2027届高考生物人教版一轮复习讲义第4讲　细胞膜和细胞核

该高中生物学高考复习讲义围绕细胞膜（成分、结构、功能）和细胞核（结构、功能及实验探究）核心考点，结合生物科学史、实验探究与高考真题，按考点梳理、科学方法指导、真题训练的逻辑递进设计，帮助学生系统构建知识网络，突破重点难点。 资料特色在于融入科学史与实验探究，创新采用“提出假说”“建构模型”等科学方法，如通过细胞膜流动镶嵌模型构建培养科学思维，结合细胞核功能实验设计提升探究实践能力。设置分层练习与真题解析，确保高效复习，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第二单元　细胞的基本结构与物质运输 第4讲　细胞膜和细胞核 【思维导图】 考点一　细胞膜的成分和结构 【知识梳理】 一、细胞膜的成分 1.【生物科学史】细胞膜成分的探索历程 【思考】 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:　胰岛B细胞中除含细胞膜外,还有核膜和各种细胞器膜,它们的膜中都含有磷脂分子　。  2.细胞膜的成分 3.细胞膜成分的鉴定 细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果 磷脂 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 溶液呈紫色 蛋白酶处理 细胞膜被破坏 【判断对错】 同一个体中不同类型细胞的细胞膜上存在相同种类的蛋白质。 (√) 　　【提示】 同一个体中不同类型细胞的细胞膜上蛋白质的种类和含量不完全相同,但存在相同种类的蛋白质,如运输同种离子的载体蛋白、与同种激素结合的受体等。 二、细胞膜的结构 1.【生物科学史】细胞膜结构的探索历程 【思考】 在小鼠细胞和人细胞融合实验中,若降低温度,细胞完全融合所需的时间明显延长,请分析原因:　温度会影响分子的运动速度,进而影响细胞膜的流动性。降低温度,分子的运动速度减慢,细胞膜的流动性降低,细胞完全融合所需时间延长　。  2.细胞膜的结构模型——流动镶嵌模型 3.细胞膜的结构特点 【高考链接】 细胞膜的成分和结构分析 1.(2025·广东卷,T3)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 　　【答案】 D 　　【解析】 化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇,该结论的得出发生在罗伯特森提出“蛋白质—脂质—蛋白质”模型之前,属于该模型提出的基础,A不符合题意;1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,据细胞的表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质,该结论的得出发生在罗伯特森提出“蛋白质—脂质—蛋白质”模型之前,属于该模型提出的基础,B不符合题意;1959年,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,提出了蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型,C不符合题意;1970年,科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验及相关的其他实验证据,证明细胞膜具有流动性,该结论的得出发生在罗伯特森提出“蛋白质—脂质—蛋白质”模型之后,不属于该模型提出的基础,D符合题意。 2.(2024·湖南卷,T1)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 　　【答案】 A 　　【解析】 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;细胞膜外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。 【科学方法系列】　提出假说 【从教材中来】 (必修1 P46“拓展应用”)由磷脂分子构成的脂质体,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,为什么两类药物的包裹位置各不相同?　　　      　　　      　　　    　。  　　【答案】 由两层磷脂分子构成的脂质体,其两层磷脂分子之间的部分是疏水的,脂溶性药物被包在两层磷脂分子之间;脂质体的内部是水溶性的环境,能在水中结晶的药物可稳定地被包在双分子层中 【高考链接】 (2024•浙江卷6月,T24节选)原产热带的观赏植物一品红,花小,顶部有像花瓣一样的红色叶片,下部叶片绿色。回答下列问题: (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色,提出了问题:红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料:植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法,先将叶片浸入沸水处理;再转入热甲醇处理;然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开,滴加碘-碘化钾溶液(或碘液),观察颜色变化。 ③结合上述资料,作出可通过实验验证的假设:　　　      　　　      　　　    　。  ④为验证假设进行实验。请完善分组处理,并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ.　　　  ⅱ.　　　  ⅲ.　　　  ⅳ.　　　  ⑤分析:检测叶片淀粉的方法中,叶片浸入沸水处理的目的是　　　　　　　　　　　　。热甲醇处理的目的是充分去除脂溶性色素。  　　【答案】 (1)③假设一:若一品红的红色叶片具有光合作用的能力,则红色叶片内可检测到淀粉。假设二:若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力,则红色叶片内无法检测到淀粉　④ⅰ.红叶+光照　ⅱ.变蓝(对应假设一)或不变蓝(对应假设二)　ⅲ.红叶+黑暗　ⅳ.不变蓝 ⑤增加细胞透性,使水溶性色素渗出 　　【解析】 (1)③根据实验的问题,提出假设一:若一品红的红色叶片具有光合作用的能力,则红色叶片内可检测到淀粉。假设二:若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力,则红色叶片内无法检测到淀粉。④为探究红叶是否像绿叶一样具有光合作用的能力,需分别设置绿叶+光照、绿叶+黑暗、红叶+光照、红叶+黑暗四个小组。若假设一成立,则红叶+光照组中,溶液变蓝;红叶+黑暗组中,溶液不变蓝。若假设二成立,则红叶+光照组中,溶液不变蓝;红叶+黑暗组中,溶液不变蓝。⑤整个实验步骤中,先用沸水处理叶片,增加细胞透性,使水溶性色素渗出;再将叶片转移到热甲醇溶液中充分去除脂溶性色素,以免影响后续实验结果的观察。 考点二　细胞膜的功能 【知识梳理】 一、细胞膜的功能 1.细胞膜的三大功能 (1)将细胞与外界环境分隔开 细胞膜是系统的边界,保障细胞内部环境的相对稳定。 【判断对错】 植物细胞的边界是细胞壁。 (×) 　　【提示】 植物细胞和动物细胞的边界都是细胞膜。 (2)控制物质进出细胞 普遍性 ①细胞需要的　营养物质　可进入细胞  ②抗体、激素等物质在细胞内合成后,分泌到细胞外 ③细胞产生的废物被排到细胞外 ④细胞不需要的物质不容易进入细胞 相对性 对细胞有害的物质有可能进入细胞 说明:该功能体现了细胞膜的　选择透过性　  【思考1】 (必修1 P45旁栏)细胞膜内部分是疏水的,水分子却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,水分子可以借助水通道蛋白通过细胞膜　。  (3)进行细胞间的信息交流 【思考2】 (1)下图表示细胞间的三种信息交流方式,据图分析回答: 请写出图中物质或结构的名称:①　受体　;②　信号分子　;③　胞间连丝　。  (2)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?　糖蛋白,有特异性　。  (3)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上?　不是,有些小分子如性激素的受体在细胞内　。  2.细胞膜的功能特性 内容 具有　选择透过　性  表现 水分子、被选择的离子和小分子可以通过,大分子、不被选择的离子和小分子一般不能通过 实例 植物对离子的选择性吸收,神经细胞对Na+、K+的吸收和排出,肾小管重吸收水和葡萄糖等 影响 因素 内因:膜上　转运蛋白　的种类和数量  外因:温度、O2等影响膜流动性或细胞呼吸的因素 (必修1 P40“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　活细胞的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝是细胞不需要的物质,一般无法通过细胞膜进入活细胞,活细胞不能被染色,而死细胞的细胞膜失去了控制物质进出细胞的功能,台盼蓝可进入死细胞内,使其被染色　。  二、细胞膜功能的验证 1.控制物质进出细胞功能的验证 方法一: 方法二: 2.识别功能的验证 3.细胞膜功能特性的验证 三、常考的“膜蛋白” 【高考链接】 细胞膜的结构与功能分析(高频) 1.(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 　　【答案】 C 　　【解析】 肝和淋巴结等器官的染色情况与脑和骨骼肌等器官的染色情况不同,说明毛细血管的通透性在不同器官中有差异,A正确;脑和骨骼肌等未被染色,说明其毛细血管通透性小,台盼蓝无法通过血管内皮细胞等进入组织液,体现了细胞膜能控制物质进出,B正确;肝和淋巴结等被染成蓝色,原因可能是台盼蓝进入了细胞之间的组织液,不能说明台盼蓝染液进入了细胞,C错误;靶向治疗时,为了使药物顺利到达作用部位,需要考虑药物分子的大小与不同器官毛细血管的通透性,D正确。 考点三　细胞核的结构和功能 【知识梳理】 一、细胞核的分布 除了高等植物　成熟的筛管　细胞、哺乳动物　成熟的红细胞　等极少数细胞,真核细胞都有细胞核。  【提醒】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。 二、细胞核功能的实验探究 1.黑白美西螈核移植实验 【思考1】 黑白美西螈核移植实验是否严谨?请说明理由:　不严谨。缺少对照实验,应加一组:将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中并培养,观察发育长大的美西螈肤色　。  2.蝾螈受精卵横缢实验 【思考2】 蝾螈受精卵横缢实验是如何设置对照实验的?　既设置了相互对照(有核与无核对照),又设置了自身前后对照(对无核部分重新挤入核)　。  3.变形虫切割实验 【思考3】 变形虫切割实验是如何设置对照实验的?　既设置了相互对照(有核与无核对照),又设置了自身前后对照(进行核移植)　。  4.伞藻嫁接与核移植实验 三、细胞核的结构 【思考4】 (1)核膜外膜上附着许多　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)核膜和核孔都具有　选择透过性　。核孔是大分子物质进出细胞核的通道,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。核孔对大分子的进入具有选择性,而小分子物质进出细胞核一般是通过跨膜运输实现的,不通过核孔。RNA和蛋白质进出细胞核穿过　0　层膜。  (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,其核糖体的形成与核仁无关。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。  【判断对错】 核仁是细胞核内的结构,主要与mRNA的合成有关。 (×) 　　【提示】 核仁主要与rRNA的合成有关。 四、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。  五、核孔复合体 (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、水分子等小分子物质可以被动运输的方式通过核孔复合体;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出具有选择性。 (3)双向性:既介导蛋白质的入核运输,又介导RNA等物质的出核运输。 【探究深化】 现代细胞生物学家在流动镶嵌模型基础上提出了脂筏模型。脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,像一个一个的竹筏漂浮在磷脂的“海洋”中。脂筏结构更有序、流动性较低,是许多蛋白质(如某些信号受体)执行特定功能的平台。当细胞凋亡或坏死时,细胞膜上的脂筏结构会发生解聚或紊乱。 下图1表示细胞膜的脂筏模型,图2表示真核生物细胞核的结构。 图1 图2 (1)流动镶嵌模型认为细胞膜的基本支架是　　　　　　　　,脂筏的存在　　　　(填“会”或“不会”)影响膜的流动性,该模型表明脂质分子在膜上的分布是　　　　(填“均匀”或“不均匀”)的。  (2)图2中细胞核的边界是[　]　　　　([　]中填数字,横线上填文字),细胞核中的[4]与细胞中　　　　　　　　　的形成有关。采用某方法破坏了图2中细胞核的结构,一段时间后,该细胞中物质合成、运输等出现异常,这现象说明了　　　　　　　　　　　　　。  (3)科研上鉴别死细胞和活细胞,常用染色排除法。例如,用台盼蓝染液染色,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色,从而判断细胞是否死亡。该方法利用的是细胞膜的　　　　　　　　　　　　　　功能,其功能特点是具有　　　　　　　　　　　　　　　　　。  　　【答案】 (1)磷脂双分子层　会　不均匀　(2)5　核膜　某种RNA和核糖体　细胞核是细胞代谢的控制中心 (3)控制物质进出细胞　选择透过性 　　【解析】 (1)流动镶嵌模型认为细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,由题干信息可知,脂筏是膜脂双层内含有特殊脂质和蛋白质的微结构域,改变了膜的组成结构,从而影响膜的流动性,该模型表明脂质分子在膜上的分布是不均匀的。(2)图2中细胞核的边界是5(核膜),细胞核中的4(核仁)与细胞中某种RNA和核糖体的形成有关。破坏了图2中细胞核的结构,一段时间后,该细胞中物质合成、运输等出现异常,说明细胞核是细胞代谢的控制中心。(3)活的细胞,其细胞膜能控制物质的进出,具有选择透过性,细胞不需要的物质不容易进入细胞,细胞需要的营养物质可以进入细胞。 【课后归纳】 　　细胞膜是生命的“边防哨所”,其完整性决定了内外物质的交换;而细胞核是生命的“中央指挥部”,其正常与否决定了细胞能否作为一个整体进行生命活动。二者在结构上紧密联系,在功能上相辅相成,共同维系着细胞的生命状态。 【高考链接】 细胞核的结构、功能和实验探究 1.(经典高考真题)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 　　【答案】 A 　　【解析】 核孔具有选择透过性,肌动蛋白进入细胞核需要Cofilin-1的介导,肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核,A错误。 2.(经典高考真题)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 　　【答案】 B 　　【解析】 核膜为双层膜,能将核内物质与细胞质分开,有利于核内环境的相对稳定,A错误;核膜上有核孔,核孔处有核孔复合体,具有选择透过性,可调控核质之间频繁的物质交换和信息交流,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。 【科学方法系列】　建构模型 【方法解读】 【高考链接】 (2025·北京卷,T2)下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中,细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是()。 选项 部位1 部位2 部位3 部位4 A 大量 少量 少量 无 B 大量 大量 少量 无 C 少量 大量 无 少量 D 少量 无 大量 大量 　　【答案】 C 　　【解析】 部位1是线粒体基质,进行有氧呼吸第二阶段的反应,产生少量ATP;部位2是线粒体内膜,进行有氧呼吸第三阶段的反应,产生大量ATP;部位3是线粒体外膜,没有ATP生成;部位4是细胞质基质,可以进行有氧呼吸第一阶段的反应,产生少量ATP,C正确。 1 学科网（北京）股份有限公司 $