专题04 细胞膜和细胞核（串讲）-备战2024年高考生物一轮复习串讲精练（新高考专用）（解析版）

这是一份专题04 细胞膜和细胞核（串讲）-备战2024年高考生物一轮复习串讲精练（新高考专用）（解析版），共12页。试卷主要包含了细胞膜的成分，细胞膜的流动镶嵌模型，细胞膜的功能等内容，欢迎下载使用。
专题04细胞膜和细胞核考点分布重点难点备考指南1．细胞膜的成分2．细胞膜的流动镶嵌模型3．细胞膜的功能4．细胞核的结构与功能1.细胞膜系统的结构和功能。2.细胞核的结构和功能。 掌握细胞膜的成分组成及细胞膜的功能取决于什么成分。掌握细胞膜的流动镶嵌模型各部分的图像及名称明确细胞膜制备实验的操作及原理理解并掌握细胞膜的功能掌握细胞核的结构特点和各部分的功能理解并掌握细胞膜的结构特点和功能特点。考点一　细胞膜的结构与功能1．细胞膜的成分（1）制备细胞膜用人或其他哺乳动物成熟的红细胞，原因是无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。实验过程：选材→制片→观察→滴水→观察。（2）细胞膜的成分包括脂质、蛋白质、糖类。功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数目越多。脂质主要是磷脂，动物的细胞膜还有胆固醇。（3）细胞膜的组分是可变的，细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，糖蛋白含量下降，有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质，可用来检测癌细胞。（4）磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的分子，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的。2．细胞膜的流动镶嵌模型（1）红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍，这说明了细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层。人鼠细胞杂交实验证明了细胞膜具有流动性。（2）1972年桑格和尼克尔森不断观察及实验数据分析提出了流动镶嵌模型。（3）在细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，也叫做糖被。糖蛋白的作用是细胞表面的识别、细胞间的信息传递等。糖蛋白分布于细胞膜外侧，据此可判断细胞的内外侧。 （4）细胞膜的基本支架是磷脂双分子。（5）细胞膜的结构特点是流动性，细胞膜具有该特点的原因是构成膜的磷脂分子和蛋白质分子，大多是可以运动的。3．细胞膜的功能（1）细胞膜的功能是①将细胞与外界环境分隔开；②控制物质进出；③进行细胞间的信息交流。（2）细胞膜的功能特点是选择透过性。4．细胞壁（植物细胞）细胞膜是细胞的边界，因为其具有选择透过性；细胞壁是全透性的，不能作为细胞的边界。（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。与其形成有关的细胞器是高尔基体和线粒体。（2）细胞壁的功能是保护和支持作用。与细胞膜相关的实验设计细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计思路总结项目设计思路细胞膜磷脂双分子层的鉴定提取细胞膜结构中的磷脂分子，铺在水面上，测得磷脂单分子层占有面积，与细胞膜面积对比分析细胞膜流动性的鉴定取A、B两种动物细胞，分别用红、绿色荧光染料标记两种动物细胞膜上的蛋白质，进行融合实验，观察在细胞融合过程中两种颜色的荧光在细胞膜上的分布情况细胞膜识别作用探究将大量的同种生物和亲缘关系较远的生物的精子和卵细胞混合在一起，观察精子和卵细胞结合情况细胞膜控制物质进出细胞探究可利用有颜色的植物组织，将其放入无色溶液中，然后用高温、强酸或强碱处理，观察处理前后溶液颜色是否发生变化 1.是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？试举例说明：不是，有些小分子物质(如脂溶性的信号分子性激素)的受体在细胞内部。2.线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高(填“低”或“高”)，请从结构与功能观角度分析原因：功能复杂的膜中，蛋白质的种类和数量多，而线粒体内膜中进行着有氧呼吸的第三阶段。3.将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？大大超过2倍，肝细胞具有核膜和多种细胞器膜。4.鉴别死细胞和活细胞通常用“染色排除法”，如台盼蓝可使死的动物细胞染色，而活的动物细胞不着色。 “染色排除法”的原理是活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞。典例1.下列关于细胞的流动镶嵌模型说法正确的是(　　)A．罗伯特森利用光学显微镜提出了“亮—暗—亮”的三明治结构是一种静态模型B．利用放射性同位素标记法将小鼠和人细胞膜上的蛋白质做标记的实验，证明了细胞膜具有一定的流动性C．细胞膜上绝大多数的蛋白质和磷脂双分子层都具有一定的流动性D．欧文顿利用了化学上的“相似相溶原理”解决了脂溶性物质为什么更容易进入细胞，是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的固醇【答案】C【解析】罗伯特森利用电子显微镜提出了“暗—亮—暗”的三层结构是一种静态模型，A错误；1970年，科学家用发绿色荧光的染料和发红色荧光的染料标记小鼠和人细胞膜上的蛋白质分子，证明了细胞膜具有一定的流动性，B错误；欧文顿利用了化学上的“相似相溶原理”解决了脂溶性物质为什么更容易进入细胞，是因为细胞膜上具有脂质，但不能确认具体的脂质类型，D错误。典例2.细胞膜的功能与其结构密切相关。下列相关叙述错误的是(　　)A．细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，对细胞有害的物质不能进入细胞B．细胞膜中的脂质结构使溶于脂质的物质容易穿过细胞膜C．虽然磷脂双分子层内部是疏水的，但是水分子也能通过细胞膜D．细胞膜上的某些蛋白质分子有物质运输功能 【答案】A【解析】细胞膜对进出细胞的物质具有控制作用，但是这种控制作用是相对的，某些情况下对细胞有害的物质也能进入细胞，A错误。典例3.生物膜的构成成分之一是磷脂，下图是用磷脂分子制备的一种人工膜，对此叙述正确的是(　　)A．磷脂、胆固醇、维生素D都属于固醇B．磷脂分子的“头”部是疏水基团C．该人工膜中间可包裹脂质D．生物膜均由单层磷脂分子构成【答案】C【解析】磷脂属于脂质，但不属于固醇，A项错误；磷脂分子的“头”部是亲水基团，B项错误；生物膜都以磷脂双分子层为基本支架，单层膜结构的生物膜由1层磷脂双分子层构成，D项错误。考点二　细胞核的结构与功能1.细胞核的结构与功能（1）核膜是2层膜，作用是将核内物质与细胞质分开。（2）染色质的组成成分是DNA和蛋白质。染色质是DNA的主要载体，遗传信息的载体是DNA。染色质与染色体的关系是同一物质的不同存在状态。（3）核仁的作用是与rRNA的合成以及核糖体的形成有关。核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建（4）核孔的作用是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，能通过核孔的物质有蛋白质、RNA。核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系：代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大。（5）细胞核的功能是：细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心。 　1.细胞核功能探究的经典实验实验内容实验过程实验结论实验分析实验一：两种美西螈细胞核移植美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的该实验可作相互对照，即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形成重组细胞进行培养作为对照实验二：横缢蝾螈受精卵蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的该实验既有相互对照，又有自身对照实验三：将变形虫切成两半变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的该实验既有相互对照，又有自身对照实验四：伞藻嫁接与核移植①伞藻嫁接实验过程：②伞藻核移植实验过程：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的伞藻嫁接实验为相互对照，伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状相关实验归纳总结1.模型方法(1)模型分为物理模型(如DNA双螺旋结构的挂图或实物模型)、概念模型(如种群的概念)和数学模型(如“J”型曲线、“S”型曲线，公式、表格等)。(2)在设计并制作细胞模型时，科学性、准确性是第一位的，其次才是模型的美观与否。(3)洋葱鳞片叶表皮细胞的显微照片不是(填“是”或“不是”)物理模型(模型是简化的、概括的)。2.核膜、核孔都有选择性，试举例说明：小分子物质可通过核膜进出细胞核，DNA不能通过核孔进出细胞核，RNA可以通过核孔进入细胞质；DNA聚合酶等蛋白质可以通过核孔进入细胞核。3.真核细胞核内的核仁被破坏，抗体合成将不能正常进行的原因是核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，抗体蛋白的合成将不能正常进行。典例1.(2019·广西南宁三中开学考)如图所示为细胞核结构模式图，下列叙述中正确的是(　　)A．高等植物成熟筛管细胞中的细胞核，控制着该细胞的代谢和遗传B．①与②相连接，二者共同参与细胞内磷脂的加工和运输C．③为处于凝固状态的遗传物质，不参与细胞代谢，仅起遗传物质的备份作用D．细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，“控制指令”可通过⑤从细胞核到达细胞质【答案】D【解析】高等植物成熟筛管细胞中无细胞核，A错误；②为核膜，不参与细胞内磷脂的加工，B错误；③为核仁，不是遗传物质，C错误；细胞核内合成的信息分子可通过核孔到达细胞质后，控制细胞的代谢和遗传，D正确。典例2.(2021·黑龙江牡丹江检测)下列关于细胞核的叙述中错误的是(　　)A．哺乳动物成熟红细胞寿命较短与其不含细胞核有关B．不同细胞中核膜上的核孔数量不同，具体数量与细胞代谢旺盛程度有关C．核膜在有丝分裂中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质D．细胞核核仁与核糖体RNA及核糖体蛋白质的合成有关【答案】D【解析】核仁与核糖体RNA的合成及核糖体的形成有关，但核糖体蛋白质的合成与核仁无关，D错误。1.4种常考的“膜蛋白”（1）受体蛋白：信号分子（如激素、淋巴因子、神经递质）的受体。（2）载体蛋白：协助跨膜运输（协助扩散和主动运输）。（3）具催化作用的酶：如好氧型细菌其细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还存在ATP水解酶（催化ATP水解，用于主动运输等）。（4）识别蛋白：用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白（如精卵细胞间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等）。2.①不是所有的物质进出细胞核都要通过核孔，核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道，小分子物质可通过核膜进出细胞核。核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。②遗传物质在染色体上并不在核仁中，核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体（染色质）上。3.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，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。有些真核细胞不具有细胞核，如哺乳动物成熟的红细胞。1.(2017·全国卷Ⅰ)细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中，以及精子进入卵细胞的过程中，细胞间信息交流的实现分别依赖于(　　)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】雌激素由卵巢细胞分泌后，随血液运输到达全身各处，作用于乳腺细胞的受体，将信息传递给乳腺细胞；而精子进入卵细胞的过程要经历精子和卵细胞之间的识别和结合，精子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞。2.(2020·重庆七校联考)如图表示细胞核的结构，下列关于细胞核结构的说法正确的是(　　)A．细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心B．处于分裂期的细胞中③可以控制物质出入C．⑥是大分子出入的通道，具有选择性D．细菌不具有该图所示结构，但细菌无丝分裂过程中也会出现DNA复制【答案】C【解析】细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢的控制中心，而不是细胞代谢的中心，A错误；③是核膜，处于分裂期的细胞中没有③，B错误；⑥是核孔，是大分子出入的通道，具有选择性，C正确；细菌不具有该图所示结构，细菌一般进行二分裂，D错误。3.(2018·广东高三百校联考)下列有关高等植物细胞细胞壁的叙述，正确的是(　　)A．细胞壁是系统的边界，可控制物质进出细胞B．纤维素酶既能去除植物细胞的细胞壁，又不损伤其内部结构C．少量失水的成熟植物细胞未见质壁分离，说明该细胞已失去活性D．在植物细胞有丝分裂末期，赤道板向四周扩展形成新的细胞壁【答案】B【解析】高等植物细胞的细胞壁是全透性的，不是系统的边界，细胞膜是系统的边界，可控制物质进出细胞，A错误；高等植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶可催化纤维素水解，进而去除植物细胞的细胞壁，且不损伤其内部结构，B正确；少量失水的成熟植物细胞未见质壁分离，可能是因为细胞壁与原生质层都有一定的伸缩性，细胞壁与原生质层同步收缩，不能说明该细胞已失去活性，C错误；在植物细胞有丝分裂末期，细胞板向四周扩展形成新的细胞壁，D错误。4.(2018·东北育才中学月考)糖脂普遍存在于细胞膜上，不同的细胞中糖脂的种类不同，下面是人红细胞表面的ABO血型糖脂的结构示意图，据图判断下列有关叙述错误的是(　　)A．糖脂是由糖类和脂质分子结合而成的B．红细胞ABO血型的不同在于组成糖脂中的糖的种类和排列顺序C．糖脂和糖蛋白都具有识别作用D．糖脂位于细胞膜内表面【答案】D【解析】由图可知，决定ABO血型的物质为糖脂中的糖的种类和排列顺序；糖脂具有识别作用，应位于细胞膜的外表面。5.(2019·全国名校高考模拟)下列关于细胞膜功能的叙述，错误的是(　　)A．细胞膜上的载体蛋白具有传递信息的功能B．细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的C．细胞膜上蛋白质的种类和数量决定细胞膜功能的复杂程度D．胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体会引起血糖浓度升高【答案】A【解析】细胞膜上的载体蛋白具有控制物质进出的功能，A错误；细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，如细菌、病毒等有害的物质也可以进入细胞，B正确；细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，细胞膜的功能越复杂，C正确；胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体会引起血糖浓度升高，D正确。6.(2018·长春一模)下列关于细胞的信息分子以及细胞间信息交流的叙述，正确的是(　　)A．信息分子直接参与靶细胞和靶器官内多种生命活动B．植物细胞间的信息交流都需要依赖膜表面的受体才能实现C．肾上腺素、胰岛素可作为信息分子，其化学本质均为蛋白质D．精子和卵细胞之间的识别和结合是通过直接接触实现的【答案】D【解析】信息分子调节靶细胞和靶器官内的生命活动，并不直接参与生命活动，A错误；植物细胞间的信息交流主要是通过胞间连丝来实现的，B错误；肾上腺素的化学本质是氨基酸衍生物，胰岛素的化学本质是蛋白质，C错误；精子和卵细胞之间的识别和结合是通过直接接触实现的，D正确。7.（2019全国卷III·2）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能量【答案】B【解析】真核细胞中只有细胞核中有染色质，A正确；真核细胞中，转录主要发生在细胞核中，而翻译发生在细胞质中的核糖体上，B错误；细胞核中的染色质上含有遗传物质DNA，因此细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，C正确；细胞核中的遗传物质是DNA，其通过DNA复制合成子代DNA，该过程需要消耗能量，D正确。故选B。8.（2019·广东省中山模拟）下列有关生物膜中膜蛋白的叙述，错误的是(　　)A．膜上载体蛋白和受体蛋白均具有特异性B．载体蛋白和通道蛋白在跨膜运输物质时均消耗ATPC．线粒体内膜比外膜中蛋白质种类和数量都多D．膜蛋白的产生可能需要内质网、高尔基体、细胞膜的参与【答案】B【解析】载体蛋白与运输的物质之间，以及信号分子与受体蛋白之间均能特异性识别，故膜上载体蛋白和受体蛋白均具有特异性，A正确；通道蛋白进行的跨膜运输是协助扩散，不需要消耗ATP，B错误；线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所，内膜上含有氧呼吸酶，所以线粒体内膜比外膜功能复杂，其中蛋白质的种类和数量都多，C正确；膜蛋白在核糖体上合成，经过内质网和高尔基体的加工，高尔基体分泌的具膜小泡与细胞膜融合，使蛋白质分布到细胞膜上，D正确。9.(2019·武邑调研)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。下列叙述错误的是(　　)A．蛋白A和B的跨膜区段的氨基酸很可能具有较强的疏水性B．如膜蛋白A具有信息传递功能，则该蛋白可能是某激素的受体C．如蛋白B具有运输功能，其运输物质的过程中可能消耗ATPD．如蛋白C具有催化功能，其活性的高低受温度的影响，因为高温可以破坏肽键【答案】D 【解析】因为磷脂双分子层内部是疏水性的，所以A与B两种蛋白的跨膜区段的氨基酸可能具有较强的疏水性，这样才能与脂双层牢固结合，A正确；若膜蛋白A具有信息传递功能，则可能是某激素的受体，B正确；物质进出细胞需要载体协助的有协助扩散和主动运输，后者消耗ATP，C正确；具有催化功能的蛋白质是酶，高温破坏酶的空间结构，使酶变性失活，但不破坏肽键，D错误。10.(2022·云南高三月考)细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(如图)进行探究：①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只有很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂；②b部分分裂到16～32个细胞时，将一个细胞核挤入到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，进而发育成胚胎。下列叙述中不正确的是(　　)A．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关B．实验①中，b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组C．实验②中，a部分的操作与实验①中的形成对照D．实验说明细胞的寿命与细胞核有关【答案】D【解析】整个实验并没有涉及细胞的寿命，不能证明细胞核与细胞寿命的关系，D错误。