生物-细胞膜与细胞核

第1讲细胞膜与细胞核(含生物膜的流动镶嵌模型)2015备考·最新考纲

1．细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ)。2.细胞核的结构和功能(Ⅱ)。3.实验：通过模拟实验探究膜的透性。1．对其结构的探索历程(连一连)(2013北京理综、天津理综，2012广东卷，2011四川卷、海南卷、全国卷Ⅰ……)考点1细胞膜的组成、结构及功能特性(5年10考)

2．流动镶嵌模型(识图领悟)3．细胞膜的成分特别提醒

糖蛋白的位置只位于细胞膜的外侧，细胞器膜和细胞膜内侧不存在，可用于确定细胞膜膜内外位置。脂质(约

)

主要是磷脂，另外还有糖脂、胆固醇

蛋白质(约

)

＋种类和数量越多，细胞膜

越复

糖类(约

)

＋形成糖蛋白或糖脂，与

有关

细胞膜

→50%40%2%～10%功能信息交流4．功能分析5．细胞膜的结构特点、功能特性及相互关系

流动性和选择透过性的关系

(1)区别：流动性是生物膜的

，选择透过性是生物膜的

。

(2)联系：

是

的基础，膜只有具有

，才能实现

。结构特点功能特性流动性选择透过性流动性选择透过性流动性原理——构成膜的磷脂分子和蛋白质分子大多数是

；选择透过性原理——膜上载体蛋白的

。流动性的实例：细胞融合、变形虫变形、白细胞吞噬细菌(胞吞)、分泌蛋白的分泌(胞吐)、温度改变时膜的厚度改变、动物细胞吸水膨胀或失水皱缩等。运动的种类和数量整合归纳思维激活

判断正误

(1)细胞膜组成成分包括：脂质、蛋白质、糖类(2013·北京卷，1A)(

)。

(2)变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同(2012·广东卷，1D)(

)。

(3)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(山东卷，4A)(

)。

(4)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)(

)。(5)构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(山东卷，4B)(

)。(6)功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多(

)。答案(1)√

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×

(6)√1．(2013·天津理综，1)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细胞膜组成结构及功能

解析将洋葱表皮细胞放在较高浓度的蔗糖溶液中因渗透失水而发生质壁分离，体现生物膜控制物质进出的功能，未体现生物膜信息传递功能，选A。B、C、D中的抗原、胰岛素、神经递质都是通过细胞膜表面的受体接受信息而引发相应生理效应的。答案A互动探究

下图是动物体内某组织细胞的细胞膜结构模式图，据你所掌握的膜结构特点，请确认①～④哪一项正确？ 提示磷脂双分子层中，亲水头部位于膜的内外表面，糖蛋白的糖基团位于膜的外表面。故②图示正确。

2．对某动物细胞进行荧光标记实验，如图所示，其基本过程如下： ①用某种荧光染料标记动物细胞．细胞表面出现荧光斑点。 ②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消灭)。细胞膜结构及功能特性实验探究③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是(

)。A．细胞膜具有流动性B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率解析本实验证明的是细胞膜的结构特点——流动性，同时也说明荧光染料能与细胞膜组成成分结合。C中物质的跨膜运输体现的是细胞膜的功能特性——选择透过性，流动性和选择透过性两者不是一回事。答案C互动探究

(1)本实验是否需设定适宜温度？

(2)你能否列举2～3个实例说明细胞膜的确是“流动的”而不是“静止的”？

(3)人、鼠细胞融合实验是用带有不同荧光 染料的抗体标记两种细胞的膜蛋白，一段 时间后两种膜蛋白能在杂种细胞膜上均匀 分布形成嵌合体。如图是相关实验结果的 记录，据此哪项结论不能成立？ ①温度增加到15℃以上，细胞膜流动性增强②该实验证明膜蛋白能够运动③温度对膜蛋白的运动有影响④图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多提示

(1)膜的流动性受温度影响，因此本实验应设定适宜的温度。(2)胞吞和胞吐、变形虫的运动及吞噬、分泌蛋白和神经递质的合成与分泌等均表明膜具有流动性。(3)嵌合体的形成是两种细胞的膜蛋白发生相对运动的结果，温度增加到15℃以上时，形成嵌合体的比例明显增大，说明温度对膜蛋白的运动有影响。温度升高，膜蛋白相对运动加剧，表明细胞膜流动性增强。根据图示数据只能说明：温度增加到15℃以上，温度越高，形成的嵌合体越多。故④不成立。

[对点强化]如图是生物膜的结构模型，下列关于生物膜结构及功能的叙述正确的是 (

)。A．线粒体、叶绿体膜是由双层磷脂分子构成的，细胞膜是由单层磷脂分子构成的B．衰老细胞的细胞膜通透性发生改变，使物质的跨膜运输能力增强C．膜上的糖蛋白具有信息传递的作用，能够将信息分子转移到细胞内发挥作用D．胆固醇是构成细胞膜的重要成分，在人体内还参与血液中脂质的运输解析各种膜结构均是由双层磷脂分子构成的，线粒体、叶绿体是双层膜结构，含四层磷脂分子，细胞膜由单层膜构成，含两层磷脂分子；衰老细胞的细胞膜通透性发生改变，使物质的跨膜运输能力降低；膜上的糖蛋白具有信息传递的作用，但信息传递并不都是将信息分子转移到细胞内发挥作用，如大分子的信息分子与膜上相应的糖蛋白结合，通过糖蛋白将信息传到细胞内。答案D1．结构(2013安徽理综，2011北京卷、江苏卷、重庆卷，2010江苏、上海卷……)考点2细胞核的结构、功能及实验探究(5年10考)3．细胞核功能的实验探究遗传信息库代谢和遗传实验内容实验过程实验结论实验分析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无对照组，可将

美西螈胚胎移植到

美西螈

形成重组细胞进行培养作为对照白色细胞核黑色去核卵细胞横缢蝾螈受精卵蝾螈的细胞

是由

控制的该实验既有相互对照，又有

对照将变形虫切成两半变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由

控制的该实验既有相互对照，又有

对照分裂和分化细胞核自身细胞核自身伞藻嫁接与核移植伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的伞藻

实验可排除假根中

的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状核移植其他物质思维激活 判断正误

(1)在细胞生命活动中不可能发生mRNA从细胞核进入细胞质 (2013·北京理综，2B)(

)。

(2)细胞核是mRNA合成和加工的场所(2013·安徽理综，1A)(

)。

(3)叶绿体合成的ATP通过核孔进入细胞核(2011·北京，3A)(

)。

(4)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，10D)(

)。(5)氨基酸、葡萄糖和核苷酸分子均可通过核膜(2011·重庆卷，1A)(

)。(6)蓝藻细胞具有细胞核，且DNA分子呈环状(新课标全国，1B)(

)。答案(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√

(6)×1．(2013·西城区期末)如图为细胞核的结构 模式图，下列有关叙述不正确的是(

)。

A．①主要由DNA和蛋白质组成，在细胞 分裂的不同时期呈现不同的状态

B．②是产生核糖体、mRNA和合成蛋白 质的场所

C．③在细胞周期中发生周期性变化，其主要成分是磷脂和蛋白质

D．蛋白质和RNA等大分子物质通过核孔进出细胞核需要消耗能量细胞核的结构和功能

解析由图可知，①是染色质，由蛋白质和DNA构成，染色质和染色体是同样的物质在细胞分裂不同时期呈现的两种不同状态；②是核仁，核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关，蛋白质的合成场所是核糖体；③是核膜，在细胞周期中发生周期性变化(前期消失，末期重现)，构成核膜的主要成分是磷脂和蛋白质；核孔是大分子物质进出细胞核的通道，蛋白质和RNA等大分子通过核孔的过程需要消耗能量。答案B互动探究 研究表明，细胞核的核孔数目多少及核仁大小均与细胞代谢旺盛程度有关，据此，请推测下列①～⑤细胞中哪种细胞核孔数量最少？ ①胰岛细胞②造血干细胞③效应B细胞(浆细胞)④口腔上皮细胞⑤唾液腺细胞 提示细胞核的核孔是核质之间物质运输和信息交流的通道，其数目多少与蛋白质的合成等代谢活动密切相关，唾液腺细胞需合成并分泌唾液淀粉酶，造血干细胞分裂旺盛，胰岛细胞需合成激素，浆细胞需合成抗体，它们均需较多核孔。口腔上皮细胞主要起保护作用，代谢活动水平在5种细胞中最低。2．(经典题)细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(见下图)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，中间只是很少的细胞质相连，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(

)。细胞核的功能实验探究

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a部分形成对照D．实验说明细胞的寿命与细胞核有关解析整个实验并没有涉及细胞的寿命，故D错误。有核或植入核的部分能分裂、分化，无核的部分则停止分裂，说明细胞核与细胞的分裂、分化有关。a部分相当于去核和重新植入核，是实验组。实验②中，a部分植入核，与实验①中的无核形成对照。答案D归纳提升

(1)凡是无核细胞，既不能生长也不能分裂，如哺乳动物和人的成熟红细胞以及植物的筛管细胞；人工去核的细胞，一般也不能存活太久。

(2)细胞核是细胞代谢的控制中心，但不是细胞代谢的中心，因为细胞代谢的主要场所是细胞质基质。

(3)核膜、核仁在细胞周期中表现为周期性消失和重建。

(4)核孔、核膜均具有选择透过性。(5)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。(6)核糖体合成的起点在细胞核内，发挥作用在细胞质中。(7)并非所有的真核细胞都有细胞核，如高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等没有细胞核。(8)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。易错点1离子要通过细胞膜都必须进行主动运输

点拨实际上“通过细胞膜上的通道蛋白协助进行的运输就是被动运输。如静息电位状态下神经纤维膜上“Na＋通道”关闭，“K＋通道”打开，部分K＋外流(由细胞内K＋高浓度向细胞外K＋低浓度运输)，造成膜外正电位，膜内负电位；相反，神经受刺激动作电位的形成则是“Na＋通道”打开，Na＋快速内流(被动运输)的结果。易错点2误认为核孔数量及核仁大小是固定不变的

点拨核孔的数量、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。易混点1细胞膜的结构特点与功能特性

点拨细胞膜的结构特点(流动性)≠功能特性(选择透过性)，很多题目设计故意混淆，要注意。易混点2误认为核孔是随时敞开，大小分子都能进出的通道

点拨

(1)核孔并非是一个简单的通道而是由多种蛋白质组成的一个复杂而精细的结构，对进出核孔的物质具有严格调控作用。(2)物质进出细胞核并非都通过核孔。核孔是大分子物质出入细胞核的通道，而小分子物质出入细胞核是通过跨膜运输实现的，不通过核孔。纠错演练1.(原创题)下列对相关知识的描述错误的是(

)。

A.阴、阳离子跨膜运输未必是主动运输

B.细胞膜只允许被选择的小分子物质和离子通过，不被选择的小分子、离子及大分子不能通过体现了细胞膜的结构特点

C.核孔对进出的物质具有严格的调控

D.代谢旺盛的细胞、核孔数目多、核仁较大 答案B2.(2011·江苏单科，8)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。如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相同解析本题考查物质跨膜运输的方式，同时考查考生从图片中获取信息的能力。由图可知，单独的亲核蛋白尾部能进入细胞核而单独的亲核蛋白头部不能进入细胞核，可以看出亲核蛋白质进入细胞核是由尾部而不是头部决定，A说法错误；亲核蛋白进入细胞核需要核孔复合体(相当于载体)协助，是一个耗能过程，与葡萄糖进入红细胞的协助扩散不同，故B、D说法错误，C正确。答案C

1．(2012·广东理综，1)有关生物膜结构与功能的叙述，正确的是A．膜载体蛋白的合成不需要ATPB．葡萄糖跨膜运输不需要载体蛋白C．线粒体外膜与内膜的主要功能不同D．变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同解析本题主要考查生物膜结构和功能的相关知识。蛋白质的合成需要消耗ATP，A错误；葡萄糖跨膜运输方式为协助扩散或主动运输，均需要载体蛋白协助，B错误；线粒体内膜可进行有氧呼吸的第三阶段，与线粒体外膜的主要功能明显不同，C正确；细胞膜的基本组成成分为蛋白质和磷脂，D错误。答案C2．(海南单科，1)关于动物细胞膜的叙述，错误的是(

)。A．细胞膜含有糖脂和糖蛋白B．细胞融合与细胞膜的流动性有关C．ATP为CO2分子通过细胞膜提供能量D．细胞膜上的大多数蛋白质是可以运动的解析CO2分子通过细胞膜的方式是自由扩散，不需要消耗能量。答案C3．(全国课标Ⅰ，1)下列过程中，不直接依赖细胞膜的流动性就能完成的是(

)。A．胰岛B细胞分泌胰岛素B．mRNA与游离核糖体的结合C．吞噬细胞对抗原的摄取D．植物体细胞杂交中原生质体融合解析核糖体是无膜细胞器，mRNA与游离核糖体的结合与细胞膜的流动性无关，故选B项。答案B4．(2013·北京理综，31)研究者发现，小鼠舌头上的某些味觉细胞和小肠上皮细胞表面均存在蛋白C，该蛋白能和脂肪结合。为研究蛋白C的功能，进行了系列实验。(1)蛋白C是一种膜蛋白，它在细胞内的________上合成，然后在________和________中加工。(2)实验一：让小鼠舌头接触脂肪，结果发现正常小鼠小肠出现脂肪消化液，而去除蛋白C基因的小鼠分泌的脂肪消化液明显减少。由此推测，脂肪通过与味觉细胞表面的蛋白C结合，刺激了脂肪味觉________，产生兴奋，传到相关中枢，再通过________刺激消化腺分泌。(3)实验二：分别培养实验一中两种小鼠的小肠上皮细胞，向培养液中加入脂肪分解物。与正常小鼠细胞相比，进入去除蛋白C基因的小鼠细胞的脂肪分解物减少，表明小肠上皮细胞表面蛋白C的功能是________。(4)为了证实其他哺乳动物的蛋白C也有相似作用，可行的做法是从该种动物的基因文库中________蛋白C基因序列，然后以________的小鼠为受体，导入该基因序列，检测发育出的小鼠相关指标的恢复程度。3．下列关于细胞膜功能的判断，正确的是(

)。A．由于细胞膜能严格地控制物质进出细胞，因而能保证生物体的健康B．将玉米花粉细胞内部与外界环境隔开的结构是细胞壁C．器官移植时的异体排斥反应是细胞间信息交流的结果D．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解析仅靠细胞膜未必能“保证”生物体的健康；植物细胞壁为“全透性”的，不能构成细胞真正的边界；精卵间依靠膜直接识别，胰岛B细胞则通过“胰岛素”这种信息分子间接与靶细胞间进行物质交流。答案C4．(2013·银川一中考试)下表中关于生物膜的探索历程的对应关系，不确切的是(

D

)。结论(假说)A脂溶性物质更易通过细胞膜膜是由脂质组成的B红细胞膜中的脂质铺展成单分子层后，其面积是红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层C电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成D人鼠细胞杂交实验细胞膜具有选择透过性C6．(2014·试题调研)如图表示细胞核的结构，下列关于细胞核的结构说法错误的是(

)。A．③能够将核内物质与细胞质分开B．⑤与rRNA的合成及核糖体的形成有关C．蛋白质合成旺盛的细胞中，⑥数量较多，④数目较多D．RNA主要是通过⑥从细胞核到达细胞质的解析①～⑥分别表示核糖体、内质网、核膜、染色质、核仁和核孔。核膜能够将细胞核内的物质与细胞质分隔开来。核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关。蛋白质合成越旺盛．核孔数量越多，但染色质的数目不变。答案CB7．(2013·合肥二检)如图表示伞藻的核移植实验过程和结果。下列分析正确的是(

)。A．细胞核能通过细胞分裂控制生物的遗传B．细胞核能通过控制代谢控制生物的性状C．细胞核发挥其重要作用与细胞器没有关系D．细胞核在该实验中表现出全能性特点解析伞藻是单细胞生物，本实验中没有涉及细胞的分裂，A项错误；细胞核通过控制代谢合成了伞形帽，所以说是通过控制代谢控制生物的性状，B项正确；真核细胞细胞核控制合成的多种物质都需要细胞器参与，C项错误；整个实验过程中，通过核移植长出的菊花形帽不是一个完整的个体，故通过本实验不能体现出细胞核的全能性。答案BC8．(2013·山东淄博一模)右图为生物膜简明结构模式图，a、b表示两种物质，有关说法正确的是(

)。A．若该图表示细胞膜局部，则膜两侧还应分布着多糖B．若b表示抗体，则该膜为核糖体膜局部C．若该图表示内质网膜局部，则b可表示性激素D．高尔基体膜和细胞膜既是单层膜又在结构上具有直接联系解析高尔基体膜与细胞膜在结构上可通过囊泡间接联系。答案CD9．)如图表示各种膜的组成成分含量，图示不能说明的是(

)。A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质B．膜中的脂质和蛋白质含量的变化与膜的功能有关C．膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越少D．蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用解析由柱状图数据可知，在各种膜中，脂质和蛋白质的含量相对较高，因此构成膜的主要成分是脂质和蛋白质。蛋白质是生命活动的主要承担者，功能越复杂的膜中，蛋白质的种类和数量越多，如线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜，反之就越少。蛋白质与细胞间的信息交流作用有关，但从图中所给数据不能确定。答案D10．(2013·安徽六校联考)线粒体是真核细胞进行有氧呼吸产生ATP的主要场所，下列关于线粒体膜结构的分子模型，正确的是(

)。解析生物膜的基本支架为磷脂双分子层，磷脂分子头部朝向外面，尾部集中在中间。线粒体由内、外两层膜构成；内膜的功能比外膜复杂，其上的蛋白质种类和数量较外膜多。答案C11．为了研究细胞核是否为活细胞所必需，某科学家将200个相同的细胞分成两部分，一部分含有细胞核，另一部分没有细胞核。所有的细胞都放在相同且适宜的条件下培养，测得的数据如下：时间/d细胞无核部分的存活个数细胞有核部分的存活个数41006730065由表中数据不能推出的结论是()。A．细胞有核部分存活个数和时间都要比无核部分多和长B．细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的C．细胞的分裂与分化离不开细胞核D．细胞有核部分出现死亡现象可能是正常凋亡解析由题表中数据可以得出细胞有核部分存活个数和时间都比无核部分多和长，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或缺的。从表中数据不能直接判断细胞核与细胞分裂和分化的关系。有核部分的死亡可能是正常情况下发生的细胞凋亡。答案C13．如图是细胞间的3种信息交流方式，请据图分析回答下列问题：(1)图A表示通过细胞分泌的化学物质，随血液到达全身各处，与靶细胞表面的②________结合，将信息传递给靶细胞。(2)图B表示通过相邻两细胞的________，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示________，请举例：_______________________________________________________________。(3)图C表示相邻两植物细胞之间形成________，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个