
(2)膜蛋白A消耗的ATP主要由图中的______________(结构)产生，以________的方式吸收葡萄糖。细胞面向肠腔侧形成很多微绒毛，以增加细胞膜上______________的数量，高效地吸收来自肠腔的葡萄糖等物质。
(3)通过膜蛋白B可将相邻的两个细胞膜________________________，以保证肠腔中的物质只能从微绒毛处吸收。
(4)细胞膜表面还存在水解二糖的膜蛋白D，说明膜蛋白还具有____________功能。
(5)膜蛋白A执行的是图2中的__________的功能。
答案：(1)细胞膜上蛋白质的结构不同 (2)线粒体
主动运输 载体蛋白(或膜蛋白A) (3)紧密连接在一起 (4)催化 (5)运输蛋白
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