第2单元 第5讲 细胞膜与细胞核(Word学生用书)-【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习

该高中生物学高考复习学案系统覆盖细胞膜与细胞核核心考点，按课标要求构建“结构-功能-实验探究”知识体系，通过填空表格、实验史梳理、模型分析等问题设计，引导学生自主梳理细胞膜成分结构、功能特性及细胞核结构功能，形成细胞结构与功能观的整体认知。 亮点在于诊断性自测与探究式学习结合，如命题角度设置正误判断及实验分析题，深挖教材设计“染色排除法原理”等拓展问题，培养科学思维与探究实践素养。每个考点配经典真题演练，帮助学生自主诊断薄弱点，教师可依学情精准指导，提升备考实效。

第5讲　细胞膜与细胞核 课标 要求 1.概述细胞都由质膜包裹,质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 考点一　细胞膜的结构和功能(固本·识记类) 1.细胞膜的功能及功能特性 (1)功能 (2)功能特性:具有　　　　　　　。   表现 水分子、被选择的　　　　　　　　可以通过,大分子、不被选择的离子和小分子不能通过  原因 遗传性→结构基础:转运蛋白种类、数量或转运蛋白空间结构的变化→选择性 实例 植物对离子的选择性吸收、神经细胞对K+的吸收和Na+的排出等 影响 因素 ①内因:膜上蛋白质的　　　　　　　不同  ②外因:温度、pH、O2浓度等 2.细胞膜成分和结构的探索历程 (1)细胞膜成分和结构的探索历程 时间 科学家或实验 结论 1895 年 欧文顿发现脂溶性物质更容易通过细胞膜 膜的主要成分中有　　　  20世 纪初 将膜分离提纯,并进行化学分析 组成细胞膜的脂质有　　　　　　　　　,其中　　　含量最多  1925 年 戈特和格伦德尔发现红细胞膜中脂质铺成单分子层后的面积是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的　　　  1935 年 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 细胞膜除含有脂质分子外,可能还附有　　　  1959 年 罗伯特森发现电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构 所有的细胞膜都由　　　　　　　　　　三层结构构成  1970 年 　　　　的小鼠细胞和人细胞融合实验  细胞膜具有　　  1972 年 辛格和尼科尔森不断观察和分析实验数据 提出生物膜的　　　　　　模型  (2)人—鼠细胞融合的实验 1 人—鼠细胞的两种荧光最终均匀分布的原因是　　　　 　　　　　　　　　 　　。  ②在人—鼠细胞融合的实验中,将温度维持在0 ℃,与37 ℃相比,实验现象的变化是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③该实验以及相关的其他实验证据表明,细胞膜具有　　　　性。  3.细胞膜的成分 [提醒](1)不同种类的细胞,细胞膜的成分及含量不完全相同,如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)细胞膜的组分并不是不可变的,如细胞癌变过程中,细胞膜的组分发生变化,糖蛋白含量下降。 4.细胞膜的结构 (1)结构模型——流动镶嵌模型 (2)细胞膜的结构特点:　　　　　　　。  原因 构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动、膜中的蛋白质分子大多也是可以运动的 生理 意义 对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能具有重要意义 实例 变形虫变形;细胞融合;分泌蛋白的分泌 影响 因素 主要受温度影响,在适当的温度范围内,随外界温度升高,膜的流动性增强,但温度超出一定范围,会导致膜的结构被破坏 5.植物细胞的细胞壁(不是植物细胞“系统的边界”) 深挖教材·拓思维 1.鉴别死细胞和活细胞通常用“染色排除法”,如台盼蓝可将死细胞染色,而活细胞不着色。“染色排除法”的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。  2.磷脂双分子层能作为屏障的原因是 　 　 。  3.既然细胞膜的膜内部分是疏水的,水分子还能跨膜运输的原因是 　 　 。[必修1 P45“旁栏思考”]   命题角度一　细胞膜的组成、结构与功能 1.关于细胞膜的组成、结构与功能,下列说法错误的是　　　　。  A.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中[2022·河北卷] B.同一生物体不同细胞的细胞膜中蛋白质的种类和数量相同 C.真核细胞细胞膜上的糖类分子统称为糖被 D.内质网和核膜的外膜相连通,使细胞质和细胞核的联系更加紧密 E.蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分[2025·江苏卷] F.细胞间的信息交流都需要细胞膜上膜蛋白的协助;神经元的胞体凸起形成许多树突,有利于进行细胞间的信息交流 2.[2025·安徽合肥模拟] 细胞膜上的glycoRNA(糖基化RNA)是一种新发现的生物分子,它由一小段RNA(核糖核酸)为支架,上面连着聚糖(多糖类分子)。研究发现,glycoRNA主要富集在活细胞的细胞膜外部,推测可能具有与细胞膜上的糖蛋白和糖脂类似的功能。下列相关叙述正确的是 (　) A.细胞膜上的糖被是由糖蛋白、糖脂和glycoRNA等构成的 B.glycoRNA与细胞间的信息传递、细胞表面的识别等无关 C.细胞膜上含有磷元素的物质不仅有磷脂,还有glycoRNA D.细胞膜功能的复杂程度主要与glycoRNA的种类和数量有关 (1)4种常考的“膜蛋白”及其功能区分 (2)细胞膜的成分、结构及功能的关系 命题角度二　细胞膜的相关实验探究 3.关于细胞膜成分和结构的实验探究,下列说法正确的是　　　　。  A.欧文顿通过对细胞膜成分的提取与检验得出“细胞膜的主要组成成分中有脂质”这一结论 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,能作为细胞膜上有蛋白质的实验证据 C.可用酵母菌替代人类成熟红细胞作为提取细胞膜成分的实验材料 D.戈特等人通过计算红细胞脂质单分子层面积推断细胞膜磷脂分子为两层 E.人—鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有选择透过性 F.在荧光标记的人—鼠细胞融合实验过程中,若降低实验温度,两种荧光均匀分布的时间会增加 G.流动镶嵌模型指出,细胞膜上所有的蛋白质分子都可以运动 4.[2025·山东滨州一模] 研究发现,水分子进出细胞的速度比单纯通过细胞膜磷脂双分子层支架的速度快得多,所以推测细胞膜上有协助水分子通过的蛋白质分子,即水通道蛋白。为了探究提取出的膜蛋白X是否为水通道蛋白,科研人员利用细胞膜上没有水通道蛋白与膜蛋白X的非洲爪蟾的卵母细胞(细胞a)做了相关实验,其中实验组处理为细胞a中注入控制膜蛋白X合成的有活性的mRNA。下列说法正确的是 (　) A.转运蛋白的空间结构变化也是细胞膜具有选择透过性的结构基础 B.在该对照实验中自变量的控制采用了“减法原理” C.肾小球的滤过作用与水通道蛋白的结构和功能无直接关系 D.实验组中细胞a吸水速率更高充分证明膜蛋白X是水通道蛋白 考点二　细胞核的结构和功能(固本·识记类) 1.细胞核功能的探究 (1)黑、白美西螈核移植实验 ①实验过程 ②实验结论:美西螈皮肤颜色的遗传受__________________________控制。 (2)蝾螈受精卵横缢实验 ①实验过程 ②实验结论:蝾螈细胞的　　　　　　　受细胞核控制。  (3)变形虫切割实验 ①实验过程 ②实验结论:变形虫的生长、分裂、摄食、对刺激的反应等生命活动受　　　　　控制。  (4)伞藻嫁接与核移植实验 ①伞藻嫁接实验过程 ②伞藻核移植实验过程 ③实验结论:伞藻“帽”的形状是由　　　　　控制的。  ▶实验分析 (1)黑白美西螈的核移植实验中,从实验设计的原则上分析,该实验的设计并不严密,请指出不严密之处并完善。       (2)从自变量和对照组的角度分析,实验(2)和(3)的相似操作步骤是什么?     (3)伞藻的嫁接和核移植实验中,哪个实验更具有说服力,为什么?     2.细胞核的结构和功能 (1)结构 (2)功能:细胞核是　　　　　　　,是细胞代谢和遗传的　　　　　　。  [提醒]细胞核是细胞代谢的控制中心,不是细胞代谢的中心,细胞代谢的主要场所是细胞质基质。 3.细胞在生命系统中的地位 (1)结构特点:①细胞作为基本的　　　　　　 ,其结构复杂而精巧;②各组分之间分工合作成为一个统一的整体。  (2)地位:细胞既是生物体结构的基本单位,也是生物体　　　　　　的基本单位。  深挖教材·拓思维 染色质和染色体是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态,这两种状态对于细胞生命活动的意义为 　 　。  命题角度一　细胞核功能的实验探究 1.关于细胞核功能的实验探究,下列说法错误的是　　　　。  A.蝾螈受精卵横缢实验说明细胞核控制着细胞的代谢和遗传,其主要原因是细胞核中的DNA储存着遗传信息 B.变形虫实验结果可以说明变形虫的生命活动离不开完整的细胞 C.变形虫无核部分因失去细胞核,无法进行核质间的物质交换 D.变形虫实验中有核部分含有核DNA,能够控制有核部分的结构修复 E.伞藻的嫁接实验结果说明细胞核是决定伞帽形态的唯一结构 F.伞藻核移植实验的操作可以有效避免假根中细胞质对实验结果的影响 G.伞藻核移植实验的自变量是细胞核的来源,因变量是新长出的伞帽的形状 2.[2025·河北张家口二模] 为研究细胞核与细胞质之间的物质交流,科学家利用甲、乙、丙三组变形虫做了图示实验,将甲组被32P标记的细胞核移植到乙、丙两组变形虫的细胞内,适宜条件下培养一段时间后检测乙、丙两组的放射性,结果如图所示。下列有关叙述正确的是 (　) A.甲组被32P标记的物质可能为DNA B.乙组变形虫去除细胞核后可以存活很长一段时间 C.乙组实验说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质 D.丙组实验说明细胞质中被标记的物质可以进入细胞核 命题角度二　细胞核的结构和功能 3.关于细胞核的结构和功能,下列说法正确的是　　　　。  A.病毒和原核细胞都有细胞膜,无细胞核[2022·海南卷] B.核膜是双层膜结构,其基本骨架是磷脂双分子层 C.核孔只能让蛋白质、DNA和RNA等大分子物质通过,且需要消耗能量 D.所有细胞生物核糖体的形成都与核仁有关 E.若核仁被破坏,则该细胞中蛋白质的合成将不能正常进行 F.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关[2022·浙江6月选考] G.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体[2022·浙江6月选考] H.在真核细胞中,细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出 4.[2025·辽宁大连二模] 核孔复合体(NPC)是锚定于核膜上的大型复合物,由多种蛋白质组成,是实现真核生物细胞核和细胞质物质运输的双向通道。下列关于细胞核的叙述错误的是 (　) A.细胞核中含染色质,是细胞代谢和遗传的主要场所 B.NPC既能介导蛋白质的入核运输,又能介导RNA的出核运输 C.NPC数量会随细胞种类及细胞代谢状况不同而发生改变 D.蛙成熟红细胞存在核孔复合体 对细胞核认识的四个误区 (1)并不是所有物质都能通过核孔进出细胞核。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。核仁参与rRNA的合成以及核糖体的形成,细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。 (3)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的。核孔的数量、核仁的大小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,核孔较多,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。 经典真题·明考向 1.[2025·广东卷] 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 2.[2024·湖南卷] 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 3.[山东卷] 某种干细胞中,进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白,诱导这些蛋白发生自噬性降解,影响异染色质上的基因的表达,促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是 (　) A.细胞核中的APOE可改变细胞核的形态 B.敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老 C.异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解 D.异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5讲　细胞膜与细胞核 考点一 ● 必备知识 1.(1)①将细胞与外界环境分隔开　②控制物质进出细胞　③信息交流　④激素　⑤胞间连丝　⑥精卵结合　(2)选择透过性　离子和小分子　种类和数量 2.(1)脂质　磷脂和胆固醇　磷脂　两层　蛋白质　蛋白质—脂质—蛋白质　荧光标记　流动性　流动镶嵌　(2)①细胞膜具有流动性　②40 min后两种荧光不能均匀分布(或者两种荧光需要更长的时间才能均匀分布)　温度降低影响了蛋白质运动的速度　③流动 3.磷脂　种类和数量 4.(1)外　表面的识别　细胞间的信息传递 ①镶　②嵌入　③贯穿于　(2)具有流动性 5.纤维素　支持与保护 【深挖教材】 1.活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞,具有选择透过性 2.其内部是疏水的,水溶性分子或离子不能自由通过 3.一是水分子极小,可以通过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,水分子可以通过水通道蛋白跨膜运输 ● 典型例题 1.ABF　[解析] 膜蛋白在磷脂双分子层中的分布是不对称、不均匀的,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,A错误;同一生物体不同细胞的细胞膜中蛋白质的种类和数量可能不同,B错误;细胞间的信息交流方式有多种,例如高等植物细胞之间通过胞间连丝进行交流,这种方式不需要细胞膜上膜蛋白的协助,所以细胞间的信息交流不都需要细胞膜上膜蛋白的协助,F错误。 2.C　[解析] 细胞膜上的糖被是指细胞膜表面的糖类分子,A错误。题干指出glycoRNA可能具有与细胞膜上的糖蛋白和糖脂类似的功能,而糖蛋白和糖脂的核心功能包括细胞间的信息传递、细胞表面的识别等,由此推测,glycoRNA应与这些功能相关,B错误。磷脂的化学组成中含有磷元素;glycoRNA以RNA为支架,RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,也含磷元素,C正确。细胞膜功能复杂程度主要与膜蛋白的种类和数量有关,而非glycoRNA,D错误。 3.BDF　[解析] 欧文顿通过大量细胞膜对不同物质的通透性实验,推测出“细胞膜的主要组成成分中有脂质”这一结论,A错误;人类成熟红细胞没有细胞器膜和核膜,而酵母菌含有细胞膜、细胞器膜和核膜等多种生物膜,不能用酵母菌替代人类成熟红细胞作为实验材料,C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,E错误;细胞膜上的蛋白质分子大多是可以运动的,但并不是所有的蛋白质分子都可以运动,G错误。 4.A　[解析] 生物膜上的转运蛋白可以分为载体蛋白和通道蛋白两类。载体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过,而且每次转运时都会发生自身构象的改变,通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过,所以细胞膜上转运蛋白的种类和数量或转运蛋白空间结构的变化,对许多物质的跨膜运输起着决定性的作用,这是细胞膜具有选择透过性的结构基础,A正确。实验组处理为细胞a中注入控制膜蛋白X合成的有活性的mRNA,因此在该对照实验中自变量的控制采用了“加法原理”,B错误。肾小球对水的滤过作用与细胞膜上的水通道蛋白密切相关,C错误。实验组细胞a吸水速度加快并不能充分证明加入的mRNA转录出的蛋白是水通道蛋白,也许为调控蛋白,通过影响膜的流动性而影响细胞的吸水速率,所以通过上述实验还不足以证明膜蛋白X是水通道蛋白,D错误。 考点二 ● 必备知识 1.(1)①黑　②细胞核 (2)①停止分裂　分裂　正常 ②分裂、分化 (3)①不能生长、分裂、摄食,对刺激无反应　②细胞核 (4)②菊花　③细胞核 【实验分析】 (1)缺少对照组,可将白色美西螈胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螈的去核卵细胞中,形成重组细胞进行培养,作为对照。 (2)两个实验都以细胞核的有无为自变量,且设置了相互对照和自身前后对照。 (3)核移植实验更有说服力。伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的影响,是对伞藻嫁接实验的补充,可进一步验证细胞核的功能。 2.(1)双　碱　DNA　蛋白质　DNA　同一物质在细胞不同时期的两种存在状态　某种RNA　核糖体　核孔 (2)遗传信息库　控制中心 3.(1)生命系统　(2)代谢和遗传 【深挖教材】 染色体呈高度螺旋状态,这种状态有利于在细胞分裂过程中移动并分配到子细胞中去,而染色质为细丝状,有利于DNA完成复制、转录等生命活动 ● 典型例题 1.E　[解析] 伞藻的嫁接实验结果说明伞帽形态由假根决定,不能说明伞帽形态由细胞核决定,E错误。 2.C　[解析] 若被32P标记的物质是DNA,DNA不能通过核孔从细胞核进入细胞质,无法达成图示结果,A 错误;细胞核与细胞质相互依存、不可分割,细胞核控制着细胞的代谢和遗传,因此,乙组变形虫去除细胞核后存活时间很短,B错误;据题图可知,将被32P标记的细胞核移植到乙组变形虫的细胞内,最终乙组变形虫细胞核、细胞质均有放射性,说明细胞核中被标记的物质可以进入细胞质,C正确;最终丙组变形虫原有细胞核没有放射性,说明细胞质中被标记的物质不能进入细胞核,D错误。 3.BE　[解析] 病毒不具有细胞结构,无细胞膜和细胞核,原核细胞有细胞膜,无由核膜包被的细胞核,A错误;核孔是大分子物质通道,但某些小分子也能通过,而且DNA作为遗传物质,不能通过核孔进入细胞质,C错误;原核细胞中核糖体的形成与核仁无关,D错误;核仁是细胞核中呈球形或椭球形的结构,主要与rRNA的合成有关,F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,G错误;细胞质中的线粒体和叶绿体也可以合成RNA,H错误。 4.A　[解析] 细胞核中含有染色质,是细胞遗传和代谢的控制中心,不是细胞代谢的主要场所,A错误。蛋白质在细胞质中合成,有些需要进入细胞核发挥作用,RNA 在细胞核中合成后需要运输到细胞质中,NPC 能够介导这些生物大分子的运输,B正确。细胞种类不同,其功能不同,代谢旺盛的细胞需要更多的物质交换和信息传递,NPC 数量会相应增加;细胞代谢状况改变时,如从静止状态到活跃状态,NPC 数量也会发生改变,C正确。蛙不是哺乳动物,其成熟的红细胞中有细胞核,故存在核孔复合体,D正确。 经典真题·明考向 1.D　[解析] 化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇,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,据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质,属于该模型提出的基础,B不符合题意;1959年,罗伯特森根据在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,提出所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,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,证明细胞膜具有流动性,不属于该模型提出的基础,D符合题意。 2.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,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项正确;磷脂是构成细胞膜的重要成分,D项正确。 3.C　[解析] 由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知,APOE可改变细胞核的形态,A正确;蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老,所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老,B正确;干细胞中异染色质蛋白自噬性降解是在溶酶体的参与下完成的,即在细胞质中发生自噬性降解,而非在细胞核内,C错误;异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸,可被再利用,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $