内容正文:
第二单元
细胞的基本结构与物质的输入和输出
细胞的基本结构
第1讲
明确目标
1.概述细胞都由细胞膜包裹,细胞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;
3.阐明细胞内具有多个相对独立的结构,担负着物质运输、合成与分解、
能量转换和信息传递等生命活动;
4.举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致,共同执行细胞的各项生命活动。
建构知识体系
细胞膜与细胞核
第一课时
目录
主题研习(一)
主题研习(二)
细胞膜的组成、结构和功能
作业验收评价
细胞核的结构和功能
主题研习(一)细胞膜的组成、结构和功能
厚基础
(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:保障了细胞内部环境的相对稳定。
(2)控制物质进出细胞
特点 解读
普遍性 ①细胞需要的____________可进入细胞;
②抗体、激素等物质在细胞内合成后,______到细胞外;
③细胞产生的废物被排到________
相对性 对细胞有害的物质有可能进入细胞
营养物质
分泌
细胞外
(3)进行细胞间的信息交流(据图填空)
①图A:化学物质传递(如______、神经递质);
②图B:接触传递(如____________、靶细胞与细胞毒性T细胞接触);
③图C:通道传递(如____________)。
激素
精卵结合
胞间连丝
[微点拨] 任何细胞的边界都是细胞膜;植物细胞壁有全透性,不能控制物质进出细胞,不能作为细胞的边界。
2.细胞膜的功能特性
内容 具有____________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不能通过
原因 转动蛋白的____________不同
应用 用台盼蓝染色法判断细胞死活
种类和数量
选择透过
(二)细胞膜的成分和结构
1.细胞膜成分和结构的探索历程
实例(实验) 结论(假说)
脂溶性物质更易穿过细胞膜 膜的主要成分中含_______
将膜分离提纯,并进行化学分析 组成细胞膜的脂质有______________
人的红细胞膜中脂质铺成单分子层的面积是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层
细胞的表面张力低于油—水界面的表面张力 细胞膜中可能附有________
电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构 细胞膜是由_______________________三层结构构成的
人—鼠细胞融合实验 细胞膜具有_________
辛格和尼科尔森不断观察和分析实验数据 提出细胞膜的___________模型
脂质
磷脂和胆固醇
蛋白质
蛋白质—脂质—蛋白质
流动性
流动镶嵌
2.细胞膜的组成成分
磷脂
胆固醇
糖蛋白
或糖脂
3.细胞膜的结构——流动镶嵌模型
(1)结构模型
外
表面的识别
细胞间的
信息传递
镶
嵌入
贯穿于
[微点拨] ①糖被是指与细胞膜外表面的蛋白质和脂质结合的糖类分子;②糖类和蛋白质在膜上的分布是不对称的。
(2)结构特点
内容 具有_________
表现 构成膜的_________可以侧向自由移动,大多数_________可以运动
实例 质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细胞的吞噬作用等
影响因素 温度:一定范围内,温度升高,膜流动性增加
流动性
磷脂分子
蛋白质
基础盘查
1.微点判断——落实基本生命观念
(1)(2024·湖南卷)胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性。 ( )
(2)(2023·浙江卷)囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性。 ( )
(3)(2022·河北卷)细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中。 ( )
(4)(2021·全国乙卷)鉴别细胞的死活时,台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染成蓝色。 ( )
(5)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。 ( )
√
×
×
×
×
2.发掘教材——提升科学思维能力
(1)(人教版必修1 P40“问题探讨”解读)“台盼蓝染色法”是鉴别动物细胞是否死亡的常用方法,其原理是__________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)(人教版必修1 P42“思考·讨论”延伸)将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子,其面积大于肝细胞表面积的2倍,其原因是___________
_______________________________。
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
肝细胞具有
多种具膜的细胞器及细胞核
(3)(人教版必修1 P44“图3⁃5”挖掘)细胞膜上糖类和蛋白质的分布是不对称的,请从细胞膜的功能角度分析原因:_________________________
_____________________________________________________________________________________。
糖被分布在细胞膜的外表面,细胞膜的外侧分布着一些受体蛋白以接收外界信号,这都与细胞膜进行细胞间的信息交流有关
析重难
重难点(一) 细胞膜的成分、功能及特性的探究实验
|情|境|探|究|
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。下图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。
请结合图示,思考回答下列问题:
(1)图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。
(2)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
①②③④
(3)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。
提示: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。
(4)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____________________________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。
哺乳动物成熟红细胞
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,
这些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
|认|知|生|成|
1.细胞膜成分的检测方法
细胞膜成分 检测试剂(方法) 结果 结论
脂质 脂溶剂处理 细胞膜被溶解 细胞膜中
含有脂质
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 产生紫色反应 细胞膜中
含有蛋白质
蛋白酶处理 细胞膜被破坏
糖类 斐林试剂,水浴加热 出现砖红色沉淀 细胞膜中
含有还原糖
2.细胞膜功能的验证实验
(1)控制物质进出细胞功能的验证
①染色剂进入实验
②色素透出实验
(2)识别功能的验证
3.细胞膜功能特性——选择透过性的验证
重难点(二) 细胞膜的结构及其流动性
|情|境|探|究|
1.脂筏模型被认为是对细胞膜流动镶嵌模型的重要补充:脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域,其中的胆固醇就像胶水一样,对鞘磷脂亲和力很高,并特意吸收或排除某些蛋白质(如某些跨膜蛋白质、酶等),形成一些特异蛋白聚集的区域,经研究证明部分病毒可在脂筏部位排出细胞。
(1)用电子显微镜测定细胞膜的厚度为7~8 nm,恰好是单层磷脂膜厚度的两倍,而按照“三明治”模型,加上两侧的蛋白质,膜的总厚度应当超过20 nm。根据电镜照片和膜厚度的证据,推测蛋白质在膜中的分布是________________________________________。
(2)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。
以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中
会
不均匀
2.研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,并使细胞膜发出荧光。用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”(即荧光消失),随后该漂白区域荧光逐渐恢复(图1)。通过检测该区域荧光强度随时间的变化,绘制得到荧光漂白恢复曲线(图2)。
请分析下列有关问题:
(1)漂白区域荧光强度恢复的原因是__________________________。
(2)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,说明____________________________________________________。
(3)最终恢复的荧光强度比初始强度低,分析其原因可能是___________
__________________________________________。
细胞膜具有流动性
细胞膜的流动加快,胆固醇具有抑制细胞膜流动的功能
自主下降或某些分子处于相对静止状态
荧光强度会
|认|知|生|成| 从三个角度理解细胞膜结构与功能的统一性
研考向
题点(一) 细胞膜的功能
1.(2026·大连模拟)膜蛋白是一类结构独特的蛋白质,它镶嵌于膜脂的特性使这一蛋白处于细胞与外界的交界部位,如图是细胞膜上3种膜蛋白与磷脂双分子层之间的直接相互作用模式。下列相关叙述错误的是( )
A.若蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是胰岛素的受体
B.若蛋白B具有物质运输功能,则该蛋白能选择性控制物质进出
C.若蛋白C有催化功能,则其活性的高低受温度、pH等因素的影响
D.蛋白A和蛋白B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的亲水性
√
解析:胰岛素是一种激素,需要与靶细胞表面的受体结合来传递信息,若蛋白A具有信息传递功能,则该蛋白可能是胰岛素的受体,A正确;具有物质运输功能的膜蛋白(如载体蛋白),能够选择性地控制物质进出细胞,这是细胞膜选择透过性的体现,B正确;具有催化功能的蛋白质是酶,酶的活性高低受温度、pH等因素的影响,C正确;磷脂双分子层内部是疏水区域,蛋白A和蛋白B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的疏水性,D错误。
[归纳拓展] 五种常考的膜蛋白及其功能
(1)受体蛋白:信号分子(如某些激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白——蛋白质或糖蛋白。
(2)载体蛋白:膜上用于协助物质跨膜运输的蛋白,如钠⁃钾泵。
(3)通道蛋白:如用于协助水进出细胞的水通道蛋白,与Na+内流相关的Na+通道蛋白。
(4)酶:如细胞膜上存在的ATP水解酶。
(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。
2.(2025·北京二模)胞间连丝是贯穿两个相邻植物细胞的管状结构,如图。下列关于胞间连丝的推测,错误的是 ( )
A.有助于多细胞生物形成有序的“细胞社会”
B.①②为高尔基体,连通相邻细胞的生物膜系统
C.是相邻细胞间进行信息交流的通道
D.可能成为病毒在细胞间传播的通道
√
解析:胞间连丝通过物质交换和信号传递,协调相邻细胞的生命活动,是多细胞植物细胞间协同作用的重要结构,有助于多细胞生物形成有序的“细胞社会”,A正确;①②为内质网,连通相邻细胞的生物膜系统,B错误;胞间连丝可传递RNA、蛋白质等信号分子,是植物细胞间信息交流的重要途径,C正确;某些植物病毒(如烟草花叶病毒)可通过胞间连丝在细胞间扩散,甚至通过修饰胞间连丝的孔径扩大传播效率,D正确。
题点(二) 细胞膜成分、结构的实验分析
3.(2025·广东高考)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,该结论在罗伯特森提出模型之前,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,该结论在罗伯特森提出模型之前,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,提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型,属于该模型提出的基础,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,该实验及结论的提出发生在罗伯特森提出模型之后,不属于该模型提出的基础,D符合题意。
4.(2025·晋城二模)某实验小组研究了红景天苷对高原红细胞增多症(HAPC)大鼠红细胞膜结构与功能的影响。实验中将大鼠随机分为对照组(健康大鼠)、HAPC模型组及红景天苷高、中、低剂量(200、100、50 mg·kg-1)处理组(HAPC大鼠)进行实验,如图为红景天苷对HAPC模型大鼠红细胞膜脂质流动性的影响结果。下列叙述错误的是 ( )
A.由图可知,HAPC模型大鼠的红细胞膜脂质流动性较健康大鼠明显降低
B.高剂量红景天苷可显著改善HAPC模型大鼠红细胞膜的脂质流动性
C.推测红景天苷可以通过调节红细胞膜的选择透过性,促进机体的供氧
D.推测HAPC使红细胞膜功能异常可能与膜中不同脂质成分的改变有关
√
解析:据图可知,HAPC模型大鼠的红细胞膜脂质流动性较健康大鼠明显降低,而高剂量红景天苷可显著改善HAPC模型大鼠红细胞膜的脂质流动性,A、B正确;氧气的跨膜运输方式为自由扩散,本实验研究的是红细胞膜的脂质流动性,因此,实验仅可推测红景天苷可通过调节红细胞膜的脂质流动性促进机体的供氧,无法得出与膜的选择透过性有关的结论,C错误;红细胞膜中含有磷脂、胆固醇等与细胞膜的流动性相关的脂质,HAPC使红细胞膜功能异常可能与膜中不同脂质成分的改变有关,D正确。
题点(三) 细胞膜的结构及其特点
5.(人教版必修1 P46“拓展应用T2”改编)研究人员在脂质体外包裹上聚乙二醇保护层,并镶嵌上抗体,制造出一种能定向运送药物的“隐形脂质体”。这种脂质体已在癌症治疗中得到应用。下列分析不正确的是( )
A.脂质体表面不具备可供白细胞识别的糖蛋白,能避免被白细胞识别和清除
B.脂质体膜上的抗体能特异性识别癌细胞,从而将药物定向运送到癌细胞
C.脂质体的“膜”结构与细胞膜均以磷脂双分子层作为基本支架
D.图中脂质体所运载的药物B为水溶性药物
√
解析:糖蛋白与细胞的识别有关,“隐形脂质体”不具备可供白细胞识别的糖蛋白,能避免被白细胞识别和清除,A正确;脂质体膜上镶嵌的抗体能够特异性识别癌细胞,将药物定向运送到癌细胞,从而杀死癌细胞,B正确;据题图可知,脂质体的“膜”结构与细胞膜均以磷脂双分子层作为基本支架,C正确;磷脂分子的头部具有亲水性,尾部具有疏水性,药物B接近磷脂分子的尾部,为脂溶性药物,D错误。
6.(2026·兰州一模)膜小窝是真核细胞的细胞膜内陷形成的囊状结构。小窝蛋白是小窝的标志蛋白,具有信息传递等功能。小窝蛋白主要位于细胞膜的内侧,并不直接暴露在细胞膜的外侧,相关结构如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.小窝蛋白结构异常会影响膜小窝的形成
B.小窝蛋白需与跨膜受体和信号分子相互作用,才能参与传递信息
C.小窝蛋白的空间结构改变,不会影响细胞的信息传递功能
D.小窝蛋白的中间区段应该主要由疏水性的氨基酸残基组成
√
解析:小窝蛋白是小窝的标志蛋白,对于膜小窝的形成有重要作用,其结构异常可能无法正常参与膜内陷等过程,进而影响膜小窝的形成,A正确;从信息传递的一般过程来看,小窝蛋白要参与信息传递,通常需与跨膜受体结合,受体再和细胞外的信号分子相互作用,将信号传递到细胞内,B正确;蛋白质的空间结构一旦改变,其功能往往会受到影响,小窝蛋白与细胞信息传递相关,所以其空间结构改变可能影响细胞的信息传递功能,C错误;小窝蛋白的中间区段位于磷脂双分子层内部,所以小窝蛋白的中间区段主要由疏水性的氨基酸残基组成,D正确。
主题研习(二) 细胞核的结构和功能
厚基础
(一)细胞核的功能及功能探究
1.功能:细胞核是_____________,是________________的控制中心。
2.功能探究
(1)黑白美西螈核移植实验
①实验过程
②实验结论:________________________________。证明细胞核是遗传的控制中心。
遗传信息库
细胞代谢和遗传
美西螈皮肤颜色遗传受细胞核控制
(2)蝾螈受精卵横缢实验
①实验过程
②实验结论:___________________________________。证明细胞核是代谢的控制中心。
蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制
(3)变形虫切割实验
①实验过程
②实验结论:_________________________________________________
__________________。证明细胞核是代谢的控制中心。
变形虫的分裂、生长、再生、对刺激的反应等生命活动受细胞核控制
(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:_________________________________。证明细胞核是遗传的控制中心。
伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的
(二)细胞核的结构与真核细胞的结构模型
1.细胞核的结构模式图
RNA
核糖体
DNA和蛋白质
核孔
(1)上述结构中___________在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。
(2)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系:________________________
___________________________________。
(3)核膜和核孔对物质的进出都具有选择性。核孔虽然可以允许大分子物质通过,但仍然具有选择性,如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。
(4)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___________上。
核膜、核仁
代谢旺盛、蛋白质合成
量大的细胞中,核孔数量多,核仁较大
染色体(质)
2.尝试制作真核细胞的三维结构模型
(1)模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。
(2)模型的形式很多,包括物理模型、概念模型、______模型等。
数学
基础盘查
1.微点判断——落实基本生命观念
(1)(2023·山东卷)原核细胞无核仁,不能合成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。 ( )
(4)(2021·河北卷)细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出。 ( )
(5)(2019·全国卷Ⅲ)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所。 ( )
×
√
×
×
×
2.发掘教材——提升科学思维能力
(1)(人教版必修1 P55“思考·讨论”延伸)①去核后的变形虫仍能生活一段时间的原因是__________________________________。
②单独的细胞核不能生存的原因是___________________________。
(2)(人教版必修1 P56正文拓展思考)①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________________________________________________
_____________________________。
②染色体与染色质是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。这两种不同的状态对于细胞的生命活动的意义是________________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
已合成的蛋白质仍可发挥作用
没有营养物质和能量供应
核仁与核糖体的形成有关,核仁被破坏,不能形成核糖体,
而抗体的合成场所是核糖体
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,而染色质处于细丝状,有利于DNA完成复制、转录等生命活动
研考向
题点(一) 细胞核的功能及实验探究
1.(2026·武汉模拟)伞藻属是海生的
单细胞藻类,可分为“帽”“柄”“足”
三部分,下图是伞藻的实验示意图,
下列叙述正确的是( )
A.两种伞藻的“帽”不同是细胞分化的结果
B.由实验可知,新长出的“帽”的形状与“足”的种类有关
C.伞藻中的核是细胞多种代谢活动的场所和进行生命活动所必需的
D.由实验可知,行使遗传物质功能的是细胞核内的染色体
√
解析:细胞分化是同一个体的细胞在发育中形成形态、结构和生理功能差异的过程,而两种伞帽属于两个不同的个体,“帽”的不同是遗传物质不同导致的,不是细胞分化的结果,A错误;将地中海伞藻的“柄”嫁接到细圆齿伞藻的“足”上,新长出的“帽”为细圆齿伞藻的,而将细圆齿伞藻的“柄”嫁接到地中海伞藻的“足”上,新长出的“帽”为地中海伞藻的,说明新长出的“帽”的形状与“足”的种类有关,B正确;伞藻中的核是细胞代谢和遗传的控制中心,而细胞多种代谢活动的场所主要是细胞质基质,C错误;伞藻的“足”中不仅有染色体,还有细胞质,据本实验无法确定行使遗传物质功能的是染色体,D错误。
2.(2026·洛阳模拟)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
√
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,无法呈现乙、丙两组结果,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不能存活很长一段时间,B错误;据图可知,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;由图可知,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。
[易错提醒] 细胞核的功能及实验探究易误点
(1)误认为伞藻嫁接和核移植实验效果相同。与伞藻“嫁接”实验相比,
“核移植”实验更有说服力,因为核移植实验可以排除假根中其他物质的作用。
(2)误认为物质进出细胞核都要通过核孔。如部分小分子物质可通过核膜进出细胞核。
(3)误认为细胞核是代谢中心。细胞核是代谢的控制中心,而不是代谢中心。
题点(二) 细胞核的结构
3.(2026·保定模拟)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心,其功能与结构相适应。如图表示某生物细胞核及其周围结构。下列相关叙述正确的是( )
A.该细胞可能是处于分裂间期的洋葱根尖分生区细胞
B.内质网膜与核膜相连,可实现细胞核与细胞质之间的物质运输
C.染色质上携带的遗传信息可直接通过核孔传递到细胞质中
D.人皮肤组织细胞中的核仁比浆细胞中的核仁数量多且更发达
√
解析:洋葱根尖分生区细胞属于高等植物细胞,没有中心体,而图中细胞有中心体,所以该细胞不可能是处于分裂间期的洋葱根尖分生区细胞,A错误;内质网膜与核膜相连,这为细胞核与细胞质之间的物质运输提供了通道,比如一些蛋白质、RNA等物质可以通过内质网与核膜的联系进行运输,B正确;染色质上携带遗传信息的是DNA,DNA不能直接通过核孔将遗传信息传递到细胞质,C错误;核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关,浆细胞需在核糖体上合成大量抗体,所以人体浆细胞中的核仁比皮肤组织细胞中的核仁数量更多且更发达,D错误。
4.[多选](2026·日照模拟)核孔复合体是由多种蛋白质构成的复杂结构,细胞质中的亲核蛋白(如染色体蛋白等)必须与NLS受体识别并结合才能通过核孔复合体进入细胞核;核内的大分子必须与NES受体识别并
结合才能通过核孔复合体进入细胞质。下列说法正确的是 ( )
A.细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流均通过核孔复合体进行
B.核孔复合体中的NLS和NES受体介导的大分子运输均需消耗能量
C.一般情况下,核孔复合体的数量与细胞代谢强度呈正相关
D.若NLS受体缺失,亲核蛋白会在细胞质内积累
√
√
√
解析:细胞核与细胞质之间的物质交换和信息交流并非完全依赖核孔复合体,例如部分小分子物质或某些脂溶性信号分子可通过自由扩散进入细胞核,A错误;核孔复合体介导的大分子运输,如亲核蛋白入核、RNA出核,需受体识别并消耗能量,B正确;一般情况下,代谢活跃的细胞(如分泌蛋白合成旺盛的细胞)核孔复合体数量多,以满足频繁的物质运输需求,C正确;NLS受体缺失会导致核孔复合体无法识别并结合亲核蛋白,导致亲核蛋白无法进入细胞核,从而在细胞质中积累,D正确。
作业验收评价
(标 的题目为推荐讲评题目,配有精品课件)
一、选择题
1.(2025·徐州二模)细胞膜作为系统的边界,保障了细胞内部环境的相对稳定,下列有关细胞膜的叙述错误的是( )
A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成,还含有少量的糖类
B.脂质中的磷脂分子可侧向移动有利于细胞完成分裂和生长
C.去除细胞膜中的蛋白质,细胞膜的表面张力会降低
D.细胞间的信息交流可能与细胞膜上的糖类有关
√
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解析:细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,还含有少量的糖类,A正确;磷脂分子的侧向移动是细胞膜流动性的基础,而细胞膜的流动性是细胞分裂和生长(如膜面积扩展)的必要条件,B正确;细胞膜中的蛋白质可降低表面张力,去除蛋白质后,细胞膜表面张力应升高,C错误;细胞膜上的糖被参与细胞识别和信息传递(如精卵识别),D正确。
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2.(2026·芜湖模拟)细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的,人们对细胞膜化学成分和结构的认识经历了很长的过程。下列叙述正确的是 ( )
A.磷脂与脂肪的区别在于磷脂中甘油的二个羟基与其他衍生物结合
B.丹尼利和戴维森研究细胞膜张力,推测细胞膜可能还附有蛋白质
C.构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质也能自由运动
D.细胞膜外表面的糖蛋白和糖脂称为糖被,在细胞生命活动中具有重要功能
√
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解析:磷脂中甘油的二个羟基与脂肪酸结合,另一个羟基与磷酸及其他衍生物结合,而脂肪中甘油的三个羟基均与脂肪酸结合,A错误;丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,发现细胞膜的表面张力明显低于油—水界面的表面张力,推测细胞膜可能还附有蛋白质,B正确;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,C错误;细胞膜外表面的糖类分子与蛋白质结合形成糖蛋白,与脂质结合形成糖脂,这些糖类分子叫作糖被,D错误。
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3.(2026·内江模拟)人工膜(人工合成的脂质膜)微粘度的大小与膜流动性的高低呈负相关。不同温度下胆固醇对人工膜微粘度的影响如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )
A.人工膜的流动性与膜上蛋白质的自由移动有关
B.人工膜和细胞膜一样具有流动性,这是其功能特点
C.含胆固醇的人工膜流动性比不含胆固醇的人工膜更低
D.胆固醇有利于膜的流动性在一定温度范围内保持相对稳定
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解析:人工膜是“人工合成的脂质膜”,不含蛋白质,A错误。人工膜和细胞膜一样具有流动性,这是其结构特性,B错误。图中曲线表明,在低温区(如15~25 ℃),含胆固醇的人工膜微粘度低于不含胆固醇的人工膜,意味着含胆固醇的人工膜流动性更高;在高温区(如35~45 ℃),含胆固醇的人工膜微粘度高于不含胆固醇的人工膜,意味着含胆固醇的人工膜流动性更低,C错误。根据题图可知,胆固醇对膜流动性的作用是在温度较高时,胆固醇可以降低膜的流动性;在温度较低时,又可以提高膜的流动性,即胆固醇有利于膜的流动性在一定温度范围内保持相对稳定,D正确。
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4.(2026·福州模拟)脂质体一般由磷脂及胆固醇制成,具有良好的组织相容性,且无免疫原性。脂质体与细胞接触后可发生如图所示的生理过程。下列叙述错误的是 ( )
A.脂质体由两层磷脂分子组成,亲水性头部朝外
B.脂质体中的物质随脂质体与细胞膜的融合而进入细胞
C.脂质体不含有蛋白质,这可能是其无免疫原性的主要原因
D.脂质体与细胞膜的融合主要体现了细胞膜的选择透过性
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解析:构成脂质体的磷脂分子具有亲水的头部和疏水的尾部,由两层磷脂分子组成,亲水性头部朝外,A正确;脂质体到达细胞后,通过膜的流动性,脂质体的膜与细胞膜相融合,从而将脂质体中的物质送入细胞,B正确;脂质体由磷脂和胆固醇制成,不含有蛋白质,而免疫原性常与蛋白质等物质有关,这可能是其无免疫原性的主要原因,C正确;脂质体与靶细胞膜融合主要体现了生物膜具有流动性,D错误。
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5.(2026·成都期末)在提出细胞膜的流动镶嵌模型后,
科学家又提出了脂筏模型(如图)。该模型认为胆固醇、鞘磷脂等富集在一个区域形成脂筏,漂浮在磷脂双分子层上的脂筏载着多种膜蛋白。下列相关叙述错误的是 ( )
A.两种模型均认为膜的基本支架是磷脂双分子层
B.两种模型均认为膜上蛋白质的分布具有不对称性
C.糖脂和糖蛋白中的糖类分子可参与细胞表面的识别
D.细胞膜脂筏模型中的脂筏和蛋白质都不具有流动性
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解析:流动镶嵌模型和脂筏模型都认同细胞膜的基本支架是磷脂双分子层,这是细胞膜结构的基本特征,A正确;两种模型都认为膜上蛋白质的分布是不均匀、不对称的,B正确;糖脂和糖蛋白中的糖类分子位于细胞膜外表面,可参与细胞表面的识别,C 正确;细胞膜具有流动性,细胞膜脂筏模型中漂浮在磷脂双分子层上的脂筏载着多种膜蛋白,因此细胞膜脂筏模型中的脂筏和蛋白质同样具有流动性,D错误。
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6.(2025·衡水二模)核纤层是一层由纤维蛋白构成的网状结构,其分布于核膜内侧,能维持细胞核正常形状与大小,有利于细胞核与细胞质之间的隔离与信息交换。下列叙述错误的是 ( )
A.细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心
B.核纤层可能与维持核膜结构的稳定有关
C.组成染色质的蛋白质由核孔进入细胞核内
D.核纤层的组成成分与细胞膜的组成成分相同
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解析:细胞核是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心,A正确;题干指出核纤层能维持细胞核正常形状与大小,推测其可能与维持核膜结构的稳定有关,B正确;组成染色质的蛋白质(大分子)在细胞质合成后通过核孔进入细胞核,C正确;核纤层由纤维蛋白构成,而细胞膜主要成分为磷脂和蛋白质,两者组成成分不同,D错误。
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7.[多选](2026·衡水模拟)亲核蛋白是指在细胞质中合成后转运到细胞核内发挥功能的一类蛋白质。下图表示亲核蛋白的靶向输送过程,靶向输送的蛋白质结构中存在信号序列(NLS),可引导蛋白质转移到细胞的适当部位。下列叙述不正确的是 ( )
A.真核细胞中的呼吸氧化酶具有信号序列(NLS)
B.亲核蛋白通过核孔复合体进入细胞核中不需要消耗能量
C.核输入因子运输亲核蛋白后因结构改变不能再利用
D.NLS功能缺陷的亲核蛋白会在细胞质中积累
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解析:亲核蛋白是在细胞质中合成后转运到细胞核内发挥功能的一类蛋白质,而呼吸氧化酶是在细胞质中发挥作用,其不具有信号序列(NLS),A错误;由题图可知,亲核蛋白通过核孔复合体进入细胞核中需要GTP水解释放的能量,B错误;由题图可知,亲核蛋白进入细胞核后,亲核蛋白会与核输入因子脱离,核输入因子可重新被利用,C错误;NLS功能缺陷会导致亲核蛋白不能进入细胞核,从而使其在细胞质中积累,D正确。
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8.[多选](2026·沧州模拟)科学家为了探究细胞膜损伤修复机制,在含有荧光葡聚糖的缓冲液中,用海胆卵细胞进行下表所示实验,已知荧光葡聚糖不会诱导细胞死亡。下列叙述正确的是 ( )
组别 1 2 3 4
操作 加入Ca2+ 否 是 否 是
针刺卵细胞 否 否 是 是
结果 荧光葡聚糖流入细胞 否 否 是 否
卵细胞正常受精并开始卵裂 是 是 否 是
卵细胞死亡 否 否 是 否
A.该实验的自变量是缓冲液中是否存在Ca2+
B.荧光葡聚糖用来指示细胞膜是否受到损伤
C.Ca2+在海胆卵细胞膜的修复中有重要作用
D.细胞维持正常的生命活动依赖完整的结构
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解析:该实验的自变量有缓冲液中是否存在Ca2+、是否针刺卵细胞,A错误;由第3组实验可知,当细胞膜受损(针刺卵细胞)时,荧光葡聚糖会流入细胞,所以荧光葡聚糖可用来指示细胞膜是否受到损伤,B正确;对比第3组和第4组可知,当细胞膜受损时,无Ca2+时卵细胞死亡,有Ca2+时卵细胞正常受精并开始卵裂,可以说明Ca2+在海胆卵细胞膜的修复中有重要作用,C正确;对比第1组和第3组可知,当细胞膜受损时,卵细胞死亡,不能正常受精和卵裂,说明细胞维持正常的生命活动依赖完整的结构,D正确。
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二、非选择题
9.(7分)(2025·厦门模拟)哺乳动物成熟的红细胞结构简单、取材方便,是研究细胞膜结构和功能的良好材料。回答下列问题:
(1)将红细胞放入低渗溶液中,细胞吸水涨破,内容物流出,其细胞膜又会重新封闭起来,这种结构称为红细胞血影。涨破的细胞又能重新封闭,体现了______________________。(1分)
细胞膜具有流动性
解析:涨破的细胞膜又重新封闭起来的过程依赖于膜分子的运动,体现了膜的流动性。
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(2)用不同试剂处理红细胞血影,去除部分膜蛋白,观察细胞形态变化,结果如下:
实验处理 膜蛋白种类 处理后
红细胞
形态
血型糖
蛋白 带3
蛋白 带4.1
蛋白 锚
蛋白 血影
蛋白 肌动
蛋白
试剂甲 + + + + - - 变得不规则
试剂乙 - - + + + + 还能保持
注:“+”表示有,“-”表示无。
根据以上结果推测,对维持红细胞形态起重要作用的蛋白质是______________________。(2分)
血影蛋白、肌动蛋白
解析: 由实验结果可知,当细胞膜上缺少血影蛋白和肌动蛋白时,红细胞不能维持正常形态,所以这两种蛋白是维持红细胞形态的重要蛋白。
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(3)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中,如镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿。为了检测膜蛋白在膜上的分布位置,科学家将细胞分为三组,设计如下实验。(如图1所示)
甲组:不做处理;
乙组:用胰蛋白酶处理完整的细胞,此时胰蛋白酶不能透过细胞膜进入细胞;
注:控制消化处理的时间,使胰蛋白酶不能消化位于磷脂内部的蛋白质部分;电泳能测定蛋白质分子量的相对大小,蛋白质越小,迁移越快,反之则慢。
丙组:先提高细胞膜的通透性,再用胰蛋白酶处理完整细胞,此时胰蛋白酶能进入细胞。分别提取和分离三组的膜蛋白,电泳结果如图2所示。
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已知水通道蛋白贯穿磷脂双分子层,根据实验结果推测,1~5号蛋白质中,如果有跨膜的水通道蛋白,最可能是_________(填编号),镶在膜内侧表面的蛋白质是__________(填编号)。(4分)
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1和2
解析: 水通道蛋白贯穿磷脂双分子层,乙组(消化暴露于膜外侧的蛋白质)和丙组(消化暴露于膜外侧和内侧的蛋白质)均会被部分消化,使蛋白质分子量变小,电泳条带与完整蛋白质不同,且乙、丙两组也不同,分析图2可知,只有蛋白质5符合上述特征,故5可能是水通道蛋白;镶在膜内侧表面的蛋白质在乙组实验中不会被消化,电泳条带应与甲组相同,但在丙组实验中会被完全消化,不出现电泳条带,所以应为蛋白质1和2。
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