2020版《全程复习方略》高考生物一轮复习课堂互动探究案1细胞膜与细胞核 学案

课堂互动探究案1 细胞膜与细胞核

考点突破　素养达成

　细胞膜的组成、结构及功能特性(国考5年6考)

(全国卷：2018全国卷Ⅲ；2017全国卷Ⅰ；2016全国卷Ⅰ、Ⅲ；2014全国卷Ⅰ、Ⅱ；

地方卷：2018海南卷；2017海南、江苏卷；2016四川、海南、江苏卷；2014福建卷)

【师说考问】

考问1　根据细胞膜的物质组成，推测细胞膜的组成元素有哪些？

提示：有C、H、O、N、P等。

考问2　用“”表示磷脂分子，“”表示蛋白质分子，“”表示糖蛋白，请构建细胞膜的结构模型。

提示：如图所示

考问3　不同细胞膜中的蛋白质种类和数量是否相同？蛋白质种类和数量与细胞膜功能之间有何关系？

提示：不同。功能越复杂的细胞中，其细胞膜上蛋白质的种类和数量越多。

考问4　生物膜的结构特点和功能特性

根据下列生物现象、生理过程及图示回答：

①质壁分离与复原　②变形虫的运动　③胞吞和胞吐　④白细胞的吞噬作用　⑤精卵细胞的相互识别

⑥神经递质的释放　⑦水分子进出细胞　⑧植物根系对矿质元素的吸收

⑨

(1)体现细胞膜的流动性的是________。

(2)体现细胞膜控制水分子物质进出的是________。

(3)⑨中图A、B、C体现了细胞膜的________功能，A、B、C所代表的方式分别是________、________、________。

答案：(1)①②③④⑥　(2)①⑦⑧　(3)信息传递　通过细胞膜直接接触　通过体液运输　通过体液运输

考问5　(科学探究)细胞膜结构特点流动性的验证

(1)方法：荧光标记法。

(2)现象：采用荧光标记法标记小鼠细胞与人细胞表面的蛋白质分子，做如下图实验。

(3)结论：人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布，说明细胞膜具有一定的流动性。

[总结归纳]

1．必记细胞膜的三个关键点

(1)不同种类的细胞，其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，而植物细胞膜中含量很少或没有。

(2)细胞膜的组分并不是不变的。如细胞癌变过程中，细胞膜组成成分发生变化，糖蛋白含量下降，而产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。

(3)糖蛋白具有识别作用，分布于细胞膜外侧，据此可判断细胞的内外侧。

2．关注四种常考的“膜蛋白”

3.前挂后连

(1)生命系统信息传递的三类主体

(2)

【题组跟进】

高考题组——研考向

　细胞膜组成、结构及功能的考查

1．高考重组，判断正误。

(1)细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素。[2018·全国卷Ⅲ](√)

(2)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递。[2018·全国卷Ⅲ](√)

(3)高倍镜下可以观察到细胞膜清晰的暗－亮－暗三层结构。[2018·海南卷](×)

(4)细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测。[2017·全国卷Ⅰ](√)

(5)细胞都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层。[2016·四川卷，T2A](×)

(6)细胞膜是一种选择透过性膜。[2015·海南卷，T1A](√)

(7)蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中。[2015·海南卷，T1D](√)

(8)植物细胞的胞间连丝具有物质运输的作用。[2013·北京卷，T1A](√)

(9)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关。[2013·北京卷，T2B](√)

(10)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类。[2013·北京卷，T1A](√)

(11)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。[2012·广东卷，T1D](×)

(12)细胞膜含有糖脂和糖蛋白。[2011·海南卷，T1A](√)

2．[2016·全国卷Ⅲ]下列有关细胞膜的叙述，正确的是(　　)

A. 细胞膜两侧的离子浓度差是通过自由扩散实现的

B. 细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能相同

C. 分泌蛋白质分泌到细胞外的过程存在膜脂的流动现象

D. 膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的

解析：主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需要主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质。所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A项错误；细胞膜与线粒体膜、核膜中所含蛋白质的功能不完全相同，例如细胞膜上含有具识别作用的糖蛋白，线粒体膜上含有与有氧呼吸有关的酶等，B项错误；分泌蛋白分泌到细胞外的过程属于胞吐，存在着膜的融合和变形，所以存在膜脂的流动现象，C项正确；膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，D项错误。

答案：C

3．[2014·全国卷Ⅰ]关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是(　　)

A．脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质

B．当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变

C．甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜

D．细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递

解析：细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，依据相似相溶原理(由于极性分子间的电性作用，使得极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂)，极性分子甘油易以自由扩散的方式通过细胞膜。

答案：C

4．[2014·福建卷]细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是(　　)

解析：血红蛋白存在于红细胞内，不是在细胞膜上，A错误；抗原对T淋巴细胞来说是信号分子，通过T淋巴细胞膜上的受体来接受，而不是抗体，B错误；受体具有特异性，胰高血糖素应作用于胰岛B细胞上的胰高血糖素受体，而不是胰岛素的受体，C错误；作为反射弧中的效应器，骨骼肌细胞上有接受神经递质的受体，同时葡萄糖进入细胞也需要载体协助，D正确。

答案：D

题后反思

细胞膜的成分、结构及功能的关系

　细胞膜制备、结构及功能相关实验探究

5．[2016·海南卷，2]科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边)，最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是(　　)

A．膜蛋白能自主翻转  B．细胞膜具有流动性

C．细胞膜具有选择透过性  D．膜蛋白可以作为载体蛋白

解析：两种荧光染料标记细胞表面的蛋白质分子，细胞刚融合时，两种荧光染料在细胞表面对等分布，最后在细胞表面均匀分布，这说明细胞膜具有流动性。不能说明膜蛋白能在细胞内外翻转，也不能说明细胞膜的物质运输功能。

答案：B

[题后归纳]

细胞膜的组成、结构及功能实验探究归纳

模拟题组——预趋势

　细胞膜的成分、结构及相关探究的考查

1．[经典模拟]下列有关细胞膜制备及观察的叙述，正确的是(　　)

A．家鸡的红细胞是最佳的实验材料

B．若选用洋葱鳞片叶表皮细胞应先用镊子去除细胞壁

C．制备细胞膜应先利用吸水涨破法，再利用差速离心法获取

D．可以用高倍镜直接观察

解析：家鸡的红细胞有细胞核和各种细胞器，因此不能用家鸡的红细胞作实验材料，A错误；去除植物细胞的细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶，B错误；制备细胞膜应先利用吸水涨破法，再利用差速离心法获取，C正确；用显微镜观察时，需先在低倍镜下找到要观察的目标并调到视野中央，再用高倍镜观察，D错误。

答案：C

2．[2019·河南省中原名校联考]如图是细胞局部结构示意图，下列叙述正确的是(　　)

A．①是糖脂，具有保护和润滑的作用

B．②具有运输、信息传递、免疫和构成膜基本支架的作用

C．③可以是细胞器膜、核膜的主要成分

D．④由纤维素组成，能保持细胞内部结构的有序性

解析：图示为细胞膜的流动镶嵌模型，①是糖蛋白，具有识别和信息交流的作用，A错误；②是膜蛋白，具有运输、信息传递、免疫等作用，磷脂双分子层是构成膜的基本支架，B错误；③是磷脂分子，是细胞器膜、核膜等各种生物膜的主要成分，C正确；④由蛋白质组成，能保持细胞内部结构的有序性，D错误。

答案：C

　对细胞膜功能的考查

3．[2019·山东、湖北部分重点中学模拟]下列关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是(　　)

A．细胞膜两侧的离子浓度差的维持是通过主动运输实现的

B．细胞间进行信息交流不一定需要细胞膜上的受体

C．卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换

D．突触小泡中的神经递质释放到突触间隙的方式是胞吐

解析：主动运输可以使离子从低浓度一侧运输到高浓度一侧，以保证活细胞能够按照生命活动的需要主动选择吸收所需要的营养物质，排出代谢废物和对细胞有害的物质，所以细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，A项正确；细胞间进行信息交流不一定需要细胞膜上的受体，例如高等植物细胞之间可以通过胞间连丝进行信息交流，不需要细胞膜上的受体，B项正确；细胞体积越大，相对表面积越小，物质交换的效率越低，C项错误；突触小泡中的神经递质通过胞吐方式释放到突触间隙，D项正确。

答案：C

4．[经典模拟]下图表示细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法错误的是(　　)

A．功能①在生命起源过程中具有关键作用

B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利

C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示

D．相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流

解析：功能①是系统的边界，表明细胞膜在生命起源过程中具有关键作用，A正确；功能②是控制物质进出细胞，其功能具有一定的限度，进入细胞的物质对细胞不一定都有利，B错误；胰岛素调控生命活动可用图中③表示，C正确；相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流，D正确。

答案：B

　细胞核的结构、功能及实验探究(国考5年4考)

 (全国卷：2018全国卷Ⅰ、Ⅱ；2016全国卷Ⅰ；2014全国卷；

地方卷：2018海南、浙江卷；2016四川卷；2015海南、江苏卷)

【师说考问】

考问　(科学探究)细胞核功能的实验探究

【题组跟进】

高考题组——研考向

　细胞核的结构和功能的考查

1．高考重组，判断正误。

(1)细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道。[2018·全国卷Ⅰ，T1C](√)

(2)细胞核中某些蛋白质是染色体的重要组成成分。[2018·全国卷Ⅱ，T1D](√)

(3)核膜与细胞膜的相连可通过线粒体来实现。[2018·浙江卷，T8D](×)

(4)酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸。[2016·全国卷Ⅰ，T1B](√)

(5)细胞都具有细胞核，但遗传物质不一定是DNA。[2016·四川卷，T2B](×)

(6)蓝藻无细胞核，也无核糖体；水绵有细胞核，也有叶绿体。[2015·海南卷，T2BC](×)

(7)染色体的成分是核糖核酸和蛋白质。[2013·北京卷，T1B](×)

(8)在细胞生命活动中不可能发生mRNA从细胞核进入细胞质。[2013·北京卷，T2B](×)

(9)细胞核是mRNA合成和加工的场所。[2013·安徽卷，T1A](√)

(10)叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核。[2011·北京卷，T3A](×)

(11)胰岛素基因转录的场所是细胞核。[2011·福建卷，T1D](√)

(12)在普通光学显微镜下紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见。[2011·江苏卷，T10D](×)

(13)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜。[2011·重庆卷，T1A](√)

(14)核膜上的核孔可以让蛋白质和RNA自由进出。[2010·安徽卷，T1D](×)

 [高考VS,教材]

高考溯源　以上内容主要源自教材P53～54细胞核的结构与功能相关内容，本部分内容考查时常与必修2基因的表达相联系。

[即时对练]　(必修1 P56技能训练改编)为了研究细胞核的作用，一位生物学家研究了100个细胞，他把每个细胞都分成含有细胞核和不含细胞核两个部分，然后把这些细胞放在同样的条件下培养，结果如下表，下列有关叙述，错误的是(　　)

A.可以证明细胞核是细胞生命活动的控制中心

B．表中数据说明细胞核与细胞质相互依存、相互制约

C．有核部分的细胞个别死亡最可能是由于人为伤害或凋亡

D．本实验选用100个细胞使实验偶然性较小，实验数据较可靠

解析：细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心，表中数据显示，细胞核的有无与细胞存活有关，故可证明细胞核有控制细胞代谢的功能，而不能说明细胞核和细胞质相互依存、相互制约。

答案：B

2．[2014·全国卷]下列有关细胞核的叙述，错误的是(　　)

A．蛋白质是细胞核中染色质的组成成分

B．细胞核中可进行遗传物质的复制和转录

C．小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能

D．有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象

解析：细胞核中染色质是由DNA和组蛋白构成，A正确；细胞核是遗传物质复制和转录的主要场所，B正确；分子直径较小的物质可通过核孔，大分子物质如酶或mRNA也能通过核孔，故C项错误；有丝分裂过程中核膜的消失和重建分别发生在前期和末期，D项正确。

答案：C

易错警示

关于细胞核结构的5个易错点

(1)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性地消失和重建。

(2)核膜和核孔都具有选择透过性，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就不能通过核孔进入细胞质。

(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。

(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染色体(染色质)上。

(5)染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。

　细胞核功能的实验探究

3．[经典高考]核孔是具有选择性的核质交换通道，亲核蛋白需通过核孔进入细胞核发挥功能。下图为非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验，下列相关叙述，正确的是(　　)

A．亲核蛋白进入细胞核由头部决定

B．亲核蛋白进入细胞核不需要载体

C．亲核蛋白进入细胞核需要消耗能量

D．亲核蛋白进入细胞核的方式与葡萄糖进入红细胞的方式相同

解析：第一组为对照组，注入的物质既有亲核蛋白的头部也有尾部，被注入细胞的细胞核中有放射性。第二组只注入了亲核蛋白的放射性尾部，结果与对照组相同，第三组只注入了亲核蛋白的放射性头部，结果是细胞核中无放射性，由此可知，亲核蛋白进入细胞核是由尾部决定的。由题意可知，细胞核吸收物质仍具有选择性，决定物质运输选择性的是不同物质的运输载体不同。葡萄糖进入红细胞的方式为协助扩散，不消耗能量，而亲核蛋白进入细胞核需消耗能量。

答案：C

[高考揭秘]

纵观近三年高考题，本专题主要以选择题形式考查细胞核的结构和功能、原核细胞和真核细胞的主要区别，非选择题结合细胞亚显微结构示意图考查细胞核结构、功能，或与实验结合考查染色体相关知识。预测2020高考会突出考查核膜和核孔功能，仍然与实验结合考查染色体相关知识。

模拟题组——预趋势

　细胞核结构与功能综合考查

1．[2019·浙江仿真信息卷]真核细胞一般都具有细胞核。下列有关细胞核的叙述，错误的是(　　)

A．具有核膜　　　　　　　　B．具有核仁

C．是储存营养物质的场所    D．是遗传信息库

解析：真核细胞具有以核膜为界限的细胞核，所以真核细胞具有双层核膜，把核内物质与细胞质分开，A项正确；真核细胞的细胞核具有核仁，与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关，B项正确；细胞核不是储存营养物质的场所，C项错误；细胞核是遗传物质贮存的场所，是遗传信息库，D项正确。

答案：C

2．心房颤动(房颤)是临床上最常见的心律失常疾病。最新研究表明，其致病机制是核孔复合物(可以看成一种特殊的跨膜运输蛋白复合体)的运输障碍。下列相关分析，不合理的是(　　)

A．房颤的成因可能与核膜内外的信息交流异常有关

B．代谢旺盛的细胞中，核孔数目较多

C．核孔运输障碍发生的根本原因可能是蛋白质结构异常

D．RNA进出细胞核发挥作用需依赖核孔复合物

解析：核孔能实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，核孔复合物运输障碍引起房颤，则可能与信息交流异常有关；细胞核是细胞代谢的控制中心，细胞质与细胞核之间通过核孔进行信息交流，代谢旺盛的细胞中核孔数目较多；核孔复合物可看成一种特殊的跨膜运输蛋白复合体，核孔运输障碍的直接原因可能是核孔复合物中蛋白质结构异常，根本原因可能是编码核孔复合物的基因发生突变；RNA在细胞核内转录产生后，通过核孔进入细胞质中，而通过核孔时需要依赖核孔复合物。

答案：C

　细胞核功能实验探究

3.

[2019·吉林毓文高三试题]右图是用动物受精卵所做的三个实验，下列说法不正确的是(　　)

A．提取受精卵的核单独培养不久就退化消失，说明细胞核离开细胞质则不能生存

B．把去掉核的细胞单独培养不久后就退化消失，说明细胞质离开细胞核则不能生存

C．该实验说明只要保持细胞核的完整性，细胞就能正常地进行生命活动

D．细胞核是细胞代谢的控制中心

解析：细胞核和细胞质之间是相互依存的关系，即细胞核和细胞质相互分离之后二者都不能单独生存。它们在细胞的代谢过程中发挥的作用是不同的：细胞核是细胞的控制中心，细胞质是代谢的主要场所。

答案：C

4．科学家在单细胞伞藻幼体嫁接的实验中，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了乙的伞帽。下列有关评价，合理的是(　　)

A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心

B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心

C．欲证明细胞核的功能，需进一步进行实验

D．该实验证明了细胞质是遗传的控制中心

解析：假根中既有细胞核，也有细胞质，该实验不能排除细胞质的影响。应该进一步进行伞藻核移植实验，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。

答案：C

课堂总结　网络建构

[网络建构]

[答题必备]

1．常用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜的原因是：哺乳动物成熟的红细胞没有核膜、线粒体膜等膜结构，只含细胞膜一种膜结构。

2．组成细胞膜的主要成分是：脂质、蛋白质。

3．细胞膜的功能有：(1)将细胞与外界环境分隔开；(2)控制物质进出细胞；(3)进行细胞间的信息交流。

4．细胞膜的结构特点是：具有一定的流动性；功能特性是：具有选择透过性。

5．细胞核的功能是：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。