【备考2026】高考生物一轮复习资源：第2单元 第4课时 细胞膜与细胞核的结构和功能（讲义）含答案

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考点一 细胞膜的结构和功能
1．细胞膜的功能
2．细胞膜的成分
(1)细胞膜成分的探索
eq \s(实,验,一)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(实验方法：欧文顿用多种化学物质对植物细胞的通透性进行研究,实验现象：溶于脂质的物质容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜,实验推测：细胞膜是由 组成的))
eq \s(实,验,二)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(实验目的：探究细胞膜中脂质成分的类型,实验方法：用哺乳动物的红细胞制备纯净的细胞膜，进行化学分析,实验结论：组成细胞膜的脂质有 ，其中 含量最多))
eq \s(实,验,三)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(实验目的：英国学者丹尼利和戴维森研究细胞膜的张力,实验现象：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力人们, 已发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低,实验推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有 ))
(2)细胞膜成分的组成
3．细胞膜的结构
(1)对细胞膜结构的探索(连线)
(2)流动镶嵌模型
(3)结构特点
[教材隐性知识] ①源于必修1 P45“旁栏思考”：虽然细胞膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输的原因：一是水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是细胞膜上存在通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜。
②源于必修1 P46“练习与应用·拓展应用”：由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在____________中，脂溶性的药物被包在________________之间。由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合，也可能会以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。
4．植物细胞的细胞壁
[提醒] 不同生物细胞壁的主要成分不同，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，细菌细胞壁的主要成分有肽聚糖、磷壁酸、脂质和蛋白质，真菌细胞壁的主要成分是多糖，还有少量的蛋白质和脂质。
(1)囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性(2023·浙江6月选考，6C)( )
(2)鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染色成蓝色(2021·全国乙，2A)( )
(3)细胞膜的成分都有脂质和蛋白质(2021·福建，1B)( )
细胞膜的结构和功能
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，如图1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。如图2是细胞间的三种信息交流方式。请结合图示，思考回答下列问题：
(1)胰岛B细胞分泌胰岛素依赖于细胞膜的___________________________________。
(2)图1中体现出细胞膜有哪些功能？
________________________________________________________________________
(3)图2中能表示肝脏细胞接受胰岛素方式的是______(填字母)。
(4)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
(5)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。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(6)如果将上述图中磷脂分子提取后置于空气—水界面上、水中和水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布？请绘出相关示意图。
(7)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______________细胞作为实验材料。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。
考向一 细胞膜的结构和功能
1．(2024·湖南，1)细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是( )
A．耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸
B．胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性
C．糖脂可以参与细胞表面识别
D．磷脂是构成细胞膜的重要成分
2．(2024·甘肃，10)高原大气中氧含量较低，长期居住在低海拔地区的人进入高原后，血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度会显著升高，从而提高血液的携氧能力。此过程主要与一种激素——促红细胞生成素(EPO)有关，该激素是一种糖蛋白。下列叙述错误的是( )
A．低氧刺激可以增加人体内EPO的生成，进而增强造血功能
B．EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达并促进红细胞成熟
C．EPO是构成红细胞膜的重要成分，能增强膜对氧的通透性
D．EPO能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导
1．四种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)信号分子(如激素、细胞因子、神经递质)的受体蛋白：糖蛋白。
(2)膜转运蛋白：膜上用于协助扩散的通道蛋白、载体蛋白和用于主动运输的载体蛋白。
(3)具有催化作用的酶：如好氧细菌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)。
(4)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，免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
2．红细胞微网构建
考点二 细胞核的结构和功能
1．细胞核的分布：除了高等植物______________细胞和哺乳动物________________等极少数细胞外，真核细胞都有细胞核。
2．细胞核功能的实验探究
(1)黑白美西螈核移植实验
(2)蝾螈受精卵横缢实验
(3)变形虫切割实验
(4)伞藻嫁接与核移植实验
3．细胞核的功能
细胞核是______________，是细胞____________________的控制中心。
[提醒] 细胞代谢的主要场所是细胞质，细胞核是细胞代谢的控制中心。
4．细胞核的结构
核孔复合体
(1)核孔复合体是核质交换的双向选择性亲水通道，是一种特殊的跨膜运输的蛋白质复合体。
(2)双功能：①离子和水分子等小分子物质能以被动运输方式通过核孔复合体；②大分子物质通过自身的核定位信号和核孔复合体上的受体蛋白结合而实现主动运输过程，而且核也对大分子物质的进出具有选择性。
(3)双向性：既介导蛋白质等的入核运输，又介导RNA等的出核运输。
5．细胞在生命系统中的地位
6．建构模型
(1)细胞质中的RNA均在细胞核合成，经核孔输出(2021·河北，2D)( )
(2)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所(2019·全国Ⅲ，2B)( )
细胞核的结构与功能
1型糖尿病是由胰岛B细胞分泌胰岛素不足引发的一种代谢类疾病，其发病的原因与蛋白质错误折叠有关，如图所示。请思考回答下列问题：
(1)胰岛B细胞细胞核内的RNA通过______进入细胞质，与核糖体结合，指导胰岛素的合成。
(2)若胰岛B细胞细胞核内的核仁被破坏，胰岛素合成将不能正常进行的原因是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢的关系：______________________________。
胰岛B细胞中的核孔数目________(填“多于”“等于”或“少于”)口腔上皮细胞中的。
(4)当机体长期高糖高脂高蛋白饮食需要大量胰岛素时，胰岛素的合成超过了内质网的转运和折叠能力，继而开始出现错误折叠的蛋白质。错误折叠的蛋白质与内质网膜上的________结合，诱导伴侣蛋白基因表达出伴侣蛋白。结合图示分析，伴侣蛋白的作用是______________。
(5)当错误折叠的蛋白质持续积累时，会诱导细胞发生凋亡，胰岛B细胞数量减少，剩余的胰岛B细胞则被要求产生________(填“更多”“更少”或“等量”)的胰岛素， 继而导致产生更多错误折叠的蛋白质，该调节机制在生物学上称之为______________。结合错误折叠的蛋白质产生和胰岛B细胞减少的原因，请给出 2 条预防1型糖尿病的健康生活建议：________________________________________________________________________。
关于细胞核结构的四点说明
考向二 细胞核的结构和功能
3.(2021·北京，2)如图是马铃薯细胞局部的电镜照片，①～④均为细胞核的结构，对其描述错误的是( )
A．①是转录和翻译的场所
B．②是核与质之间物质运输的通道
C．③是核与质的界膜
D．④是与核糖体形成有关的场所
4．(2023·山东，1)细胞中的核糖体由大、小2个亚基组成。在真核细胞的核仁中，由核rDNA转录形成的rRNA与相关蛋白组装成核糖体亚基。下列说法正确的是( )
A．原核细胞无核仁，不能合成rRNA
B．真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成
C．rRNA上3个相邻的碱基构成一个密码子
D．细胞在有丝分裂各时期都进行核DNA的转录
一、过教材
1．下列关于细胞膜的结构和功能的叙述，正确的是( )
A．鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，其原理是死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能
B．植物细胞的边界是细胞壁，但控制物质进出的是细胞膜
C．环境中有害的物质有可能进入细胞，这说明细胞膜不能控制物质进出细胞
D．细胞间的信息交流都与细胞膜上的受体有关
E．欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析，提出细胞膜是由脂质和蛋白质等成分组成的
F．选择哺乳动物成熟红细胞制备细胞膜，容易将细胞膜与细胞器膜分开
G．根据“从人的红细胞中提取的脂质在空气—水界面铺展成单层”实验，推断出细胞膜中磷脂分子排列为两层
H．丹尼利和戴维森发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力，由此推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
I．细胞膜的主要成分有脂质、蛋白质和糖类，同一生物体的所有细胞膜中蛋白质的种类和数量均相同
J．在组成细胞膜的脂质中，磷脂分子疏水的头部朝外构成支架，胆固醇最丰富
K．罗伯特森用电镜观察细胞膜的结构，提出了“暗—亮—暗”的三明治结构是一种静态模型，其拍摄的细胞膜结构电镜照片属于物理模型
L．人—鼠细胞融合实验运用了放射性同位素标记法，证明了细胞膜具有选择透过性
M．科学家根据观察的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型，这种假说或模型最终能否被普遍接受，取决于它能否与以后不断得到的观察和实验结果相吻合
N．向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞
O．流动性的基础是组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子大多是可以移动的
P．细胞膜上的糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等有关，膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的
Q．利用双层磷脂分子构成的脂质体运送药物时，水溶性药物被包在两层磷脂分子之间
2．下列关于细胞核的叙述，正确的是( )
A．所有的真核细胞都有细胞核，且只有一个核
B．用伞藻做验证细胞核功能的实验，不需要移植细胞核
C．核膜是双层膜结构，把核内物质与细胞质分开，其基本骨架是磷脂双分子层
D．真核细胞核膜上有核孔，DNA、蛋白质等大分子物质可以通过核孔进入细胞质
E．核孔实现了核质之间的信息交流，某些大分子物质通过核孔时需要消耗能量
F．核仁是遗传物质储存的场所，易被碱性染料染成深色
G．核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关
H．所有细胞生物核糖体的形成一定与核仁有关
I．代谢旺盛的细胞中，核仁较大，核孔较多
J．染色质主要由DNA和蛋白质组成，染色体和染色质是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态
K．细胞核功能的实现与细胞核中的染色质密切相关
L．细胞核是遗传信息库和细胞代谢的中心
二、过高考
1．(2022·海南，16节选)细胞膜上存在的多种蛋白质参与细胞的生命活动。回答下列问题：
(1)细胞膜上不同的通道蛋白、载体蛋白等膜蛋白，对不同物质的跨膜运输起着决定性作用，这些膜蛋白能够体现出细胞膜具有的功能特性是______________________________。
(2)细胞膜上的受体通常是蛋白质。人体胰岛B细胞分泌的胰岛素与靶细胞膜上的受体结合时，会引起靶细胞产生相应的生理变化，这一过程体现的细胞膜的功能是_______________。
2．(2021·全国甲，29节选)细胞膜和核膜等共同构成了细胞的生物膜系统，生物膜的结构特点是____________________。
答案精析
考点一 整合
1．将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 激素 胞间连丝
2．(1)脂质 磷脂和胆固醇 磷脂 蛋白质 (2)磷脂 胆固醇 种类和数量 糖类 外 糖蛋白 糖脂 糖被
3．(1)①－b ②－a ③－d ④－c (2)外 表面的识别 细胞间的信息传递 镶 嵌入 贯穿于 (3)流动性 磷脂分子 蛋白质分子 增强
教材隐性知识 ②双分子层 两层磷脂分子
4．纤维素 支持与保护
判断正误
(1)× [囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性。]
(2)× [死细胞的膜失去选择透过性会被染成蓝色，而活细胞不着色。]
(3)√
提升
(1)流动性 (2)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。
(3)A
(4)①②③④
(5)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。
(6)如图所示
(7)哺乳动物成熟红 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，各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
评价
1．A [饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固，耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸，A错误；胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，其对于调节细胞膜的流动性具有重要作用，B正确；细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂，糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系，C正确；磷脂是构成细胞膜的重要成分，磷脂双分子层构成了生物膜的基本支架，D正确。]
2．C [分析题意，在高原低氧刺激下，EPO生成会增加，进而增强造血功能，使血液中的红细胞数量和血红蛋白浓度显著升高，从而提高血液的携氧能力，据此推测，该过程中EPO能提高靶细胞血红蛋白基因的表达，使血红蛋白增多，并促进红细胞成熟，使红细胞数目增加，A、B正确；EPO是一种激素，只起调节作用，不参与组成细胞结构，C错误；EPO是一种激素，其作为信号分子能与造血细胞膜上的特异性受体结合并启动信号转导，进而引发靶细胞生理活动改变，D正确。]
考点二 整合
1．成熟的筛管 成熟的红细胞
2．(1)细胞核 白色 黑色 (2)细胞核 细胞核 无核 有核 自身前后 (3)细胞核 无核 有核 自身前后 (4)假根中其他物质 细胞核
3．遗传信息库 代谢和遗传
4．核膜 核仁 核孔 DNA和蛋白质 DNA 同一物质
5．代谢和遗传
6．概括性 物理 概念
判断正误
(1)× [线粒体和叶绿体中也有DNA，也可以转录合成RNA。]
(2)× [翻译的场所是核糖体。]
提升
(1)核孔
(2)核仁与核糖体的形成有关，核仁被破坏，不能形成核糖体，胰岛素的合成将不能正常进行。
(3)代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞中，核孔数量多，核仁较大 多于
(4)受体 与错误折叠的蛋白质结合，使其正确折叠
(5)更多 (正)反馈 减少高糖、高脂肪食物的摄入；多运动
评价
3．A [①是染色质，细胞核是DNA复制和转录的主要场所，翻译的场所是核糖体，A错误；②是核孔，核孔是核与质之间物质运输的通道，具有选择性，B正确；③是核膜，是核与质的界膜，为细胞核提供了一个相对稳定的环境，C正确；④是核仁，真核细胞中核仁与核糖体的形成有关，D正确。]
4．B [原核细胞无核仁，有核糖体，核糖体由rRNA和蛋白质组成，因此原核细胞能合成rRNA，A错误；核糖体是蛋白质合成的场所，真核细胞的核糖体蛋白在核糖体上合成，B正确；mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻的碱基构成一个密码子，C错误；在有丝分裂过程中，染色质形成染色体，核DNA无法解旋，无法转录，D错误。]
查落实固基础
一、
1．AGHMOP [细胞壁是全透性的，植物细胞的边界是细胞膜，B错误；环境中一些对细胞有害的物质有可能进入，说明细胞膜控制物质进出的作用是相对的，C错误；高等植物可通过胞间连丝进行细胞间的信息交流，D错误；欧文顿通过对植物细胞通透性的研究实验，推理出了细胞膜是由脂质组成的，E错误；哺乳动物成熟红细胞中不存在细胞核和细胞器，容易获得纯净的细胞膜，F错误；细胞膜的主要成分有脂质和蛋白质，还有少量糖类，细胞膜的功能复杂程度与细胞膜的蛋白质的种类和数量有关，功能越复杂，膜蛋白的种类和数量越多，I错误；在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，磷脂分子疏水的尾部朝内，亲水的头部朝外，J错误；罗伯特森拍摄的细胞膜的电镜照片是实物，不属于模型，K错误；人—鼠细胞的融合实验过程中用荧光标记蛋白质，证明了细胞膜具有流动性，L错误；细胞膜具有流动性，向细胞内注射物质后，细胞膜上不会留下一个空洞，N错误；磷脂分子头部亲水，尾部疏水，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间，Q错误。]
2．CEGIJK [绝大多数真核细胞都有细胞核，且只有一个，但哺乳动物成熟的红细胞、高等植物筛管细胞等没有细胞核，有的细胞也具有多个细胞核，A错误；利用伞藻做验证细胞核功能的实验中，需要做伞藻核移植实验，从而证明细胞核是遗传的控制中心，B错误；核孔具有选择性，DNA分子不可以通过，RNA和蛋白质等可以通过，D错误；染色体是遗传物质储存的场所，易被碱性染料染成深色，F错误；原核细胞中核糖体的形成与核仁无关，H错误；细胞核是遗传信息库和细胞代谢的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质，L错误。]
二、
1．(1)选择透过性 (2)进行细胞间的信息交流
2．具有流动性
课标要求
1.概述细胞都由细胞膜包裹，细胞膜将细胞与外界环境分隔开，能控制物质进出细胞，并进行细胞间的信息交流。
2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中。
考情分析
1.细胞膜的结构和功能
2024·湖南·T1 2024·重庆·T4 2024·贵州·T82024·甘肃·T10 2022·河北·T1
2.细胞核的结构和功能
2023·山东·T1 2023·江苏·T2 2022·广东·T7 2022·海南·T4 2021·北京·T2 2021·河北·T2 2020·天津·T8