内容正文:
安徽专用
第05讲
细胞膜和细胞核
的结构与功能
2026年高考一轮复习
1
01
考情解码·考点定标
智能导览·极速定位
02
体系构建·思维领航
03
考点突破·考向探究
04
真题感知·命题洞见
考点一 细胞膜的结构和功能
知识点1 细胞膜的功能
知识点2 对细胞膜成分、结构的探索历程
知识点3 流动镶嵌模型
考向1 细胞膜的成分
考向2 细胞膜的功能
考点二 细胞核的结构和功能
知识点1 细胞核的功能及其实验探究
知识点2 细胞核的结构
知识点3 模型构建
考向1 细胞核的结构和功能
考向2 探究细胞核功能的相关实验
05
学以致用·能力提升
长句作答类
01 考情解码·考点定标
考情解码·考点定标
考点要求 考查形式 考查频率 高频预测
细胞膜的结构和功能 选择题
非选择题 2025年广东卷T3
2024年贵州卷T8
2024年北京卷T3
2024年湖南卷T1
2024年安徽卷T1
2023年浙江卷T6 考查细胞膜流动性的结构特点和控制物质运输的功能特点
细胞核的结构和功能 选择题
非选择题 2023湖南卷T2
2023山东卷T1
2011江苏卷T8 考查细胞核的成分及功能
4
考情解码·考点定标
考情分析 从命题题型和内容上看,高考中 “细胞膜和细胞和的结构与功能” 多以选择题呈现,难度适中,聚焦囊泡运输、细胞膜功能、细胞核结构和功能,常结合教材情境创新设问。
命题思路:考查学生对书本的基础知识的记忆。
命题趋势:预计仍以选择题为主,侧重对基础概念的辨析,对课本实验适当延伸(如细胞膜具有张力的实验等),这几年对细胞核的考查偏少。
复习建议:熟记核心知识,掌握课本上的各种探究实验(如人鼠细胞融合实验,变形虫切割实验)。
复习目标
1.掌握细胞膜的组成、结构及功能,区分细胞膜的流行性和选择透过性。
2.理解科学家对细胞膜成分和结构的探索历程。
3.关注脂质体在医疗方面的研究与应用(结合单克隆抗体)。
5
02 体系构建·思维领航
流动镶嵌模型
细胞膜
体系构建·思维领航
结构:
1.核膜:双层膜,把核内物质与细胞质分开
2.核仁:与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
3.染色质:主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体
4.核孔:实现核质之间频繁的物质交换核信息交流
功能:
控制着细胞的代谢和遗传
走近细胞
基本支架:
磷脂双分子层
蛋白质分布:
镶在、部分或全部嵌入、贯穿磷脂双分子层
组成:
脂质(约50%)、蛋白质(约40%)、糖类(2%~10%)
功能:
将细胞与外界环境分隔开;
控制物质进出细胞;
进行细胞间的信息交流
直接交流:细胞膜的接触
间接交流:①信号分子与受体结合
②通道(胞间连丝)
特点:
结构特点:一定的流动性
功能特点:选择透过性
细胞核
流动性:
磷脂分子侧向运动
蛋白质分子大多可以运动
构建模型:
物理模型、数学模型、概念模型
03 考点突破·考向探究
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
1、将细胞与外界环境分隔开
意义:
细胞方面:保障细胞内部环境的相对稳定;
进化方面:将生命物质与外界环境分开,产生了原始的细胞,并成为相对独立的系统;
思考: 是“系统边界”。
细胞膜
图 3-1 推测的原始海洋景观想象图
注:细胞壁是全透性的,对物质没有选择性,故细胞壁不是系统的边界。
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
2、控制物质进出细胞
体现了细胞膜的 。
选择透过性
联系:
鉴定细胞是否死亡方法
①台盼蓝染色(也称染色排除法),蓝色的是死细胞
②植物细胞:观察是否发生质壁分离及复原
物质进出细胞的方式:被动运输、主动运输、胞吞和胞吐。
普遍性:
①营养物质进入,代谢废物被排出
②抗体、激素等被分泌到细胞外
③胞内有用组分不能排出(DNA、转氨酶等)
相对性:
①有害的物质可能进入细胞
②有些病毒、病菌等可以侵入细胞,使生物体患病
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
2、控制物质进出细胞
思考:如何设计实验验证细胞膜可以控制物质进出细胞?
正常玉米种子
红墨水处理
清水
冲洗
镜检
胚细胞
不呈红色
煮熟玉米种子
红墨水处理
清水
冲洗
镜检
胚细胞
呈红色
实验思路和实验结果
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
2、控制物质进出细胞
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
3、进行细胞间的信息交流
间接交流
细胞分泌化学物质,通过膜表面的受体传递信息。
信号分子:激素、神经递质、细胞因子
内分泌细胞
信号分子
体液运输
靶细胞受体
靶细胞
细胞膜表面的受体(蛋白质)
自分泌细胞
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
3、进行细胞间的信息交流
知识拓展:体液运输的其他途径
旁分泌细胞
靶细胞
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
3、进行细胞间的信息交流
直接交流
相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一个细胞传递给另一个细胞。
受体蛋白
例:
①精子和卵细胞之间的识别和结合
②APC将抗原呈递给T细胞
③细胞毒性T细胞识别靶细胞
④辅助T细胞表面特定分子发生变化并呈递给B细胞
判断:细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构吗?
×
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
3、进行细胞间的信息交流
知识拓展:受体类型
蛋白质类激素受体在靶细胞的细胞膜上
甲状腺激素和固醇类激素受体在细胞质或细胞核中
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
3、进行细胞间的信息交流
注:胞间连丝是信息分子传送的通道,既有物质运输的作用,又有信息交流的作用。
通道交流
植物细胞通过通道(胞间连丝)传递信息
思考:动物体内是否也存在这样直接通过通道进行信息交流的途径?
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
3、进行细胞间的信息交流
知识拓展:电突触
电信号通过电突触从一个细胞传导另一个细胞,不需要进行电信号→化学信号→电信号的转化
电信号
特点:快速双向
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
功能1:将细胞与外界环境分隔开
总结:细胞膜(质膜)的功能
功能2:控制物质进出细胞
功能3:进行细胞间的信息交流
细胞膜在控制物质进出时,有时还伴随能量转化,如主动运输和胞吞胞吐。
尤其是原核细胞,很多代谢在细胞膜上进行。
1.能量转化
2.提供酶的结合位点
知识拓展:细胞膜的其他功能
(1)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,能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。
(2)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,从而使药物在细胞内发挥作用。
必修一P46
2.右下图是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。(1)为什么两类药物的包裹位置各不相同?
(2)请推测:脂质体到达细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用?
知识点1 细胞膜的功能
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
由磷脂分子构成的脂质体
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
【实验一】1895年欧文顿用500多种化学物质对植物细胞进行了上万次的实验
知识夯基
考向研析
实验推测:细胞膜是由脂质组成的。
思考:欧文顿是否提取到了细胞膜的成分?
否
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
【实验二】科学家分离出哺乳动物成熟红细胞的细胞膜,进行化学分析
知识夯基
考向研析
哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和其它众多的具膜细胞器,便于提取较纯正的细胞膜,且没有细胞壁。
思考:选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜的原因是?
推测:细胞膜会被磷脂酶分解,也会被蛋白酶分解。
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。
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
【实验三】1925年戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取出脂质,在空气--水界面铺成单分子层。
知识夯基
考向研析
实验推测:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层!
考点一
细胞膜的结构和功能
极性:亲水头部
非极性:疏水尾部
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
知识夯基
考向研析
必修1P42:
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”部
磷脂分子:C、H、O、N、P
注意:磷脂的疏水尾部决定了水溶性极性分子或离子难以通过——屏障作用
考点一
细胞膜的结构和功能
磷脂分子在水-空气界面的分布
磷脂分子在细胞膜上的分布
磷脂分子在水—苯界面的分布
苯
水
水
水
水
空气
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
知识夯基
考向研析
知识拓展:磷脂分子的排布
思考:若将人的肝细胞中的磷脂全部提取出来,铺成单分子层,其面积是肝细胞表面积的2倍吗?为什么?
大大超过2倍,肝细胞具有细胞核和多种具膜的细胞器
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
【实验四】1935年,英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力
知识夯基
考向研析
实验推测:细胞膜可能还附有蛋白质。
已知:如果在油水界面中加入一定量的蛋白质,其表面张力降低。
补充:细胞表面张力是维持细胞结构和功能的重要因素之一,它由细胞膜和膜上的蛋白质分子之间相互作用产生的,是细胞膜保持一定的形状和弹性。
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
知识夯基
考向研析
细胞膜成分总结
脂质:
蛋白质:
糖类:
(少量)
主要是 ______,动物细胞膜还有 _________
在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的 ____________ 就越多。
主要在细胞膜 ______,与蛋白质(脂质)结合形成糖蛋白(糖脂)
磷脂
胆固醇
种类和数量
是判断细胞膜内外的依据
外侧
细胞膜的成分是一成不变的吗?
不是,如癌变的细胞,细胞膜表面糖蛋白减少, 甲胎蛋白和癌胚抗原增加。
注:植物细胞膜中不含胆固醇
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点2 细胞膜的成分
知识拓展:验证细胞膜成分和功能的实验方法
细胞膜成分 检测方法 结果
脂质 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 发生紫色反应
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
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
考点一
细胞膜的结构和功能
考向研析
知识夯基
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
【实验五】1959年,罗伯特森在电镜下观察细胞膜呈暗-亮-暗三层结构
知识夯基
考向研析
实验推测:所有的细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成,是一种静态的统一结构。
变形虫运动
酵母菌出芽生殖
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
【实验六】1970年,弗雷和埃迪登等科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子,用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子,将小鼠细胞和人细胞融合。
知识夯基
考向研析
实验结论:细胞膜具有流动性
聚乙二醇、灭活的病毒诱导
思考:该实验能否证明脂质分子的流动性?
否
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点2 对细胞膜结构、成分的探索历程
1972年桑格和尼克森提出了流动镶嵌模型
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点3 流动镶嵌模型
(1)流动镶嵌模型的基本内容
知识夯基
考向研析
磷脂双分子层
糖蛋白
磷脂分子
蛋白质分子
构成膜基本支架
糖脂
细胞膜外表面与蛋白质或脂质结合的糖类分子称为糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。
①镶在磷脂双分子层表面
②部分或全部嵌入磷脂双分子层中
③贯穿于整个磷脂双分子层中
注意:蛋白质分子与脂质分子均不对称分布
外侧
内侧
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点3 流动镶嵌模型
(2)细胞膜的特点
知识夯基
考向研析
磷脂
蛋白质
细胞膜
糖类(少)
磷脂分子侧向自由移动
大多数可以运动
位于细胞表面
结构特点:
流动性
功能特点:
选择透过性
注意:膜蛋白与磷脂分子一样,有水溶性部分和脂溶性部分
影响因素:温度(一定范围内,温度升高,膜流动性加快。但是超出一定范围,会导致细胞膜的破坏)
影响因素:
①细胞膜上转运蛋白的种类和数量;
②温度、O2、pH等影响呼吸作用的因素。
单层膜
动物细胞膜上的胆固醇可以调节膜的流动性,增加膜稳定性及降低水溶性物质通透性。
联系:生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础
考点一
细胞膜的结构和功能
少数蛋白质与细胞骨架相连,不具有运动性。
知识点3 流动镶嵌模型
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
受体蛋白
用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白:
① 精卵间的识别
② 免疫细胞对抗原的特异性识别等
识别蛋白
具有特异性,识别和选择性结合信号分子
催化化学反应的酶。
① 好氧型细菌的细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶;②细胞膜上还可存在ATP水解酶
酶蛋白
①载体蛋白:用于协助扩散和主动运输的转运蛋白
②通道蛋白:用于协助扩散的转运蛋白,通过打开或关闭通道控制物质通过,如水通道蛋白;神经冲动传导时,Na+、K+通道蛋白等
转运蛋白
知识拓展:细胞膜蛋白总结
知识点 细胞壁
知识夯基
考向研析
考点一
细胞膜的结构和功能
细胞壁是全透性的,不能作为细胞的边界;
细胞膜是细胞的边界,因为其具有选择透过性;
(1)植物细胞壁
① 主要成分:____________,与其形成有关的细胞器是 ________ 和
______可用 ____ (纤维素酶、果胶酶)去除,去除后的结构是 _______。
② 功能: ___________ 作用。
(2)溶菌酶可水解肽聚糖而不能水解几丁质,所以溶菌酶能杀死细菌,
却对真菌基本没作用。
纤维素和果胶
高尔基体
线粒体
支持和保护
酶解法
原生质体
考向1 细胞膜成分
D
知识夯基
考向研析
1.(2025·安徽安庆·模拟预测)“脂筏”是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,是一种动态结构,许多信号分子和受体在脂筏中聚集,形成一些特异蛋白聚集区域,可调控蛋白质的定位与功能,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.脂筏可作为蛋白质停泊的平台,与细胞膜的信号转导功能密切相关
B.脂筏可参与蛋白质的分选过程,确保特定的蛋白质运输到正确位置
C.脂筏最初可能在内质网上形成,可进一步被转运到细胞膜上
D.推测脂筏在植物细胞内外进行物质的跨膜运输中也起到重要作用
细胞内脂质主要在内质网合成,可进一步被转运到细胞膜上
而植物细胞膜是不含胆固醇的,推测脂筏在动物细胞内外进行物质的跨膜运输中起到重要作用
考点一
细胞膜的结构和功能
考向1 细胞膜成分
C
知识夯基
考向研析
2.(2025·天津武清·二模)细菌细胞膜内褶而成的囊状结构称为中体,如图所示。与细胞膜相比,中体膜上蛋白质含量较少,而脂质含量相当。中体膜上附着有细菌的有氧呼吸酶系,中体内分布有质粒和核糖体。相关叙述错误的是( )
A.中体膜上可能有水的产生也有水的消耗
B.中体内既有DNA又有RNA
C.细胞膜的功能比中体膜的功能更简单
D.推测中体的形成可能与线粒体的起源
有关
如丙酮酸分解
如电子传递链
蛋白质是膜功能的主要承担者(如载体、酶、受体等),蛋白质含量越少,膜功能越简单
内共生学说认为,线粒体可能起源于被真核生物祖先吞噬的需氧原核生物。
考点一
细胞膜的结构和功能
考向1 细胞膜成分
B
知识夯基
考向研析
3.(2025·福建泉州·三模)蓝细菌光合片层膜(类似类囊体膜)和叶绿体的类囊体膜的主要成分为如图所示的单半乳糖甘油二酯(MGDG)和双半乳糖甘油二酯(DGDG)。在缺磷条件下,植物细胞膜的MGDG和DGDG含量会上升。下列有关叙述错误的是( )
A.膜成分相似支持“叶绿体起源于蓝细菌”的假说
B.在类囊体膜双分子层结构中,半乳糖位于内侧
C.缺磷条件下,MGDG和DGDG会替代植物细胞膜上的部分磷脂
D.缺磷条件下,MGDG和DGDG含量上升有助于植物细胞保持完整性
半乳糖是水溶性的,位于外侧
MGDG和DGDG与磷脂分子结构相似,所以缺磷条件下,MGDG和DGDG会替代植物细胞膜上的部分磷脂
考点一
细胞膜的结构和功能
考向2 细胞膜功能
4.(2025·安徽马鞍山·二模)脂质体是由磷脂双分子层构成的囊泡结构,在药物递送等领域有广泛应用。下列叙述正确的是( )
A.水溶性药物需包裹在两层磷脂分子之间
B.脂质体中药物进入靶细胞主要依赖于膜的选择透过性
C.在脂质体膜上连接特定抗体,可对特定细胞进行靶向识别
D.为提高脂溶性药物的运输效率,应在脂质体膜上嵌入载体蛋白
C
知识夯基
考向研析
水溶性药物亲水,应包裹在脂质体的内部水腔中
脂质体药物进入靶细胞通常通过膜融合或胞吞作用,依赖膜的流动性
脂溶性药物可直接穿透磷脂双层,无需载体蛋白
考点一
细胞膜的结构和功能
考向2 细胞膜功能
5.(2025·重庆·模拟预测)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(图甲)。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(图乙)。下列分析错误的是( )
A.该实验说明细胞膜具有一定的流动性,有力地反驳了罗伯特森的模型假说
B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率
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,说明胆固醇具有抑制运动的作用
D.改变实验温度,猝灭部位荧光强度恢复到F2的时间可能会延长
B
知识夯基
考向研析
该技术只能测定膜上各部位的荧光,并不能定位某一个蛋白质分子,因此,不能测定膜上单个蛋白质的流动速率
考点一
细胞膜的结构和功能
考向2 细胞膜功能
6.(2025·安徽芜湖·模拟预测)细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的,人们对细胞膜化学成分和结构的认识经历了很长的过程。下列叙述正确的是( )
A.磷脂与脂肪的区别在于磷脂中甘油的二个羟基与其他衍生物结合
B.丹尼利和戴维森研究细胞膜张力,推测细胞膜可能还附有蛋白质
C.构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质也能自由运动
D.细胞膜外表面的糖蛋白和糖脂称为糖被,在细胞生命活动中具有重要功能
B
知识夯基
考向研析
磷脂与脂肪的区别主要在于磷脂中甘油的二个羟基与脂肪酸结合,一个与其他衍生物结合
膜中的蛋白质大多也能运动
细胞膜外表面的糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被
考点一
细胞膜的结构和功能
知识点1 细胞核的功能及其实验探究
(1)细胞核的分布:
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
除了高等植物 细胞和哺乳动物______________
等极少数细胞外,真核细胞都有细胞核。
成熟的筛管
成熟的红细胞
思考:真核细胞都有一个细胞核吗?
双小核草履虫
骨骼肌细胞
知识点1 细胞核的功能及其实验探究
(2)细胞核功能实验探究:
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
实验过程
实验结论
实验分析
黑色美西螈胚胎细胞
白色美西螈卵细胞
该实验无对照组,可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞进行培养作为对照,增强实验的说服力
美西螈皮肤颜色的遗传受 控制
细胞核
资料1:美西螈核移植实验
知识点1 细胞核的功能及其实验探究
(2)细胞核功能实验探究:
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
实验过程
实验结论
实验分析
既有相互对照(有核和无核)又有自身前后对照(无核者重新挤入核)
资料2:蝾螈受精卵横缢实验
蝾螈的细胞 受细胞核控制
细胞分裂、分化
蝾螈的受精卵
有核分裂
无核不分裂
发育(快)
发育(慢)
挤入细胞核核
知识点1 细胞核的功能及其实验探究
(2)细胞核功能实验探究:
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
实验过程
实验结论
实验分析
该实验既有相互对照(有核与无核),又有自身对照(先有核后去核再移植细胞核)
资料3:变形虫切割实验
只能消化已吞噬的食物,无应激性
死亡
有核部分正常生活
取出细胞核
死亡
恢复生命活动
变形虫分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受 控制
细胞核
思考:单独的细胞核不能生存的原因?
去核后的变形虫为什么仍能生活一段时间?
没有营养物质和能量供应
只能消化已吞噬的食物,无应激性
死亡
有核部分正常生活
取出细胞核
死亡
恢复生命活动
知识点1 细胞核的功能及其实验探究
(2)细胞核功能实验探究:
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
资料3:变形虫切割实验
已合成的蛋白质仍发挥作用
知识点1 细胞核的功能及其实验探究
(2)细胞核功能实验探究:
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
实验过程
实验结论
实验分析
伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用,从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状
资料4:伞藻嫁接与核移植实验
伞藻“帽”的形状是由 控制
细胞核
注意:伞藻是单细胞真核生物
①伞藻嫁接实验
②伞藻核移植实验
知识点1 细胞核的功能及其实验探究
(3)细胞核功能:
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
(1)细胞核的功能:细胞核控制着细胞 和 ,是细胞的控制中心。
遗传
代谢
(2)细胞核是 。
遗传信息库
判断:细胞核是细胞代谢的中心( )
×
细胞核:细胞代谢的控制中心
细胞质:细胞代谢的中心
知识点2 细胞核的结构
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
核膜
核仁
核孔
DNA和蛋白质
DNA
同一物质
知识点2 细胞核的结构
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
核膜
外膜
内膜
(1)___层膜,把核内物质与细胞质分开
(2)核膜______连续的,上有小孔——_____
(3)核膜外膜与内质网膜_________
(4)核膜外膜上附着有___________
(5)__________________可通过核膜进出细胞核
双
不是
核孔
直接相连
核糖体和酶
离子、较小的分子
知识点2 细胞核的结构
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
核孔
核孔
(1)实现_________频繁的 和 。
(2)_________________进出的通道(RNA\蛋白质可进出,DNA不可以)
(3)细胞代谢强度越旺盛,核孔的数量______
(4)核膜与核孔均具有选择性
核质之间
大分子物质选择性
越多
物质交换
信息交流
穿过0层膜
核孔结构模型
外膜
内膜
(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。
知识点2 细胞核的结构
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
知识拓展:核孔复合体
知识点2 细胞核的结构
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
核仁
核仁
(1)与_________的合成以及_______的形成有关
(2)在细胞分裂中与核膜一起___________________
(3)核仁的发达程度与蛋白质合成的_________有关
代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞,核孔数量多,核仁较大。
(4)核仁是rRNA合成、加工和核糖体装配的场所。
mRNA合成的场所是细胞核。
(5)折光性强,颜色深,易与其他结构区分。
某种RNA
核糖体
周期性的消失与重建
旺盛程度
判断:核糖体的形成一定与核仁有关( )
×
原核细胞中没有核仁,也能形成核糖体
知识点2 细胞核的结构
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
染色体和染色质
染色体染色质
(1)组成:主要是DNA和蛋白质
(2)容易被碱性染料(甲紫、醋酸洋红溶液)染成深色
(3)是遗传物质的储存场所
染色体状态的结构有利于在细胞分裂过程中遗传物质均等的分配到子细胞中去;
染色质的细丝状态则有利于遗传信息的复制与表达。
(染色体—光学显微镜下清晰可见)
还有线粒体和叶绿体
细胞在生命系统中的地位
知识点2 细胞核的结构
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
细胞既是生物体结构的 __________ ,
也是生物体 ____________ 的基本单位
细胞作为基本的 __________ ,
其结构复杂而精巧;
各组分之间分工合作成为 ____________。
生命系统
一个统一的整体
基本单位
代谢和遗传
特点
地位
细胞
(1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡:细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供,细胞质还为细胞提供代谢场所,例如精子。
(2)只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存:短期生存是因为细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用,但一段时间后因缺少细胞核,不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动,细胞死亡,例如哺乳动物成熟红细胞。
知识点3 模型构建
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
物理模型:以 形式直观地表达认识对象的特征。
概念模型:用 突出表达对象的主要特征和联系。
数学模型:用来描述一个系统或它的性质的 。
实物或图片
文字或符号
数学形式
光合作用和呼吸作用
血糖平衡
体温调节图解等
J”形曲线、“S”形曲线,公式、表格等
细胞亚显微结构模式图
DNA双螺旋结构模型
流动镶嵌模型等
注意:照片不是物理模型
考向1 细胞核的结构和功能
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
1.(2025·湖北·模拟预测)核纤层蛋白形成骨架结构支撑于核膜的内侧,下图为细胞分裂中核纤层和核膜的动态变化。下列叙述错误的是( )
A.核膜和核孔都具有选择透过性
B.核纤层蛋白的磷酸化会影响其空间结构,促使核纤层解体
C.核纤层蛋白去磷酸化后,核膜崩解,细胞分裂进入前期
D.分裂末期结合有核纤层蛋白的核膜小泡融合,实现核膜的重建
C
当核纤层蛋白磷酸化后,核膜崩解,细胞分裂开始进入前期,当核纤层蛋白去磷酸化后,核膜小泡开始融合,细胞分裂开始进入末期。
考向1 细胞核的结构和功能
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
2.(2025·福建南平·三模)核孔含有多种核孔蛋白,是核膜上负责物质双向运输的通道。下列叙述错误的是( )
A.核孔蛋白的差异由不同氨基酸间的连接方式决定
B.核孔的数量会影响核质间物质交换和信息交流
C.核孔通过核孔蛋白识别和转运特定的生物大分子
D.真核细胞合成蛋白质的指令通过核孔进入细胞质
A
核孔蛋白的差异由氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质的空间结构决定,而不是连接方式。
考向1 细胞核的结构和功能
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
3.(2025·安徽·模拟预测)科学家认为真核细胞起源于原核细胞,而关于真核细胞的细胞核的起源,大多数学者赞同这一观点:细胞膜内折形成内质网,内质网进一步折叠,将核区包围起来,形成核膜。下列叙述能体现内质网和核膜有密切联系的是
( )
A.核膜的外膜、内膜与内质网膜的主要成分都是蛋白质和磷脂
B.核外膜与内质网相连,内外两层核膜之间的空腔与内质网空腔相通
C.内质网上合成的染色质通过核孔进入细胞核
D.核膜和内质网膜将各自的细胞结构分隔开,保证了生命活动高效有序地进行
B
内质网上不能合成染色质
考向1 细胞核的结构和功能
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
4.(2025·辽宁·模拟预测)如图表示细胞核中由核仁参与合成核糖体大、小亚基的过程,图中①~⑨表示相应过程。下列叙述正确的是( )
D
大肠杆菌细胞中无核仁
A.过程①和过程⑤所需原料为脱氧核苷酸
B.核糖体蛋白等大分子物质均可自由进入核孔
C.大肠杆菌细胞中的该过程需核仁中rDNA提供模板
D.在细胞有丝分裂后期不存在图中的2层核膜
原料为核糖核苷酸
核孔具有选择透过性
核膜在末期才重新形成
考向1 细胞核的结构和功能
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
5.(24-25高一上·甘肃兰州·期中)施一公团队解析核孔复合物(NPC)高分辨率结构的研究论文中提到,真核生物最重要的遗传物质DNA主要位于核内,而一些最重要的功能蛋白和结构蛋白的合成却主要位于核外,因此真核生物细胞质和细胞核之间有一个双向通道,组成这个通道的生物大分子就是NPC。下列相关分析正确的是( )
A.核膜的外膜常附着核糖体且与内质网连在一起
B.细胞核是细胞遗传和代谢的中心,是遗传信息库
C.大分子物质进出核孔不具有选择性
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
A
DNA一般不能通过核孔进出细胞核
考向2 探究细胞核功能的相关实验
知识夯基
考向研析
考点二
细胞核的结构和功能
6.(2025·湖北·一模)伞藻属是海生的单细胞藻类,可分为“帽”“柄”“足”三部分,下图是伞藻的实验示意图,下列叙述正确的是( )
A.两种伞藻的“帽”不同是细胞分化的结果
B.由实验可知,新长出的“帽”的形状只与“足”的种类有关
C.伞藻中的核是细胞多种代谢活动的场所和进行生命活动所必需的
D.由实验可知,行使遗传物质功能的是细胞核内的染色体
B
两种伞帽属于两个不同的个体,同一个体不同种类的细胞是分化的结果
多种代谢活动的场所主要是细胞质基质
伞藻的足中不仅有染色体,还有少量的细胞质,据实验可知,无法确定行使遗传物质功能的是染色体
04 真题感知·命题洞见
真题溯源·考向感知
1.(2025,广东)罗伯特森(J.D.Robertson)提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是( )
A.化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇
B.据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质
C.电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构
D.细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性
D
化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,A不符合题意;英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质,该结论在罗伯特森用电镜观察之前,属于该模型提出的基础,B不符合题意;罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型,C不符合题意;科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验,证明细胞膜具有流动性,该结论在罗伯特森用电镜观察之后,不属于该模型提出的基础,D符合题意。
64
真题溯源·考向感知
2.(2024,贵州)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
C
由于毛细血管通透性不同,导致物质进出细胞有差异,实验结果说明,不同器官中毛细血管通透性有差异,A正确;有的器官可以被台盼蓝细胞染色,说明大分子物质可以进入组织液,而不能被台盼蓝染色的器官大分子不能进入组织液;脑和骨骼肌等未被染色,是因为台盼蓝染液未进入脑、骨骼肌细胞之间的组织液,且这些细胞的细胞膜能控制物质进出;肝、淋巴结等被染成蓝色,说明台盼蓝染液进入了肝、淋巴结细胞之间的组织液,B正确、C错误;
65
真题溯源·考向感知
3.(2024,湖南)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
A
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项错误。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分,其对于调节膜的流动性具有重要作用,B项正确。细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系,因此糖脂可以参与细胞表面识别,C项正确。磷脂是构成细胞膜的重要成分,D项正确。
66
真题溯源·考向感知
4.(2023,山东)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中,由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是( )
A.原核细胞无核仁,不能合成rRNA
B.真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C.rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D.细胞在有丝分裂各时期都进行核rDNA的转录
B
A、原核细胞无核仁,有核糖体,核糖体由rRNA和蛋白质组成,因此原核细胞能合成rRNA,A错误;
B、核糖体是蛋白质合成的场所,真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成,B正确;
C、mRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;
D、细胞在有丝分裂分裂期染色质变成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,D错误。
67
真题溯源·考向感知
5.(2022,浙江)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
A、核被膜为双层膜,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;
B、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;
C、核仁主要与rRNA的合成有关,C错误;
D、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。
68
真题溯源·考向感知
6.(2021,河北)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。
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05 学以致用·能力提升
学以致用·能力提升
长句作答类
活细胞的细胞膜有控制物质进出细胞的功能,台盼蓝是细胞不需要的物质,不能进入细胞,活细胞不被染色,而死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝可进入细胞内,使其被染色。
1. (必 “问题探讨”)“台盼蓝染色法”是鉴别死细胞和活细胞的常用方法,其原理是什么?
一部分信息分子(如蛋白质类激素、神经递质等)的受体在细胞膜上,有些小分子物质(如性激素、甲状腺激素等)的受体在细胞内部
2. (必 图3-2)受体和信号分子的结合有特异性,信号的识别场所不一
定位于细胞膜表面,原因与受体的分布有关:
71
学以致用·能力提升
长句作答类
胰岛B细胞中除了含有细胞膜外,还有核膜和各种细胞器膜,它们的组成成分中都含有磷脂分子
3. (必1 P42 “思考·讨论”)用丙酮从人的胰岛B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远大于胰岛B细胞表面积
的2倍。请分析原因:
不属于。模型是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概括性描述,而照片是认识对象的真实反映
4. (必1 P57 “科学方法”)模型分为物理模型、概念模型、数学模型等。
以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,属于物理模型。电子显微镜
下拍摄的细胞结构照片是否属于物理模型?说明理由:
72
学以致用·能力提升
长句作答类
核仁与核糖体的形成有关,核仁被破坏,不能形成核糖体,抗体的本质为蛋白质,蛋白质的合成是在核糖体上进行的
5. (必1 P56 图3-10拓展)真核细胞的核仁被破坏,抗体合成将不能正
常进行的原因是
功能复杂的膜中,蛋白质的种类和数量多。线粒体内膜中进行着有氧呼吸的第三阶段
6.线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高,请从结构与功能观角度分析原因:
73
讲师:xxx
感谢观看
THANK YOU
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$$