第05讲 细胞膜和细胞核(高效培优讲义)(26年高考真题+2大高频考点+思维训练)(全国通用)2027年高考生物一轮复习高效培优系列
2026-06-24
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3份
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43页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 细胞膜和细胞壁,细胞核 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.74 MB |
| 发布时间 | 2026-06-24 |
| 更新时间 | 2026-06-24 |
| 作者 | 高考生物研究 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-06-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58480281.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该高中生物学高考复习讲义聚焦细胞膜和细胞核核心考点,以结构与功能观为主线,整合考情分析、高频考点(流动镶嵌模型、核孔等)、易错辨析及思维训练,通过考点梳理、跨模块关联、真题实战等环节,帮助学生构建知识体系,突破流动性与选择透过性等难点,体现复习的系统性和针对性。
讲义创新采用手绘模型图(如细胞膜流动镶嵌模型)和陷阱清单策略,结合情境化真题训练,培养科学思维和探究实践能力。通过限时分层练习和教材原话整理,高效突破考点,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。
内容正文:
第05讲 细胞膜和细胞核(培优讲义)
内容导航
考情・靶向定标(命题规律 考情解读 备考策略)
考点・高频聚焦(高频脉络 高频深挖 易错辨析)
考点01 细胞膜的结构和功能
高分聚焦:细胞膜的流动镶嵌模型
易错辨析:8个易错辨析
思维训练:思维训练与应用
考点02 细胞核的结构和功能
高分聚焦:核膜、核孔、染色质
易错辨析:7个易错辨析
思维训练:思维训练与应用
实战・思维应用(限时训练 能力进阶 真题实战)
考情·靶向定标
命题规律·考情解读
考点分类
命题规律
考情解读
2026
2025
2024
考点01 细胞膜的结构和功能
2026•全国卷,3;
2026•全国卷,11;
2026•陕晋青宁卷,20
2025•新高考Ⅰ卷,1;
2025•广东卷,3;
2025•全国乙卷理综,2
2024•湖南卷,1;
2024•全国甲卷理综,1;
2024•海南卷,4
本讲内容的考题集中在 1–6 题,侧重结构与功能观的核心素养。细胞膜的命题的必考方向是细胞膜成分、细胞膜的结构特点、细胞膜的功能特点、三类细胞间信息交流和科学史中细胞膜的静态模型和流动镶嵌模型、细胞膜探究实验;细胞核的高频考点核膜、核仁、染色质好、核基质,真原核细胞的区别,遗传信息复制和转录的场所,及细胞核与细胞质的物质交换。命题不单独考细胞膜,常结合离子通道、载体蛋白、激素信号、植物抗盐/抗病情境综合考查。不孤立考细胞核,常结合生物膜系统、基因表达(复制/转录/翻译)、细胞分裂、原核细胞对比综合考查。
考点02 细胞核的结构和功能
2026•全国卷,4;
2026•全国卷,12;
2026•陕晋青宁卷,21
2025•新高考Ⅰ卷,2;
2025•全国乙卷理综,3;
2025•浙江6月卷,4
2024•全国Ⅲ卷理综,2;
2024•全国Ⅱ卷理综,1;
2024•浙江4月卷,8
备考策略
高考定位:结合 2026、2025和2024年 全国卷/新高考真题命题规律、新高考素养导向,确定备考复习的核心主线是结构与功能相适应、细胞系统整体性。
备考核心:围绕两大生命观念,局部结构匹配局部功能:深挖磷脂、膜蛋白、核孔、核仁、染色质各自结构决定特有功能;结合细胞膜—细胞核—细胞器协同构成完整细胞系统,建立跨模块知识体系。突破区分流动性 / 选择透过性、核孔运输特点、复制 / 转录 / 翻译场所、真原核细胞细胞核差异等易错陷阱;打通物质跨膜运输、生物膜系统、基因表达、细胞分裂、原核细胞五大关联模块,实现跨模块的综合迁移;应对离子通道、植物抗逆、分泌蛋白、科研膜模型、核质信号传递新情境,适配情境化命题;做到目标选择零失误。
备考锦囊:逐字梳理的黑体概念、亚显微结构图、旁栏思考、课后习题、小字拓展全部吃透;动手手绘两张核心模型图-细胞膜流动镶嵌模型、细胞核亚显微结构图,标注每一种结构名称、成分、功能;整理教材结论性原话,原因类答题全部使用课本专业术语,杜绝口语化表达。备考复习首先要梳理知识框架,补齐特例漏洞,构建完整知识体系;其次是复习时要做真题限时训练,专攻情境化综合选择题,适应高考出题风格;第三是每次模拟考试前:通读陷阱清单,考前快速复盘,保证开篇选择题满分。
考点・高频聚焦
考点01 细胞膜的结构和功能
高分聚焦
对细胞膜成分的探索
实验及发现
推测或假说
1895年,欧文顿植物细胞通透性实验实验发现: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。
细胞膜是由脂质组成的
科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞作为研究材料,利用哺乳动物成熟红细胞通过一定的方法制备出纯净的细胞膜,进行化学分析。
膜的脂质有磷脂和胆固醇,磷脂最多
1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔从红细胞中提取脂质,在空气--水界面铺展开成 单分子层,测得单层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
细胞膜中的脂质分子排列为 连续 的两层
1935年,丹尼利和戴维森,①细胞膜的表面张力小于脂质-水界面的表面张力,②油脂表面吸附有蛋白质时,表面张力会减小,
细胞膜中除脂质分子外,还含有蛋白质
成分
所占比例
在细胞膜中的作用
主要
脂质
约50%
其中 磷脂 构成细胞膜的基本支架
蛋白质
约40%
功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多
少数
糖类
约2%~10%
与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂,与识别等作用有关
对细胞膜结构的探索
观察或实验
推测或假说
1959年,罗伯特森,蛋白质电子密度高,电镜下显暗带,磷脂分子电子密度低呈亮带。观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构。
所有的细胞膜都由蛋白质——脂质——蛋白质三层结构构成,他把细胞膜描述为静态的统一结构。
20世纪60年代,质疑增多。1.变形虫摄食纤毛虫;2.受精卵卵裂;3.人工合成的脂双层也呈现为“暗-亮-暗”结构;4.科学家研究发现,有些膜蛋白的特定区域主要由疏水氨基酸组成,这些区域很可能与脂双层的疏水区域结合,造成这些部分会深深插入膜的内部。
细胞膜的静态模型难以解释细胞膜的负责功能;难以解释细胞的生长、变形虫的变形运动现象。
1970年,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膜表面的蛋白质分子,将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时,融合细胞的一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。
1972年,辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型:细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成,磷脂双分子层是膜的基本支架;蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。由的镶在磷脂双分子层表面,由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;细胞膜不是静止不动的,而是具有流动性。主要表现在构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动;细胞膜的外表面还有糖类分子,它与蛋白质分子结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被。糖被雨细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动;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。组成细胞膜的脂质、蛋白质和糖类在膜两侧的分布是不对称的,导致了膜两侧的功能不同,导致膜具有方向性,保证了生命活动高度有序。
细胞膜的功能
将细胞和外界环境分开:用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡
控制物质进出细胞:磷脂双分子层允许弱极性或无极性分子以及极性小分子穿过,阻止离子和强极性分子通过细胞膜上的膜转运蛋白起主要运输作用
进行细胞间的信息交流:通过形成通道交流胞间连接与通讯(如胞间连丝);电突触: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
易错辨析
1.植物细胞的边界是细胞壁,动物细胞的边界是细胞膜( )
【解析】× 细胞壁是全透性的,无法控制物质进出;细胞膜具有选择透过性,分隔细胞内外环境,细胞不论有无细胞壁,细胞的边界都是细胞膜。
2.组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质都能运动,细胞膜具有流动性( )
【解析】× 组成细胞膜的磷脂分子可以侧向自由移动,蛋白质大多也能运动,细胞膜具有流动性。
3.流动性是选择透过性的结构基础,胞吐、抱吐能够体现流动性和选择透过性( )
【解析】× 流动性是选择透过性的结构基础,胞吐、抱吐能够体现流动性但不能体现选择透过性。
4.胆固醇具有调节膜流动性的作用,动植物细胞膜均含胆固醇( )
【解析】× 胆固醇能够调节磷脂双层膜的流动性。在高温下,胆固醇可以降低膜的流动性,防止膜的液化;在低温下,它可以提高膜的流动性,防止膜的固化。但植物细胞、原核细胞的细胞膜没有胆固醇。
5.糖蛋白的核心功能是细胞识别,在精卵结合、细胞免疫识别、细胞黏连中发挥重要作用。动物细胞中糖蛋白分布在细胞膜两侧( )
【解析】× 糖蛋白的核心功能是细胞识别,在精卵结合、细胞免疫识别、细胞黏连中发挥重要作用。但在动物细胞中,糖类只结合在细胞膜外侧,内侧无糖蛋白。
6.细胞膜上的受体蛋白具有识别和转运信号分子(如激素、神经递质)的功能( )
【解析】× 受体蛋白参与传递信号,不参与物质转运。
7.脊椎动物的红细胞可用于提取纯净细胞膜( )
【解析】× 哺乳动物成熟红细胞无细胞核、无任何细胞器,无核膜 / 细胞器膜干扰,可用于提取纯净细胞膜;鸟类、蛙类红细胞有细胞核,不能用于提取纯净细胞膜。
8.细胞膜信息交流的三类方式都依赖膜受体( )。
【解析】× 植物胞间连丝:通道直接互通细胞质,不需要膜受体。
思维训练
【思维训练1】科研人员分别用两种处理方式处理等量活小鼠肝细胞: 甲组:低温(4℃)处理细胞;乙组:高温煮沸杀死细胞。后续检测两组细胞膜相关特性,同时用荧光标记人、小鼠细胞膜蛋白进行细胞融合实验,4℃下融合细胞两种荧光长时间不混匀,37℃环境中荧光快速均匀分布。台盼蓝染色结果:甲组细胞几乎不着色,乙组细胞全部被染成蓝色。思考回答下面的问题。
(1)低温条件下人鼠融合细胞荧光无法混匀,请从细胞膜结构角度分析原因。
(2)甲组低温细胞未被台盼蓝染色,煮沸后的细胞可被染色,该现象分别体现细胞膜哪一功能特性?区分 “结构特点” 与 “功能特性” 作答。
(3)有人提出观点:“胞吞、胞吐过程能体现细胞膜的选择透过性”,结合膜的两大特性判断该观点正误并说明理由。
【答案与提示】
(1)细胞膜的结构特点是具有流动性,依赖磷脂分子和大多数膜蛋白的运动;低温会降低分子运动速率,膜流动性显著下降,因此两种荧光标记蛋白无法均匀混合。
(2)甲组未染色:体现细胞膜选择透过性(活细胞膜可阻挡台盼蓝进入细胞);乙组煮沸细胞膜结构破坏,失去选择透过性。上述现象体现的是功能特性,而非流动性(结构特点)。
(3)观点错误;胞吞、胞吐仅依靠膜的融合变形,只体现细胞膜流动性;选择透过性是针对物质跨膜运输、依靠转运蛋白选择性控制物质进出,胞吞胞吐无跨膜过程,不能体现选择透过性。
【思维训练2】向动物浆细胞培养液中注射放射性标记的氨基酸,追踪放射性路径:放射性先出现在细胞质核糖体,随后检测到放射性蛋白质经核孔进入细胞核;细胞核内转录产生的 mRNA 可通过核孔运至细胞质。实验发现:DNA、染色质片段始终无法穿出核孔;代谢旺盛的浆细胞核孔数量远多于表皮细胞。思考回答下面的问题。
(1)核糖体合成的蛋白质(如 DNA 聚合酶)能进入细胞核,细胞核转录的 mRNA 运出细胞核,但 DNA 不能进出核孔,该现象说明核孔具有什么特点?
(2)浆细胞大量合成抗体,其细胞核内核仁体积更大,请结合核仁功能写出完整逻辑链。
(3)能否通过核孔实现细胞核与细胞质之间 DNA 的交换?请说明依据。
【答案与提示】
(1)核孔不是自由扩散通道,具有选择透过性,可选择性转运大分子物质进出细胞核。
(2)抗体本质为蛋白质,蛋白质合成旺盛的细胞需要大量核糖体;核仁与 rRNA 的合成以及核糖体亚单位的组装有关,因此浆细胞核仁体积更大。
(3)不能;核孔具有选择性,DNA 分子、染色体不能通过核孔运出细胞核,因此核质之间不存在 DNA 的交换。
考点02 细胞核的结构和功能
高分聚焦
细胞核的结构
核膜
将核内物质与细胞质分开。由内外两层膜平行的单位膜组成,内外两层膜之间存在膜间腔。面向细胞质的外膜附有大量的核糖体,有些部位与内质网相连,核膜间腔与内质网腔相通,可将核外膜看作内质网膜的特化区域;内膜面向核质,表面光滑没有核糖体颗粒。
核孔
核孔包含一个复杂而精细的结构体系-核孔复合体。所有真核细胞的核膜上都有核孔复合体,但随着细胞类型不同和细胞生长阶段不同,核孔数目有较大差异,核孔对进出细胞核的物质有严格的调控作用。代谢旺盛的细胞核孔数量较多。
核仁
(无膜)在电子显微镜下由纤维中心、致密纤维组分和颗粒组分组成。主要功能是rRNA合成、加工与成熟以及核糖体亚单位的组装。在代谢旺盛的细胞,核仁体积较大。在细胞分裂过程中,细胞进入有丝分裂前期时,随着染色体不断凝集,核仁体积逐渐缩小,rRNA的合成暂时停止;当有丝分裂进入末期时,核仁重新出现,染色体上的rDNA回府河城rRNA。
染色质
主要由DNA核蛋白质组成,与染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。在有丝分裂间期,染色质复制产生染色单体;在细胞分裂前期,染色质螺旋化凝集成染色体;在有丝分裂末期,染色体解螺旋成为染色质。
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。
美西螈核移植实验证明细胞核控制体色
蝾螈受精卵横镒实验证明细胞核控制发育
变形虫切半实验证明细胞核控制代谢。
伞藻嫁接及核移植实验证明细胞核控制形态结构建成。
易错辨析
1.大分子物质可以通过核孔自由进出细胞核( )
【解析】× 核孔具有选择透过性,不是自由通道,DNA不能通过核孔出细胞核;mRNA、tRNA 出核;DNA 聚合酶、RNA 聚合酶、核糖体蛋白能够进入细胞核。
2.高度分化的细胞核仁体积大、核仁数量多( )
【解析】× 核仁与 rRNA 合成、核糖体亚单位组装有关,合成蛋白旺盛的细胞蛋白质合成多,核仁体积大、数量多;高度分化的细胞核仁体积小、数量少。
3.染色质和染色体是细胞分裂不同时期的两种物质( )
【解析】× 染色质和染色体化学本质完全相同都是DNA + 蛋白质,是同一物质不同时期两种形态,不能说成两种物质。
4.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的中心( )
【解析】× 细胞核是遗传信息库(储存全部核 DNA),细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,不是细胞代谢的中心。
5.细胞核是遗传信息库,细胞核内能够完成基因的复制、转录和翻译( )
【解析】× 细胞核内可进行DNA 复制、转录(生成 RNA),细胞质的核糖体进行翻译(合成蛋白质);线粒体、叶绿体:自带 DNA,可独立复制、转录、翻译。
6.伞藻核移植实验证明细胞核控制细胞全部生命活动,细胞质不影响生命活动( )
【解析】细胞质基因也调控性状影响生命活动。
7.有丝分裂全过程均存在完整细胞核、核仁、核膜( )
【解析】× 有丝分裂前期核膜解体、核仁消失、染色质螺旋化为染色体,有丝分裂末期:核膜、核仁重新构建、染色体解旋变为染色质。
思维训练
【思维训练1】伞藻分为伞帽、柄、假根三部分,假根内含有细胞核。甲组:切除甲种伞藻伞帽,保留带核假根,再生出甲种伞帽;乙组:切除乙种伞藻伞帽,将甲伞藻的细胞核移植至去核乙伞藻假根,再生出甲种伞帽;丙组:仅保留去核伞藻柄,无法再生伞帽。思考回答下面的问题。
(1)由甲、乙两组实验结果,得出细胞核的功能是什么?丙组无细胞核不能再生伞帽,补充说明什么?
(2)伞藻细胞膜可与外界进行物质交换,细胞核调控细胞膜上转运蛋白的合成,从 “细胞是统一整体” 角度,简述细胞膜与细胞核的协同关系。
(3)该实验能否证明细胞核控制细胞全部生命活动?说明理由。
【答案与提示】
(1)细胞核控制生物体形态结构(伞帽性状)的遗传;丙组证明:细胞失去细胞核,无法完成生长、再生等生命活动,细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。
(2)细胞核储存遗传信息,可转录翻译合成细胞膜上的载体、受体等膜蛋白;细胞膜依靠膜蛋白选择性吸收营养物质,为细胞核内 DNA 复制、转录等代谢过程提供原料,二者相互配合,共同维持细胞正常生命活动。
(3)不能;实验仅证明细胞核控制伞藻伞帽形态遗传,细胞质中也存在少量 DNA(质基因)可调控部分性状,细胞呼吸等基础代谢也受细胞质调控,因此细胞核不能控制细胞全部生命活动。
【思维训练2】真核细胞中存在细胞膜、核膜、内质网膜等生物膜,核膜为双层膜,外层膜与内质网膜相连。基因表达分为复制、转录、翻译三个过程:细胞核内完成复制与转录,细胞质核糖体完成翻译;线粒体、叶绿体自带环状 DNA,可独立完成全套基因表达过程。原核细胞无核膜、无染色质,转录和翻译同步进行。思考回答下面的问题。
(1)从膜层数、成分、功能三方面,对比细胞膜与核膜的异同点。
(2)某同学描述:“真核细胞中,某核基因的复制、转录、翻译全部在细胞核内完成”,判断正误并逐条纠正错误。
(3)从生物膜系统角度分析:核膜外层与内质网膜相连有何生理意义?
【答案与提示】
(1)相同点:均以磷脂双分子层为基本支架,含有蛋白质,具有选择透过性,属于生物膜; 不同点:①层数:细胞膜单层生物膜;核膜双层生物膜;②特殊结构:核膜具有核孔,细胞膜无;③功能:细胞膜分隔细胞与外界,核膜分隔核质,实现核质分区代谢。
(2)表述错误;纠正:①核基因复制、转录发生在细胞核;②翻译过程发生在细胞质中的核糖体,不能在细胞核内进行。
(3)核膜外膜连接内质网膜,使细胞核与内质网构成连续的膜系统;细胞核转录出的 mRNA 经核孔运至内质网上的核糖体合成蛋白质,方便新合成的膜蛋白、分泌蛋白快速加工运输,提升物质转运效率。
实战・思维应用
突破演练 限时:20分钟
1.(2026·秦皇岛联考)下列对生物膜结构的探索历程,叙述错误的是( )
A.丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,因此推测细胞膜除脂质分子外,可能还附着蛋白质
B.荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积约为红细胞表面积的2倍。他们由此得出推断:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
C.欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,在实验基础上提出:细胞膜是由脂质组成的
D.最初对细胞膜成分的认识,是通过对膜成分的提取与检测
【答案】 D
【解析】最初对细胞膜成分的认识,是通过对植物细胞的通透性进行的实验获得的,D错误。
2.(2026•日照一模)下列关于细胞膜的结构和功能的叙述,正确的是( )
A.鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液,其原理是死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能
B.植物细胞的边界是细胞壁,但控制物质进出的是细胞膜
C.环境中有害的物质有可能进入细胞,这说明细胞膜不能控制物质进出细胞
D.细胞间的信息交流都与细胞膜上的受体有关
【答案】 A
【解析】细胞壁是全透性的,植物细胞的边界是细胞膜,B错误;环境中一些对细胞有害的物质有可能进入,说明细胞膜控制物质进出的作用是相对的,C错误;高等植物可通过胞间连丝进行细胞间的信息交流,D错误;
3.(2026·山西运城·模拟预测)科学家对于细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的历程,在这个过程中科学家们经历了无数次提出假说和科学验证的过程。下列说法正确的是( )
A.利用蛙的成熟红细胞制备纯净细胞膜是因为其没有细胞核和各类复杂的细胞器
B.丹尼利和戴维森研究膜的表面张力,推测出细胞膜除含脂质外还有蛋白质,用到了荧光标记法
C.罗伯特森把电镜下观察到的细胞膜结构描述为静态的统一结构,不能很好的解释细胞的生长等问题
D.1970年科学家利用同位素标记细胞膜中的磷脂进行人鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有流动性
【答案】C
【解析】制备纯净细胞膜的理想材料是哺乳动物成熟红细胞,蛙是两栖动物,其成熟红细胞含有细胞核和多种具膜细胞器,无法得到纯净细胞膜,A错误;丹尼利和戴维森通过对比细胞膜表面张力与油-水界面的张力差异,推测细胞膜除脂质外还含有蛋白质,该实验未使用荧光标记法,B错误;罗伯特森在电镜下观察到细胞膜暗-亮-暗的三层结构,提出生物膜是静态的统一结构,该静态模型无法解释细胞生长、变形虫变形运动、胞吞胞吐等生命现象,C正确;1970年的人鼠细胞融合实验采用荧光标记法标记细胞膜上的蛋白质,证明了细胞膜具有流动性,并未标记磷脂,也未使用同位素标记法,D错误。
4.(2026·湖北孝感·二模)科学家设想利用人工合成的磷脂、膜蛋白、细胞器组分及类核结构,组装出具有完整物质运输、能量转换、基因表达与分泌功能的“人造真核细胞”。下列有关叙述正确的是( )
A.人造细胞的囊泡定向转运依赖膜的流动性,与细胞骨架和信号识别无关
B.人造细胞膜上糖蛋白的加工修饰需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体
C.DNA聚合酶、DNA、mRNA可通过人造细胞的类核结构的核孔进入细胞质
D.人造细胞中的线粒体可自主合成部分蛋白质,但仍受细胞核(类核)调控
【答案】D
【解析】人造细胞囊泡的定向转运依赖膜的流动性,同时需要细胞骨架作为运输轨道,还需要信号识别完成精准靶向运输,与细胞骨架和信号识别有关,A错误;核糖体是蛋白质的合成场所,糖蛋白的加工修饰只需要内质网、高尔基体参与,线粒体提供能量,核糖体不参与加工修饰过程,B错误;核孔具有选择透过性,DNA不能通过核孔进出类核,DNA聚合酶是在细胞质合成后通过核孔进入类核发挥作用,只有mRNA可通过核孔从类核进入细胞质,C错误;线粒体是半自主性细胞器,自身含有少量DNA和核糖体,可自主合成部分蛋白质,但其大部分蛋白质仍由类核(细胞核)的基因编码,因此生命活动仍受类核调控,D正确。
5.(2026·大连一模)金黄色葡萄球菌是一种致病菌,可引起人食物中毒或皮肤感染,甚至引起死亡。已知脂肪酸是合成细胞膜上磷脂的关键成分,细菌既可通过FAS Ⅱ 通路合成脂肪酸,也可从环境中获取脂肪酸。下列叙述正确的是( )
A.脂肪酸与磷酸结合形成磷脂,磷脂使细胞膜具有屏障作用
B.细胞膜中的磷脂对于维持细胞的稳定性起着重要作用
C.抑制FAS Ⅱ 通路可阻断金黄色葡萄球菌细胞膜的合成,从而抑制其繁殖
D.细胞膜的功能主要取决于膜中磷脂和蛋白质的种类及含量
【答案】B
【解析】磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸及其他衍生物所组成的分子,是构成细胞膜的重要成分,细胞膜具有屏障作用,保障了细胞内部环境的相对稳定,A错误,B正确;脂肪酸是合成细胞膜上磷脂的关键成分,抑制FAS Ⅱ 通路,细菌可从环境中获取脂肪酸,不能达到抑制金黄色葡萄球菌繁殖的目的,C错误;功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量就越多,细胞膜的功能主要取决于膜中蛋白质的种类及含量,D错误。
6.(2026·广州一模)磷脂分子由头部和两条脂肪酸链构成的尾部组成;胆固醇分子比磷脂小,由极性的头部、非极性的环状结构和非极性的尾部三部分构成。胆固醇若插到磷脂的饱和脂肪酸链中间,就会阻碍这些链相互紧密规则排列;若插到磷脂的不饱和脂肪酸链中间,就会限制这些链的活动性。下列推测错误的是( )
A.细胞膜中磷脂分子的双层排列方式是对水环境的一种适应
B.磷脂分子尾部的疏水性导致水溶性分子和离子不能自由通过
C.胆固醇的头部排列在磷脂双分子层的外侧,尾部埋在磷脂双分子层的中央
D.胆固醇插到磷脂的饱和脂肪酸链中间可以降低细胞膜的流动性
【答案】D
【解析】 胆固醇插到磷脂的饱和脂肪酸链中间阻碍这些链相互紧密规则排列,也就是使它们松散,能提高细胞膜的流动性,D错误。
7.(2026·石家庄一模)亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质,可通过其中的一段特殊氨基酸序列(NLS)与相应的受体蛋白识别,并结合形成转运复合物。在受体蛋白的介导下,转运复合物与核孔结合后进入细胞核,该过程消耗细胞中的ATP。下列说法错误的是( )
A.真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列
B.分子大小合适的蛋白质都能通过核孔进入细胞核
C.细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程
D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
【答案】 B
【解析】具有特殊氨基酸序列(NLS)的蛋白质才能通过核孔进入细胞核,B错误。
8.(2026·武汉联考)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小两个亚基合成、装配及运输过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.核糖体大、小亚基分别在细胞核内装配完成后经核孔运出
B.细胞的遗传信息都储存在rDNA中
C.核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D.核膜由两层磷脂分子层构成,把核内物质与细胞质分开
【答案】A
【解析】由图示可知,核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出,而后在细胞质中组成核糖体,A正确;细胞的遗传信息主要储存在核仁外DNA即染色体DNA中,B错误;核仁是合成rRNA的场所,但核糖体蛋白的合成场所是核糖体,C错误;核膜是双层膜结构,由4层磷脂分子层构成,把核内物质与细胞质分开,D错误。
9.(2026·聊城二模)核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上,核质间通过核孔复合体参与的物质运输方式主要有如图所示的三种,其中只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量。下列叙述错误的是( )
A.细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性
B.某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体可看作是被动运输
C.以丙方式进入细胞核的物质的运输速度,会受相应受体的浓度制约
D.DNA聚合酶、ATP、mRNA、DNA等均可经核孔复合体进出细胞核
【答案】 D
【解析】染色质的主要成分是DNA和蛋白质,DNA无法通过核孔复合体进出细胞核,D错误。
10.(2026·北京昌平一模)如图是百合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
【答案】 A
【解析】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正确;④是核仁,真核细胞中核仁与核糖体的形成有关,D正确。
11.(2026·山东东营一模)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DNA的转录
【答案】B
【解析】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;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;mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基构成一个密码子,C错误;在有丝分裂过程中,染色质形成染色体,核DNA无法解旋,无法转录,D错误。
12.(2026·河南开封·一模)水熊虫是具有极强环境适应能力的微小生物,当面临干旱、低温等极端环境时,身体会进入近乎假死的“隐生”状态;当环境适宜时,又能吸水恢复生命活动,被称为地球上的“超级小强”。下列叙述正确的是( )
A.“隐生”状态下细胞代谢几乎停止,说明细胞膜、细胞核等已被破坏
B.“隐生”时水熊虫细胞内结合水/自由水比值降低,可降低细胞代谢
C.恢复生命活动时,细胞的吸水依赖细胞膜的流动性和选择透过性
D.“隐生”状态是干旱、低温等极端环境导致水熊虫基因突变形成的
【答案】C
【解析】“隐生”状态下细胞代谢几乎停止,但细胞仍保持活性,所以细胞膜、细胞核等没有被破坏,A错误; “隐生”时水熊虫细胞内结合水/自由水比值升高,可降低细胞代谢,B错误; 恢复生命活动时,细胞的吸水方式主要借助细胞膜上的水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞膜,还有一部分水通过自由扩散方式进出细胞,水分子进出细胞依赖细胞膜的流动性和选择透过性,C正确; “隐生”状态是水熊虫对干旱、低温等极端环境的一种适应,是长期自然选择的结果,而不是由基因突变直接形成的,D错误。
能力进阶 限时:15分钟
1.(2026山东青岛一模)“不对称体细胞杂交”是指将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株的技术。已知大剂量的X射线和碘乙酰胺均能抑制细胞分裂,且大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使染色体发生断裂。现欲利用“不对称体细胞杂交技术”使小麦获得偃麦草的耐盐性状(耐盐基因位于细胞核中)。下列说法正确的是( )
A.过程②需用胰蛋白酶处理愈伤组织获得原生质体
B.A、B处理分别为用大剂量的X射线、碘乙酰胺处理
C.杂种植株染色体数目小于双亲染色体数目之和即说明获得了耐盐小麦
D.该技术涉及的原理有染色体变异、细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
【答案】D
【解析】植物细胞去除细胞壁获得原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶,胰蛋白酶是用于动物细胞培养的,不能用于植物,A错误;根据题意,要让小麦获得偃麦草的耐盐性,需要用大剂量X射线处理偃麦草的原生质体,破坏其染色体,只保留部分耐盐相关片段,用碘乙酰胺处理小麦的原生质体,抑制其分裂,让融合细胞以小麦遗传物质为主,B错误;杂种植株染色体数目小于双亲之和,只能说明染色体有丢失,但不能确定丢失的是小麦的还是偃麦草的,也不能确定耐盐基因是否成功导入,C错误;该技术中,细胞膜的流动性是原生质体融合的原理,染色体变异(部分染色体片段转移)是不对称杂交的原理,植物细胞的全能性是杂种细胞发育成杂种植株的原理,D正确。
2.(2026·安徽合肥·模拟预测)蛋白质NRT1.1B定位细胞膜,可结合硝酸盐和ABA,且ABA亲和力更高。ABA促进NRT1.1B与抑制蛋白SPX4互作,释放转录因子NLP4入核激活ABA响应。ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B.低硝酸盐(LN)和高硝酸盐(HN)条件下施加ABA,检测响应基因数量如下:
条件
ABA激活的基因数
相对比例
LN+ABA
326
100%
HN+ABA
97
约30%
下列说法正确的是( )
A.高硝酸盐条件下ABA激活的基因数减少,说明高氮增强了植物对逆境的敏感度
B.NRT1.1B既能感知硝酸盐又能感知ABA,说明该蛋白在细胞核内调控相关基因表达
C.ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B,说明两种信号存在协同作用
D.LN条件下ABA诱导更活跃,有利于植物在营养匮乏时主动调整资源以应对胁迫
【答案】D
【解析】高硝酸盐条件下ABA激活的基因数减少,说明ABA介导的抗逆响应被削弱,植物对逆境的敏感度降低,A错误;题干明确说明NRT1.1B定位在细胞膜上,不存在于细胞核内,B错误;ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B,高浓度硝酸盐会抑制ABA的信号响应,说明两种信号存在拮抗作用,C错误;低硝酸盐(LN)条件下ABA激活的响应基因数量更多,说明ABA诱导更活跃,低氮属于营养匮乏的不利环境,更强的ABA响应有利于植物主动调整资源分配以应对胁迫,D正确。
3.(2026·安徽淮北·二模)人体中神经元分泌的脑啡肽(五肽)能结合特异性受体进而调控痛觉。神经元中PENK基因编码的前脑啡肽原,在粗面内质网中切除信号肽序列后形成脑啡肽原(267肽),随后脑啡肽原由囊泡运输到轴突末梢,在囊泡运输过程中会经过一系列酶切和修饰等形成脑啡肽。下列叙述错误的是( )
A.在PENK基因指导合成前脑啡肽原的过程中,核孔介导相关生物大分子自由进出细胞核
B.在前脑啡肽原转化成脑啡肽原的过程中,涉及粗面内质网内蛋白酶水解肽键等环节
C.含脑啡肽原的囊泡运输到轴突末梢,完成此过程需要高尔基体和细胞骨架的参与
D.脑啡肽分泌并作用于靶细胞调控痛觉,此过程依赖细胞膜进行细胞间的信息交流
【答案】A
【解析】核孔对进出细胞核的物质具有选择性,并非允许生物大分子自由进出,例如细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质,A错误;前脑啡肽原在粗面内质网中切除信号肽序列转化为脑啡肽原,信号肽的切除本质是蛋白酶催化肽键水解的过程,B正确;脑啡肽属于分泌类多肽,包裹脑啡肽原的囊泡由高尔基体产生,囊泡在细胞内定向运输到轴突末梢的过程需要细胞骨架的参与,C正确;脑啡肽作为信息分子,由神经元分泌后与靶细胞膜上的特异性受体结合传递信息、调控痛觉,该过程依赖细胞膜进行细胞间信息交流的功能,D正确。
4.(2026·安徽安庆·二模)2025年5月,我国公布了在中国空间站发现的细菌新种——天宫尼尔菌,其细胞膜上的P蛋白可特异性结合因辐射产生的自由基,因而具备高效的辐射损伤修复能力。有关天宫尼尔菌的叙述,正确的是( )
A.控制P蛋白合成的基因位于天宫尼尔菌的细胞核中
B.P蛋白的合成和运输需要内质网和高尔基体的参与
C.P蛋白易使磷脂、DNA、蛋白质等生物大分子受损
D.在天宫尼尔菌增殖过程中,DNA进行半保留复制
【答案】D
【解析】天宫尼尔菌是细菌,属于原核生物,没有以核膜为界限的成形细胞核,控制P蛋白合成的基因位于拟核或质粒中,A错误;原核生物仅含有核糖体一种细胞器,没有内质网、高尔基体等复杂细胞器,因此P蛋白的合成和运输不需要内质网和高尔基体参与,B错误;由题意可知,P蛋白可特异性结合辐射产生的自由基,而自由基会攻击磷脂、DNA、蛋白质等造成损伤,因此P蛋白可减少上述物质的损伤,且磷脂不属于生物大分子,C错误;天宫尼尔菌的遗传物质是DNA,所有细胞生物增殖时DNA均进行半保留复制,D正确。
5.(24-25高三上·北京东城·期末)贝氏布拉藻具有叶绿体和硝基体,硝基体是双层膜结构的细胞器,具有固氮功能。科学家推测硝基体是由藻类内吞的细菌UCYN-A演化而来。下列说法不正确的是( )
A.贝氏布拉藻的遗传物质主要存在于细胞核中
B.贝氏布拉藻的叶绿体也具有双层膜结构
C.UCYN-A具有内质网等多种具膜的细胞器
D.硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜
【答案】C
【解析】根据题意,贝氏布拉藻具有叶绿体和硝基体等细胞器,说明贝氏布拉藻为真核生物,其遗传物质是DNA,因此其遗传物质主要存在于细胞核中,A正确;叶绿体是具有双层膜的细胞器,能够进行光合作用,故贝氏布拉藻的叶绿体也具有双层膜结构,B正确;细菌UCYN-A属于原核生物,原核生物细胞内只有一种细胞器核糖体,C错误;根据题意,科学家推测硝基体是由藻类内吞的细菌UCYN-A演化而来,那么内吞过程中细胞膜形成囊泡包裹细菌UCYN-A,因此推测硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜,D正确。
6.(2024·重庆·模拟预测)我国科学家成功地用·iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A.组蛋白脱乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B.用电刺激、Ca²⁺载体等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
C.③过程中诱导细胞融合体现了细胞膜的选择透过性
D.图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植、胚胎移植等技术
【答案】B
【解析】结合题图,重构胚在加入中Kdm4d的mRNA和TSA后,发育成克隆鼠,而Kdm4d的mRNA表达产物为组蛋白去甲基化酶,可以使组蛋白去甲基化,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂,抑制组蛋白脱乙酰酶的作用,保持组蛋白乙酰化,即组蛋白乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程,A错误;在体细胞核移植过程中,用物理方法或化学方法(如电刺激、钙离子载体、乙醇、蛋白质合成酶抑制剂等)激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程,B正确;③为动物细胞融合的过程,现了细胞膜的流动性,C错误;图示流程运用了体细胞核移植、胚胎移植等技术,并未运用重组 DNA技术,D错误。
7.(2026·山东·模拟预测)哺乳动物成熟红细胞膜上的磷脂酰丝氨酸(PS)是一种磷脂分子,通常分布在膜的内侧。衰老红细胞中Ca2+浓度升高会引发PS外翻至膜外侧,作为信号被吞噬细胞识别并清除。下列叙述错误的是( )
A.哺乳动物成熟红细胞无细胞核,但其凋亡仍受基因调控
B.吞噬细胞识别外翻的PS依赖于细胞膜上的特异性受体
C.衰老的红细胞会出现细胞体积变小、各种酶活性降低的特点
D.吞噬细胞识别并清除衰老红细胞的过程,体现了机体的免疫自稳功能
【答案】C
【解析】哺乳动物成熟红细胞无细胞核及细胞器,但在细胞核消失前已经表达产生相关凋亡蛋白,其生命周期及凋亡过程仍由基因调控,A正确;磷脂酰丝氨酸(PS)通常位于细胞膜内侧,衰老细胞中PS外翻至外侧,作为信号被吞噬细胞识别并清除。吞噬细胞膜上存在特异性受体(如PS受体),可识别外翻的PS,从而启动吞噬清除过程,B正确;衰老的红细胞会出现细胞体积变小,多种酶活性降低,细胞代谢速率降低等特点,但与凋亡有关的酶活性会增加,C错误;免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态的功能。吞噬细胞清除衰老红细胞的过程,体现了机体的免疫自稳功能,D正确。
8.(2026·河南·模拟预测)研究人员在近海浮游生态系统中分离出三类微小生物:甲(无细胞结构,遗传物质为RNA,营寄生生活)、乙(无细胞核,含叶绿素,能独立进行光合作用)、丙(有细胞核和多种细胞器)。下列叙述正确的是( )
A.甲的RNA作为翻译模板指导合成自身蛋白质和磷脂外壳
B.乙无线粒体,可通过细胞质基质中的呼吸酶系进行能量代谢
C.丙的细胞核内含有DNA和蛋白质,二者共同构成其遗传物质
D.甲的遗传物质彻底水解可得到磷酸、脱氧核糖和含氮碱基
【答案】B
【解析】甲为RNA病毒,无细胞结构,不存在磷脂外壳,且病毒没有独立代谢能力,不能自主合成蛋白质,需借助宿主细胞的核糖体、原料等合成自身蛋白质外壳,A错误;乙是原核生物,没有线粒体等复杂细胞器,其呼吸相关酶系分布在细胞质基质和细胞膜上,可通过细胞质基质中的呼吸酶系完成呼吸作用,进行能量代谢,B正确;丙为真核生物,其遗传物质仅为DNA,细胞核内的DNA和蛋白质共同构成染色质,蛋白质不属于遗传物质,C错误;甲的遗传物质是RNA,RNA彻底水解的产物为磷酸、核糖和含氮碱基,脱氧核糖是DNA的组成成分,D错误。
9.(2026·福建龙岩·二模)鹧鸪茶是海南特色药用植物,其含有的鹧鸪茶多酚(PT-1)具有多种生物活性。研究表明,细胞衰老与氧化应激相关,而PT-1被发现可能在延缓细胞衰老中发挥作用。回答下列问题:
(1)对哺乳动物而言,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现_____。衰老细胞的细胞核会表现出_____(答出两点即可)的变化特征。
(2)为探究PT-1对细胞衰老的影响,科研人员以人角质形成细胞(HaCaT)为实验材料,用D-半乳糖诱导细胞衰老,构建衰老模型细胞,然后用不同浓度的PT-1进行处理。相关结果如图1。
①该实验中设置正常组进行对照的作用是_____。
②根据实验结果,能得出的结论是_____。
(3)当细胞内自由基积累过多时会导致细胞内的脂质等发生过氧化,造成细胞损伤。细胞内存在的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶能够清除自由基,维持细胞内的氧化还原平衡。为探究PT-1延缓细胞衰老的原因,科研人员进一步检测了HaCaT衰老细胞中相关基因的表达量,结果如下图。
①自由基会攻击细胞膜上的______,导致细胞膜的结构和功能受损。
②由实验结果推测PT-1延缓细胞衰老的原因是______,从而清除自由基,延缓细胞衰老。
【答案】(1) 自我更新 体积增大,核膜内折(或染色质收缩、染色加深)
(2) 提供正常细胞的存活率;与模型组和PT-1处理组的存活率作比较(或:判断衰老模型是否诱导成功;作为PT-1处理组效果的衡量指标) PT-1能显著提高HaCaT衰老细胞的存活率,从而延缓细胞衰老,且400μg・mL-1的PT-1效果最佳
(3) 磷脂分子和蛋白质分子 提高衰老细胞中的SOD和CAT表达量
【解析】(1)对哺乳动物而言,正常的细胞衰老与更新是机体自我更新的基础,衰老细胞被清除,新细胞产生,维持机体正常功能与稳态。衰老细胞的细胞核特征包括:核体积增大、核膜内折、染色质收缩、染色加深(答出两点即可),这些变化会影响基因表达和细胞功能。
(2)①正常组作为空白对照,可以提供正常细胞的存活率基准,与模型组对比,可判断 D - 半乳糖诱导的衰老模型是否构建成功(模型组存活率显著低于正常组,说明诱导成功),与 PT-1 处理组对比,可衡量 PT-1 对衰老细胞的干预效果。
②从图 1 可知,模型组细胞存活率显著低于正常组,说明衰老模型构建成功,不同浓度 PT-1 处理后,细胞存活率均显著高于模型组,说明PT-1 可提高衰老细胞存活率,延缓细胞衰老,400 μg・mL⁻¹ PT-1 处理组的细胞存活率最高,说明该浓度效果最佳。
(3)①细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,自由基会攻击细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子,破坏细胞膜的结构与功能。
②从图 2、图 3 可知,PT-1 处理后,衰老细胞中SOD(超氧化物歧化酶)和 CAT(过氧化氢酶)的基因表达量显著升高,这两种酶可清除细胞内自由基,维持氧化还原平衡,从而延缓细胞衰老。
10.(2026·天津河西·三模)人体具有自我防御能力,能抵御病原体的侵袭。干扰素基因刺激因子(STING)是人体免疫功能的关键参与者,细胞中STING转运到高尔基体后,可激活STING信号通路,促进免疫相关基因的表达,如图1所示。请回答下列问题。
(1)有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,体现囊泡和高尔基体的膜具有______性。到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解______直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。
(2)激活的IRF3进入细胞核,促进细胞表达干扰素,抑制多种病毒增殖,这种免疫类型为________免疫。
(3)我国科学家研究发现,有些2型糖尿病患者的胰岛B细胞中STING信号通路异常。
①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进______________。
②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可得出结论:___________。
③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。请选出3个关键步骤,并按照实验流程排序:_______(填字母)
a.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的DNA
b.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA
c.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析
d.PCR扩增,测序分析
e.确定差异表达基因,进行实验验证
【答案】(1) 一定的流动 ATP
(2)非特异性
(3) 促进血糖进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯、氨基酸等 STING基因缺失不影响胰岛素基因的转录,但影响胰岛B细胞对高糖的敏感性,进而影响胰岛素的分泌 bce
【解析】(1)有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,需要囊泡膜和高尔基体的膜融合,体现囊泡和高尔基体的膜具有一定的流动性。
ATP是直接能源物质。故到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解ATP直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。
(2)干扰素抗病毒机制属于非特异性免疫。干扰素由宿主细胞分泌后,刺激邻近细胞产生抗病毒蛋白,抑制病毒复制。其作用不针对特定病毒,属于先天性的非特异性免疫。
(3)①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进血糖进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯等,抑制肝糖原分解和非糖物质转化为糖,与胰岛A细胞分泌的胰高血糖素共同维持血糖稳态。
②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可知,图2两组的胰岛素基因的mRNA含量无变化,图3中高糖处理时正常组胰岛素的相对含量明显高于基因敲除组,可得出结论:STING基因调节胰岛素的分泌而非胰岛素的合成(或 STING基因缺失不影响胰岛素基因的转录,但影响胰岛 素的分泌(或释放))。
③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。分析实验流程,可知,选出3个关键步骤如下:b.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA,c.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析,e.确定差异表达基因,进行实验验证。
真题实战 限时:18~20分钟
1.(2026•全国卷高考真题)下列关于细胞膜流动镶嵌模型与功能的叙述,正确的是( )
A. 磷脂双分子层静止不动,只有膜蛋白可以侧向移动
B. 动物细胞膜独有的脂质是胆固醇,可调节膜的流动性
C. 糖蛋白均匀分布在细胞膜内外两侧,负责细胞识别
D. 细胞膜能允许所有小分子自由通过,体现选择透过性
【答案】B
【解析】磷脂分子、大多数膜蛋白均可运动,膜整体具有流动性,A错误;植物细胞膜无胆固醇,动物细胞膜胆固醇兼具稳膜、调节流动性作用,B正确;糖蛋白(糖被)只分布于细胞膜外侧,内侧无糖蛋白,C错误;选择透过性指选择性控制物质进出,并非所有小分子都能自由跨膜,D错误。
2.(2026•新高考卷高考真题)细胞膜上蛋白质种类与功能复杂,相关说法错误的是( )
A. 功能越复杂的细胞膜,膜蛋白的种类和数量越多
B. 通道蛋白、载体蛋白均参与物质跨膜运输
C. 膜上受体蛋白可识别激素、神经递质,完成细胞信息交流
D. 镶嵌在磷脂层中的蛋白质只能运输物质,无其他功能
【答案】D
【解析】功能越复杂的细胞膜,膜蛋白的种类和数量越多,A正确; 通道蛋白参与某些离子和小分子的协助扩散,载体蛋白参与某些离子和小分子的协助扩散和主动运输,均参与物质跨膜运输,B正确;化学物质激素、神经递质的信息交流,需要被细胞膜上受体蛋白的识别,C正确;镶嵌在磷脂层中的膜蛋白功能多样:运输、识别受体、催化、细胞连接等,不止转运物质,D错误。
3.(2026•新高考卷高考真题)细胞膜三大功能不包括下列哪一项( )
A. 将细胞与外界环境分隔开,形成相对稳定内部环境
B. 控制物质进出细胞,具有选择透过性
C. 细胞间信息交流(直接接触、信号分子、胞间连丝)
D. 催化细胞内葡萄糖氧化分解,释放能量
【答案】D
【解析】细胞膜的功能包括将细胞与外界环境隔开、控制物质进出细胞和进行细胞间信息交流,A、B、C是细胞膜三大核心功能,A、B、C正确;D催化葡萄糖分解的酶位于细胞质基质、线粒体,不属于细胞膜功能,细胞膜的功能不包括D。
4.(2026•全国卷高考真题)下列关于真核细胞细胞核结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 核膜为单层生物膜,外膜与高尔基体膜直接相连
B. 核孔是自由通道,DNA、mRNA、蛋白质均可自由进出细胞核
C. 核仁与 rRNA 合成及核糖体亚基的形成有关
D. 染色质主要由 DNA 和少量 RNA 组成,是遗传物质的唯一载体
【答案】C
【解析】 核膜是双层膜,外膜和内质网膜相连,A错误; 核孔具有选择透过性,DNA 不能出细胞核;RNA、蛋白质需核孔蛋白协助转运,B错误; 教材原话,核仁功能为合成 rRNA、组装核糖体,C正确; 染色质成分为 DNA + 蛋白质(组蛋白);线粒体、叶绿体 DNA 也是遗传物质载体,D错误。
5.(2026•全国卷高考真题)利用经典实验探究细胞核功能,下列分析错误的是( )
A. 黑白美西螈核移植实验证明:肤色遗传性状由细胞核控制
B. 蝾螈受精卵横缢实验证明:细胞核控制细胞分裂与分化
C. 变形虫切割实验:有核部分可生长、分裂,去核部分短期存活后死亡
D. 伞藻嫁接实验可直接证明:伞帽形态完全由细胞核决定
【答案】D
【解析】 A、B、C 均为教材四大核功能实验标准结论,A、B、C正确;仅嫁接实验无法排除细胞质影响,伞藻核移植实验才能直接证明伞帽形态由细胞核控制,D错误。
6.(2025•新高考卷高考真题)细胞间信息交流存在多种形式,雌激素由卵巢分泌作用于乳腺细胞、精子与卵细胞识别融合,二者信息交流方式依次为( )
A.血液运输、突触传递
B.淋巴运输、突触传递
C.淋巴运输、胞间连丝传递
D.血液运输、细胞间直接接触
【答案】D
【解析】激素通过体液(血液)运输作用靶细胞;精卵依靠细胞膜表面糖蛋白直接接触识别,属于细胞直接接触型信息交流;胞间连丝仅高等植物细胞使用。
7.(2025•广东卷高考真题)罗伯特森提出“蛋白质 — 脂质 — 蛋白质”静态三层细胞膜模型,下列不属于该模型建立依据的是()
A.化学检测证明细胞膜含磷脂、胆固醇
B.膜表面张力实验推测膜内存在蛋白质
C.电镜观察到细胞膜暗 — 亮 — 暗三层条带
D.人鼠细胞融合荧光实验证明膜具有流动性
【答案】D
【解析】人鼠细胞融合实验 1970 年完成,罗伯特森三层模型 1959 年提出,该实验结果推翻了静态模型,不属于其建立基础。
8.(2024•全国卷高考真题)下列与真核生物细胞核有关的叙述,错误的是( )
A.细胞中的染色质存在于细胞核中
B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所
C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
D.细胞核内遗传物质的合成需要消耗能量
【答案】B
【解析】染色质仅存在真核细胞核内,A正确; 转录发生在细胞核,翻译发生在细胞质核糖体,细胞核不能进行翻译,B 错误; 教材原话,细胞核两大核心功能,C 正确; DNA 复制、转录均需要 ATP 供能,D正确。
9.(2026•陕晋青宁卷高考真题)细胞间信息交流是细胞膜重要功能,分三种模式,请回答:
(1) 精子和卵细胞识别融合,依靠细胞膜____直接接触完成信息交流;癌细胞易扩散转移,原因是________。
(2) 内分泌细胞分泌胰岛素,经血液运输作用于靶细胞,靶细胞膜上识别胰岛素的结构是____,该结构化学本质为____。
(3) 高等植物细胞之间通过____完成物质与信号交换,动物细胞无该结构。
【答案】 (1) 糖蛋白;细胞膜表面糖蛋白减少,细胞间黏着性降低,易分散转移 (2) 受体;糖蛋白(蛋白质) (3) 胞间连丝
【解析】(1)精子和卵细胞识别融合,依靠细胞膜上的受体糖蛋白直接接触完成信息交流;癌细胞易扩散转移,原因是爱细胞膜上糖蛋白等减少,细胞间黏着性降低,易鱼分散转移;
(2) 内分泌细胞分泌胰岛素,经血液运输作用于靶细胞,胰岛素被靶细胞膜上的受体识别,受体的化学本质是糖蛋白。
(3) 高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接,完成物质与信号交换。
10.(2026•新高考卷高考真题)细胞核是遗传信息库、细胞代谢和遗传的控制中心,结合结构与实验作答。
(1) 染色质和染色体的物质组成完全相同,二者只是________不同时期的两种形态;间期以细丝状染色质存在,优势是________。
(2) 核孔不能让 DNA 运出细胞核,mRNA、RNA 聚合酶可双向转运,体现核孔具有________;核孔数量与细胞代谢强度关系:代谢越旺盛,核孔数量越____。
(3) 变形虫去核后代谢显著减弱,重新植入细胞核可恢复生命活动,该实验直接证明:________。
【答案】 (1) 细胞分裂;DNA 松散伸展,便于 DNA 复制和转录,利于遗传信息表达
(2) 选择透过性;多
(3) 细胞核控制细胞的分裂、生长、应激等全部生命活动,是细胞代谢和遗传的控制中心
【解析】 (1)染色质和染色体是同一物质在细胞不同分裂时期的两种存在形态,间期以细丝状染色质存在,DNA 松散伸展,便于 DNA 复制和转录,利于遗传信息表达;
(2)核孔不能让 DNA 运出细胞核,mRNA、RNA 聚合酶可双向转运,体现核孔具有选择透过性,核孔数量与细胞代谢强度关系:代谢越旺盛,核孔数量就越多;
(3)细胞质是代谢场所,细胞核是代谢控制中心,变形虫去核后代谢显著减弱,重新植入细胞核可恢复生命活动,该实验直接证明细胞核控制细胞的分裂、生长、应激等全部生命活动,是细胞代谢和遗传的控制中心。
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第05讲 细胞膜和细胞核(培优讲义)
内容导航
考情・靶向定标(命题规律 考情解读 备考策略)
考点・高频聚焦(高频脉络 高频深挖 易错辨析)
考点01 细胞膜的结构和功能
高分聚焦:细胞膜的流动镶嵌模型
易错辨析:8个易错辨析
思维训练:思维训练与应用
考点02 细胞核的结构和功能
高分聚焦:核膜、核孔、染色质
易错辨析:7个易错辨析
思维训练:思维训练与应用
实战・思维应用(限时训练 能力进阶 真题实战)
考情·靶向定标
命题规律·考情解读
考点分类
命题规律
考情解读
2026
2025
2024
考点01 细胞膜的结构和功能
2026•全国卷,3;
2026•全国卷,11;
2026•陕晋青宁卷,20
2025•新高考Ⅰ卷,1;
2025•广东卷,3;
2025•全国乙卷理综,2
2024•湖南卷,1;
2024•全国甲卷理综,1;
2024•海南卷,4
本讲内容的考题集中在 1–6 题,侧重结构与功能观的核心素养。细胞膜的命题的必考方向是细胞膜成分、细胞膜的结构特点、细胞膜的功能特点、三类细胞间信息交流和科学史中细胞膜的静态模型和流动镶嵌模型、细胞膜探究实验;细胞核的高频考点核膜、核仁、染色质好、核基质,真原核细胞的区别,遗传信息复制和转录的场所,及细胞核与细胞质的物质交换。命题不单独考细胞膜,常结合离子通道、载体蛋白、激素信号、植物抗盐/抗病情境综合考查。不孤立考细胞核,常结合生物膜系统、基因表达(复制/转录/翻译)、细胞分裂、原核细胞对比综合考查。
考点02 细胞核的结构和功能
2026•全国卷,4;
2026•全国卷,12;
2026•陕晋青宁卷,21
2025•新高考Ⅰ卷,2;
2025•全国乙卷理综,3;
2025•浙江6月卷,4
2024•全国Ⅲ卷理综,2;
2024•全国Ⅱ卷理综,1;
2024•浙江4月卷,8
备考策略
高考定位:结合 2026、2025和2024年 全国卷/新高考真题命题规律、新高考素养导向,确定备考复习的核心主线是结构与功能相适应、细胞系统整体性。
备考核心:围绕两大生命观念,局部结构匹配局部功能:深挖磷脂、膜蛋白、核孔、核仁、染色质各自结构决定特有功能;结合细胞膜—细胞核—细胞器协同构成完整细胞系统,建立跨模块知识体系。突破区分流动性 / 选择透过性、核孔运输特点、复制 / 转录 / 翻译场所、真原核细胞细胞核差异等易错陷阱;打通物质跨膜运输、生物膜系统、基因表达、细胞分裂、原核细胞五大关联模块,实现跨模块的综合迁移;应对离子通道、植物抗逆、分泌蛋白、科研膜模型、核质信号传递新情境,适配情境化命题;做到目标选择零失误。
备考锦囊:逐字梳理的黑体概念、亚显微结构图、旁栏思考、课后习题、小字拓展全部吃透;动手手绘两张核心模型图-细胞膜流动镶嵌模型、细胞核亚显微结构图,标注每一种结构名称、成分、功能;整理教材结论性原话,原因类答题全部使用课本专业术语,杜绝口语化表达。备考复习首先要梳理知识框架,补齐特例漏洞,构建完整知识体系;其次是复习时要做真题限时训练,专攻情境化综合选择题,适应高考出题风格;第三是每次模拟考试前:通读陷阱清单,考前快速复盘,保证开篇选择题满分。
考点・高频聚焦
考点01 细胞膜的结构和功能
高分聚焦
对细胞膜成分的探索
实验及发现
推测或假说
1895年,欧文顿植物细胞通透性实验实验发现: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。
细胞膜是由脂质组成的
科学家利用动物的卵细胞、红细胞、神经细胞作为研究材料,利用哺乳动物成熟红细胞通过一定的方法制备出纯净的细胞膜,进行化学分析。
膜的脂质有磷脂和胆固醇,磷脂最多
1925年,荷兰科学家戈特和格伦德尔从红细胞中提取脂质,在空气--水界面铺展开成 单分子层,测得单层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
细胞膜中的脂质分子排列为 连续 的两层
1935年,丹尼利和戴维森,①细胞膜的表面张力小于脂质-水界面的表面张力,②油脂表面吸附有蛋白质时,表面张力会减小,
细胞膜中除脂质分子外,还含有蛋白质
成分
所占比例
在细胞膜中的作用
主要
脂质
约50%
其中 磷脂 构成细胞膜的基本支架
蛋白质
约40%
功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多
少数
糖类
约2%~10%
与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂,与识别等作用有关
对细胞膜结构的探索
观察或实验
推测或假说
1959年,罗伯特森,蛋白质电子密度高,电镜下显暗带,磷脂分子电子密度低呈亮带。观察细胞膜有“暗-亮-暗”结构。
所有的细胞膜都由蛋白质——脂质——蛋白质三层结构构成,他把细胞膜描述为静态的统一结构。
20世纪60年代,质疑增多。1.变形虫摄食纤毛虫;2.受精卵卵裂;3.人工合成的脂双层也呈现为“暗-亮-暗”结构;4.科学家研究发现,有些膜蛋白的特定区域主要由疏水氨基酸组成,这些区域很可能与脂双层的疏水区域结合,造成这些部分会深深插入膜的内部。
细胞膜的静态模型难以解释细胞膜的负责功能;难以解释细胞的生长、变形虫的变形运动现象。
1970年,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膜表面的蛋白质分子,将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时,融合细胞的一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。
1972年,辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型:细胞膜主要由磷脂分子和蛋白质分子构成,磷脂双分子层是膜的基本支架;蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。由的镶在磷脂双分子层表面,由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;细胞膜不是静止不动的,而是具有流动性。主要表现在构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动;细胞膜的外表面还有糖类分子,它与蛋白质分子结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被。糖被雨细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。
构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动;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。组成细胞膜的脂质、蛋白质和糖类在膜两侧的分布是不对称的,导致了膜两侧的功能不同,导致膜具有方向性,保证了生命活动高度有序。
细胞膜的功能
将细胞和外界环境分开:用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡
控制物质进出细胞:磷脂双分子层允许弱极性或无极性分子以及极性小分子穿过,阻止离子和强极性分子通过细胞膜上的膜转运蛋白起主要运输作用
进行细胞间的信息交流:通过形成通道交流胞间连接与通讯(如胞间连丝);电突触: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
易错辨析
1.植物细胞的边界是细胞壁,动物细胞的边界是细胞膜( )
2.组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质都能运动,细胞膜具有流动性( )
3.流动性是选择透过性的结构基础,胞吐、抱吐能够体现流动性和选择透过性( )
4.胆固醇具有调节膜流动性的作用,动植物细胞膜均含胆固醇( )
5.糖蛋白的核心功能是细胞识别,在精卵结合、细胞免疫识别、细胞黏连中发挥重要作用。动物细胞中糖蛋白分布在细胞膜两侧( )
6.细胞膜上的受体蛋白具有识别和转运信号分子(如激素、神经递质)的功能( )
7.脊椎动物的红细胞可用于提取纯净细胞膜( )
8.细胞膜信息交流的三类方式都依赖膜受体( )。
思维训练
【思维训练1】科研人员分别用两种处理方式处理等量活小鼠肝细胞: 甲组:低温(4℃)处理细胞;乙组:高温煮沸杀死细胞。后续检测两组细胞膜相关特性,同时用荧光标记人、小鼠细胞膜蛋白进行细胞融合实验,4℃下融合细胞两种荧光长时间不混匀,37℃环境中荧光快速均匀分布。台盼蓝染色结果:甲组细胞几乎不着色,乙组细胞全部被染成蓝色。思考回答下面的问题。
(1)低温条件下人鼠融合细胞荧光无法混匀,请从细胞膜结构角度分析原因。
(2)甲组低温细胞未被台盼蓝染色,煮沸后的细胞可被染色,该现象分别体现细胞膜哪一功能特性?区分 “结构特点” 与 “功能特性” 作答。
(3)有人提出观点:“胞吞、胞吐过程能体现细胞膜的选择透过性”,结合膜的两大特性判断该观点正误并说明理由。
【思维训练2】向动物浆细胞培养液中注射放射性标记的氨基酸,追踪放射性路径:放射性先出现在细胞质核糖体,随后检测到放射性蛋白质经核孔进入细胞核;细胞核内转录产生的 mRNA 可通过核孔运至细胞质。实验发现:DNA、染色质片段始终无法穿出核孔;代谢旺盛的浆细胞核孔数量远多于表皮细胞。思考回答下面的问题。
(1)核糖体合成的蛋白质(如 DNA 聚合酶)能进入细胞核,细胞核转录的 mRNA 运出细胞核,但 DNA 不能进出核孔,该现象说明核孔具有什么特点?
(2)浆细胞大量合成抗体,其细胞核内核仁体积更大,请结合核仁功能写出完整逻辑链。
(3)能否通过核孔实现细胞核与细胞质之间 DNA 的交换?请说明依据。
考点02 细胞核的结构和功能
高分聚焦
细胞核的结构
核膜
将核内物质与细胞质分开。由内外两层膜平行的单位膜组成,内外两层膜之间存在膜间腔。面向细胞质的外膜附有大量的核糖体,有些部位与内质网相连,核膜间腔与内质网腔相通,可将核外膜看作内质网膜的特化区域;内膜面向核质,表面光滑没有核糖体颗粒。
核孔
核孔包含一个复杂而精细的结构体系-核孔复合体。所有真核细胞的核膜上都有核孔复合体,但随着细胞类型不同和细胞生长阶段不同,核孔数目有较大差异,核孔对进出细胞核的物质有严格的调控作用。代谢旺盛的细胞核孔数量较多。
核仁
(无膜)在电子显微镜下由纤维中心、致密纤维组分和颗粒组分组成。主要功能是rRNA合成、加工与成熟以及核糖体亚单位的组装。在代谢旺盛的细胞,核仁体积较大。在细胞分裂过程中,细胞进入有丝分裂前期时,随着染色体不断凝集,核仁体积逐渐缩小,rRNA的合成暂时停止;当有丝分裂进入末期时,核仁重新出现,染色体上的rDNA回府河城rRNA。
染色质
主要由DNA核蛋白质组成,与染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。在有丝分裂间期,染色质复制产生染色单体;在细胞分裂前期,染色质螺旋化凝集成染色体;在有丝分裂末期,染色体解螺旋成为染色质。
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。
美西螈核移植实验证明细胞核控制体色
蝾螈受精卵横镒实验证明细胞核控制发育
变形虫切半实验证明细胞核控制代谢。
伞藻嫁接及核移植实验证明细胞核控制形态结构建成。
易错辨析
1.大分子物质可以通过核孔自由进出细胞核( )
2.高度分化的细胞核仁体积大、核仁数量多( )
3.染色质和染色体是细胞分裂不同时期的两种物质( )
4.细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的中心( )
5.细胞核是遗传信息库,细胞核内能够完成基因的复制、转录和翻译( )
6.伞藻核移植实验证明细胞核控制细胞全部生命活动,细胞质不影响生命活动( )
7.有丝分裂全过程均存在完整细胞核、核仁、核膜( )
思维训练
【思维训练1】伞藻分为伞帽、柄、假根三部分,假根内含有细胞核。甲组:切除甲种伞藻伞帽,保留带核假根,再生出甲种伞帽;乙组:切除乙种伞藻伞帽,将甲伞藻的细胞核移植至去核乙伞藻假根,再生出甲种伞帽;丙组:仅保留去核伞藻柄,无法再生伞帽。思考回答下面的问题。
(1)由甲、乙两组实验结果,得出细胞核的功能是什么?丙组无细胞核不能再生伞帽,补充说明什么?
(2)伞藻细胞膜可与外界进行物质交换,细胞核调控细胞膜上转运蛋白的合成,从 “细胞是统一整体” 角度,简述细胞膜与细胞核的协同关系。
(3)该实验能否证明细胞核控制细胞全部生命活动?说明理由。
【思维训练2】真核细胞中存在细胞膜、核膜、内质网膜等生物膜,核膜为双层膜,外层膜与内质网膜相连。基因表达分为复制、转录、翻译三个过程:细胞核内完成复制与转录,细胞质核糖体完成翻译;线粒体、叶绿体自带环状 DNA,可独立完成全套基因表达过程。原核细胞无核膜、无染色质,转录和翻译同步进行。思考回答下面的问题。
(1)从膜层数、成分、功能三方面,对比细胞膜与核膜的异同点。
(2)某同学描述:“真核细胞中,某核基因的复制、转录、翻译全部在细胞核内完成”,判断正误并逐条纠正错误。
(3)从生物膜系统角度分析:核膜外层与内质网膜相连有何生理意义?
实战・思维应用
突破演练 限时:20分钟
1.(2026·秦皇岛联考)下列对生物膜结构的探索历程,叙述错误的是( )
A.丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,因此推测细胞膜除脂质分子外,可能还附着蛋白质
B.荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得单层分子的面积约为红细胞表面积的2倍。他们由此得出推断:细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层
C.欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,在实验基础上提出:细胞膜是由脂质组成的
D.最初对细胞膜成分的认识,是通过对膜成分的提取与检测
2.(2026•日照一模)下列关于细胞膜的结构和功能的叙述,正确的是( )
A.鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液,其原理是死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能
B.植物细胞的边界是细胞壁,但控制物质进出的是细胞膜
C.环境中有害的物质有可能进入细胞,这说明细胞膜不能控制物质进出细胞
D.细胞间的信息交流都与细胞膜上的受体有关
3.(2026·山西运城·模拟预测)科学家对于细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的历程,在这个过程中科学家们经历了无数次提出假说和科学验证的过程。下列说法正确的是( )
A.利用蛙的成熟红细胞制备纯净细胞膜是因为其没有细胞核和各类复杂的细胞器
B.丹尼利和戴维森研究膜的表面张力,推测出细胞膜除含脂质外还有蛋白质,用到了荧光标记法
C.罗伯特森把电镜下观察到的细胞膜结构描述为静态的统一结构,不能很好的解释细胞的生长等问题
D.1970年科学家利用同位素标记细胞膜中的磷脂进行人鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有流动性
4.(2026·湖北孝感·二模)科学家设想利用人工合成的磷脂、膜蛋白、细胞器组分及类核结构,组装出具有完整物质运输、能量转换、基因表达与分泌功能的“人造真核细胞”。下列有关叙述正确的是( )
A.人造细胞的囊泡定向转运依赖膜的流动性,与细胞骨架和信号识别无关
B.人造细胞膜上糖蛋白的加工修饰需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体
C.DNA聚合酶、DNA、mRNA可通过人造细胞的类核结构的核孔进入细胞质
D.人造细胞中的线粒体可自主合成部分蛋白质,但仍受细胞核(类核)调控
5.(2026·大连一模)金黄色葡萄球菌是一种致病菌,可引起人食物中毒或皮肤感染,甚至引起死亡。已知脂肪酸是合成细胞膜上磷脂的关键成分,细菌既可通过FAS Ⅱ 通路合成脂肪酸,也可从环境中获取脂肪酸。下列叙述正确的是( )
A.脂肪酸与磷酸结合形成磷脂,磷脂使细胞膜具有屏障作用
B.细胞膜中的磷脂对于维持细胞的稳定性起着重要作用
C.抑制FAS Ⅱ 通路可阻断金黄色葡萄球菌细胞膜的合成,从而抑制其繁殖
D.细胞膜的功能主要取决于膜中磷脂和蛋白质的种类及含量
6.(2026·广州一模)磷脂分子由头部和两条脂肪酸链构成的尾部组成;胆固醇分子比磷脂小,由极性的头部、非极性的环状结构和非极性的尾部三部分构成。胆固醇若插到磷脂的饱和脂肪酸链中间,就会阻碍这些链相互紧密规则排列;若插到磷脂的不饱和脂肪酸链中间,就会限制这些链的活动性。下列推测错误的是( )
A.细胞膜中磷脂分子的双层排列方式是对水环境的一种适应
B.磷脂分子尾部的疏水性导致水溶性分子和离子不能自由通过
C.胆固醇的头部排列在磷脂双分子层的外侧,尾部埋在磷脂双分子层的中央
D.胆固醇插到磷脂的饱和脂肪酸链中间可以降低细胞膜的流动性
7.(2026·石家庄一模)亲核蛋白是在细胞核内发挥作用的一类蛋白质,可通过其中的一段特殊氨基酸序列(NLS)与相应的受体蛋白识别,并结合形成转运复合物。在受体蛋白的介导下,转运复合物与核孔结合后进入细胞核,该过程消耗细胞中的ATP。下列说法错误的是( )
A.真核细胞的RNA聚合酶中具有NLS氨基酸序列
B.分子大小合适的蛋白质都能通过核孔进入细胞核
C.细胞呼吸抑制剂会影响亲核蛋白的入核转运过程
D.NLS氨基酸序列功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
8.(2026·武汉联考)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小两个亚基合成、装配及运输过程示意图。下列相关叙述正确的是( )
A.核糖体大、小亚基分别在细胞核内装配完成后经核孔运出
B.细胞的遗传信息都储存在rDNA中
C.核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D.核膜由两层磷脂分子层构成,把核内物质与细胞质分开
9.(2026·聊城二模)核孔复合体镶嵌在内外核膜融合形成的核孔上,核质间通过核孔复合体参与的物质运输方式主要有如图所示的三种,其中只有丙方式需要消耗细胞代谢提供的能量。下列叙述错误的是( )
A.细胞核对通过核孔复合体进出的物质具有一定的选择性
B.某些分子以甲或乙的方式进出核孔复合体可看作是被动运输
C.以丙方式进入细胞核的物质的运输速度,会受相应受体的浓度制约
D.DNA聚合酶、ATP、mRNA、DNA等均可经核孔复合体进出细胞核
10.(2026·北京昌平一模)如图是百合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
11.(2026·山东东营一模)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DNA的转录
12.(2026·河南开封·一模)水熊虫是具有极强环境适应能力的微小生物,当面临干旱、低温等极端环境时,身体会进入近乎假死的“隐生”状态;当环境适宜时,又能吸水恢复生命活动,被称为地球上的“超级小强”。下列叙述正确的是( )
A.“隐生”状态下细胞代谢几乎停止,说明细胞膜、细胞核等已被破坏
B.“隐生”时水熊虫细胞内结合水/自由水比值降低,可降低细胞代谢
C.恢复生命活动时,细胞的吸水依赖细胞膜的流动性和选择透过性
D.“隐生”状态是干旱、低温等极端环境导致水熊虫基因突变形成的
能力进阶 限时:15分钟
1.(2026山东青岛一模)“不对称体细胞杂交”是指将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株的技术。已知大剂量的X射线和碘乙酰胺均能抑制细胞分裂,且大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使染色体发生断裂。现欲利用“不对称体细胞杂交技术”使小麦获得偃麦草的耐盐性状(耐盐基因位于细胞核中)。下列说法正确的是( )
A.过程②需用胰蛋白酶处理愈伤组织获得原生质体
B.A、B处理分别为用大剂量的X射线、碘乙酰胺处理
C.杂种植株染色体数目小于双亲染色体数目之和即说明获得了耐盐小麦
D.该技术涉及的原理有染色体变异、细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
2.(2026·安徽合肥·模拟预测)蛋白质NRT1.1B定位细胞膜,可结合硝酸盐和ABA,且ABA亲和力更高。ABA促进NRT1.1B与抑制蛋白SPX4互作,释放转录因子NLP4入核激活ABA响应。ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B.低硝酸盐(LN)和高硝酸盐(HN)条件下施加ABA,检测响应基因数量如下:
条件
ABA激活的基因数
相对比例
LN+ABA
326
100%
HN+ABA
97
约30%
下列说法正确的是( )
A.高硝酸盐条件下ABA激活的基因数减少,说明高氮增强了植物对逆境的敏感度
B.NRT1.1B既能感知硝酸盐又能感知ABA,说明该蛋白在细胞核内调控相关基因表达
C.ABA与硝酸盐竞争结合NRT1.1B,说明两种信号存在协同作用
D.LN条件下ABA诱导更活跃,有利于植物在营养匮乏时主动调整资源以应对胁迫
3.(2026·安徽淮北·二模)人体中神经元分泌的脑啡肽(五肽)能结合特异性受体进而调控痛觉。神经元中PENK基因编码的前脑啡肽原,在粗面内质网中切除信号肽序列后形成脑啡肽原(267肽),随后脑啡肽原由囊泡运输到轴突末梢,在囊泡运输过程中会经过一系列酶切和修饰等形成脑啡肽。下列叙述错误的是( )
A.在PENK基因指导合成前脑啡肽原的过程中,核孔介导相关生物大分子自由进出细胞核
B.在前脑啡肽原转化成脑啡肽原的过程中,涉及粗面内质网内蛋白酶水解肽键等环节
C.含脑啡肽原的囊泡运输到轴突末梢,完成此过程需要高尔基体和细胞骨架的参与
D.脑啡肽分泌并作用于靶细胞调控痛觉,此过程依赖细胞膜进行细胞间的信息交流
4.(2026·安徽安庆·二模)2025年5月,我国公布了在中国空间站发现的细菌新种——天宫尼尔菌,其细胞膜上的P蛋白可特异性结合因辐射产生的自由基,因而具备高效的辐射损伤修复能力。有关天宫尼尔菌的叙述,正确的是( )
A.控制P蛋白合成的基因位于天宫尼尔菌的细胞核中
B.P蛋白的合成和运输需要内质网和高尔基体的参与
C.P蛋白易使磷脂、DNA、蛋白质等生物大分子受损
D.在天宫尼尔菌增殖过程中,DNA进行半保留复制
5.(24-25高三上·北京东城·期末)贝氏布拉藻具有叶绿体和硝基体,硝基体是双层膜结构的细胞器,具有固氮功能。科学家推测硝基体是由藻类内吞的细菌UCYN-A演化而来。下列说法不正确的是( )
A.贝氏布拉藻的遗传物质主要存在于细胞核中
B.贝氏布拉藻的叶绿体也具有双层膜结构
C.UCYN-A具有内质网等多种具膜的细胞器
D.硝基体的外膜可能来自贝氏布拉藻的细胞膜
6.(2024·重庆·模拟预测)我国科学家成功地用·iPS细胞克隆出了活体小鼠,部分流程如下图所示,其中Kdm4d为组蛋白去甲基化酶,TSA为组蛋白脱乙酰酶抑制剂。下列说法正确的是( )
A.组蛋白脱乙酰化和去甲基化有利于重构胚后续的胚胎发育过程
B.用电刺激、Ca²⁺载体等方法激活重构胚,使其完成细胞分裂和发育进程
C.③过程中诱导细胞融合体现了细胞膜的选择透过性
D.图示流程运用了重组DNA、体细胞核移植、胚胎移植等技术
7.(2026·山东·模拟预测)哺乳动物成熟红细胞膜上的磷脂酰丝氨酸(PS)是一种磷脂分子,通常分布在膜的内侧。衰老红细胞中Ca2+浓度升高会引发PS外翻至膜外侧,作为信号被吞噬细胞识别并清除。下列叙述错误的是( )
A.哺乳动物成熟红细胞无细胞核,但其凋亡仍受基因调控
B.吞噬细胞识别外翻的PS依赖于细胞膜上的特异性受体
C.衰老的红细胞会出现细胞体积变小、各种酶活性降低的特点
D.吞噬细胞识别并清除衰老红细胞的过程,体现了机体的免疫自稳功能
8.(2026·河南·模拟预测)研究人员在近海浮游生态系统中分离出三类微小生物:甲(无细胞结构,遗传物质为RNA,营寄生生活)、乙(无细胞核,含叶绿素,能独立进行光合作用)、丙(有细胞核和多种细胞器)。下列叙述正确的是( )
A.甲的RNA作为翻译模板指导合成自身蛋白质和磷脂外壳
B.乙无线粒体,可通过细胞质基质中的呼吸酶系进行能量代谢
C.丙的细胞核内含有DNA和蛋白质,二者共同构成其遗传物质
D.甲的遗传物质彻底水解可得到磷酸、脱氧核糖和含氮碱基
9.(2026·福建龙岩·二模)鹧鸪茶是海南特色药用植物,其含有的鹧鸪茶多酚(PT-1)具有多种生物活性。研究表明,细胞衰老与氧化应激相关,而PT-1被发现可能在延缓细胞衰老中发挥作用。回答下列问题:
(1)对哺乳动物而言,正常的细胞衰老有利于机体更好地实现_____。衰老细胞的细胞核会表现出_____(答出两点即可)的变化特征。
(2)为探究PT-1对细胞衰老的影响,科研人员以人角质形成细胞(HaCaT)为实验材料,用D-半乳糖诱导细胞衰老,构建衰老模型细胞,然后用不同浓度的PT-1进行处理。相关结果如图1。
①该实验中设置正常组进行对照的作用是_____。
②根据实验结果,能得出的结论是_____。
(3)当细胞内自由基积累过多时会导致细胞内的脂质等发生过氧化,造成细胞损伤。细胞内存在的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶能够清除自由基,维持细胞内的氧化还原平衡。为探究PT-1延缓细胞衰老的原因,科研人员进一步检测了HaCaT衰老细胞中相关基因的表达量,结果如下图。
①自由基会攻击细胞膜上的______,导致细胞膜的结构和功能受损。
②由实验结果推测PT-1延缓细胞衰老的原因是______,从而清除自由基,延缓细胞衰老。
10.(2026·天津河西·三模)人体具有自我防御能力,能抵御病原体的侵袭。干扰素基因刺激因子(STING)是人体免疫功能的关键参与者,细胞中STING转运到高尔基体后,可激活STING信号通路,促进免疫相关基因的表达,如图1所示。请回答下列问题。
(1)有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,体现囊泡和高尔基体的膜具有______性。到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解______直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。
(2)激活的IRF3进入细胞核,促进细胞表达干扰素,抑制多种病毒增殖,这种免疫类型为________免疫。
(3)我国科学家研究发现,有些2型糖尿病患者的胰岛B细胞中STING信号通路异常。
①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进______________。
②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可得出结论:___________。
③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。请选出3个关键步骤,并按照实验流程排序:_______(填字母)
a.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的DNA
b.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA
c.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析
d.PCR扩增,测序分析
e.确定差异表达基因,进行实验验证
真题实战 限时:18~20分钟
1.(2026•全国卷高考真题)下列关于细胞膜流动镶嵌模型与功能的叙述,正确的是( )
A. 磷脂双分子层静止不动,只有膜蛋白可以侧向移动
B. 动物细胞膜独有的脂质是胆固醇,可调节膜的流动性
C. 糖蛋白均匀分布在细胞膜内外两侧,负责细胞识别
D. 细胞膜能允许所有小分子自由通过,体现选择透过性
2.(2026•新高考卷高考真题)细胞膜上蛋白质种类与功能复杂,相关说法错误的是( )
A. 功能越复杂的细胞膜,膜蛋白的种类和数量越多
B. 通道蛋白、载体蛋白均参与物质跨膜运输
C. 膜上受体蛋白可识别激素、神经递质,完成细胞信息交流
D. 镶嵌在磷脂层中的蛋白质只能运输物质,无其他功能
3.(2026•新高考卷高考真题)细胞膜三大功能不包括下列哪一项( )
A. 将细胞与外界环境分隔开,形成相对稳定内部环境
B. 控制物质进出细胞,具有选择透过性
C. 细胞间信息交流(直接接触、信号分子、胞间连丝)
D. 催化细胞内葡萄糖氧化分解,释放能量
4.(2026•全国卷高考真题)下列关于真核细胞细胞核结构与功能的叙述,正确的是( ) A. 核膜为单层生物膜,外膜与高尔基体膜直接相连
B. 核孔是自由通道,DNA、mRNA、蛋白质均可自由进出细胞核
C. 核仁与 rRNA 合成及核糖体亚基的形成有关
D. 染色质主要由 DNA 和少量 RNA 组成,是遗传物质的唯一载体
5.(2026•全国乙卷理综高考真题)利用经典实验探究细胞核功能,下列分析错误的是( )
A. 黑白美西螈核移植实验证明:肤色遗传性状由细胞核控制
B. 蝾螈受精卵横缢实验证明:细胞核控制细胞分裂与分化
C. 变形虫切割实验:有核部分可生长、分裂,去核部分短期存活后死亡
D. 伞藻嫁接实验可直接证明:伞帽形态完全由细胞核决定
6.(2025•新高考卷高考真题)细胞间信息交流存在多种形式,雌激素由卵巢分泌作用于乳腺细胞、精子与卵细胞识别融合,二者信息交流方式依次为( )
A.血液运输、突触传递
B.淋巴运输、突触传递
C.淋巴运输、胞间连丝传递
D.血液运输、细胞间直接接触
7.(2025•广东卷高考真题)罗伯特森提出“蛋白质 — 脂质 — 蛋白质”静态三层细胞膜模型,下列不属于该模型建立依据的是()
A.化学检测证明细胞膜含磷脂、胆固醇
B.膜表面张力实验推测膜内存在蛋白质
C.电镜观察到细胞膜暗 — 亮 — 暗三层条带
D.人鼠细胞融合荧光实验证明膜具有流动性
8.(2024•全国卷高考真题)下列与真核生物细胞核有关的叙述,错误的是( )
A.细胞中的染色质存在于细胞核中
B.细胞核是遗传信息转录和翻译的场所
C.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
D.细胞核内遗传物质的合成需要消耗能量
9.(2026•陕晋青宁卷高考真题)细胞间信息交流是细胞膜重要功能,分三种模式,请回答:
(1) 精子和卵细胞识别融合,依靠细胞膜____直接接触完成信息交流;癌细胞易扩散转移,原因是________。
(2) 内分泌细胞分泌胰岛素,经血液运输作用于靶细胞,靶细胞膜上识别胰岛素的结构是____,该结构化学本质为____。
(3) 高等植物细胞之间通过____完成物质与信号交换,动物细胞无该结构。
10.(2026•新高考卷高考真题)细胞核是遗传信息库、细胞代谢和遗传的控制中心,结合结构与实验作答。
(1) 染色质和染色体的物质组成完全相同,二者只是________不同时期的两种形态;间期以细丝状染色质存在,优势是________。
(2) 核孔不能让 DNA 运出细胞核,mRNA、RNA 聚合酶可双向转运,体现核孔具有________;核孔数量与细胞代谢强度关系:代谢越旺盛,核孔数量越____。
(3) 变形虫去核后代谢显著减弱,重新植入细胞核可恢复生命活动,该实验直接证明:________。
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第05讲 细胞膜和细胞核(培优讲义)
答案版
实战・思维应用
突破演练 限时:20分钟
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
D
A
C
D
B
D
B
A
D
A
B
C
能力进阶 限时:15分钟
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
D
A
D
C
B
C
B
9.(1)自我更新 体积增大,核膜内折(或染色质收缩、染色加深)
(2)提供正常细胞的存活率;与模型组和PT-1处理组的存活率作比较(或:判断衰老模型是否诱导成功;作为PT-1处理组效果的衡量指标) PT-1能显著提高HaCaT衰老细胞的存活率,从而延缓细胞衰老,且400μg・mL-1的PT-1效果最佳
(3)磷脂分子和蛋白质分子 提高衰老细胞中的SOD和CAT表达量
10.(1)一定的流动 ATP (2)非特异性 (3)促进血糖进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪细胞和肝细胞转变为甘油三酯、氨基酸等 STING基因缺失不影响胰岛素基因的转录,但影响胰岛B细胞对高糖的敏感性,进而影响胰岛素的分泌 bce
真题实战 限时:18~20分钟
题号
1
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3
4
5
6
7
8
答案
B
D
D
C
D
D
D
B
9. (1) 糖蛋白;细胞膜表面糖蛋白减少,细胞间黏着性降低,易分散转移 (2) 受体;糖蛋白(蛋白质) (3) 胞间连丝
10.(1) 细胞分裂;DNA 松散伸展,便于 DNA 复制和转录,利于遗传信息表达
(2) 选择透过性;多
(3) 细胞核控制细胞的分裂、生长、应激等全部生命活动,是细胞代谢和遗传的控制中心
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