2020版一轮复习生物通用版学案：第二单元第一讲细胞膜和细胞核

第一讲细胞膜和细胞核

知识体系——定内容
核心素养——定能力

生命观念
通过对细胞膜和细胞核结构和功能的复习，建立起整体观念和细胞结构与功能相适应的观点
科学探究
通过对细胞膜组成和功能的实验探究，以及细胞核功能的实验分析，掌握实验设计的对照原则和荧光标记技术
考点一　细胞膜的组成、结构和功能[重难深化类]

1．细胞膜的三种成分和三种功能

2．生物膜结构的探索历程

3．生物膜流动镶嵌模型的基本内容
(1)结构模型(填图)

(2)结构特点
①特点：具有一定的流动性。
②原因：组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的。
[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(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，T2B)
(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，T2C)(√)
(3)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类(√)
(2013·北京卷，T1A)
(4)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(×)
(2010·山东卷，T4B)
(5)细胞膜含有糖脂和糖蛋白(2011·海南卷，T1A)(√)
(6)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(×)
(2012·广东卷，T1D)
(7)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(√)
(2010·山东卷，T4A)
(8)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(√)
(2010·全国卷ⅠT1A)
(9)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(√)
(2011·海南卷，T1D)
2．据细胞膜结构示意图，完成下列问题

(1)图中[a]是糖蛋白，具有识别、保护、润滑等作用。根据a可以判断细胞膜的内外侧，因为a只分布于细胞膜的外表面。
(2)图中[b]是磷脂双分子层，其疏水性“尾部”相对，亲水性“头部”向外，构成膜的基本支架。
(3)图中[c]是蛋白质，镶嵌在膜的基本支架上。
(4)不同细胞膜中的蛋白质种类和数量不同，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。
3．学透教材、理清原因、规范答题用语专练
(1)线粒体内膜的蛋白质种类和数量比外膜高，请从结构与功能观角度分析原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：线粒体内膜功能较外膜复杂，功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多
(2)用丙酮从人的胰岛B细胞中提取脂质，在空气和水的界面铺展成单层，测得单分子层的面积远大于胰岛B细胞表面积的2倍。请分析原因：____________________________
________________________________________________________________________。
提示：胰岛B细胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜中都含有磷脂分子
(3)在小鼠细胞和人细胞融合实验中，若降低温度，细胞完全融合所需要的时间明显延长，请分析原因：_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：温度会影响分子的运动，进而影响细胞膜的流动性
4．连线对生物膜结构的探索历程




1．归纳概括细胞膜成分与功能的三个关键点
(1)不同细胞膜的成分种类一般相同，但各组分的含量不同。功能复杂的膜中，蛋白质的种类和数量多。
(2)细胞膜的组分是可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。
(3)糖类分别与蛋白质和脂质结合形成糖蛋白和糖脂，都与细胞识别作用有关。糖蛋白分布于细胞膜外侧，据此可判断细胞的内外侧。
2．关注四种常考的“膜蛋白”
糖蛋白
信号分子(激素、淋巴因子、神经递质等)的受体蛋白
载体蛋白
是用于协助扩散和主动运输的载体蛋白
具催化作用的酶
如好氧型细菌的细胞膜上可附着与有氧呼吸相关的酶，此外，细胞膜上还可存在ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)
识别(受体)蛋白
用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白(如精、卵间的识别，免疫细胞对抗原的特异性识别等)

[对点落实]
1．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
解析：选A　细胞膜上的载体蛋白具有控制物质运输的功能，受体蛋白具有传递信息的功能；细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，有些病毒和细菌也可以通过细胞膜，进入细胞内；蛋白质是生命活动的主要承担者，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；胰岛素是降血糖的激素，若胰岛素的靶细胞膜上缺乏胰岛素受体，那么胰岛素就不能发挥作用，会引起血糖浓度升高。
2．(2018·天津高考)生物膜上不同类型的蛋白质行使不同的功能。下表中依据膜蛋白功能，对其类型判断错误的是(　　)
选项
膜蛋白的位置、功能
膜蛋白的类型
A
位于突触后膜，识别并结合神经递质
受体
B
位于靶细胞膜，识别并结合激素
载体
C
位于类囊体膜，催化ATP合成
酶
D
位于癌细胞膜，引起特异性免疫
抗原

解析：选B　在神经调节中，位于突触后膜上的受体能识别并结合神经递质；在激素调节中，位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白；在光合作用过程中，位于叶绿体类囊体膜上能催化ATP合成的膜蛋白为酶；癌细胞膜上的某些特殊蛋白质为抗原，能够被免疫系统识别，从而引起特异性免疫。
3．(2019·豫南九校联考)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有序性
解析：选C　图示为细胞膜的流动镶嵌模型，①是糖蛋白，具有识别、保护和润滑的作用；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；③是磷脂分子，是构成细胞器膜、核膜等各种生物膜的主要成分；④由蛋白质组成，能保持细胞内部结构有序性。

1．细胞膜成分的鉴定
细胞膜成分
鉴定试剂(方法)
结果
磷脂
脂溶剂处理
细胞膜被破坏
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
紫色
蛋白酶处理
细胞膜被破坏

2．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。
3．细胞膜功能的探究
(1)控制物质进出功能的验证

(2)识别功能的验证


4．细胞膜功能特性——选择透过性的验证

[对点落实]
4．(2016·海南高考)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：选B　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，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。该实验未涉及物质进出细胞，不能说明细胞膜的选择透过性及膜蛋白作为载体蛋白的物质运输功能。
5．温热处理可使细胞膜的流动性发生改变，严重时会引起细胞死亡。癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大，43 ℃温热处理时，在100 min内随作用时间延长，膜的流动性逐渐增加且癌细胞比正常体细胞更显著，100 min后冷却到体温(37.5 ℃) 后，正常体细胞膜的流动性恢复正常比癌细胞更快更完全。这成为温热治疗肿瘤的理论依据。为验证温热处理对不同细胞膜流动性的影响，请根据以下提供的实验材料，完善实验思路、预测实验结果并进行分析。
实验材料：试管若干、红细胞悬液、腹水肝癌细胞悬液、恒温箱、质膜流动性测量仪 (要求与说明：质膜流动性测量的具体操作不作要求；实验条件适宜)
请回答：
(1)实验思路：
①取试管若干，均分为4组，编号为A、B、C、D。
②用质膜流动性测量仪分别测量红细胞和腹水肝癌细胞质膜的流动性，并记录。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
⑤________________________________________________________________________。
⑥________________________________________________________________________。
⑦________________________________________________________________________。
(2)预测实验结果：(请在所给的坐标系中绘制实验过程中细胞膜流动性变化示意曲线，并直接标注实验变量)

(3)讨论与分析：
癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大，据此推测癌细胞的代谢比正常体细胞________，容易转移。从构成细胞膜的脂质分析，癌细胞膜流动性较大的原因可能是________________________________________。在43 ℃下进行温热治疗而不选择更高的温度，原因是：______________________________________。
解析：(1)由题干信息可知，本实验的目的是验证温热处理对不同细胞膜流动性的影响，自变量为温度和不同细胞，因变量为细胞膜流动性。在设计对照实验时，要遵循单一变量原则和对照原则，实验思路见答案。(2)由于癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大，43 ℃温热处理时，膜的流动性逐渐增加且癌细胞比正常体细胞更显著，冷却到37.5 ℃后，正常体细胞膜的流动性恢复正常比癌细胞更快更完全。据此可以预测出实验结果(见答案)。(3)癌细胞细胞膜的流动性比正常体细胞大，据此推测癌细胞的代谢比正常体细胞强，容易转移。从构成细胞膜的脂质分析，癌细胞膜流动性较大的原因可能是磷脂分子的不饱和程度大、胆固醇含量低。温度过高也会导致正常体细胞流动性增加过大，不能恢复正常状态，因此在43 ℃下进行温热治疗而不选择更高的温度。
答案：(1)③向A、B两组各试管加入适量且等量的红细胞悬液，C、D两组各试管加入适量且等量的腹水肝癌细胞悬液，将A、C两组置于37.5 ℃恒温箱中保温，B、D两组置于43 ℃恒温箱中保温　④每隔一段时间用质膜流动性测量仪分别测量各组细胞质膜的流动性，并记录　⑤100 min后，将B、D两组与A、C两组一起置于37.5 ℃恒温箱中保温　⑥每隔一段时间用质膜流动性测量仪分别测量各组细胞质膜的流动性，并记录　⑦对所获得的实验数据进行分析和处理
(2)结果预测：

(3)强　磷脂分子的不饱和程度大、胆固醇含量低　温度过高将导致正常体细胞流动性增加过大，不能恢复
[归纳拓展]
细胞膜流动性的实例与判断方法

考点二　细胞核的结构和功能[重难深化类]

1．细胞核的结构

2．概括细胞核的功能

[基础自测]
1．判断下列叙述的正误
(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)细胞核是遗传物质储存与基因转录的场所(√)
(2018·北京卷，T2A改编)
(4)染色体的成分是核糖核酸和蛋白质(×)
(2013·北京卷，T1B)
(5)胰岛细胞中核孔数目多于口腔上皮细胞(√)
(6)胰岛素基因转录的场所是细胞核(2011·福建卷，T1D)(√)
(7)真核细胞的核膜上有大量的多种酶，有利于多种化学反应的顺利进行(√)
2．据细胞核结构示意图，完成下列问题

(1)若要检测图中①所含有的成分，应选用的试剂是双缩脲试剂、甲基绿染液；若要观察②的形态，应选用碱性染料(如龙胆紫溶液或醋酸洋红液)染色。
(2)用下列图示表示①与②的关系：

(3)图中③由层磷脂分子构成，其外膜常与内质网相连，且有核糖体和酶附着，有利于多种化学反应的进行。
(4)下列物质能通过④进出的是A、B、C。(填选项编号)
A．mRNA　　　　　　　 B．蛋白质
C．DNA聚合酶 D．DNA
(5)图中⑤的功能是参与某种RNA的合成及核糖体的形成。
(6)在细胞分裂中，能周期性消失和重建的结构是③⑤。(填图中序号)


1．归纳细胞核的结构及相应功能
名称
特点
功能
核膜和核孔
①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着
②在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建
③核膜和核孔对物质的进出都具有选择性
①化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行
②选择性地控制物质出入细胞核，其中大分子物质通过核孔出入细胞
核仁
①折光性强，易与其他结构区分②在有丝分裂中周期性地消失和重现
参与某种RNA的合成及核糖体的形成
染色质

遗传物质的主要载体

2．走出对细胞核认识的四个误区
(1)误认为物质进出细胞核都要通过核孔
指正
①核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道
②小分子物质可通过核膜进出细胞核
(2)误认为所有物质都能通过核孔
指正
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
(3)误认为核仁是遗传物质的储存场所
指正
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
(4)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的
指正
核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢强度有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大

[对点落实]
1．下列关于细胞核的结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．细胞核是细胞代谢和遗传物质储存的主要场所
B．衰老细胞的细胞核体积增大，染色质收缩
C．细胞核在细胞分裂间期消失分裂末期重现
D．蓝藻能通过核孔实现核质之间的信息交流
解析：选B　细胞代谢的主要场所是细胞质基质；衰老细胞的细胞核体积增大，染色质收缩；核膜和核仁在细胞周期的分裂前期消失，分裂末期重建；蓝藻属于原核生物，无细胞核。
2．(2019·天津和平区模拟)下列有关染色体和染色质的说法正确的是(　　)
A．染色体在解旋酶的作用下变为细丝状的染色质
B．染色体可被龙胆紫等碱性染料染成深色而染色质不能
C．线粒体和叶绿体中均含有少量的染色质
D．在盐酸的作用下染色质中DNA可与蛋白质分开
解析：选D　染色体在分裂末期逐步解螺旋，变为细丝状的染色质，不需要解旋酶的作用；染色质和染色体的主要成分都是DNA和蛋白质，是细胞中同一种物质在不同时期的两种形态，所以都可被龙胆紫等碱性染料染成深色；线粒体和叶绿体中均含有少量的DNA，但都不含染色质；在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，用质量分数为8%的盐酸改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，并使染色质中的DNA和蛋白质分离，便于染色剂与DNA结合。

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

[对点落实]
3．如图为用伞藻做的“嫁接”实验。实验结论是(　　)

A．伞藻的细胞核或细胞质都不能独立存活
B．伞藻“柄”的种类决定形成的“帽”的形状
C．伞藻的细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心
D．伞藻“足”的种类决定形成的“帽”的形状
解析：选D　实验没有检验伞藻的细胞核或细胞质能不能独立存活；由图示可知，伞藻“柄”的种类不决定形成“帽”的形状；实验证明了伞藻“足”的种类决定形成“帽”的形状，但并不能说明伞藻的细胞核是代谢的控制中心。
4．(2019·安阳一模)有人把变形虫的核取出，观察无核变形虫短期的一系列生理变化特点后，预测出a～d四个现象，并提出相应的推测理由①～④。请选出预测现象和推理均正确的一个组合(　　)
预测现象：a.失去核的变形虫，虽然停止伸出伪足，但几天后核将再生，能正常活动；b.失去核的变形虫，细胞质功能逐渐衰退，几天内将死亡；c.失去核的变形虫，虽然会反复进行数次无丝分裂，但结果还是死亡；d.除去核以后，细胞质活动反而暂时提高，因此细胞分裂将更加旺盛。
推测理由：①核能抑制细胞的过度分裂；②没有核的细胞也具备分裂的能力；③如果没有核，就不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸；④许多生物结构都有再生能力，核也能再生。
A．a与④　　　　　　　　 B．b与③
C．c与② D．d与①
解析：选B　细胞核与细胞质的关系：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，细胞质为细胞核提供能量和营养物质等。失去核的变形虫由于不能制造出合成众多蛋白质所必需的核酸，细胞的生命活动不能正常进行，如不能摄取食物，对外界刺激也不再发生反应，因而生存几天后就会死亡。
5．下图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验，据此推断错误的是(　　)

A．RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中
B．细胞核可能通过控制RNA的合成间接控制细胞的代谢
C．若核质分离较长时间后进行移植，则乙组实验细胞质中无15N的RNA
D．甲组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，可得到相同的实验结果
解析：选D　15N标记的尿嘧啶是合成RNA的原料，由图可知，在细胞核中首先发现被15N标记的RNA，然后在重组细胞的细胞质中发现被15N标记的RNA，说明RNA首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中。细胞核可以通过控制RNA的合成来控制蛋白质的合成，进而控制细胞的代谢。若核质分离较长时间，可能由于细胞核缺乏物质和能量供应导致死亡，这样乙组重组细胞质中无15N的RNA。胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料，甲组培养液换用15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，若DNA进行复制，可在细胞核中发现被15N标记的DNA，但DNA不能进入细胞质，所以在细胞质中没有被15N标记的DNA；若DNA不复制，则在细胞核与细胞质中都无15N标记的DNA。
　 　　　课堂一刻钟
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
解题关键——准确识记
此题是对激素作用特点和细胞间三种信息交流方式的变式考查。解答本题的关键是准确识记细胞间信息交流方式与实例的关系。
解析：选D　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．(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
命题探源——以“本”为本
本选项考查内容源自人教版必修①教材P66“思考与讨论”磷脂分子的组成的内容，同时也是对脂质种类的考查，命题人故意混淆脂质的组成种类，以考查对知识的熟练程度。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
解析：选C　细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的，而自由扩散的结果是使膜两侧的浓度差减小。蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜、线粒体膜和核膜的功能各不相同的原因是它们所含有的蛋白质种类和数量不同。分泌蛋白分泌到细胞外涉及内质网和高尔基体参与的囊泡转运过程以及囊泡与细胞膜的融合过程等，这些过程都与膜脂的流动性有关。膜中的磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，不含胆固醇。
3．(2014·全国大纲卷)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
易错探因——识记不准
核孔是大分子物质选择性进出细胞核的通道，mRNA、DNA聚合酶都能通过核孔。　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　
解析：选C　细胞核中染色质的主要成分是蛋白质和DNA；细胞核是遗传物质的主要储存场所，可以发生DNA复制和转录；核孔是大分子物质选择性进出细胞核的通道，如mRNA、DNA聚合酶等可通过核孔；有丝分裂前期核膜消失，末期核膜重新形成。
4．(2014·福建高考)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(　　)

解题关键——信息获取
准确获取题干、图表中的信息是解题的关键，将题干信息与已有知识建立联系是解题的突破口。
解析：选D　血红蛋白存在于红细胞内，是一种可运载氧气的蛋白质，并非膜蛋白；抗体是由浆细胞分泌的一种免疫球蛋白，并非T淋巴细胞细胞膜的成分；胰岛素受体具有特异性，只能与胰岛素特异性结合，无法与胰高血糖素结合；神经递质可以与骨骼肌细胞膜上的神经递质受体特异性结合，葡萄糖可以借助转运葡萄糖的载体通过主动运输的方式进入骨骼肌细胞。
5．(2013·天津高考)下列过程未体现生物膜信息传递功能的是(　　)
A．蔗糖溶液使洋葱表皮细胞发生质壁分离
B．抗原刺激引发记忆细胞增殖分化
C．胰岛素调节靶细胞对葡萄糖的摄取
D．传出神经细胞兴奋引起肌肉收缩
易错探因——张冠李戴
质壁分离与细胞膜的流动性有关，而与细胞间的信息交流无关。命题者在命制此类题目时常将生物膜的流动性、选择透过性和信息交流功能混淆，张冠李戴，以考查学生对知识掌握的精准程度。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
解析：选A　蔗糖溶液的浓度大于细胞液的浓度，植物细胞失水，使洋葱细胞发生质壁分离，和生物膜的流动性有关，未体现生物膜的信息传递功能；抗原刺激记忆细胞增殖分化，胰岛素调节靶细胞摄取葡萄糖，传出神经细胞释放递质引起肌肉收缩，都可体现生物膜的信息传递功能。
[学情考情·了然于胸]
一、明考情·知能力——找准努力方向
考查知识
1.细胞膜的组成、结构和功能，其中细胞膜的结构和功能是高频考点，高考已经连续多年考查细胞膜的信息交流功能。
2.细胞核的结构和功能，其中细胞核的结构是考查的重点。
考查能力
1.识记能力：主要考查对细胞膜和细胞核的结构、功能的识记能力。
2.归纳概括能力：通过总结细胞膜和细胞核的结构与功能，建立结构与功能观，并以此分析生命现象。
3.模型与构建能力：通过对细胞膜结构探索历程相关实验的分析，体会建模在生物学中的作用，并能用流动镶嵌模型的知识解释生物学现象。

二、记要点·背术语——汇总本节重点
1．细胞膜
(1)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。
(2)组成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，决定了生物膜具有一定的流动性的结构特点。
(3)生物膜选择透过性的物质基础是生物膜上的载体蛋白。
2．细胞核
(1)染色质和染色体是同种物质在细胞不同时期的两种存在状态。
(2)染色质主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。
(3)细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
[课下达标检测]　
一、选择题
1．下列有关细胞膜结构与功能的叙述，正确的是(　　)
A．升高温度可增加细胞膜的流动性加快物质运输
B．病原体侵入宿主细胞体现了细胞膜的选择透过性
C．蛋白质、脂肪是构成细胞膜的主要成分
D．哺乳动物成熟红细胞在清水中涨破后，可通过离心获得细胞膜
解析：选D　构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，升高温度可增加细胞膜的流动性，但是不一定加快物质运输；病原体侵入宿主细胞为胞吞作用，体现了细胞膜的流动性；蛋白质和磷脂是构成细胞膜的主要成分；哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和多种细胞器，没有膜内结构的干扰，适于作制备细胞膜的材料。将哺乳动物成熟红细胞放在蒸馏水中，使其吸水涨破，释放出内容物，通过离心分离，可获得较为纯净的细胞膜。
2．下列有关细胞膜上膜蛋白功能的叙述错误的是(　　)

A．图1表明膜蛋白具有控制物质进出细胞的功能，该方式为主动运输
B．图2说明膜蛋白能够催化膜表面的代谢反应
C．图3表明膜蛋白有利于细胞接收膜表面的化学信息
D．三个图都能够说明细胞膜能将细胞与外界环境分隔开
解析：选A　图1表示细胞膜通过载体蛋白转运物质，不消耗能量，该运输方式为协助扩散。
3．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，下列相关叙述正确的是(　　)
A．真核细胞通常只有一个细胞核，但也有多核细胞和无核细胞
B．光学显微镜下观察可见细胞核内有核仁和染色体
C．染色体作为遗传物质的主要载体，主要分布在细胞核，少量分布于细胞质
D．无丝分裂过程中核膜、核仁会发生周期性的消失与重现
解析：选A　真核细胞通常只有一个细胞核，有的细胞有多个细胞核如骨骼肌细胞，有的没有细胞核如哺乳动物成熟的红细胞；光学显微镜下看不到核仁；染色体作为遗传物质的主要载体，分布在细胞核，细胞质内无染色体；无丝分裂过程中，没有核膜、核仁的消失。
4．细胞膜上分布有载体蛋白和受体蛋白等功能蛋白，载体蛋白和受体蛋白的共同特点有(　　)
A．与相关物质的结合具有特异性
B．相结合的物质均为小分子有机物
C．均能识别细胞外来的信息分子
D．其产生过程均由核糖体独立完成
解析：选A　载体蛋白和受体蛋白与相关物质的结合具有特异性；与载体蛋白和受体蛋白相结合的物质也可以是无机物；受体蛋白能识别细胞外来的信息分子，载体蛋白不能；两种蛋白产生过程一般由核糖体、内质网和高尔基体共同完成。
5．(2019·南通模拟)如图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质。下列关于细胞膜结构和功能的叙述，正确的是(　　)

A．a过程与膜内外物质的浓度无关
B．b可表示细胞分泌胰岛素的过程
C．①与细胞间识别和免疫密切相关
D．②和③构成了细胞膜的基本支架
解析：选C　a过程表示自由扩散，运输动力是浓度差，与膜内外物质的浓度有关；细胞分泌胰岛素的方式为胞吐，体现细胞膜的流动性，不是主动运输(b)；糖蛋白与细胞识别和信息交流有关；②磷脂双分子层为细胞膜的基本支架。
6．(2019·茂名一模)研究发现，抑郁症患者大脑中X细胞合成的成纤维细胞生长因子9(FGF9)是一种分泌蛋白，含量远高于正常人。下列判断正确的是(　　)
A．抑郁症患者有较多FGF9的根本原因是合成FGF9的酶的活性较高
B．可通过抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症
C．FGF9的分泌过程体现了细胞膜的功能特点——流动性
D．FGF9通过胞吐从细胞中出来作用于靶细胞，属于细胞间直接信息传递
解析：选B　抑郁症患者大脑中FGF9含量远高于正常人，其根本原因是控制合成FGF9的基因过量表达；FGF9是一种分泌蛋白，在X细胞的核糖体内合成，因此，可通过抑制X细胞中核糖体的功能来治疗抑郁症；FGF9的化学本质是蛋白质，以胞吐方式分泌，其分泌过程体现了细胞膜的结构特点——具有一定的流动性；FGF9通过胞吐方式从细胞中出来作用于靶细胞，需要经过体液运输，不属于细胞间直接信息传递。
7．下列实例中最能说明细胞膜流动性的是(　　)
A．CO2进入叶肉细胞　 　 B．抗体的分泌
C．Na＋内流引起动作电位 D．葡萄糖进入小肠上皮细胞
解析：选B　CO2进入叶肉细胞的方式是自由扩散，不能体现细胞膜的流动性；抗体的分泌方式是胞吐，体现了细胞膜的流动性；Na＋内流引起动作电位，葡萄糖进入小肠上皮细胞均可体现细胞膜的功能特性(选择透过性)。
8．蝴蝶将一株油菜的花粉带到另一株油菜花的柱头上后，即可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应；若将一株油菜的花粉带到一朵桃花的柱头上则不会发生这一系列反应。该现象很好地说明细胞膜(　　)
A．主要由脂质和蛋白质组成
B．可将细胞与外界环境分隔开
C．控制物质出入细胞的作用是相对的
D．能进行细胞间的信息交流
解析：选D　根据题意中“蝴蝶将一株油菜的花粉带到另一株油菜花的柱头上后，既可发生花粉萌发、花粉管伸长、释放精子、精卵融合等一系列生理反应；若将一株油菜的花粉带到一朵桃花的柱头上则不会发生这一系列反应”，说明细胞膜能进行细胞间的信息传递，即细胞直接接触传递信息。
9．下列现象与细胞膜上糖蛋白无关的是(　　)
A．癌细胞的扩散
B．甘油分子进入小肠上皮细胞
C．胰岛素降低血糖
D．效应T细胞攻击靶细胞
解析：选B　癌细胞膜上的糖蛋白的数量减少导致癌细胞黏着性降低，易扩散；甘油分子进入小肠上皮细胞的方式是自由扩散，与糖蛋白无关；胰岛素与受体细胞通过糖蛋白进行识别，从而调节细胞对糖类的吸收、利用和转化；效应T细胞与靶细胞上的糖蛋白识别，从而导致靶细胞裂解死亡。
10．下列一定没有涉及细胞间信息交换的是(　　)
A．效应T细胞与靶细胞之间
B．乙肝抗体与乙肝病毒之间
C．相邻的高等植物细胞之间
D．甲状腺细胞与肌细胞之间
解析：选B　效应T 细胞可以识别靶细胞，并与之结合使靶细胞裂解，该过程涉及细胞间信息交流；乙肝抗体是蛋白质，乙肝病毒是非细胞结构的生物，所以乙肝抗体与乙肝病毒间的特异性识别不属于细胞间的信息交流；多细胞生物体中，细胞是相对独立的单位，但又相互影响共同构成一个个体，所以在组成一个整体个体时，相邻的高等植物细胞之间一定会发生信息交流，比如根尖尖端细胞产生生长素，促进尖端下部细胞伸长生长；甲状腺细胞释放甲状腺激素，作用于几乎全身所有细胞，当然也包括肌细胞，所以两种细胞之间有信息交流。
11．下列有关真核细胞结构与功能相适应的叙述，错误的是(　　)
A．细胞膜上蛋白质种类和数量的多少决定了细胞膜功能复杂程度
B．代谢越旺盛的真核细胞，细胞内线粒体和核孔数量越多
C．细胞核上的核孔保证了控制细胞器进行物质合成的基因能够从细胞核到达细胞质
D．草履虫出现两个细胞核保证了正常的核质比，有利于生命活动正常进行
解析：选C　功能越复杂的膜，其上蛋白质的种类和数量越多。代谢越旺盛的细胞中，核孔数量多，核仁体积大；线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，代谢越旺盛，线粒体的数目相对较多。基因是有遗传效应的DNA片段，DNA不能进出细胞核，细胞核基因转录形成的RNA可以通过核孔进入细胞质。限制细胞生长的因素有表面积和体积的比值、核质比，草履虫细胞中有两个细胞核，保证了核质比，有利于生命活动的正常进行。
12．(2019·榆林一模)端粒存在于真核生物染色体的末端，是由DNA序列及其相关的蛋白质所组成的复合体。端粒酶是一种逆转录酶，由蛋白质和RNA构成。由此可知，属于核膜、端粒和端粒酶共同点的是(　　)
A．都存在于所有生物细胞中
B．都含有C、H、O、N、P等化学元素
C．都与遗传信息的传递无关
D．都含有遗传物质
解析：选B　由于原核生物没有核膜和染色体，故没有端粒；核膜的组成成分主要是磷脂和蛋白质，端粒是由DNA和蛋白质组成的复合体，端粒酶由蛋白质和RNA构成，三者组成元素都有C、H、O、N、P等；端粒存在于染色体的末端，端粒酶是一种逆转录酶，都与遗传信息的传递有关；端粒酶和核膜中都没有DNA。
二、非选择题
13．(2019·新乡校级模拟)科学家通过有关方法，测得多种膜的化学成分，如下表：
物质种类
膜的类别　　　　　
蛋白质(%)
脂质(%) (主要是磷脂)
糖类(%)
变形虫细胞膜
54
42
4
小鼠肝细胞膜
44
52
4
人红细胞膜
49
43
8
线粒体内膜
76
24
0
菠菜叶绿体片层膜
70
30
0

(1)生物膜系统是______________________________________。若要获取较为纯净的细胞膜最好选用____________________________________作为材料。
(2)从表中可以看出，各种膜在化学物质组成上的共同点是_____________________，主要区别有：____________________________________________________________。科学家将变形虫的细胞与小鼠肝细胞分别放入0.15%的K＋溶液中相同时间后，再次测定K＋浓度，发现放有小鼠肝细胞的K＋溶液浓度较高，从两种细胞的细胞膜成分考虑，原因是__________________________________________________________________________。
(3)对人体其他细胞的细胞膜成分进行分析，发现糖类的含量基本接近8%，偶尔有个别细胞的细胞膜上的糖类大约只有2%，该细胞最有可能发生了________，引起因素有__________________________________。
(4)线粒体内膜蛋白质含量最高的原因是____________________________。
解析：(1)生物膜系统是细胞膜、细胞器膜和核膜等结构的总称。由于哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，因此用哺乳动物获取的膜没有核膜和细胞器膜，只有细胞膜，成分单一，因此选取哺乳动物成熟红细胞作实验材料。(2)从表中可以看出，各种膜在化学物质组成上的共同点是都含有蛋白质和脂质(磷脂)，主要区别有：细胞膜含有少量的糖类，而线粒体膜和叶绿体膜没有糖类，细胞膜上有运输矿质离子的载体。将变形虫的细胞与小鼠肝细胞分别放入0.15%的K＋溶液中相同时间后，再次测定K＋浓度，发现放有小鼠肝细胞的K＋溶液浓度较高，从两种细胞的细胞膜成分考虑，原因是小鼠肝细胞膜上运输K＋的载体数量小于变形虫细胞膜上运输K＋的载体数量。(3)癌变细胞表面的糖蛋白减少，引起癌变的因素有物理、化学、病毒致癌因素。(4)线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，含有大量与有氧呼吸有关的酶，故线粒体内膜蛋白质含量较高。
答案：(1)细胞膜、细胞器膜和核膜等结构的总称　哺乳动物(成熟的)红细胞　(2)都含有蛋白质和脂质(磷脂)　细胞膜含有少量的糖类，而线粒体内膜和叶绿体片层膜没有糖类　小鼠肝细胞膜上运输K＋的载体数量小于变形虫细胞膜上运输K＋的载体数量　(3)癌变　物理、化学、病毒致癌因素　(4)含有大量与有氧呼吸有关的酶
14．(2019·于都县模拟)核孔复合体主要由核被膜、中央栓和核质侧的“核篮”结构组成，如图1所示。


(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核，这三种方式中属于被动运输的是________。
(2)下列物质中，大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要运进细胞核的是__________(选填选项前的符号)，理由是___________________________________________
________________________________________________________________________。
a．DNA聚合酶 b．RNA聚合酶
c．ATP合成酶 d．组蛋白(染色体成分)
(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前，亲核蛋白首先需要与________结合，然后在____________的参与下完成运输。
(4)亲核蛋白一般含有核定位序列(NLS)。为探究NLS位于非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部还是尾部，某同学以非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白为材料进行实验(过程和结果如图2)，得出NLS序列位于亲核蛋白的尾部的结论。
①请评价该同学的实验结论并写出评价的依据。
②请完善实验设计_________________________________________________________。若实验结果为______________________，则上述结论成立。
解析：(1)细胞质中的物质可通过甲、乙、丙三种方式进入细胞核，这三种方式中丙需要消耗能量，为主动运输，甲、乙不需要消耗能量，为被动运输。(2)大蒜根尖分生区细胞和成熟区细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录，以满足细胞对蛋白质等物质的需要，因此二者都需要运进细胞核的是RNA聚合酶。(3)亲核蛋白主要通过丙方式进入细胞核。进核之前，亲核蛋白首先需要与受体结合，然后在中央栓蛋白协助下运输。(4)①该实验没有放射性物质标记头部的实验，不能排除由NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部参与下完成运输的可能性，故该实验结论不可靠。②用放射性物质标记亲核蛋白的头部，显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质。若实验结果为细胞核内无放射性，则上述结论成立。
答案：(1)甲、乙　(2)b　这两种细胞都需要RNA聚合酶来催化基因的转录，以满足细胞对蛋白质等物质的需要　(3)受体　中央栓蛋白　(4)①结论不可靠，没有放射性物质标记头部的实验，不能排除NLS位于爪蟾卵母细胞亲核蛋白的头部的可能性。　②用放射性物质标记亲核蛋白的头部，显微注射进爪蟾卵母细胞的细胞质　细胞核内无放射性
15．为探究温度对膜透性的影响，取质量和形态相同的两块马铃薯放入蒸馏水中进行对照实验，所得到的结果如表：
时间(h)
质量改变
百分比(%)
温度　　　
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
20 ℃
0
＋5
＋7
＋9
＋12
＋14
＋16
40 ℃
0
＋0.03
0
－2
－3
－3.5
－4

(1)本实验的自变量是________。
(2)在20 ℃下马铃薯块质量增加，主要与细胞具有______(细胞器)有关。
(3)在40 ℃时，随着时间延长，马铃薯质量下降的主要原因是膜的通透性增大、细胞内容物外渗造成的。请完成下列实验设计方案并回答问题：
实验原理：随膜的通透性增大，细胞内容物外渗，会使外部溶液的电导度增大。溶液电导度的大小可以用电导仪进行检测。电导仪非常灵敏，空气中的CO2、温度均会影响测量结果。
实验仪器与药品：电导仪、恒温水浴锅、烧杯、量筒、洗瓶滤纸、蒸馏水。
假设：温度升高膜的通透性增大。
实验步骤：
第一步：取4只相同的烧杯，分别加入10 mL蒸馏水，编号为A、B、C、D；
第二步：取2块质量为10 g且形态相同的马铃薯块用蒸馏水反复冲洗三次，用滤纸将水吸干，再分别放入A、B两烧杯中，C、D两烧杯作为对照；
第三步：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________；
第四步：1.5 h后取出烧杯中的马铃薯，使烧杯中的溶液保持或恢复至20 ℃；
第五步：______________________________，并记录结果。
结果预测：若实验结果符合预期，则B烧杯中溶液电导度减去D烧杯中溶液电导度的值________(填“大于”“小于”或“等于”)A烧杯中溶液电导度减去C烧杯中溶液电导度的值。
讨论：实验步骤中设计C、D组作为对照的目的是____________________________。
解析：(1)从表格中的统计数据可以看出，该实验是在两种温度下进行的，所以温度是本实验的自变量之一，因变量是膜的通透性大小。(2)在20 ℃下马铃薯块质量增加，细胞吸水，与细胞具有液泡有关。(3)该题中的对照实验有两种，首先是不同温度下的相互对照，同时还有同一温度下的实验组和空白对照组之间的对照，所以在每一温度下，都有实验组和空白对照组进行比较。故第三步时，不妨将A和C两烧杯置于20 ℃的恒温水浴中；同时B和D两烧杯置于50 ℃的恒温水浴中。根据题意，随膜的通透性增大，细胞内容物外渗，会使外部溶液的电导度增大，即溶液电导度的大小可用于表示因变量的变化。所以第五步是用电导仪测量溶液的电导度，并记录实验结果。结果预测：B烧杯中溶液的电导度减去D烧杯中溶液的电导度的值大于A烧杯中溶液的电导度减去C烧杯中溶液的电导度的值。从题中实验原理可知，电导仪非常灵敏，空气中的CO2、温度均会影响测量结果，因此为排除这些环境因素的影响，要设置空白对照实验组。
答案：(1)温度　(2)液泡　(3)第三步：将A和C两烧杯置于20 ℃的恒温水浴中；B和D两烧杯置于50 ℃的恒温水浴中　第五步：用电导仪分别测量溶液的电导度　结果预测：大于　讨论：排除空气中的CO2等因素干扰实验结果