(共52张PPT)
第4讲 细胞膜和细胞核
必修1 分子与细胞
第一单元 细胞的分子组成和结构
课标要求 1.概述细胞都由质膜包裹，质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1 细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能
1．(必修1 P40“问题探讨”)鉴别动物细胞是否死亡常用_________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”。
台盼蓝
二、细胞膜的成分
1．对细胞膜成分的探索
2．(必修1 P42“思考·讨论”)磷脂是一种由____________________等组成的分子，磷酸“头部”是_________，两个脂肪酸一端为____________。
甘油、脂肪酸、磷酸
亲水的
疏水的尾
2．细胞膜成分组成
三、细胞膜的结构
1．对细胞膜结构的探索(连线)
3．(必修1 P44“科学方法”)细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出___________________________的一种假说，再用进一步的_______________对已建立的假说进行_______________。
解释某一生物学问题
观察与实验
修正和补充
2．细胞膜的流动镶嵌模型
(1)流动镶嵌模型
(2)结构
构成膜的磷脂分子
蛋白质分子
物质运输
4．(必修1 P45“旁栏思考”)细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因：一是_________________________________________ __________；二是___________________________________________ _____________________。
水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产
生的间隙
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
细胞膜结构特点和功能特性
项目 内容 原因 实例 影响因素
结构
特点 流动性 构成细胞膜的磷脂分子和绝大多数蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的 变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐 温度(在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大)
1．植物细胞的边界是细胞壁。( )
提示：任何细胞的边界都是细胞膜，细胞壁有全透性，不能控制物质进出细胞。
2．在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。( )
提示：细胞膜的控制作用是相对的，对细胞有害的物质有可能进入细胞。
×
×
3．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。( )
提示：脂肪不是生物膜的成分。
4．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。( )
5．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。( )
提示：高等植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流，没有通过细胞膜上的受体。
×
√
×
1．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_______________，两类药物的包裹位置不相同的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是_________________________________________________________。
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，能在水中结晶的药物能被稳定地包裹在其中
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？
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。
该过程利用了膜的_________的特点。
流动性
2．下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__________。
受体
信号分子
胞间连丝
(2)高等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_____________________所表示的方式。
(3)图中受体的化学本质是_________，受体和信号分子的结合______(填“具有”或“没有”)特异性。
(4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？请说明理由。
不是，有些小分子如脂溶性信号分子(如性激素)的受体在细胞内部。
图C、图A、图B
糖蛋白
具有
1．(2022·河北卷)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
1
细胞膜的结构和功能
√
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，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。]
细胞膜的组成、结构与功能的统一性
2．生物膜系统在细胞生命活动中的作用极为重要。为研究生物膜的特点，科学家进行了大量的实验。回答下列问题：
(1)研究者用荧光物质标记某动物细胞膜上的蛋白质，使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域，使其荧光猝灭(猝灭后荧光物质不再发光)，随后该猝灭区域荧光逐渐恢复。如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇，猝灭区域荧光恢复的时间缩短，说明胆固醇对细胞膜中分子的运动具有_______________作用，该实验说明细胞膜具有___________________________________________________。
2
细胞膜成分和结构的相关探究实验
(2)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：甲组不作处理；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进行电泳，结果如图2所示。
注：控制消化处理的时间，使胰蛋白酶不能消化位于脂双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。
根据结果推测，1～5号蛋白质中，如果有跨膜的水通道蛋白，最可能是____________(填编号)，镶在膜内侧表面的蛋白质是____________(填编号)。由此说明，细胞膜的结构具有不对称性。
(3)初步研究发现，红细胞能快速吸水并涨破与其细胞膜上的CHIP28水通道蛋白有关，请以人工脂质体(可插入膜蛋白)为材料设计实验验证CHIP28蛋白的功能(简要写出实验思路和预期结果)。
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析：(2)水通道蛋白是贯穿蛋白，用胰蛋白酶分别处理细胞膜的外侧和细胞膜的内外两侧，都会造成水通道蛋白的破坏，因此电泳带中1是水通道蛋白。在细胞膜外侧被胰蛋白酶处理时，4、5没有影响，在内、外两侧被胰蛋白酶处理时，4、5不存在了，说明4、5镶在膜内侧表面。
答案：(1)抑制 流动性 (2)1 4和5 (3)实验思路：取适量的人工脂质体均分成甲、乙两组，向甲组脂质体上插入CHIP28，乙组不作处理，再将两组脂质体分别置于清水中，观察两组脂质体是否吸水涨破(或吸水涨破的速度)。预期结果：甲组脂质体快速吸水涨破而乙组不涨破(或甲组脂质体吸水涨破速度快于乙组)
考点2 细胞核的结构和功能
一、细胞核的功能及功能探究
1．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．细胞核的功能
细胞核是_______________，是细胞代谢和遗传的____________。
二、细胞核的结构
遗传信息库
控制中心
1．(必修1 P57“科学方法”)模型分为____________(如DNA双螺旋结构模型)、____________(如种群数量特征的关系图示)和____________(如“J”形曲线、“S”形曲线、公式、表格等)。
2．(必修1 P57“探究·实践”)在设计并制作细胞模型时，_________应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。
3．(必修1 P58“拓展应用”)染色体与染色质这两种不同的状态对于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。
物理模型
概念模型
数学模型
科学性
螺旋
移动并分配到子细胞中去
细丝
DNA完成复制、转录
1．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。( )
提示：核孔是选择性通道。
2．染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。( )
3．核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建。( )
提示：核膜、核仁在前期消失，末期重建。
4．细胞中核糖体的形成都与核仁有关。( )
提示：原核细胞中核糖体的形成与核仁无关。
5．细胞核是细胞的代谢中心。( )
提示：细胞核是细胞代谢的控制中心。
×
√
×
×
×
核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，是核内外物质转运的通道，结构如图甲所示。核孔复合体具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式，即被动运输(离子和水分子等小分子物质)与主动运输(大分子物质)；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等的出核运输。如图乙为核孔控制物质进出细胞核的示意图。
(1)举例说出入核运输的蛋白质：___________________________ ___________________________________________________。
(2)核孔复合体能够识别已经加工成熟的mRNA并将其运出核孔，前体mRNA(未经加工剪接的RNA)不能运出核孔，这体现了核孔具有_______________(填特点)。核孔复合体能够识别相应的物质信号，可推测核孔复合体上存在_____________________。
(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢之间的关系是________ _____________________________________________________。
解旋酶、DNA聚合酶、RNA
聚合酶、染色体的组蛋白等
选择透过性
特异性受体蛋白
谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大
细胞代
1．科学家利用伞藻进行了如下实验
1
细胞核功能的实验探究
实验名称 实验操作 实验结果
实验1
伞柄切段 将伞柄切成三段 上段(靠近伞帽) 培养在相同且适宜的环境中使其再生伞帽 生出较大的伞帽
中段 生出小伞帽
下段(靠近假根) 生出雏形小伞帽
实验名称 实验操作 实验结果
实验2
伞藻嫁接 将两种伞藻(甲和乙)的伞帽切去 把甲种伞藻的伞柄嫁接到乙种伞藻的假根上 培养在相同且适宜的环境中使其再生伞帽 ？
把乙种伞藻的伞柄嫁接到甲种伞藻的假根上 ？
下列说法错误的是( )
A．实验1的三段伞柄中含有伞帽形态构建的物质且上段含量最多
B．实验1的上段伞柄形成较大的伞帽后通过细胞分裂可以产生更多伞藻
C．实验2中在甲种伞藻的伞柄上长出的伞帽形态可能会介于甲和乙之间
D．实验2中需要反复切去伞帽后才在甲种伞藻的伞柄上长出乙种伞藻的伞帽
√
B [根据表中数据可知，三段伞柄都可以生出伞帽，说明伞柄中含有伞帽形态构建的物质，上段生出较大的伞帽，说明含量多，A正确；细胞分裂可以增多细胞数目，上段伞柄中形态构建的物质较多，但不含有细胞核，不可以产生较多的伞藻，B错误；实验2中甲种伞藻的伞柄上长出的伞帽形态可能会介于甲和乙之间，因为存在甲、乙合成的伞帽发育所需要的某种物质，C正确；甲的伞柄中有残留的mRNA，反复切去伞帽后可以消耗原有的mRNA，然后乙种伞藻假根中的DNA表达可以控制乙种伞帽的形成，D正确。]
2．为研究细胞核与细胞质之间的物质交流，科学家利用甲、乙、丙三组变形虫做了图示实验，将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内，适宜条件下培养一段时间后检测乙、丙两组的放射性，结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．甲组被32P标记的物质可能为DNA
B．乙组变形虫去除细胞核后可以存活很长一段时间
C．乙组实验说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质
D．丙组实验说明细胞质中被标记的物质可以进入细胞核
√
C [若被32P标记的物质是DNA，DNA不能通过核孔从细胞核进入细胞质，无法达成乙组结果，A 错误；细胞核与细胞质相互依存、不可分割，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，因此，乙组变形虫去除细胞核后存活时间很短，B错误；据题图可知，将被32P标记的细胞核移植到乙组变形虫的细胞内，最终乙组变形虫细胞核、细胞质均有放射性，说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质，C正确；最终丙组变形虫原有细胞核没有放射性，说明细胞质中被标记的物质不可以进入细胞核，D错误。]
3．(2022·浙江6月选考)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
2
细胞核的结构和功能
√
B [核膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误；核膜上有核孔，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。]
4．(2025·广东广州模拟)核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上。下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( )
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
√
D [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正确；分析题意，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能量的，故可看作是被动运输，B正确；丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量，丙方式可视作主动运输，丙方式的运输速度受相应的受体浓度的制约，C正确；染色质的主要成分是DNA和蛋白质，DNA无法通过核孔进出细胞核，D错误。]
关于细胞核的结构和功能的易错点归纳
(1)有的细胞有多个细胞核，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基质。
(3)核仁不是遗传物质的储存场所，细胞核中的遗传物质分布在染色体(质)上。第4讲 细胞膜和细胞核
1.概述细胞都由质膜包裹，质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1 细胞膜的结构和功能
一、细胞膜的功能
1．(必修1 P40“问题探讨”)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”。
二、细胞膜的成分
1．对细胞膜成分的探索
2．(必修1 P42“思考·讨论”)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。
2．细胞膜成分组成
三、细胞膜的结构
1．对细胞膜结构的探索(连线)
3．(必修1 P44“科学方法”)细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。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．细胞膜的流动镶嵌模型
(1)流动镶嵌模型
(2)结构
特点
4．(必修1 P45“旁栏思考”)细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因：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。
细胞膜结构特点和功能特性
项目 内容 原因 实例 影响因素
结构特点 流动性 构成细胞膜的磷脂分子和绝大多数蛋白质分子不是静止的，而是可以运动的 变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐 温度(在一定范围内，温度越高，细胞膜的流动性越大)
功能特性 选择透过性 植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K＋的吸收和对Na＋的排出 ①内因：细胞膜上转运蛋白的种类和数量；②外因：温度、pH、O2等影响细胞呼吸的因素
1．植物细胞的边界是细胞壁。( × )
提示：任何细胞的边界都是细胞膜，细胞壁有全透性，不能控制物质进出细胞。
2．在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。( × )
提示：细胞膜的控制作用是相对的，对细胞有害的物质有可能进入细胞。
3．构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。( × )
提示：脂肪不是生物膜的成分。
4．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的。( √ )
5．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。( × )
提示：高等植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流，没有通过细胞膜上的受体。
1．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甲处、乙处，两类药物的包裹位置不相同的原因是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，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？
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。
该过程利用了膜的流动性的特点。
2．下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受体；②信号分子；③胞间连丝。
(2)高等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图C、图A、图B所表示的方式。
(3)图中受体的化学本质是糖蛋白，受体和信号分子的结合具有(填“具有”或“没有”)特异性。
(4)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？请说明理由。
不是，有些小分子如脂溶性信号分子(如性激素)的受体在细胞内部。
细胞膜的结构和功能
1．(2022·河北卷)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，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。]
细胞膜的组成、结构与功能的统一性
细胞膜成分和结构的相关探究实验
2．生物膜系统在细胞生命活动中的作用极为重要。为研究生物膜的特点，科学家进行了大量的实验。回答下列问题：
(1)研究者用荧光物质标记某动物细胞膜上的蛋白质，使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域，使其荧光猝灭(猝灭后荧光物质不再发光)，随后该猝灭区域荧光逐渐恢复。如果用特定方法去除细胞膜中的胆固醇，猝灭区域荧光恢复的时间缩短，说明胆固醇对细胞膜中分子的运动具有 作用，该实验说明细胞膜具有____________________________________________________。
(2)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：甲组不作处理；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进行电泳，结果如图2所示。
注：控制消化处理的时间，使胰蛋白酶不能消化位于脂双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。
根据结果推测，1～5号蛋白质中，如果有跨膜的水通道蛋白，最可能是 (填编号)，镶在膜内侧表面的蛋白质是 (填编号)。由此说明，细胞膜的结构具有不对称性。
(3)初步研究发现，红细胞能快速吸水并涨破与其细胞膜上的CHIP28水通道蛋白有关，请以人工脂质体(可插入膜蛋白)为材料设计实验验证CHIP28蛋白的功能(简要写出实验思路和预期结果)。
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
解析：(2)水通道蛋白是贯穿蛋白，用胰蛋白酶分别处理细胞膜的外侧和细胞膜的内外两侧，都会造成水通道蛋白的破坏，因此电泳带中1是水通道蛋白。在细胞膜外侧被胰蛋白酶处理时，4、5没有影响，在内、外两侧被胰蛋白酶处理时，4、5不存在了，说明4、5镶在膜内侧表面。
答案：(1)抑制 流动性 (2)1 4和5 (3)实验思路：取适量的人工脂质体均分成甲、乙两组，向甲组脂质体上插入CHIP28，乙组不作处理，再将两组脂质体分别置于清水中，观察两组脂质体是否吸水涨破(或吸水涨破的速度)。预期结果：甲组脂质体快速吸水涨破而乙组不涨破(或甲组脂质体吸水涨破速度快于乙组)
考点2 细胞核的结构和功能
一、细胞核的功能及功能探究
1．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．细胞核的功能
细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
二、细胞核的结构
1．(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(如种群数量特征的关系图示)和数学模型(如“J”形曲线、“S”形曲线、公式、表格等)。
2．(必修1 P57“探究·实践”)在设计并制作细胞模型时，科学性应该是第一位的，其次才是模型的美观与否。
3．(必修1 P58“拓展应用”)染色体与染色质这两种不同的状态对于细胞生命活动的意义：染色体呈高度螺旋状态，有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去，而染色质为细丝状，有利于DNA完成复制、转录等生命活动。
1．核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。( × )
提示：核孔是选择性通道。
2．染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。( √ )
3．核膜、核仁在细胞周期中的分裂间期消失，分裂后期重建。( × )
提示：核膜、核仁在前期消失，末期重建。
4．细胞中核糖体的形成都与核仁有关。( × )
提示：原核细胞中核糖体的形成与核仁无关。
5．细胞核是细胞的代谢中心。( × )
提示：细胞核是细胞代谢的控制中心。
核孔结构复杂，至少由50种蛋白质构成，称为核孔复合体，是核内外物质转运的通道，结构如图甲所示。核孔复合体具有双功能和双向性，双功能表现在两种运输方式，即被动运输(离子和水分子等小分子物质)与主动运输(大分子物质)；双向性表现在既介导蛋白质的入核运输，又介导RNA等的出核运输。如图乙为核孔控制物质进出细胞核的示意图。
(1)举例说出入核运输的蛋白质：解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、染色体的组蛋白等。
(2)核孔复合体能够识别已经加工成熟的mRNA并将其运出核孔，前体mRNA(未经加工剪接的RNA)不能运出核孔，这体现了核孔具有选择透过性(填特点)。核孔复合体能够识别相应的物质信号，可推测核孔复合体上存在特异性受体蛋白。
(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢之间的关系是细胞代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。
细胞核功能的实验探究
1．科学家利用伞藻进行了如下实验
实验名称 实验操作 实验结果
实验1伞柄切段 将伞柄切成三段 上段(靠近伞帽) 培养在相同且适宜的环境中使其再生伞帽 生出较大的伞帽
中段 生出小伞帽
下段(靠近假根) 生出雏形小伞帽
实验2伞藻嫁接 将两种伞藻(甲和乙)的伞帽切去 把甲种伞藻的伞柄嫁接到乙种伞藻的假根上 培养在相同且适宜的环境中使其再生伞帽 ？
把乙种伞藻的伞柄嫁接到甲种伞藻的假根上 ？
下列说法错误的是( )
A．实验1的三段伞柄中含有伞帽形态构建的物质且上段含量最多
B．实验1的上段伞柄形成较大的伞帽后通过细胞分裂可以产生更多伞藻
C．实验2中在甲种伞藻的伞柄上长出的伞帽形态可能会介于甲和乙之间
D．实验2中需要反复切去伞帽后才在甲种伞藻的伞柄上长出乙种伞藻的伞帽
B [根据表中数据可知，三段伞柄都可以生出伞帽，说明伞柄中含有伞帽形态构建的物质，上段生出较大的伞帽，说明含量多，A正确；细胞分裂可以增多细胞数目，上段伞柄中形态构建的物质较多，但不含有细胞核，不可以产生较多的伞藻，B错误；实验2中甲种伞藻的伞柄上长出的伞帽形态可能会介于甲和乙之间，因为存在甲、乙合成的伞帽发育所需要的某种物质，C正确；甲的伞柄中有残留的mRNA，反复切去伞帽后可以消耗原有的mRNA，然后乙种伞藻假根中的DNA表达可以控制乙种伞帽的形成，D正确。]
2．为研究细胞核与细胞质之间的物质交流，科学家利用甲、乙、丙三组变形虫做了图示实验，将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内，适宜条件下培养一段时间后检测乙、丙两组的放射性，结果如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．甲组被32P标记的物质可能为DNA
B．乙组变形虫去除细胞核后可以存活很长一段时间
C．乙组实验说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质
D．丙组实验说明细胞质中被标记的物质可以进入细胞核
C [若被32P标记的物质是DNA，DNA不能通过核孔从细胞核进入细胞质，无法达成乙组结果，A 错误；细胞核与细胞质相互依存、不可分割，细胞核控制着细胞的代谢和遗传，因此，乙组变形虫去除细胞核后存活时间很短，B错误；据题图可知，将被32P标记的细胞核移植到乙组变形虫的细胞内，最终乙组变形虫细胞核、细胞质均有放射性，说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质，C正确；最终丙组变形虫原有细胞核没有放射性，说明细胞质中被标记的物质不可以进入细胞核，D错误。]
细胞核的结构和功能
3．(2022·浙江6月选考)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 [核膜为双层膜，能将核内物质与细胞质分开，有利于核内物质的相对稳定，A错误；核膜上有核孔，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。]
4．(2025·广东广州模拟)核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上。下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( )
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
D [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正确；分析题意，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能量的，故可看作是被动运输，B正确；丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量，丙方式可视作主动运输，丙方式的运输速度受相应的受体浓度的制约，C正确；染色质的主要成分是DNA和蛋白质，DNA无法通过核孔进出细胞核，D错误。]
关于细胞核的结构和功能的易错点归纳
(1)有的细胞有多个细胞核，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基质。
(3)核仁不是遗传物质的储存场所，细胞核中的遗传物质分布在染色体(质)上。
课时分层作业(四)
1．(2025·广东中山模拟)一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世，它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，组装成纳米尺寸的生物传感器。在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化，用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有( )
A．磷脂和蛋白质 B．多糖和蛋白质
C．胆固醇和多糖 D．胆固醇和蛋白质
B [根据细胞膜的组成、结构和功能可知，细胞膜上的糖类和蛋白质在一起构成的糖蛋白具有识别功能，而聚联乙炔细胞膜识别器是把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，因此被镶嵌的物质很可能是多糖和蛋白质，B正确。]
2．生物科学史蕴含着科学家的思维和智慧，关于细胞膜成分和结构探索历程的叙述正确的是( )
A．1895年欧文顿发现：溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜
B．1925年戈特和格伦德尔推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
C．1959年罗伯特森在电镜下看到呈暗—亮—暗的三层结构，认为细胞膜由脂质—蛋白质—脂质构成
D．1970年科学家用同位素标记法进行小鼠细胞和人细胞融合实验，表明细胞膜具有流动性
B [1895年欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，据此推理提出了细胞膜的主要组成成分中有脂质， A错误；1925年，戈特和格伦德尔通过实验，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，测得单分子层的面积恰好是红细胞表面积的2倍，这一结果表明：细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层，B正确；1959年罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，结合其他科学家的工作提出细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，C错误；1970年科学家用荧光染料标记的方法，通过小鼠细胞和人细胞融合实验，证明了细胞膜具有流动性，D错误。]
3．我国科学家施一公等揭示了核孔复合体(NPC)的细胞质环结构，其约由1 000个蛋白亚基组成。核孔复合体(NPC)可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。下列相关叙述错误的是( )
A．水绵细胞具有核膜与NPC
B．NPC组分合成与核糖体密切相关
C．细胞器膜和细胞膜上没有NPC
D．DNA和RNA通过NPC运输至核外
D [水绵细胞是真核细胞，具有核膜与 NPC，A正确；NPC由1 000个蛋白亚基组成，蛋白质的合成场所在核糖体，故NPC组分合成与核糖体密切相关，B正确；核膜上才有NPC，细胞器膜和细胞膜上没有NPC，C正确；DNA是在细胞核中起作用，不会通过NPC运输至核外，D错误。]
4．(2025·广东肇庆模拟)最新研究表明，由光驱动的分子转子被用来在单个细胞的膜上钻孔，有望将治疗试剂运送到这些细胞中，或者直接诱导这些细胞死亡，下图为钻孔过程的示意图，有关说法错误的是( )
A．分子转子钻孔需要钻开细胞膜上的磷脂双分子层
B．必须钻孔后才可以运送治疗试剂说明了细胞膜具有选择透过性
C．分子转子与特定细胞膜识别主要取决于细胞膜上的糖蛋白
D．分子转子的驱动需要线粒体提供ATP
D [细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，因此钻孔需钻开磷脂双分子层，A正确；钻孔后治疗试剂才能进入说明了细胞膜能控制物质进出细胞，具有选择透过性，B正确；细胞膜的识别作用取决于细胞膜表面的糖蛋白，C正确；分子转子是光能驱动的，不需要线粒体提供ATP，D错误。]
5．蛋白质和DNA是生物体内两类重要的生物大分子，下列细胞结构中含有蛋白质和DNA的是( )
A．核糖体 B．染色体
C．中心体 D．内质网
B [核糖体的组成成分为蛋白质和rRNA，A不符合题意；染色体的主要组成成分为蛋白质和DNA，B符合题意；中心体的组成成分为蛋白质，C不符合题意；内质网为单层膜细胞器，含脂质、蛋白质等，但不含DNA，D不符合题意。]
6．下列关于细胞核的叙述，正确的是( )
A．蓝细菌和洋葱细胞都具有核膜
B．染色质储存着大量遗传信息
C．核膜、核仁在有丝分裂末期解体
D．蛋白质和DNA通过核孔进出细胞核
B [蓝细菌是原核生物，没有成形的细胞核，没有核膜，A错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，其中DNA是细胞中的遗传物质，其脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着大量的遗传信息，B正确；核膜、核仁在有丝分裂前期解体，C错误；细胞核的核孔具有选择透过性，DNA不能通过核孔，D错误。]
7．小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构(如图1)，与细胞的信息传递等相关。
(1)小窝的主要成分是____________________，其中主要的蛋白质是小窝蛋白。小窝蛋白在________上合成，然后依次由__________和__________加工，通过囊泡转运到细胞膜上，成为膜蛋白，这一过程体现了细胞膜具有________的结构特点。
(2)据图分析，小窝蛋白分为三段，中间区段主要由________(填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成，其余两段均位于细胞的____________中。
(3)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(101～126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2。据此分析，胆固醇与肽链的结合情况是__________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)当小窝中结合的胆固醇过少时，小窝蛋白的________改变， 小窝会变扁平，影响细胞的信息传递功能。
答案：(1)蛋白质和脂质(或蛋白质和磷脂) 核糖体 (粗面)内质网 高尔基体 流动性 (2)疏水性 细胞质基质 (3)胆固醇与肽段1中的氨基酸结合，而不与肽段2结合(结合位点在82～101位氨基酸，而不是在101～126位氨基酸) (4)空间结构
8．脂质体是以磷脂等物质制备的中空泡状结构的人工膜，可用于介导基因的转移，也是研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质的好材料。下列关于脂质体的说法，错误的是( )
A．脂质体介导基因转移的原理是膜的流动性，可适用于多种动物受体细胞
B．可在脂质体膜上镶嵌某种糖蛋白，使脂质体与特定细胞起作用
C．在包埋有抗癌药物的脂质体表面插入单克隆抗体，可介导癌症的治疗
D．作为药物的运载体，水溶性药物包在两层磷脂分子之间
D [脂质体介导基因转移的原理是生物膜具有流动性，可适用于多种动物受体细胞，A正确；糖蛋白具有识别功能，可在脂质体膜上镶嵌某种糖蛋白，识别特定细胞，使脂质体与特定细胞起作用，B正确；可在包埋有抗癌药物的脂质体表面插入单克隆抗体，利用单克隆抗体的定位导向作用来介导癌症的治疗，C正确；磷脂分子疏水的尾部相接，磷脂分子亲水的头部朝外，故脂溶性药物包在两层磷脂分子之间，水溶性的药物结晶包在脂质体内部，D错误。]
9．研究表明多种核仁蛋白会参与rRNA的编辑、端粒DNA序列的修复、调节细胞周期等生命活动过程。核仁蛋白Npm1可以结合中心体，抑制细胞分裂时中心体的复制，Npm1还可以与抑癌基因P53结合，增强P53的转录。下列叙述错误的是( )
A．某些核仁蛋白参与核糖体的形成
B．某些核仁蛋白可以延缓细胞衰老
C．核仁蛋白Npm1可以促进细胞有丝分裂
D．核仁蛋白Npm1能够抑制细胞癌变
C [多种核仁蛋白会参与rRNA的编辑，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此某些核仁蛋白参与核糖体的形成，A正确；每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒，端粒学说认为端粒随着细胞的分裂不断缩短，当端粒长度缩短到一定阈值时，细胞就进入衰老过程，某些核仁蛋白能够修复端粒DNA序列，可以延缓细胞衰老，B正确；核仁蛋白Npm1能够抑制细胞分裂时中心体的复制，可以抑制细胞有丝分裂，C错误；细胞癌变的本质是原癌基因和抑癌基因发生突变，核仁蛋白Npm1可以与抑癌基因P53结合，增强P53的转录，阻止细胞不正常的增殖，抑制细胞发生癌变，D正确。]
10．亲核蛋白是指在细胞质内合成后，进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。科学家将放射性同位素标记的A蛋白注射到某细胞的细胞质中，一段时间后，放射自显影检测，放射性同位素出现在细胞核中(如图所示)。研究发现，亲核蛋白一般都含有核定位序列(NLS)，NLS保证了整个蛋白质能够通过核孔转运到细胞核内。
(1)细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质是________________；核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和_______________________________________ _________________________________。
(2)请利用放射性同位素标记的方法，设计实验确定A蛋白的NLS是位于其头部还是尾部。
①实验思路：________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②预期的实验结果和结论：_____________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)染色质是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，染色质和染色体是同一物质在细胞分裂不同时期的两种存在状态；核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，特别注意细胞核中的DNA不能从核孔出来。(2)要确定A蛋白的NLS是位于其头部还是尾部，就需要单独地看头部与尾部的作用，即实验的自变量为放射性同位素标记的部位，因变量是放射性出现的位置，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：①实验思路：将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中，标记为甲组；将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中，标记为乙组；一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位。②预期的实验结果和结论：若甲组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其头部；若乙组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其尾部。
答案：(1)染色质(或染色体) 信息交流 (2)①将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中，标记为甲组；将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中，标记为乙组；一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位 ②若甲组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其头部；若乙组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其尾部
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层作业(四) 细胞膜和细胞核
1．(2025·广东中山模拟)一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世，它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，组装成纳米尺寸的生物传感器。在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化，用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有( )
A．磷脂和蛋白质 B．多糖和蛋白质
C．胆固醇和多糖 D．胆固醇和蛋白质
B [根据细胞膜的组成、结构和功能可知，细胞膜上的糖类和蛋白质在一起构成的糖蛋白具有识别功能，而聚联乙炔细胞膜识别器是把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，因此被镶嵌的物质很可能是多糖和蛋白质，B正确。]
2．生物科学史蕴含着科学家的思维和智慧，关于细胞膜成分和结构探索历程的叙述正确的是( )
A．1895年欧文顿发现：溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜
B．1925年戈特和格伦德尔推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
C．1959年罗伯特森在电镜下看到呈暗—亮—暗的三层结构，认为细胞膜由脂质—蛋白质—脂质构成
D．1970年科学家用同位素标记法进行小鼠细胞和人细胞融合实验，表明细胞膜具有流动性
B [1895年欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，据此推理提出了细胞膜的主要组成成分中有脂质， A错误；1925年，戈特和格伦德尔通过实验，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，测得单分子层的面积恰好是红细胞表面积的2倍，这一结果表明：细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层，B正确；1959年罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，结合其他科学家的工作提出细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，C错误；1970年科学家用荧光染料标记的方法，通过小鼠细胞和人细胞融合实验，证明了细胞膜具有流动性，D错误。]
3．我国科学家施一公等揭示了核孔复合体(NPC)的细胞质环结构，其约由1 000个蛋白亚基组成。核孔复合体(NPC)可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。下列相关叙述错误的是( )
A．水绵细胞具有核膜与NPC
B．NPC组分合成与核糖体密切相关
C．细胞器膜和细胞膜上没有NPC
D．DNA和RNA通过NPC运输至核外
D [水绵细胞是真核细胞，具有核膜与 NPC，A正确；NPC由1 000个蛋白亚基组成，蛋白质的合成场所在核糖体，故NPC组分合成与核糖体密切相关，B正确；核膜上才有NPC，细胞器膜和细胞膜上没有NPC，C正确；DNA是在细胞核中起作用，不会通过NPC运输至核外，D错误。]
4．(2025·广东肇庆模拟)最新研究表明，由光驱动的分子转子被用来在单个细胞的膜上钻孔，有望将治疗试剂运送到这些细胞中，或者直接诱导这些细胞死亡，下图为钻孔过程的示意图，有关说法错误的是( )
A．分子转子钻孔需要钻开细胞膜上的磷脂双分子层
B．必须钻孔后才可以运送治疗试剂说明了细胞膜具有选择透过性
C．分子转子与特定细胞膜识别主要取决于细胞膜上的糖蛋白
D．分子转子的驱动需要线粒体提供ATP
D [细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，因此钻孔需钻开磷脂双分子层，A正确；钻孔后治疗试剂才能进入说明了细胞膜能控制物质进出细胞，具有选择透过性，B正确；细胞膜的识别作用取决于细胞膜表面的糖蛋白，C正确；分子转子是光能驱动的，不需要线粒体提供ATP，D错误。]
5．蛋白质和DNA是生物体内两类重要的生物大分子，下列细胞结构中含有蛋白质和DNA的是( )
A．核糖体 B．染色体
C．中心体 D．内质网
B [核糖体的组成成分为蛋白质和rRNA，A不符合题意；染色体的主要组成成分为蛋白质和DNA，B符合题意；中心体的组成成分为蛋白质，C不符合题意；内质网为单层膜细胞器，含脂质、蛋白质等，但不含DNA，D不符合题意。]
6．下列关于细胞核的叙述，正确的是( )
A．蓝细菌和洋葱细胞都具有核膜
B．染色质储存着大量遗传信息
C．核膜、核仁在有丝分裂末期解体
D．蛋白质和DNA通过核孔进出细胞核
B [蓝细菌是原核生物，没有成形的细胞核，没有核膜，A错误；染色质主要由DNA和蛋白质组成，其中DNA是细胞中的遗传物质，其脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着大量的遗传信息，B正确；核膜、核仁在有丝分裂前期解体，C错误；细胞核的核孔具有选择透过性，DNA不能通过核孔，D错误。]
7．小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构(如图1)，与细胞的信息传递等相关。
(1)小窝的主要成分是____________________，其中主要的蛋白质是小窝蛋白。小窝蛋白在________上合成，然后依次由__________和__________加工，通过囊泡转运到细胞膜上，成为膜蛋白，这一过程体现了细胞膜具有________的结构特点。
(2)据图分析，小窝蛋白分为三段，中间区段主要由________(填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成，其余两段均位于细胞的____________中。
(3)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(101～126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2。据此分析，胆固醇与肽链的结合情况是___________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)当小窝中结合的胆固醇过少时，小窝蛋白的________改变， 小窝会变扁平，影响细胞的信息传递功能。
答案：(1)蛋白质和脂质(或蛋白质和磷脂) 核糖体 (粗面)内质网 高尔基体 流动性 (2)疏水性 细胞质基质 (3)胆固醇与肽段1中的氨基酸结合，而不与肽段2结合(结合位点在82～101位氨基酸，而不是在101～126位氨基酸) (4)空间结构
8．脂质体是以磷脂等物质制备的中空泡状结构的人工膜，可用于介导基因的转移，也是研究膜脂与膜蛋白及其生物学性质的好材料。下列关于脂质体的说法，错误的是( )
A．脂质体介导基因转移的原理是膜的流动性，可适用于多种动物受体细胞
B．可在脂质体膜上镶嵌某种糖蛋白，使脂质体与特定细胞起作用
C．在包埋有抗癌药物的脂质体表面插入单克隆抗体，可介导癌症的治疗
D．作为药物的运载体，水溶性药物包在两层磷脂分子之间
D [脂质体介导基因转移的原理是生物膜具有流动性，可适用于多种动物受体细胞，A正确；糖蛋白具有识别功能，可在脂质体膜上镶嵌某种糖蛋白，识别特定细胞，使脂质体与特定细胞起作用，B正确；可在包埋有抗癌药物的脂质体表面插入单克隆抗体，利用单克隆抗体的定位导向作用来介导癌症的治疗，C正确；磷脂分子疏水的尾部相接，磷脂分子亲水的头部朝外，故脂溶性药物包在两层磷脂分子之间，水溶性的药物结晶包在脂质体内部，D错误。]
9．研究表明多种核仁蛋白会参与rRNA的编辑、端粒DNA序列的修复、调节细胞周期等生命活动过程。核仁蛋白Npm1可以结合中心体，抑制细胞分裂时中心体的复制，Npm1还可以与抑癌基因P53结合，增强P53的转录。下列叙述错误的是( )
A．某些核仁蛋白参与核糖体的形成
B．某些核仁蛋白可以延缓细胞衰老
C．核仁蛋白Npm1可以促进细胞有丝分裂
D．核仁蛋白Npm1能够抑制细胞癌变
C [多种核仁蛋白会参与rRNA的编辑，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此某些核仁蛋白参与核糖体的形成，A正确；每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒，端粒学说认为端粒随着细胞的分裂不断缩短，当端粒长度缩短到一定阈值时，细胞就进入衰老过程，某些核仁蛋白能够修复端粒DNA序列，可以延缓细胞衰老，B正确；核仁蛋白Npm1能够抑制细胞分裂时中心体的复制，可以抑制细胞有丝分裂，C错误；细胞癌变的本质是原癌基因和抑癌基因发生突变，核仁蛋白Npm1可以与抑癌基因P53结合，增强P53的转录，阻止细胞不正常的增殖，抑制细胞发生癌变，D正确。]
10．亲核蛋白是指在细胞质内合成后，进入细胞核内发挥功能的一类蛋白质。科学家将放射性同位素标记的A蛋白注射到某细胞的细胞质中，一段时间后，放射自显影检测，放射性同位素出现在细胞核中(如图所示)。研究发现，亲核蛋白一般都含有核定位序列(NLS)，NLS保证了整个蛋白质能够通过核孔转运到细胞核内。
(1)细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质是________________；核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和_______________________________________ _________________________________。
(2)请利用放射性同位素标记的方法，设计实验确定A蛋白的NLS是位于其头部还是尾部。
①实验思路：________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②预期的实验结果和结论：_____________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)染色质是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质，染色质和染色体是同一物质在细胞分裂不同时期的两种存在状态；核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，特别注意细胞核中的DNA不能从核孔出来。(2)要确定A蛋白的NLS是位于其头部还是尾部，就需要单独地看头部与尾部的作用，即实验的自变量为放射性同位素标记的部位，因变量是放射性出现的位置，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：①实验思路：将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中，标记为甲组；将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中，标记为乙组；一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位。②预期的实验结果和结论：若甲组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其头部；若乙组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其尾部。
答案：(1)染色质(或染色体) 信息交流 (2)①将放射性同位素标记的A蛋白的头部注射到细胞质中，标记为甲组；将放射性同位素标记的A蛋白的尾部注射到细胞质中，标记为乙组；一段时间后检测甲、乙两组细胞中放射性出现的部位 ②若甲组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其头部；若乙组放射性出现在细胞核中，则A蛋白的NLS位于其尾部
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