2021新高考生物人教版一轮学案：必修部分模块1第2单元第2讲　细胞膜和细胞核

第2讲　细胞膜和细胞核

▌考纲研读备考定位▌

考点一　细胞膜的组成、结构和功能

ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG

自主学习·探究提升

1．细胞膜的成分

细胞膜

2．细胞膜成分的鉴定

3．细胞膜的结构

生物膜结构的探索历程(连线)

4．流动镶嵌模型的基本内容

　　■

与细胞膜相关的5个易错提醒

(1)组成细胞膜的基本支架：是磷脂双分子层而不是蛋白质。

(2)各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关：功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。

(3)不同种类的细胞，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，而植物细胞膜中则没有。

(4)细胞膜的成分并不是不可变的：如细胞癌变的过程中，细胞膜的成分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质。

(5)糖类主要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。

5．细胞膜的功能

6．植物细胞壁

易错整合，判断正误。

(1)细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行鉴定 (2017·全国卷Ⅰ，2A)(　√　)

(2)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，2B)(　√　)

(3)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，2C)(　√　)

(4)细胞膜的成分为脂质、蛋白质和糖类(北京卷，1A)(　√　)

(5)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(山东卷，4B)(　×　)

(6)细胞膜含有糖脂和糖蛋白(海南卷，1A)(　√　)

(7)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(广东卷，1D)(　×　)

(8)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(山东卷，4A)(　√　)

(9)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的流动性(全国卷Ⅰ，1A)(　√　)

(10)细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的(海南卷，1D)(　√　)

1．观察下列图示，分析三个图的信息交流类型，并思考：

(1)图1～3分别通过何种方式实现信息交流？

(2)精卵识别、激素调节，分别属于哪种方式？植物细胞间胞间连丝与上述哪类方式吻合？

[提示]图1为通过分泌的化学物质(如激素)传递信息；图2通过细胞膜直接接触(如精子和卵细胞)传递信息；图3通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝。

2．下图表示各种细胞膜组成成分的含量由该图示能审读到何种结论？(至少写2条)

[提示]由图可推知：①细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质；②不同膜中蛋白质的含量会有所不同——功能越复杂者，膜蛋白含量相对越高。

KAO DIAN TU PO POU XI NAN DIAN

考点突破·剖析难点

1．细胞膜的三大功能——边界、运输、传递

2．细胞膜的结构特点与功能特性

3．与细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计归纳

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(1)细胞膜的组成成分、结构与功能之间的相互关系

(2)细胞识别的物质基础是细胞膜上的糖蛋白(糖被)。细胞膜上糖蛋白能完成细胞间的信息交流功能，主要体现在：

①激素和受体细胞的识别。

②神经递质和突触后膜上受体结合，使下一个神经元兴奋或抑制，或作用于肌肉或腺体细胞，完成反射活动。

③在免疫中，抗原和抗体的识别、效应T细胞和靶细胞的识别。

④受精过程中，精子和卵细胞的识别。糖蛋白是一类物质的统称，也具有专一性，在应用中要注意区分。

　例1　(2020·北京石景山区高三期末)下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，有关说法不正确的是(　B　)

A．细胞识别与①有关

B．②能动③静止不动

C．葡萄糖通过细胞膜需要②的协助

D．③构成细胞膜的基本骨架

[解析]　据图分析，①是糖蛋白，与细胞识别作用有关，A正确；③是磷脂双分子层，是可以运动的，B错误；葡萄糖通过细胞膜的方式是主动运输或协助扩散，需要②载体蛋白的协助，C正确；③是磷脂双分子层，构成了细胞膜的基本骨架，D正确。

归纳总结

五种常考的“膜蛋白”及其功能

〔对应训练〕

1．(2019·青海省西宁市三二模)下列有关细胞膜的成分、结构与功能的叙述中正确的是(　C　)

A．所有真核细胞的细胞膜均含有胆固醇

B．从新细胞的产生到衰老，甚至死亡，其细胞膜上的糖蛋白都不会发生变化

C．高温处理过的酵母菌细胞的细胞膜的流动性与选择透过性均消失

D．温度过低时的细胞死亡与膜结构无关

[解析]　动物细胞膜含有胆固醇，而植物细胞不含胆固醇，A错误；糖蛋白具有保护、润滑、识别等功能，而从新细胞的产生到衰老，甚至死亡过程中，细胞的保护、润滑、识别等功能可能会发生改变，因此糖蛋白的含量有可能发生改变，B错误；高温处理过的酵母菌细胞的细胞膜丧失了生物活性，因此细胞膜的流动性、选择透过性也都丧失了，C正确；温度过低时的细胞死亡与膜结构有关，D错误。

2．(2019·陕西省白水中学高三)细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。 关于图1、图2说法错误的是(　D　)

A．图1和图2中，B细胞与乙细胞上受体的化学本质都是糖蛋白

B．图2可以表示精子与卵细胞的识别

C．若A细胞为胰岛B细胞，则胰岛素通过血液循环会作用于机体的肝细胞

D．图2中甲细胞的细胞膜上无糖蛋白

[解析]　细胞膜表面的受体均为糖蛋白，能接受其他物质信息，A项正确；图2是两个细胞的直接接触实现了信号的传递，可以表示精子与卵细胞的识别，B项正确；若A细胞为胰岛B细胞，则胰岛素通过血液循环会作用于肝细胞，C项正确；图2中甲细胞的细胞膜上仍然存在其他类型的糖蛋白，D项错误。

考点二　细胞核的结构与功能

ZI ZHU XUE XI TAN JIU TI SHENG

自主学习·探究提升

1．细胞核的结构

上述结构中

(1)原核细胞不具备的是核膜、核仁、染色质。

(2)在细胞分裂周期中表现为周期性地消失和重建的结构是核膜和核仁。

(3)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，前者呈细长丝状、后者呈圆柱状或杆状，即：染色质(间期、末期)染色体(前期、中期、后期)。

2．细胞核的功能

(1)是遗传信息库，是遗传物质储存和复制的主要场所。

(2)是细胞代谢和遗传的控制中心。

巧学妙记：细胞核“二·二·四”

两场所

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两中心—细胞代谢和遗传的控制中心

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四结构—核膜、核孔、核仁、染色质

3．细胞核的功能探究

(1)黑白美西螈核移植实验

①实验过程

②实验结论：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：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：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

菊花形帽伞藻→核伞形帽伞藻→去掉帽和核后的部分发育为菊花形帽伞藻

③实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。

易错整合，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,1C)(　√　)

(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，1D)(　√　)

(3)细胞核是遗传物质储存与基因转录的场所(2018·北京卷，2A改编)(　√　)

(4)染色体的成分是核糖核酸和蛋白质(北京卷，1B)(　×　)

(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(福建卷，1D)(　√　)

据图分析细胞核的结构和功能

(1)将①彻底水解主要可得到的有机小分子有哪些？

(2)②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白质的场所吗？

(3)说出蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核的几个特点。

[提示](1)氨基酸、磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。

(2)不是，②是核仁，与某种RNA的合成和核糖体的形成有关。

(3)需要能量，具有选择性，跨膜层数为零。

KAO DIAN TU PO POU XI NAN DIAN

考点突破·剖析难点

1．细胞核的结构及其功能

2．细胞核与其他知识的整合

(1)物质运输：核孔是大分子物质运输(RNA出核，蛋白质入核)的通道，小分子和离子则可选择性透过核膜。

(2)基因表达：转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质。

(3)有丝分裂：核膜和核仁周期性的消失(前期)和重建(末期)。

(4)细胞衰老：细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。

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走出对细胞核认识的四个误区

　例2　(2019·山西太原高三期末)下列有关细胞核的叙述，错误的是(　D　)

A．一般情况下是细胞遗传与代谢的调控中心

B．真核细胞区别于原核细胞的显著标志之一

C．由于多数大分子无法直接穿透核膜，因此需要核孔作为物质的进出通道

D．维持基因的完整性，并借由所有基因表达来影响细胞活动

[解析]　本题综合考查细胞核的结构和功能，要求考生理解相关知识的要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力。细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心，A正确；真核细胞区别于原核细胞的显著标志之一是真核细胞具有核膜包被的细胞核，B正确；由于多数大分子无法直接穿透核膜，因此需要核孔作为物质的进出通道，C正确；细胞核通过维持基因的完整性，并借由基因的选择性表达来影响细胞活动，D错误。

〔对应训练〕

3．(2019·福建省龙岩市高三期末)下列有关人体细胞核结构和功能的叙述正确的是(　D　)

A．肝脏细胞的核孔数量比口腔上皮细胞的少

B．肌肉细胞的染色质主要分布在核仁上

C．细胞核是细胞代谢、遗传物质储存和复制的中心

D．小肠上皮细胞的核膜与内质网膜相连有利于物质的运输

[解析]　与口腔上皮细胞相比，肝脏细胞代谢旺盛，合成蛋白质的数量多，因此肝脏细胞的核孔数量多，A错误；肌肉细胞的染色质是细胞核的一种结构，不在核仁上，核仁与某些RNA的合成及核糖体的合成有关，B错误；细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，遗传物质储存在DNA的分子中，C错误；核膜可以直接与内质网膜相连，有利于细胞核和细胞质的物质运输，D正确。

4．(2019·河北衡水高三生物)下列有关细胞核的叙述中，错误的是(　A　)

A．变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是新陈代谢的主要场所

B．真核细胞的细胞核中存在易被碱性染料染色的结构

C．伞藻的嫁接实验不能充分证明是细胞核控制伞藻伞帽的形状

D．对真核细胞来说，失去了细胞核就失去了分裂能力

[解析]　变形虫去核后代谢会渐渐停止，是因为细胞核是新陈代谢的控制中心，A错误。真核细胞的细胞核中存在易被碱性染料染色的结构——染色体，B正确。伞藻的嫁接实验能证明是假根控制伞藻伞帽的形状，要证明细胞核的作用还要进行核移植实验，C正确。细胞核是遗传和代谢的控制中心，对真核细胞来说，没有细胞核就不能进行分裂，D正确。

课末总结

1．〔思维导图〕

2．〔简答题常考长句分析〕

结合细胞核的结构分析：

(1)①和②的关系是同一种物质在细胞不同时期的两种存在状态。

(2)③的结构特点是具有一定的流动性；功能特点是具有选择透过性。

(3)举例说明④具有选择性：细胞核转录出的RNA可以穿过核孔到细胞质中，细胞质中合成的蛋白质可以进入细胞核，但是细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。

(4)⑤的功能是与某种RNA的合成及核糖体的形成有关。

3．〔探究高考·明确考向〕

1．(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(　B　)

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

[解析]　染色质存在于细胞核中，主要由DNA和蛋白质组成，A项正确。遗传信息的转录主要发生在细胞核中，翻译发生在细胞质中，B项错误。细胞代谢和遗传的控制中心是细胞核，遗传物质的合成需要ATP提供能量，C、D两项正确。

2．(2017全国卷Ⅰ，1)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(　D　)

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

[解析]　雌激素由卵巢分泌后，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，故选D。

3．(2017·全国卷Ⅰ，2)下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是(　B　)

A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测

B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色

C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色

D．斐林试剂是含有Cu2＋的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色

[解析]　完整的细胞膜能够控制物质进出细胞，台盼蓝染色剂不能通过完整的细胞膜进入细胞，所以具有完整细胞膜的活细胞不被染色，而不完整的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂可进入细胞内，将细胞染成蓝色，A正确；检测蛋白质时可用双缩脲试剂进行显色，而检测氨基酸时不能用双缩脲试剂，B错误；染色体容易被碱性染料(如醋酸洋红液)染色，在细胞分裂中期，可观察到被染色的染色体的形态和数目，C正确；斐林试剂由0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液等量混合制成，其中含有一定量的Cu2＋和OH－，葡萄糖是还原糖，可在50～65 ℃水浴条件下与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，D正确。

4．(2017·江苏卷，21)下图为某细胞结构示意图。下列有关叙述正确的是(多选)(　BD　)

A．①②④属于生物膜系统

B．结构③能增大细胞膜的面积

C．⑤具有选择透过性，而⑥具有全透性

D．细胞膜不同部位的化学成分和功能有差异

[解析]　①为内质网，②为细胞膜，都属于生物膜系统；④为中心体，无膜结构，不属于细胞的生物膜系统，A项错误。结构③为细胞膜的凸起，增大了细胞膜的表面积，B项正确。⑤为核膜，与其他生物膜一样有选择透过性；⑥为核孔，对大分子物质具有选择性，C项错误。细胞膜不同部位的结构不同，化学成分和功能有差异，D项正确。

5．(全国卷Ⅲ，1)下列有关细胞膜的叙述，正确的是(　C　)

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

[解析]　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、线粒体膜和核膜的功能不同，这与各膜中所含不同功能的蛋白质有直接关系，B项错误；分泌蛋白通过胞吐分泌到细胞外，该过程是通过膜的流动性实现的，涉及膜脂的流动，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。