第2单元 第6讲 细胞膜和细胞核的结构和功能（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 不定项）

该高中生物学高考复习讲义围绕细胞膜（功能、成分与结构）和细胞核（结构与功能）核心考点，严格对标课标要求，按“功能→成分→结构”逻辑递进架构知识，通过考点梳理（含教材深挖）、正误辨析（纠正易错认知）、情境思考题（如胰岛素作用机理）、真题演练（2024年多省高考题）等环节，系统构建知识网络，针对性突破难点。 讲义突出情境化探究与科学思维培养，如通过脂质体药物载体模型分析磷脂双分子层功能，结合“细胞膜成分探索实验”训练实验推测能力，渗透结构与功能观。设置基础题组、能力提升题及高考真题分层练习，配合详细解析，助力学生高效掌握考点，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第6讲　细胞膜和细胞核的结构和功能 【课标要求】1.概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，能控制物质进出细胞，并进行细胞间的信息交流。2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。 考点一　细胞膜的功能 [深挖教材](必修1 P41“图3­2”)细胞膜上的受体并不是细胞间信息交流所必需的结构， 如高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流时不需要细胞膜上的受体。　 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)鉴别细胞的死活时，台盼蓝染液能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色。(×) 提示：细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，代谢旺盛的动物细胞为活细胞，不会被台盼蓝染液染成蓝色，死细胞才会被染成蓝色。 (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。 (3)相邻两个细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。(√) 糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病，严重危害人体健康。由胰岛B细胞合成、分泌的胰岛素是唯一能够降低血糖浓度的激素。图1为胰岛素作用机理示意图，葡萄糖转运蛋白GLUT4是位于细胞膜上的葡萄糖载体；图2是细胞间的三种信息交流方式。请结合图示，思考回答下列问题： (1)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性。 (2)图1中体现出细胞膜有哪些功能？ 提示：将细胞与外界环境分隔开；进行细胞间的信息交流；控制物质进出细胞。 (3)图2中能表示肝脏细胞接受胰岛素方式的是A(填字母)。 (4)下列有关细胞膜信息传递的说法，错误的是①②③(填序号，多选)。 ①高等植物细胞之间只能通过胞间连丝进行信息交流 ②性激素通过与靶细胞膜上的受体结合传递信息 ③精子和卵细胞、胰岛B细胞和肝细胞进行信息交流的方式相同 (5)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？ 提示：受体的化学本质是糖蛋白；受体和信号分子的结合具有特异性。 (6)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？并说明理由。 提示：不是，有些小分子物质(如脂溶性的信号分子性激素)的受体在细胞内部。 1.(2024·贵州高考)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 解析：选C。由题可知，家兔的肝和淋巴结被染色，而脑和骨骼肌未被染色，推测可能是由于毛细血管通透性不同，导致物质进出细胞有差异，A正确。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。根据题目信息分析，只有小分子物质才能进入脑和骨骼肌，故靶向治疗时，需要考虑药物分子大小与毛细血管通透性，D正确。 2.(2024·安徽合肥二模)细胞之间的连接方式有很多种，主要包括封闭连接、锚定连接和通讯连接。其中，紧密连接是封闭连接的典型，细胞膜之间通过某些物质的特异性结合进行连接；锚定连接包括桥粒与半桥粒，通过其中的中间纤维进行连接；通讯连接则是通过通讯通道等通讯方式进行连接。下列说法正确的是(　　) A.紧密连接中进行连接的“某些物质”指的是细胞膜表面的磷脂分子 B.高等植物细胞间的胞间连丝属于通讯连接的结构 C.锚定连接是上述三种连接方式中最稳定的一种 D.蓝细菌体内通过紧密连接的方式保证了其内部环境的相对稳定 解析：选B。糖蛋白分布在细胞膜的外侧，具有识别功能，紧密连接中进行连接的“某些物质”指的是细胞膜表面的糖蛋白，A错误；通讯连接是通过通讯通道等通讯方式进行连接，高等植物细胞间的胞间连丝属于通讯连接的结构，B正确；紧密连接是封闭连接的典型，细胞膜之间通过某些物质的特异性结合进行连接，是上述三种连接方式中最稳定的一种，C错误；蓝细菌是单细胞生物，而紧密连接是不同细胞之间的连接方式，蓝细菌体内不存在紧密连接，D错误。 考点二　细胞膜的成分和结构 1.细胞膜的成分 (1)细胞膜成分的探索 ①欧文顿用多种化学物质对植物细胞的通透性进行研究。 实验现象 溶于脂质的物质容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜 实验推测 细胞膜是由脂质组成的 ②探究细胞膜中脂质成分的类型 实验方法 用哺乳动物的红细胞制备纯净的细胞膜，进行化学分析 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 ③英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力。 实验现象 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，人们已发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低 实验推测 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质 (2)细胞膜成分的组成 脂质 主要是磷脂，动物细胞膜还有胆固醇 蛋白质 在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 糖类(少量) 与蛋白质(脂质)结合形成糖蛋白(糖脂) [提醒]　糖蛋白一般位于细胞膜的外侧，细胞器膜上和细胞膜内侧不存在，故可用于确定细胞膜的内外侧。 2.细胞膜的结构 (1)对细胞膜结构的探索(连线) [提醒]　①磷脂是一种由甘油、脂肪酸、磷酸等组成的分子，磷脂“头部”是亲水的，两个脂肪酸一端为疏水的“尾”部。 ②人鼠细胞融合实验采用荧光标记法而非放射性同位素标记法。 (2)流动镶嵌模型 (3)结构特点 [深挖教材](必修1 P45“旁栏思考”)细胞膜内部是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因： ①水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙； ②细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以由通道蛋白通过细胞膜。 3.植物细胞的细胞壁 [提醒]　植物细胞“系统的边界”是细胞膜，而不是细胞壁。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富。 (×) 提示：在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。 (2)同一生物体的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。 (×) 提示：同一生物体不同种类的细胞的细胞膜中蛋白质的种类和数量不完全相同。 (3)细胞膜的流动性使细胞膜上的蛋白质分子在膜上对称分布，大多可以运动。(×) 提示：蛋白质分子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，故蛋白质在细胞膜上的分布是不对称的。 (4)糖蛋白分布于细胞膜的内侧，细胞识别与糖蛋白中的蛋白质有关，与糖链无关。(×) 提示：糖蛋白主要进行细胞间的信息传递，位于细胞膜的外侧，细胞识别与糖蛋白中的蛋白质和糖链都有关。 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何处？两类药物的包裹位置不相同的原因是什么？ 提示：甲处、乙处。两层磷脂分子之间(乙处)是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体内部(甲处)是亲水的，能在水中结晶的药物被稳定地包裹在其中。 (2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是什么？ 提示：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？该过程利用了膜的什么特点？ 提示：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，也可能以胞吞的方式将携带的药物运入细胞；利用了膜的流动性。 (4)如果将图中磷脂分子提取后置于空气—水界面上，磷脂分子将会如何分布？请绘出相关示意图。 提示：如图所示 (5)若要证明细胞膜中的磷脂分子为双层，请从胰岛B细胞、肝细胞和哺乳动物成熟红细胞中选择实验材料并设计实验进行验证，写出选材原因和实验思路。 提示：应选择哺乳动物成熟红细胞作为实验材料。选材原因：哺乳动物成熟红细胞中没有细胞核和其他细胞器，不会对实验结果产生影响。实验思路：将哺乳动物成熟红细胞膜结构中的磷脂分子提取出来，在空气—水界面上铺展成单分子层，测量单分子层的面积，并与红细胞表面积的大小进行比较。 题组一　细胞膜的成分 1.(2024·河南新乡一模)对细胞膜成分的探索经历了长期的实验探究历程，下列不能作为细胞膜上有蛋白质的实验证据的是(　　) A.科研人员用胰蛋白酶处理组织细胞时，发现处理时间过长会破坏细胞膜的功能 B.研究细胞膜表面张力时，发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 C.人的红细胞的脂质在空气—水界面上铺展成单分子层，面积恰为细胞表面积的2倍 D.科学家发现水分子在通过细胞膜时的速率显著高于通过人工脂双层时的速率 解析：选C。胰蛋白酶能水解蛋白质，用胰蛋白酶处理组织细胞时，处理时间过长会破坏细胞膜的功能，这说明细胞膜上有蛋白质，A不符合题意；细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，这表明细胞膜中存在能降低表面张力的成分，而蛋白质具有这样的作用，B不符合题意；人的红细胞的脂质在空气—水界面上铺展成单分子层，面积恰为细胞表面积的2倍，这只能说明细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层，不能说明有蛋白质，C符合题意；水分子通过细胞膜的速率显著高于通过人工脂双层时的速率，这是因为细胞膜上有蛋白质形成的通道，D不符合题意。 题组二　细胞膜的结构 2.(2024·山东济南三模)根据膜蛋白在细胞膜中的分布及其分离的难易程度，将膜蛋白分为3种基本类型：外在膜蛋白、内在膜蛋白和脂锚定膜蛋白，如下图所示。据图推测，下列叙述错误的是(　　) A.脂锚定膜蛋白嵌入磷脂双分子层中 B.膜蛋白可以自由运动，以行使信号转导、细胞识别及物质运输等功能 C.相比内在膜蛋白，外在膜蛋白易于从细胞膜上分离 D.细胞膜上的转运蛋白属于内在膜蛋白 解析：选B。由图可知，脂锚定膜蛋白嵌入磷脂双分子层中，A正确；膜蛋白不可以自由运动，B错误；相比内在膜蛋白，外在膜蛋白与细胞膜的链接弱，易于从细胞膜上分离，C正确；据图分析可知，内在膜蛋白贯穿细胞膜，而通道蛋白形成的是贯穿细胞膜的通道，故细胞膜上的转运蛋白属于内在膜蛋白，D正确。 题后点击　五种常考的“膜蛋白”及其功能 (1)信号分子：如激素、细胞因子、神经递质的受体蛋白。 (2)膜上的载体蛋白：膜上用于协助扩散和主动运输的载体蛋白，如钠钾泵。 (3)膜上的通道蛋白：如用于协助水扩散的水通道蛋白，与Na＋内流相关的Na＋通道蛋白，与K＋外流相关的K＋通道蛋白。 (4)具催化作用的酶：如好氧型细菌的细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，可用于主动运输等)。 (5)识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精子和卵细胞间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。 3.(多选)科研人员用荧光分子对细胞膜蛋白进行标记，再利用激光束照射细胞，使其某一特定区域内荧光分子发生不可逆的淬灭(荧光漂白区)。一段时间后，检测荧光分子在活细胞表面或内部的运动及其迁移速率，荧光漂白区荧光强度的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.图中曲线上升是由周围非漂白区的荧光分子迁移所致 B.应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率 C.若漂白区域恢复足够长的时间，理论上荧光强度F2可以等于F1 D.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，推测胆固醇能抑制细胞膜的流动 解析：选BC。图中曲线的上升是由于膜上的脂质在运动，非漂白区的荧光分子迁移，才使原本淬灭的区域恢复荧光，A正确；淬灭部位荧光再现，是膜蛋白分子运动的综合表现，应用该技术不能测定膜上单个蛋白质的流动速率，B错误；由题可知该区域内荧光分子发生不可逆的淬灭，即使恢复足够长时间后，其荧光强度F2也仍然小于漂白前的荧光强度F1，C错误；用特定方法去除细胞膜中的胆固醇，漂白区域荧光恢复的时间缩短，说明分子运动加快，进而说明胆固醇对膜中分子的运动具有限制作用，D正确。 考点三　细胞核的结构和功能 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 细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 [提醒]　①若只做伞藻嫁接实验，不能得出细胞核是遗传的控制中心，原因是无法排除假根中其他物质(如细胞质)对实验的影响。 ②有的真核细胞有多个细胞核，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。 ③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。细胞质是细胞代谢的中心。 3.细胞核的结构 [提醒]　①并不是所有物质都能进出核孔，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。 ②核仁不是遗传物质的储存场所，只参与rRNA的合成及核糖体的形成。细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。 ③核孔的数量和核仁大小不是固定的，与细胞代谢活动的强弱有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，其核孔数量多，核仁较大。 ④在细胞周期中表现为周期性消失与重建的是核膜、核仁，而不是染色体。 4.细胞在生命系统中的地位 [深挖教材](1)(必修1 P56“旁栏思考”)生命活动的“蓝图”指的是DNA上储存的遗传信息。同一个体的不同细胞遗传信息都是一样的，原因是所有细胞都是由受精卵通过有丝分裂和分化形成的，细胞多样性的实质是基因的选择性表达。 (2)(必修1 P57“科学方法”)模型的形式: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示意图)和数学模型(如“J”形曲线、“S”形曲线、公式、表格等)。 (3)(必修1 P57“探究·实践”)模型的构建原则: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。 　 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)伞藻嫁接与伞藻核移植实验结果说明细胞的分裂和分化是由细胞核控制的。(×) 提示：伞藻是单细胞生物，没有细胞分化，该实验结果不能说明细胞的分裂和分化是由细胞核控制的。 (2)颤蓝细菌、伞藻和小球藻都有细胞核。(×) 提示：颤蓝细菌是原核生物，没有以核膜为界限的细胞核。 (3)大肠杆菌中核糖体的形成与其核仁有关。(×) 提示：大肠杆菌为原核生物，没有核仁。 (4)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。(×) 提示：核孔对出入细胞核的物质有选择性，并不是让其自由出入。 (5)核孔是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的唯一通道。(×) 提示：核孔不是细胞核与细胞质进行物质交换和信息交流的唯一通道，还有核膜。 题组一　细胞核的功能 1.伞藻是一种能进行光合作用的单细胞绿藻，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)。下列相关叙述错误的是(　　) A.图乙中去除细胞核的A伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止 B.图乙中③与图甲中①的帽形相同，都是菊花形帽 C.仅通过甲实验即可说明细胞核控制伞藻伞帽形状的构建 D.上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关 解析：选C。细胞核是细胞中的遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，图乙中去除细胞核的A伞藻的生命活动将逐渐减缓直至停止，A正确；图乙中的③与图甲中①的帽形相同，都是菊花形帽，因为都是菊花形帽的伞藻提供细胞核，B正确；因为缺乏对照，仅通过甲实验不能说明细胞核控制伞藻伞帽形状的构建，C错误；上述实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关，D正确。 题组二　细胞核的结构 2.核孔复合物(NPC)是锚定于双层核膜上的由多种蛋白质组成的大型复合物，是物质跨核膜运输的双向通道。施一公团队经过数年的努力解析了来自非洲爪蟾NPC的近原子分辨率结构，再一次震撼了结构生物学领域。下列有关叙述错误的是(　　) A.NPC可控制各种物质在细胞核质之间双向运输 B.NPC的数量变化可调节核质间物质交换的频率 C.获得NPC的结构需要解析肽链的盘曲折叠情况 D.构建NPC近原子分辨率结构模型属于物理模型 解析：选A。不是所有物质进出细胞核都通过核孔，且通过核孔运输的物质并不是都能双向运输(如RNA)，A错误；NPC是核质间进行物质交换的通道，其数量越多，物质交换越频繁，B正确；NPC是由多种蛋白质组成的大型复合物，要获得NPC的结构需要解析蛋白质的结构，即肽链的盘曲折叠情况，C正确；构建NPC的结构模型是将其特征以实物或图画形式直观地表达出来，属于物理模型，D正确。 　　　　　　　　　　　　　　　　　【高考真题·感悟试做】　　　　　　　　　　　　　　　　　 考向一　 细胞膜的结构与功能 1.(2024·湖南高考)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：选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正确；细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂，糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，C正确；磷脂是构成细胞膜的重要成分，磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，D正确。 2.(2024·甘肃高考)高原大气中氧含量较低，长期居住在低海拔地区的人进入高原后，血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高，从而提高血液的携氧能力。此过程主要与一种激素——促红细胞生成素(EPO)有关，该激素是一种糖蛋白。下列叙述错误的是(　　) A.低氧刺激可以增加人体内EPO的生成，进而增强造血功能 B.EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达并促进红细胞成熟 C.EPO是构成红细胞膜的重要成分，能增强膜对氧的通透性 D.EPO能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导 解析：选C。分析题意，人体缺氧时，EPO生成增加，并使血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度显著升高，增强了造血功能，A正确；长期居住在低海拔地区的人进入高原后，血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高，从而提高血液的携氧能力，据此推测，该过程中EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达，使血红蛋白增多，并促进红细胞成熟，使红细胞数目增加，B正确；EPO是一种激素，激素不参与构成细胞膜，C错误；EPO是一种激素，其作为信号分子能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导，进而引发靶细胞生理活动改变，D正确。 考向二　细胞核的结构与功能 3.(2022·海南高考)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明，Cofilin­1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。Cofilin­1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Cofilin­1的基因不表达可导致细胞核变形 C.Cofilin­1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力 D.Cofilin­1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力 解析：选A。肌动蛋白进入细胞核需要 Cofilin­1的介导，因此肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核，A错误；据题意可知，编码Cofilin­1的基因不表达使Cofilin­1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、C、D正确。 4.(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 解析：选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。 学科网（北京）股份有限公司 $