第2单元 第4讲 细胞膜与细胞核(课件PPT)-【金版新学案】2025年高考生物学高三总复习大一轮复习讲义(不定项版)
2024-08-30
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教辅
内容正文:
第二单元 细胞的基本结构与物质运输
第4讲 细胞膜与细胞核
学习目标
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 细胞膜的结构和功能
考点二 细胞核的结构和功能
链接新情境命题
内容索引
重温高考 典题演练
课时测评
细胞膜的结构和功能
考点一
返回
基础梳理
1.细胞膜的功能
(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,_______会被染成蓝色,而_______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”。
教材拾遗
台盼蓝
死细胞
活细胞
2.细胞膜的组成和结构
(1)连线细胞膜成分和结构的探索历程
(2)细胞膜的成分及其在细胞膜中的作用
成分 所占比例 在细胞膜中的作用
脂质 约50% 其中______________是细胞膜的基本支架;_______是动物细胞膜的重要成分
蛋白质 约40% 功能越复杂的细胞膜,蛋白质的___________越多
糖类 2%~10% 被称作_____,与细胞膜上的_____________结合形成_____________
磷脂双分子层
胆固醇
种类和数量
糖被
蛋白质或脂质
糖蛋白或糖脂
(3)流动镶嵌模型的基本内容
①磷脂双分子层内部是磷脂分子的_______,水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用。
②蛋白质分子不对称分布,以不同方式_____在磷脂双分子层中,这些蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。
③糖被是参与形成糖蛋白、糖脂的_________,具有________________等功能。
疏水端
镶嵌
糖类分子
识别、信息传递
(4)细胞膜的结构特点——流动性
①原因:构成生物膜的磷脂分子可以_____________、膜中的_______分子大多也是可以运动的。
②生理意义:对于细胞完成_________、生长、分裂、运动等功能具有重要意义。
③实例:变形虫变形;_________;分泌蛋白的传递分泌。
④影响因素:主要受温度影响,在适当的温度范围内,随外界温度升高,膜的流动性增强,但温度超出一定范围,会导致膜的结构被破坏。
细胞融合
侧向自由移动
蛋白质
物质运输
(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___________。
教材拾遗
解释某一生物学问题
观察与实验
修正和补充
1.(2021·全国乙卷)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。( )
2.(2021·福建卷)细胞膜的成分都有脂质和蛋白质。( )
3.(2020·全国卷Ⅱ)用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时,可用荧光染料标记膜蛋白。( )
4.(经典高考)细胞识别与糖蛋白中蛋白质有关,与糖链无关。( )
5.(经典高考)叶肉细胞的细胞膜含有纤维素。( )
6.(经典高考)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。( )
链接高考
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核心突破
1.细胞膜成分的检测方法
细胞膜成分 检测试剂(方法) 结果 结论
脂质 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 细胞膜中含有脂质
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 发生紫色反应 细胞膜中含有蛋白质
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.细胞膜功能的探究
(1)控制物质进出细胞功能的验证
①染色剂进入实验
②色素透出实验
(2)识别功能的验证
(3)细胞膜功能特性——选择透过性的验证
能力提升
考向一 结合细胞膜的成分,考查理解能力
1.(2023·海南卷)不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见下表。
生物膜
膜主要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜
蛋白质(%) 49 18 64 62 78
脂质(%) 43 79 26 28 22
糖类(%) 8 3 10 10 少
下列有关叙述错误的是
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
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生物膜
膜主要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜
蛋白质(%) 49 18 64 62 78
脂质(%) 43 79 26 28 22
糖类(%) 8 3 10 10 少
细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子组成,磷脂双分子层构成膜的基本支架,这个支架是可以流动的,大多数蛋白质也是可以流动的,因此蛋白质和脂质的运动构成膜的流动性,A正确;生物膜上的糖类常与信息交流有关,因此高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关,B正确;哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体,C错误;功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多,由表格内容可知,线粒体内膜的蛋白质相对含量最高,其功能最复杂,神经鞘细胞质膜的蛋白质相对含量最少,其功能最简单,D正确。
生物膜
膜主要成分 红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜
蛋白质(%) 49 18 64 62 78
脂质(%) 43 79 26 28 22
糖类(%) 8 3 10 10 少
2.(2024·山东青岛模拟)膜蛋白是一类结构独特的蛋白质,它镶嵌于膜脂的特性使这一蛋白处于细胞与外界的交界部位,是细胞执行各种功能的物质基础。如图表示细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。下列相关叙述不正确的是
A.蛋白A和B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性
B.若蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是胰岛素的受体
C.若蛋白B具有运输功能,其运输物质的过程中可能消耗ATP
D.若蛋白C具有催化功能,其活性的高低受温度、pH等因素影响
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磷脂双分子层内部是疏水的,所以A与B两种蛋白质的跨膜区段的氨基酸可能具有较强的疏水性,这样才能与磷脂双分子层牢固结合,A错误。
归纳总结
常考的4种“膜蛋白”及其功能
考向二 结合细胞膜的结构及特点,考查科学思维
3.(2023·海南海口一模)细胞膜中的脂筏是一些由特殊脂质和蛋白质组成的微区,微区内陷可形成囊泡,具有低流动性,富含胆固醇和鞘磷脂(磷脂的一种)。脂筏内存在与信号转导有关的蛋白质。下列有关说法正确的是
A.脂筏可能与细胞的识别作用有关
B.脂筏的存在使细胞膜的流动性增大
C.脂筏广泛存在于植物细胞的细胞膜中
D.鞘磷脂有一个疏水的头和两个亲水的尾
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由题意可知,脂筏内存在与信号转导有关的蛋白质,推测脂筏可以参与细胞之间的信息传递,A正确;根据“脂筏是一些由特殊脂质和蛋白质组成的微区,微区内陷可形成囊泡,具有低流动性”,可知脂筏会降低细胞膜的流动性,B错误;植物细胞膜无胆固醇不会有脂筏,C错误;鞘磷脂是磷脂中的一种,具有两个疏水的尾和一个亲水的头,D错误。
4.(2024·山东统考模拟)为了检测细胞
膜的结构特点,科学家做了如下实验,首
先将细胞膜上的蛋白质分子偶联上荧光分
子,可检测到荧光强度,再利用高能量的
激光束照射使特定区域的荧光发生不可逆
的淬灭(淬灭后荧光物质不再发荧光),停止照射一段时间后检测,发现该区域荧光强度逐渐恢复,过程如图所示。下列相关分析正确的是(不定项)
A.本实验可以证明细胞膜的结构特点是具有一定的流动性
B.适当提高实验温度能够缩短检测区域荧光强度恢复所需时间
C.荧光漂白区的恢复说明激光束消失后荧光分子功能恢复
D.本实验可以为细胞膜上蛋白质移动速率提供定量的数据
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√
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细胞膜的主要结构成分是磷脂和蛋白质,本实
验用荧光标记蛋白质,荧光淬灭区域在一段时
间后恢复了荧光强度,由此判断被荧光标记的
蛋白质发生了运动,所以本实验可以证明细胞
膜的结构特点是具有一定的流动性,A正确;
温度会影响分子的运动,进而提高膜的流动性,所以适当提高实验温度,有助于被荧光标记的蛋白运动到荧光淬灭区域,能够缩短该区域荧光强度恢复所需时间,B正确;由题可知,高能量的激光束照射使特定区域的荧光发生不可逆的淬灭,淬灭后荧光物质不再发荧光,C错误;本实验中,细胞膜上蛋白质移动速率越快,膜的流动性就越强,发生荧光淬灭的区域恢复荧光强度所需时间就越短,所以可以根据发生荧光淬灭的区域恢复荧光强度所需时间的长短定量的反映细胞膜上蛋白质的移动速率,D正确。
规律方法
细胞膜具有流动性的实例与判断方法
考向三 围绕细胞膜的功能及特点,考查科学思维和探究
5.(2023·石家庄期末)下图表示细胞膜部分功能模式图。据图分析,下列说法不正确的是
A.功能①在生命起源过程中具有关键作用
B.胰岛素调控生命活动可用图中③表示
C.功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利
D.相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流
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①细胞膜即系统的边界,在生命起源过程中具有重要作用,将生命物质与外界环境分隔开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统,A正确;激素调控生命活动需要靶细胞进行信号检测,B正确;功能②表示物质进出细胞,一般是吸收有利物质,但有些有害物质也能进出细胞,说明细胞膜控制物质进出细胞是相对的,C错误;高等植物细胞可通过功能④形成细胞通道进行信息交流,D正确。
6.(2023·湖南联考)水溶性染色剂PI是一种荧光染料,与DNA结合后可发出红色荧光,常用于细胞凋亡检测。将待检测的细胞浸于一定浓度的PI中,观察发现仅有死细胞出现红色荧光,而活细胞未出现红色荧光。下列有关说法错误的是
A.死细胞出现红色荧光的区域主要集中在细胞核位置
B.活细胞中观察不到红色荧光,是因为活细胞能分解染色剂PI
C.PI检测细胞是否死亡的原理与台盼蓝的检测有相似之处
D.在人鼠细胞融合实验中,也使用了荧光染料进行相应处理的方法
√
PI与DNA结合后可发出红色荧光,DNA主要位于细胞核,死细胞细胞膜失去选择透过性,PI可以通过细胞膜,所以死细胞中红色荧光主要集中在细胞核中,A正确;活细胞中观察不到红色荧光,是因为活细胞细胞膜对物质进出细胞具有选择透过性,PI无法通过活细胞膜,B错误;台盼蓝可以鉴定细胞死活原理与PI一样,活细胞不可以被染色,死细胞可以,C正确;在人鼠细胞融合实验中,采用不同荧光分别标记人细胞和鼠细胞,融合后的细胞膜上两种荧光的流动也证明了细胞膜的流动性,D正确。
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细胞核的结构和功能
考点二
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基础梳理
1.细胞核的功能
(1)细胞核功能的实验探究
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_______________的控制中心。
提醒 细胞代谢的主要场所是细胞质,细胞核是细胞代谢的控制中心。
遗传信息库
细胞代谢和遗传
2.细胞核的结构
(1)上述结构中___________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:_____________________
___________________________________。
(3)核膜和核孔对物质的进出都具有_______。核孔虽然可以允许大分子物质通过,但仍然具有选择性,如细胞核中的_____不能通过核孔进入细胞质。
(4)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__________上。
核膜、核仁
代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中,核孔数量多,核仁较大
选择性
DNA
染色体(质)
3.细胞在生命系统中的地位
4.建构模型
(1)类型:包括_________、_________、_________等。
(2)实例:DNA双螺旋结构模型是_____模型。
物理模型
概念模型
数学模型
物理
1.(2021·河北卷)颤藻(颤蓝细菌)、伞藻和小球藻都有细胞核。( )
2.(2021·河北卷)细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出。( )
3.(经典高考)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所。( )
4.(经典高考)细胞的核膜是双层膜结构,核孔是物质进出细胞核的通道。( )
链接高考
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能力提升
考向一 围绕细胞核的功能,考查科学探究
1.(2024·深圳模拟)伞藻是一种单细胞绿藻,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,如图所示。下列相关叙述正确的是
A.图1中①②的帽形因伞柄嫁接实验而改变
B.图1实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关
C.图1中①与图2中③的帽形相同,都是伞形帽
D.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
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图1说明伞藻的帽形与嫁接哪种伞柄无直接关系,而与假根有关,故图1中①②的帽形不会因伞柄嫁接实验而改变,①还是菊花形帽,②还是伞形帽,A错误;图1实验只能说明伞帽的形状与伞藻的假根有关,假根中还含有细胞质部分,B错误;图2中的③与图1中①的帽形相同,都是菊花形帽,C错误;细胞核和细胞质是相互依存的关系,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,D正确。
2.(2023·河北张家口二模)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
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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进入细胞核,D错误。
考向二 围绕细胞核的结构,考查生命观念
3.(2023·江苏卷)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是
A.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
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分析图片,可知①是染色质,是由DNA和蛋白
质组成的,只存在于植物细胞的细胞核中,A正
确;分析图片,②是细胞膜,主要由磷脂双分
子层构成,核膜和细胞器膜的基本结构和细胞膜
相似,但各种膜上的蛋白质等成分有差异,功能也各不相同,B正确;分析图片,③是细胞壁,主要成分是纤维素和果胶,其中纤维素是多糖,此外细胞壁含多种蛋白质,C正确;部分植物细胞并没有细胞核,即并不具有①染色质,也可以成活,例如植物的筛管细胞,D错误。
4.(2024·湖南娄底模拟)亲核蛋白是
指在细胞质中合成后转运到细胞核内发
挥功能的一类蛋白质。右图表示亲核蛋
白的靶向输送过程,靶向输送的蛋白质
结构中存在信号序列(NLS),可引导蛋白
质转移到细胞的适当部位。下列叙述正
确的是(不定项)
A.真核细胞中的呼吸氧化酶具有NLS氨基酸序列
B.亲核蛋白通过核孔复合物进入细胞不需要消耗能量
C.核输入因子运输亲核蛋白后可再利用
D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
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亲核蛋白是在细胞质中合成后转运到
细胞核内发挥功能的一类蛋白质,而
呼吸氧化酶是在细胞质发挥作用,A
错误;亲核蛋白通过核孔复合物进入
细胞需要GTP水解释放的能量,B错
误;亲核蛋白在信号序列的引导下,
并且需要核输入因子的结合才能通过核孔进入细胞核中,此后亲核蛋白与核输入因子脱离,核输入因子可重新被利用,C正确;NLS中氨基酸序列功能缺陷会导致亲核蛋白不能进入细胞核,从而使其在细胞质内积累,D正确。
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胆固醇与细胞膜的流动性
链接新情境命题4
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命题素材
低密度脂蛋白(LDL)是一种运载胆固醇进入外周组织细胞的脂蛋白颗粒,在血液中含量长期过高易引起动脉硬化,因此被称为“坏胆固醇”。图1为LDL在细胞内代谢示意图。图2为不同温度下胆固醇对人工脂双层膜微粘度(与流动性负相关)影响的曲线。
命题示例
角度一 考查基础知识迁移应用
(1)已知LDL表面覆盖有单层磷脂分子,磷脂的尾部朝向 (填“内侧”、“外侧”或“均有可能”),原因是___________________________
____________________________。
内侧
LDL内部为胆固醇,与磷脂分子疏水性的尾部紧密结合
磷脂分子的头部是亲水的,尾部是疏水的。由题意可知,LDL颗粒是单层膜结构,由于处于水环境,所以磷脂分子头部朝外,尾部朝向内侧。
(2)细胞膜上的LDL受体与LDL结合后,通过 过程将LDL摄入细胞,该过程体现了细胞膜 的功能。
胞吞
控制物质进出细胞
由图可知,当细胞膜上的LDL受体与LDL结合后,细胞膜内陷形成囊泡,即通过胞吞摄入细胞。该过程中,体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。
角度二 考查图示信息的转化分析
(3)LDL受体和溶酶体内的水解酶均为蛋白质,请从蛋白质结构的角度分析两者功能不同的原因:____________________________________________
____________________________________;
这两种蛋白质的加工均需要高尔基体的参与,高尔基体的功能是________
_________________________________________。
两者氨基酸的种类、数目、排列顺序不同,肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同
对来自内质网的蛋白质进行分类、加工、包装并发送
LDL受体和溶酶体内的水解酶均为蛋白质,但构成两种蛋白质的氨基酸种类、数目和排列顺序不同,多肽链盘曲折叠方式及其形成的空间结构不同,导致它们的功能不同。高尔基体的功能是能对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装。
(4)胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,据图分析胆固醇对膜流动性的作用:____________________________________________________________
________________________________________________________________________________。
在温度较高时,胆固醇可以降低膜的流动性;在温度较低时,又可以提高膜的流动性(或者胆固醇使细胞膜的流动性在较大温度范围内保持相对稳定的状态)
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分析题图可知,人工膜的微粘度随温度的升高而逐渐降低,即其流动性逐渐升高;含胆固醇的人工膜的流动性增加幅度小于不含胆固醇的人工膜,说明在温度较高时,胆固醇可以降低膜的流动性;在温度较低时,又可以提高膜的流动性。
重温高考 典题演练
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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
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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.(2021·浙江6月选考)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
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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。
核被膜为双层膜,A错误;核被膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换,B正确;核仁是细胞核中呈圆形或椭圆形的结构,与核糖体的形成有关,C错误;染色质由DNA和蛋白质组成,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
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4.(2022·海南卷)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
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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。
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课时测评
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1.(2022·吉林长春三模)细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是
A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质容易通过细胞膜
B.由于磷脂双分子层内部是疏水的,因此水分子不能通过细胞膜
C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
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磷脂双分子层是细胞膜的基本支架,细胞膜的脂质结构,使溶于脂质的物质容易通过细胞膜,A正确;磷脂双分子层内部是磷脂分子的疏水端,水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用,水分子是能通过细胞膜的,B错误;细胞膜上的蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用,如载体蛋白等,C正确;细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的,细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型,D正确。
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2.(2024·浙江模拟)细胞膜控制着细胞与周围环境的联系。下列叙述错误的是
A.细胞膜具有选择透过性
B.细胞膜主要由磷脂和蛋白质组成
C.膜蛋白的种类和数量越多,细胞膜的功能就越多
D.细胞膜的流动镶嵌模型的提出揭示了膜内外结构的对称性
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细胞膜可以控制物质进出细胞,因此具有选择透过性,A正确;细胞膜的主要成分包括脂质和蛋白质,在组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,B正确;蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质种类和数量就越多,C正确;由于蛋白质分子的不均匀分布造成细胞膜的不对称性,细胞膜的流动镶嵌模型的提出揭示了膜内外结构的不对称性,D错误。
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3.(2024·湖北武汉模拟)由磷脂分子构成的脂质体可以作为药物的运载体(如图所示),将药物运送到特定的细胞发挥作用。下列分析错误的是
A.药物甲、乙分别是脂溶性药物和水溶性药物
B.该脂质体具有一定的流动性,可以与细胞膜融合,从而将药物送入细胞
C.该脂质体的选择透过性大于细胞膜
D.该脂质体以磷脂双分子层为基本支架
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药物甲位于磷脂双分子层内部,药物乙位于空腔中,因此药物甲、乙分别是脂溶性药物和水溶性药物,A正确;该脂质体具有流动性,能与细胞膜融合,从而将药物送入细胞,B正确;细胞膜表面有多种载体蛋白和通道蛋白,而该脂质体没有,该脂质体的选择透过性小于细胞膜,C错误;由题图可知,该脂质体以磷脂双分子层为基本支架,D正确。
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4.(2024·湖南永州模拟)生物膜的流动性与温度有关。正常温度时,膜既可保持正常的结构,又具有较强的流动性,称为液晶态;温度很低时,膜的流动性急剧降低,转变为凝胶态;如果环境温度很高,则变成无序的液体状态。胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动又能将磷脂分子相隔开使其更易流动。下列叙述错误的是
A.胆固醇是动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输
B.高温会使生物膜变成无序状态,可能与膜中蛋白质空间构象被破坏有关
C.胆固醇可以调节动物生物膜的流动性,使生物膜适应温度的范围变小
D.生物膜的流动性表现在组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能运动
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胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输,A正确;温度很高会破坏膜中蛋白质的空间构象,使得蛋白质失去活性,从而使生物膜变成无序状态,B正确;根据题干信息,“胆固醇分子与磷脂分子相结合既能限制磷脂分子的热运动又能将磷脂分子相隔开使其更易流动”,胆固醇可以调节动物生物膜的流动性,使生物膜适应温度的范围变大,C错误;生物膜的流动性表现在组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子能流动,体现膜的流动性,D正确。
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5.(2024·重庆市万州模拟)细胞核是真核细胞内最重要的细胞结构,是细胞遗传与代谢的控制中心。下列关于细胞核结构与功能的叙述,错误的是
A.核外膜可与内质网连接,有利于核质之间的物质运输
B.细胞核内的染色质必须借助于核孔进出细胞核且消耗ATP
C.人体胰岛B细胞中的核仁比口腔上皮细胞中的核仁更发达
D.细胞核是遗传控制中心,但生物的性状并不都由核基因控制
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核外膜可与内质网连接,有利于细胞核与细胞质进行物质运输,A正确;染色质的本质是蛋白质和DNA,存在于细胞核中,染色质不能从核孔进出细胞核,B错误;核仁与某种RNA以及核糖体的形成有关,人体胰岛B细胞会分泌胰岛素,胰岛素属于分泌蛋白,故人体胰岛B细胞中的核仁比口腔上皮细胞中的核仁更发达,C正确;细胞中基因分为核基因和细胞质基因,故生物的性状还可以由细胞质基因控制,D正确。
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6.(2024·海南统考模拟)如图为某细胞的细胞核在电镜下的结构图,其中1~4表示相关结构。已知植物的成熟筛管细胞中无细胞核。下列相关说法正确的是
A.细胞核中的大分子物质一般穿过结构1进入细胞质
B.细胞质中的物质通过结构4进入细胞核穿过了两层膜
C.衰老细胞的细胞核中,结构3变得松散、染色变浅
D.植物成熟筛管细胞可能高度依赖相邻细胞为其提供物质和能量
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细胞核中的大分子物质一般穿过结构4核孔进入细胞质,A错误;细胞质中的物质通过结构4进入细胞核穿过了0层膜,B错误;衰老细胞的细胞核中,染色质收缩、染色加深,C错误;植物成熟的筛管细胞没有细胞核,保留了线粒体等部分细胞器,其代谢需要的物质与能量部分来自与其紧密相连的伴胞细胞,D正确。
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7.(2024·河北石家庄模拟)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
下图所示。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
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细胞核的核膜是双层膜,而每层膜由两层磷脂分子层组成,即核膜共有四层磷脂分子层,A错误;在重建细胞核时,细胞分裂进入末期,着丝粒分裂,每个染色体只有一个DNA分子,B错误;核膜小泡的融合反映了生物的流动性,C正确;染色体是遗传信息的载体,行使遗传功能的结构是染色体上的DNA,D错误。
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8.(2023·广东期末)图1是用不同的荧光染料标记人和小鼠细胞表面的抗原(HLA抗原和H-2抗原均为蛋白质)进行融合实验;图2是科学家对哺乳动物红细胞的细胞膜上不同种类的磷脂(SM、PC、PS、PE、PI、CI)进行研究的结果。下列相关叙述错误的是
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A.图1结果不支持罗伯特森提出的膜的静态结构模型
B.图1中温度通过影响蛋白质的运动速率而影响两种抗原均匀分布所需时间
C.细胞膜上蛋白质及不同种类磷脂的分布提示细胞膜的不对称性特点
D.细胞膜功能的复杂程度取决于膜上数量与种类众多的磷脂
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图1所示的实验是人鼠细胞融合,可以证明细胞膜具有流动性,说明罗伯特森提出的静态的细胞膜模型是错误的,A正确;温度能够影响分子运动,影响图中蛋白质的运动速率,进而影响两种抗原均匀分布所需时间,B正确;
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图2中的研究结果表示磷脂在细胞膜内外所占比
例不同,可以证明细胞膜中的磷脂在细胞膜上的
分布是不对称的,细胞膜上蛋白质镶嵌、贯穿其
中,因此细胞膜上蛋白质分布提示细胞膜的不对
称性特点,C正确;蛋白质是生命活动的主要承
担者,一般而言,膜上的蛋白质种类和数量越
多,细胞膜的功能越复杂,即细胞膜的功能复杂
程度取决于细胞膜上的蛋白质种类和数量,D错误。
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9.(2024·武汉模拟)细胞核具有什么功能?科学家通过下列实验(如图)进行探究:①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半,中间只有很少的细胞质相连,结果无核的一半(a)停止分裂,有核的一半(b)能继续分裂;②b部分分裂到16~32个细胞时,将一个细胞核挤入不能分裂的a部分,结果a部分开始分裂、分化,进而发育成胚胎。下列叙述中不正确的是
A.实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关
B.实验①中,b部分细胞属于对照组,a部分属于实验组
C.实验②中,a部分的操作与实验①中的a部分形成对照
D.实验说明细胞的寿命与细胞核有关
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有核或植入核的部分能分裂、分化,无核的部分则停止分裂,说明细胞核与细胞的分裂、分化有关,A正确;实验①中,a部分无核不分裂也不能长大与b有核部分对照,因此b是对照组,B正确;实验②中,a部分植入核后开始分裂、分化,与实验①中a部分无核不分裂形成对照,C正确;整个实验并没有涉及细胞的寿命,不能证明细胞核与细胞寿命的关系,D错误。
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10.(2024·河北石家庄模拟)研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,并使细胞膜发出荧光。用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”(即荧光消失),随后该漂白区域荧光逐渐恢复(图1)。通过检测该区域荧光强度随时间的变化,绘制得到荧光漂白恢复曲线(图2)。下列分析正确的是
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A.细胞膜都含有磷脂、蛋白质、糖类、胆固醇等物质,实验中通常对膜蛋白进行荧光标记。
B.漂白区域荧光强度恢复可能是漂白区域内外分子相互运动的结果,体现了细胞膜的功能特性
C.若去除细胞膜中的胆固醇发现漂白区域荧光恢复时间缩短,说明胆固醇具有促进运动的作用
D.最终恢复的荧光强度比初始强度低,可能是荧光强度会自主下降或某些分子处于相对静止状态
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细胞膜都含有磷脂、蛋白质、糖类,但只有动物细胞膜含有胆固醇,实验中通常对膜蛋白进行荧光标记,A错误;漂白区域荧光强度恢复可能是被漂白区域内外分子相互运动的结果,体现了细胞膜的流动性,即结构特点,B错误;若去除细胞膜中的胆固醇发现漂白区域荧光恢复时间缩短,说明运动加快,进而说明胆固醇具有抑制运动的作用,C错误;实验检测的是该区域荧光强度随时间的变化,最终恢复的荧光强度比初始强度低,可能是荧光强度会自主下降或某些分子处于相对静止状态没有运动到该区域等原因,D正确。
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11.(2024·辽宁模拟)细胞膜上的糖类与蛋白质构成糖蛋白,糖蛋白是分支的寡糖链与多肽链共价相连所构成的复合糖,主链较短,在大多数情况下,糖的含量小于蛋白质。在糖蛋白中,糖的组成通常比较复杂,有甘露糖、半乳糖、岩藻糖、葡糖胺、半乳糖胺等。下列相关叙述正确的是
A.细胞膜上的糖蛋白只分布于膜的外侧
B.细胞膜上糖蛋白的种类只取决于多肽链的种类
C.信息交流时糖蛋白与信号分子的结合具有特异性
D.参与糖蛋白合成与加工的细胞器有线粒体、核糖体、内质网、高尔基体
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细胞膜上的糖蛋白只分布于膜的外侧,糖蛋白有保护和润滑的作用,还与细胞表面的识别有密切关系,A正确;糖蛋白的种类既与多肽链的种类有关,也与糖链的种类有关,B错误;激素传递信息的过程需要通过激素与靶细胞膜上或膜内的受体完成特异性结合之后才能实现,如促甲状腺激素只与甲状腺细胞膜上的受体结合,而不能与其他细胞表面的受体结合,这说明糖蛋白识别信号分子具有特异性,C正确;糖蛋白和分泌蛋白的合成、加工过程相似,都需要核糖体、内质网、高尔基体、线粒体的参与,D正确。
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12.生物体内绝大多数膜融合都需要蛋白质的介导,即膜上的两组蛋白质相互作用结合成螺旋状的复合蛋白,使磷脂分子失去稳定,进而重排形成融合孔,最终实现膜的融合,过程如图所示。下列相关叙述正确的是
A.图示过程表明膜上的蛋白质只能运动不能进行相互识别
B.重排后的磷脂分子仍排成连续的两层与其具有亲水的头部和疏水的尾部有关
C.融合孔既可形成于不同种类的细胞之间,也可形成于细胞内部
D.图示过程在细胞进行物质运输和信息传递等方面发挥重要作用
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根据题干信息,“生物体内绝大多数膜融合都需要蛋白质的介导,即膜上的两组蛋白质相互作用结合成螺旋状的复合蛋白”,说明图示过程表明膜上的蛋白质既能运动又能进行相互识别,A错误;重排后的磷脂分子仍排成连续的两层与其具有亲水的头部和疏水的尾部有关,B正确;据图分析,“膜上的两组蛋白质相互作用结合成螺旋状的复合蛋白,使磷脂分子失去稳定,进而重排形成融合孔”,则融合孔可形成于不同种类的细胞之间,也可形成于细胞内部,图示过程在细胞进行物质运输和信息传递等方面发挥重要作用,C、D正确。
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13.(2023·山东青岛质检)为了研究细胞核的作用,一位生物学家研究了100个细胞,他把每个细胞都分成含细胞核和不含细胞核两个部分,然后把这些细胞放在同样的条件下培养,结果如下表。下列有关叙述正确的是
A.培养一天后无核部分的存活个数比有核部分存活个数多,说明去除细胞核有利于细胞的生存
B.有核部分的细胞仍存在一定的死亡率是细胞的正常凋亡或者实验操作对细胞伤害所致
C.该实验缺乏对照组,实验数据不可靠,需要再准备100个完整细胞统计存活率
D.该实验数据可以说明细胞核是细胞代谢中心
时间/天 1 2 3 4 5 6
细胞无核部分的存活个体数 81 62 20 0 0 0
细胞有核部分的存活个体数 79 78 77 74 67 65
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第一天无核部分比有核存活率高,可能的原因是对细胞进行处理时对细胞伤害造成的,但是不能说明去掉细胞核有利于细胞生存,A错误;有核部分有20%~30%的死亡率,可能是细胞的正常凋亡或者实验操作对细胞伤害所致,B正确;该实验相互对照,不需要设置空白对照组,C错误;该实验数据可以说明细胞核是细胞代谢的控制中心,细胞质才是细胞的代谢中心,D错误。
时间/天 1 2 3 4 5 6
细胞无核部分的存活个体数 81 62 20 0 0 0
细胞有核部分的存活个体数 79 78 77 74 67 65
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图甲可观察到核膜、染色质、核仁等,是电子显微镜下观察到的细胞核亚显微结构。图甲中1表示核膜,具有2层膜,由4层磷脂分子构成。
14.(8分)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)图甲所示结构为 结构,图甲中1所示的结构由 层磷脂分子构成。
细胞核的亚显微
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(2)图甲中2所示结构是 ,单位面积的该结构数目与细胞类型和代谢水平有关。你认为人的胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目 (选填“多”、“少”或“相同”)。
核孔
多
图甲中2所示结构是核孔,核孔是细胞核与细胞质之间物质和信息交流的通道,通常代谢旺盛的细胞核孔数目相对越多,所以胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目多。
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(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)。
1、4
细胞有丝分裂过程中出现周期性变化的结构是1核膜、4核仁,在前期消失,末期重现。
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(4)图乙中①控制②的合成,则①是 分子,鉴定②的试剂为 试剂。
DNA
双缩脲
图乙中①核酸控制②蛋白质的合成,①表示双螺旋结构的DNA分子,鉴定②蛋白质的是双缩脲试剂,呈现紫色。
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(5)图乙④转化成③发生在细胞有丝分裂的 期。④结构中,DNA分子转录水平低的原因是__________________________________________
_______________。
末
染色质高度螺旋化形成染色体,DNA分子结构稳定,不能解旋
图乙中④染色体转化成③染色质发生在细胞有丝分裂的末期。遗传物质呈④染色体状态时,不能发生DNA分子转录的原因是在染色体状态时,染色体高度螺旋化,DNA分子结构稳定,不能解旋,故不能转录出RNA。
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(6)图乙中①在动物细胞中除了在④(或③)上,还分布在 中。
线粒体
动物细胞中①DNA主要在染色体上,另外线粒体中也有少量的DNA。
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