第2单元 第4讲 细胞膜与细胞核（Word教参）-【精讲精练】2027年高考生物一轮复习（A版）

该高中生物学高考复习讲义围绕细胞膜与细胞核核心考点，依据课标要求从结构与功能视角系统梳理细胞膜成分探索、流动镶嵌模型、信息交流功能及细胞核结构、功能探究实验等内容，通过考点梳理、教材隐性知识挖掘、真题考向分析等环节，帮助学生构建知识网络，突破易混点。 资料突出科学思维与探究实践素养培养，如结合荧光漂白恢复技术实验分析细胞膜流动性，通过伞藻核移植实验强化细胞核功能理解，设置判断正误、分层拓展题及高考真题精讲，助力学生在有限时间内提升解题能力，为教师精准把控复习节奏提供有效指导。

第4讲　细胞膜与细胞核 [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。 [对应学生用书P24] 考点一　细胞膜的结构和功能 1．细胞膜的功能 2．细胞膜的成分 (1)细胞膜成分的探索 [教材隐性知识](必修1 P42) 磷脂是一种由__甘油、脂肪酸、磷酸__等组成的分子，磷酸“头部”是__亲水的__，两个脂肪酸一端为__疏水的“尾”部__。 (2)细胞膜成分的组成 3．细胞膜的结构 (1)对细胞膜结构的探索(连线) (2)流动镶嵌模型 (3)结构特点 [教材隐性知识](必修1 P45“旁栏思考”) 虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子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，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜__。 4．植物细胞的细胞壁 [特别提醒] 不同生物细胞壁的主要成分不同，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，细菌细胞壁的主要成分有肽聚糖、磷酸、脂质和蛋白质，真菌细胞壁的主要成分是多糖(几丁质)，还有少量的蛋白质和脂质。 判断正误 (1)(2024·安徽卷)变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程不需要质膜上的蛋白质参与。(×) 提示：需要膜蛋白的参与。 (2)(2023·浙江6月选考)囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性。(×) 提示：依赖于膜的流动性。 (3)(2022·河北卷)细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中。(×) 提示：膜蛋白在磷脂双分子层中的分布是不对称、不均匀的。 (4)(2021·福建卷)细胞膜的成分都有脂质和蛋白质。(√) 1．(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，其原理是什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示：活细胞的细胞膜有控制物质进出细胞的功能，台盼蓝是细胞不需要的物质，不能进入细胞，活细胞不被染色，而死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能，台盼蓝可进入细胞内，使其被染色。 2．(必修1 P46“拓展应用2”改编)如图是由磷脂分子构成的脂质体，它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。 (1)为什么两类药物的包裹位置各不相同？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示：(1)由双层磷脂分子构成的脂质体，两层磷脂分子之间的部分是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境，水溶性药物结晶可稳定地被包裹在其中。 (2)由于脂质体是由磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。 细胞膜的结构和功能 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。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，如图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。如图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： 图1 (1)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的__________。 (2)图1中体现出细胞膜有哪些功能？ (3)图2中能表示肝脏细胞接受胰岛素方式的是____________(填字母)。 (4)下列有关细胞膜信息传递的说法，错误的是____________(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；④细胞膜上的受体是细胞间进行信息交流的必需结构。 (5)若用酶解法证明人体成熟红细胞膜中含有蛋白质和磷脂，请写出实验思路。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (6)若要证明细胞膜中的磷脂分子为双层，下列材料中：胰岛B细胞、肝细胞和哺乳动物成熟红细胞，应选择________________细胞作为实验材料。选材原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 实验思路：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 测得单分子层的面积，并与红细胞膜面积的大小进行比较。 提示：(1)流动性 (2)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)A (4)①②③④ (5)取人体成熟红细胞均分为三组，分别置于等量磷脂酶溶液、蛋白酶溶液和生理盐水中，观察细胞膜是否被破坏。 (6)哺乳动物成熟红　胰岛B细胞和肝细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，各膜中都含有磷脂分子　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 考向一　细胞膜成分、结构的探索 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 解析　化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇，该结论在罗伯特森用电镜观察之前，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，据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质，该结论在罗伯特森用电镜观察之前，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，证明细胞膜具有流动性，该结论在罗伯特森用电镜观察之后，不属于该模型提出的基础，D符合题意。 答案　D ●考教衔接 (1)(必修1P42)罗伯特森膜模型的提出依据。 “科学家对细胞膜化学成分的分析表明，膜的主要成分是__脂质和蛋白质__。” “1959年，罗伯特森(J.D.Robertson)在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，并由此提出所有的生物膜都是由__蛋白质—脂质—蛋白质__三层结构构成的__静态__统一模型。” (2)(必修1P43)流动性证据(D选项)属于流动镶嵌模型 “1972年，辛格(S.J.Singer)和尼科尔森(G.Nicolson)提出了流动镶嵌模型。他们通过实验证明，细胞膜上的__蛋白质__是可以运动的，这表明细胞膜具有__流动性__。” 2．荧光漂白恢复技术在细胞生物学中有着非常重要的应用，包括三个步骤：将绿色荧光蛋白共价结合在膜蛋白上，细胞膜呈现一定强度的绿色；激光照射淬灭(漂白)膜上部分区域绿色荧光，被照射部分荧光蛋白将不会再发出荧光；检测淬灭部位激光照射前后荧光强度的变化情况。实验过程如图甲，结果如图乙。下列说法不正确的是(　　) 　 甲　　　　　　　　　乙 A．细胞膜上的蛋白能结合被绿色荧光标记的蛋白 B．实验结果说明细胞膜具有一定的流动性 C．应用该技术可以测定膜上单个蛋白质的流动速率 D．适当降低实验温度，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间可能将延长 解析　将绿色荧光蛋白共价结合在膜蛋白上，细胞膜呈现一定强度的绿色，由此可知，细胞膜上的蛋白能结合被绿色荧光标记的蛋白，A正确；淬灭部位荧光能够再现，正是由于细胞膜具有流动性，才使得其他部位有荧光的蛋白质移动到淬灭部位，故实验结果说明细胞膜具有一定的流动性，B正确；应用该技术不能测定膜上单个蛋白质的流动速率，C错误；适当降低实验温度，膜的流动速度减慢，漂白区域荧光强度恢复到F2的时间将延长，D正确。 答案　C 考向二　细胞膜的结构与功能 3．(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 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。 答案　A 五种常考的膜蛋白及其功能 考点二　细胞核的结构和功能 1．细胞核的分布：除了高等植物__成熟的筛管__细胞和哺乳动物__成熟的红细胞__等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。 2．细胞核的功能探究 (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 ①伞藻嫁接实验过程：相互对照。 ②伞藻核移植实验过程：自身对照。 ③实验结论：伞藻“帽”的形状是由__细胞核__控制的。 3．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。 [特别提醒] 细胞代谢的主要场所是细胞质，细胞核是细胞代谢的控制中心。 4．细胞核的结构 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离子和水分子等小分子物质能以被动运输方式通过核孔复合体；②大分子物质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，而且核也对大分子物质的进出具有选择性。 (3)双向性：既介导蛋白质等的入核运输，又介导RNA等的出核运输。 5．细胞在生命系统中的地位 6．建构模型 判断正误 (1)(2023·山东卷)原核细胞无核仁，不能合成rRNA。(×) 提示：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。 (2)(2023·湖南卷)核仁含有DNA、RNA和蛋白质等组分，与核糖体的形成有关。(√) (3)(2021·河北卷)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。 (4)(2021·河北卷)细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出。(×) 提示：线粒体和叶绿体中也有DNA，可以转录合成RNA。 (5)(2019·全国Ⅲ卷)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所。(×) 提示：翻译的场所是核糖体。 (1)(必修1 P54～55“思考·讨论”拓展)大量实验证明，凡是无核的细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物成熟的红细胞；人工去掉细胞核的细胞，一般不能存活太久，如变形虫去掉细胞核后，新陈代谢减弱，运动停止，当重新移入核后，又能够恢复生命活动。这些实验说明了________________________________________________________。 (2)(必修1 P56“图3-10”拓展)真核细胞的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因是什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示：(1)细胞核控制着细胞的代谢和遗传 (2)核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体的合成将不能正常进行。 考向一　细胞核的结构和功能 1．植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中 B．核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似 C．③的主要成分是多糖，也含有多种蛋白质 D．植物细胞必须具备①②和③才能存活 解析　①表示染色质，主要是由DNA和蛋白质组成的，植物细胞是真核细胞，①只存在于细胞核中，A正确；②表示细胞膜，主要由磷脂双分子层构成，核膜及各种细胞器膜都是以磷脂双分子层为基本支架的，所以核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似，B正确；③表示细胞壁，其主要成分为纤维素，也含有多种蛋白质，C正确；有些植物细胞没有细胞核，也不具有①，如成熟的筛管细胞，所以植物细胞不是必须具备①②和③才能存活，D错误。 答案　D 2．(2025·安徽黄山一模)核糖体是“生产蛋白质的机器”，由核糖体大、小亚基组装构成。如图是真核细胞中核糖体的大、小亚基形成过程。下列叙述错误的是(　　) A．DNA不能通过核孔进出细胞核 B．核孔是核质之间物质交换和信息交流通道，核糖体蛋白和大、小亚基分别经核孔进出细胞核 C．原核细胞没有核仁，可推测核仁是在漫长进化中出现的高效装配核糖体亚基的细胞结构 D．真核细胞合成分泌蛋白时，直接在粗面内质网上合成 解析　核孔是大分子物质进出细胞核的通道，DNA主要在细胞核中，不能通过核孔进出细胞核，A正确；核孔是核质之间物质交换和信息交流通道，主要是大分子物质进出细胞核的通道，核糖体蛋白和大、小亚基分别经核孔进出细胞核，B正确；原核细胞没有核仁，核仁在真核细胞中与核糖体的形成有关，可推测核仁是在漫长进化中出现的高效装配核糖体亚基的细胞结构，C正确；核糖体是蛋白质的合成车间，真核细胞合成分泌蛋白时，首先在游离核糖体合成一段肽链后，再转移到内质网上继续合成，此后还需经高尔基体加工才能成熟，D错误。 答案　D 考向二　细胞核功能的探究实验 3．(2025·黑龙江哈尔滨二模)为探究伞藻的伞帽形状是否是由假根中的细胞核决定的，科学家利用菊花形帽伞藻和伞形帽伞藻分别进行了嫁接实验和核移植实验。下列有关实验操作与结果的叙述，错误的是(　　) A．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 B．核移植实验中，若细胞核去除后过长时间未接入新核，可能会导致伞藻死亡 C．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 D．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 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，A错误；细胞核控制细胞代谢，移除后长时间未接入新核会导致伞藻死亡，B正确；核移植实验通过彻底移除原有细胞核并替换为新核，能有效减少假根中残留细胞质的干扰，C正确；伞藻核移植实验是为了研究细胞核对细胞的遗传和代谢过程的控制作用，实验的自变量是核移植时细胞核的来源，因变量是核移植后新长出的伞帽的形状，D正确。 答案　A 4．将变形虫切割为有核和无核两部分，在培养液中培养一段时间后观察，有核部分恢复了原来的完整结构，并且还能增殖，而无核部分则退化消失。下列叙述错误的是(　　) A．该实验结果能够说明细胞核是细胞代谢和遗传的中心 B．该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．变形虫有核部分含有核DNA，能够控制有核部分的结构修复 解析　变形虫有核部分恢复了原来的完整结构，并且还能增殖，说明细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，A错误；有核部分恢复了原来的完整结构，并且还能增殖，而无核部分退化消失，不能恢复到原来的完整结构，更不能增殖，能够说明变形虫的生命活动离不开完整的细胞，B正确；细胞核的核膜上有核孔，核孔与核质间的物质交换和信息交流有关，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和信息交流，C正确；变形虫有核部分含有遗传物质核DNA，一段时间恢复了原来的完整结构，而无核部分退化消失，说明核DNA能够控制有核部分的结构修复，D正确。 答案　A [对应学生用书P30] 1．(2024·贵州卷)研究结果的合理推测或推论，可促进科学实验的进一步探究。下列对研究结果的推测或推论正确的是(　　) 序号 研究结果 推测或推论 ① 水分子通过细胞膜的速率高于人工膜 细胞膜存在特殊的水分子通道 ② 人成熟红细胞脂质单分子层面积为表面积的2倍 细胞膜的磷脂分子为两层 ③ 注射加热致死的S型肺炎链球菌，小鼠不死亡 S型肺炎链球菌的DNA被破坏 ④ DNA双螺旋结构 半保留复制 ⑤ 单侧光照射，胚芽鞘向光弯曲生长 胚芽鞘尖端产生生长素 A．①②④　　　　　　 B．②③⑤ C．①④⑤ D．②③④ 解析　①由于水可以通过水通道蛋白进入细胞，且速率更快，而人工膜缺少水分子通道蛋白，所以水分子通过细胞膜的速率高于人工膜，①正确；②人成熟红细胞中无具膜细胞器和细胞核，故可由其脂质单分子层面积为表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子为两层，②正确；③如果只是注射加热致死的S型肺炎链球菌，由于缺少R型细菌，所以小鼠不会死亡，不能得出S型肺炎链球菌的DNA被破坏的结论，③错误；④沃森和克里克根据DNA的双螺旋结构提出了遗传物质自我复制假说，这种复制方式称作半保留复制，④正确；⑤单侧光照射时，胚芽鞘向光弯曲生长，只能说明胚芽鞘具有向光性，由于缺乏相应对照，无法说明胚芽鞘尖端产生生长素，⑤错误。 答案　A 2．(2024·贵州卷)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　台盼蓝由于细胞膜的选择透过性不能进入活细胞，肝、淋巴结等被染成蓝色，可能是台盼蓝进入该结构的组织液而引起的，C错误。 答案　C 3．(2024·广西卷)科研工作者以烟草悬浮细胞为材料，研究不同质量浓度的聚乙二醇(PEG)对细胞膜通透性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是(　　) 注：吸光值OD600值越小，表示细胞膜通透性越小，细胞活力越大；CK为对照。 A．高浓度PEG使细胞活力显著下降 B．随着PEG浓度增加，eATP和iATP总量持续增加 C．iATP相对水平越高，说明细胞膜的通透性越小 D．在PEG胁迫下，eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关 解析　分析题意，吸光值OD600值越小，表示细胞膜通透性越小，由图可知，高浓度PEG时，OD600值增大，即细胞膜通透性增大，细胞活力下降，A正确；据图可知，随着PEG浓度增加，iATP减小，故eATP和iATP总量并非持续增加，B错误；吸光值OD600值越小，表示细胞膜通透性越小，由图示可知，iATP相对水平越高，OD600值越小，说明细胞膜通透性越小，C正确；从图中可观察到在PEG胁迫下，eATP相对水平升高，而iATP相对水平降低，故二者呈负相关，D正确。 答案　B 4．(2023·山东卷)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 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。 答案　B 5．(2022·河北卷)关于细胞膜的叙述，错误的是(　　) A．细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流 B．细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输 C．细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中 D．细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流 解析　在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，此过程中细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流，A正确；载体蛋白具有专一性，所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输，B正确；膜蛋白在磷脂双分子层的分布是不对称、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，C错误；细胞膜上多种蛋白质与糖类结合，形成糖蛋白。糖蛋白与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系，D正确。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $