摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞膜与细胞核”核心考点,依据课标要求系统梳理细胞膜的三大功能、流动镶嵌模型及细胞核的结构功能。对接高考评价体系,分析细胞膜结构功能(占比约55%)和细胞核实验探究(占比约45%)的考点权重,归纳不定项选择、实验分析等常考题型,体现备考针对性与实用性。
课件亮点在于“教材实验溯源+高考真题精析”,如通过美西螈核移植实验辨析细胞核功能易错点,以2021浙江选考质膜模型题为例,运用结构与功能观(生命观念)和科学思维,指导学生从磷脂双分子层、膜蛋白分布角度突破答题。设置“教材基础辨析”专栏纠正糖蛋白位置等误区,帮助学生掌握实验结论表述技巧,提升得分率,教师可据此实施精准复习,助力高考冲刺。
内容正文:
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
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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。
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微考点 大突破
内容
索引
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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
内容索引
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赢在微点 生物 大一轮
考点一 细胞膜的结构和功能
微考点/大突破
第一部分
内容索引
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1.细胞膜的功能
外界环
境
选择透过性
化学物质
接触
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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
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连续的两层
低于
蛋白质
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(2)细胞膜的成分。
磷脂
胆固醇
种类
和数量
蛋白质或脂质
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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。
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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
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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。
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(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
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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”)( )
×
×
×
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(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。
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(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
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(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
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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
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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
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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
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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
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三个“决定”解读细胞膜的组成、结构与功能的统一性
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3.(不定项)(2025·大连模拟)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( )
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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结构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
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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,C项正确;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
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赢在微点 生物 大一轮
考点二 细胞核的结构与功能
微考点/大突破
第一部分
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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
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(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
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(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
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(4)伞藻嫁接与核移植实验。
假根中其他物质
细胞核
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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
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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
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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
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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)( )
×
√
√
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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
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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
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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。
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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。
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(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。
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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
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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。
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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
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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
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赢在微点 生物 大一轮
微真题/重体悟
第二部分
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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
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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。
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2.(不定项)(2023·河北卷,T14)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
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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。
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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
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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
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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。
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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。
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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
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(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
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(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
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(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。
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(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。
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把握高考微点,实现素能提升
完成——课时微练(四)
本部分内容讲解结束
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