2025年高考生物一轮复习：细胞膜和细胞核

细胞的基本结构

DIERDANYUAN

第4课细胞膜和细胞核

■学业质量水平要求♦

1.结合具体实例说出细胞膜和细胞核的结构与功能，建立生命的结构与功能观。

2.运用模型与建模的方法分析细胞膜和细胞核结构。

3.通过分析探究细胞核功能的经典实验，提升分析实验结果的能力。

考点一细胞膜的结构和功能

必备知识.

1.细胞膜的功能

〔

细T细胞的边界|___-将细胞与外界环境分隔开,保障

胞细胞内部环境的相对稳定

膜

的

三T控制物质进出细胞1林里-细胞膜的选择透过性

大广化学信号传递（如激素、递质）

功

能」信进行息细式胞黑间的产I类型一通道传递（如胞间连丝）

〕

一接触传递（如精卵结合、靶

细胞与细胞毒性T细胞接触）

2.细胞膜的成分

（1）对细胞膜成分的探索

实验结论

欧文顿实验细胞膜是由脂质构成的

化学分析实验细胞膜的主要成分是脂质，其中磷脂最多

丹尼利和戴维森细胞膜中还附有蛋白质

（2）细胞膜的成分

脂质：主要是磷脂,动物细胞膜还有胆固醇

蛋白质：在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越

复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多

糖类（少量）：与蛋白质（脂质）结合形成糖蛋白（糖脂）

3.细胞膜的结构

⑴细胞膜结构的探索

实验结论

戈特和格伦德尔细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层

罗伯特森所有的细胞膜都由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成

人鼠细胞融合实验细胞膜具有流动性

辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型

（2）流动镶嵌模型

糖脂③磷脂双分子

层：磷脂分子

疏水“尾”相

＞接，位于膜中

央，构成膜的

②蛋白质分子:承担膜的主要功能基本支架

（3）结构特点

内查具有流动性

期构成膜的磷脂分子具有流动性,大多数蛋白

质分子也是可以运动的

结构

特点

实例质壁分离、变形虫运动、胞吞和胞吐、白细

一*胞的吞噬作用等

影响因素温度：一定范围内，温度升高，膜流动

加快

［易错辨析号

1.细胞膜的成分中含有脂质、蛋白质和糖类。（V）

2.在组成细胞膜的脂质中，胆固醇最丰富。（X）

3.在细胞膜的控制下，对细胞有害的物质都不能进入细胞。（X）

4.糖类与蛋白质、脂质结合形成的糖蛋白、糖脂统称为糖被。（X）

5.细胞膜的基本支架是由磷脂分子和蛋白质分子共同形成的。（X）

［深挖教材号

1.（必修1P45旁栏思考）虽然细胞膜膜内部分是疏水的，水分子仍能跨膜运输，原因有:

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,

二是细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜。

2.（必修1P41正文）精子与卵细胞相互识别后结合，卵细胞膜将阻止其他精子的进入，

这一现象说明了细胞膜具有的功能是进行细胞间的信息交流和控制物质进出细胞。

3.（必修1P42思考・讨论）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：胰岛B细

胞中除细胞膜外，还有核膜和各种细胞器膜，它们的膜都是由磷脂双分子层构成的。

考向突破

考向1|细胞膜的功能

1.蜜蜂将桃花的花粉带到梨花的柱头上后，不会出现桃花的精子与梨花的卵细胞融合

的现象。该现象能很好地说明细胞膜（）

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.控制物质进出细胞的作用是相对的

D.具有进行细胞间信息交流的作用

D解析：蜜蜂将桃花的花粉带到桃花的柱头上后，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；若将桃花的花粉带到梨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交流，即细胞膜直接接触传递信息，D正确。

A核心归纳

细胞膜的成分与功能

考向2|细胞膜的成分和结构分析

2.（2022・河北卷）关于细胞膜的叙述，错误的是（）

A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流

B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输

C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中

D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信息交流

C解析：在分泌蛋白的合成和分泌过程中，高尔基体膜形成的囊泡融合到细胞膜中，

此过程细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流,A正确;载体蛋白具有专一性，

所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输，B正确；膜蛋白在磷脂双分子层的分

布是不对称、不均匀的，或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层，C错误；细胞膜上多种蛋白

质与糖类结合，形成糖蛋白，糖蛋白与细胞表面的识别功能有密切关系，参与细胞间的信息

交流，D正确。

3.（2022•浙江1月选考）膜蛋白的种类和功能复杂多样，下列叙述正确的是（）

A.质膜内、外侧的蛋白质呈对称分布

B.温度变化会影响膜蛋白的运动速度

C.叶绿体内膜上存在与水光解有关的酶

D.神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的通道蛋白

B解析：蛋白质分子以不同的方式或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子层中，在膜内外

两侧分布不对称，A错误；由于蛋白质分子和磷脂分子是可以运动的，因此生物膜具有流动

性，温度可以影响生物膜的流动性，所以温度变化会影响膜蛋白的运动速度，B正确；水光

解发生在叶绿体类囊体薄膜上，C错误；神经元质膜上存在与K+、Na+主动转运有关的载

体蛋白，而通道蛋白参与的是协助扩散的物质跨膜运输方式，D错误。

4.（2024•广东惠州模拟）蛋白质分子以不同方式镶嵌在生物膜的磷脂双分子层中，如镶

在表面、部分或全部嵌入、贯穿。为了检测膜蛋白在膜上的分布位置，科学家设计了以下实

验。将细胞分为三组：甲组不做处理；乙组用胰蛋白酶处理完整的细胞，此时胰蛋白酶不能

透过细胞膜进入细胞；丙组先提高细胞膜的通透性，再用胰蛋白酶处理完整细胞，此时胰蛋

白酶能进入细胞，并分布于细胞膜内外两侧（如图1所示）。分别提取、分离三组细胞膜上的

蛋白质进行电泳，结果如图2所示。下列说法错误的是（）

5

4电

3

2泳

1方

向

注：控制消化处理的时间，使胰蛋白酶不能消化位于磷脂

双分子层内部的蛋白质部分；电泳时，蛋白质越小，迁移

越快,反之则慢。

A.蛋白质2和3部分嵌入，并位于膜的外侧

B.如果有跨膜的水通道蛋白，最可能是1

C.镶在膜内侧表面的蛋白质是4和5

D.该实验证明细胞膜的结构具有不对称性

A解析：甲组不作处理，膜上蛋白不水解；乙组胰蛋白酶不能进入细胞，则其水解的

是分布于细胞膜外侧的蛋白质；丙组胰蛋白酶能进入细胞，并分布于细胞内外两侧，则其水

解细胞膜两侧的蛋白质。电泳时，蛋白质越小，迁移越快，反之则慢。结合图2分析，1号

蛋白质在甲、乙、丙三组中大小关系是甲组,乙组）丙组，说明其位于细胞膜内、外侧的部

分被水解了，位于脂双层内部的没被水解，1号蛋白质贯穿整个细胞膜；2号蛋白质在甲、

乙、丙三组中大小关系是甲组〉乙组=丙组，说明2号蛋白质一部分分布于细胞膜外侧，被

水解了，另一部分嵌入脂双层，未被水解；3号蛋白质大小关系为甲组=乙组〉丙组，说明3

号蛋白质一部分位于细胞膜内侧，被水解了，另一部分嵌入脂双层，未被水解；甲、乙组中

分离到4、5号蛋白质，丙组中没有分离到4、5号蛋白质，说明4、5号蛋白质镶在细胞膜

内表面，被水解了。据此分析可知，细胞膜的结构具有不对称性。如果有跨膜的水通道蛋白,

最可能是1号蛋白质，A错误，B、C、D正确。

A核心归纳

常考的“膜蛋白”

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

解释放的能量用于主动运输等）等

受体蛋白）［转运蛋白］

可与信号分子（如激素、细胞因子、］用于协助扩散和主

神经递质等）特异性结合的蛋白J动运输的转运蛋白

考向3|与细胞膜有关的实验探究

5.MTT法是一种检测细胞是否存活的方法，MTT是一种接受氢离子的染料，活细胞

内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞无此功能。

下列相关叙述错误的是（）

A.MTT是可以通过细胞膜的一种染料

B.检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量

C.MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理相同

D.MTT法不能检测哺乳动物成熟红细胞是否存活

C解析：MTT能被活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶还原为蓝紫色的结晶，可推知

MTT是可以通过细胞膜的一种染料，A正确；活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄

色的MTT还原为篮紫色的结晶，故检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量，B正

确；结合题意分析可知，MTT检测的原理是检测活细胞中的酶催化产生有颜色物质，而台

盼蓝检测细胞活性的原理是膜的选择透过性，显然二者检测的原理不同，C错误；哺乳动物

成熟红细胞内没有线粒体，也就没有琥珀酸脱氢酶，不能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的

结晶，D正确。

6.科学家经过研究提出了生物膜的流动镶嵌模型。请分析回答下列问题:

(1)在流动镶嵌模型中，构成生物膜基本支架的是,由于的分

布使生物膜的结构表现出不对称性。

(2)用荧光抗体标记的人一鼠细胞融合的实验过程及结果如下图所示。此实验结果直接

证明了细胞膜中的，由此能较好地解释细胞膜结构的

________性。

人细胞用荧光标记的鼠膜蛋白抗体

膜蛋白

细胞/'

37七下

融合工。养40min

小鼠细旨蛋白用荧光标记的人膜蛋白抗体

(3)通过其他方法，测得多种细胞膜的化学成分，如下表所示:

膜的类别蛋白质/%脂质(主要是磷脂)/%糖类/%

变形虫细胞膜54424

小鼠肝细胞膜44524

人红细胞膜49438

依据表格数据，分析构成不同细胞的细胞膜在化学组成上的共同点是,

主要区别是o

(4)科学家将哺乳动物成熟红细胞膜结构中的磷脂分子提取出来，铺在水面上，测得磷

脂占有面积为S,那么该细胞膜的表面积约为。

(5)有人发现，在一定温度条件下，细胞膜中的磷脂分子均垂直排列于膜表面，当温度

上升到一定程度时，细胞膜的磷脂分子有75%排列不整齐，细胞膜厚度变小，而膜的表面积

扩大，膜对离子和分子的通透性提高。对上述实验现象合理的解释是o

解析：(1)由生物膜的流动镶嵌模型内容可知，磷脂双分子层构成生物膜的基本支架。

由于蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的贯

穿于整个磷脂双分子层，因而蛋白质分子在生物膜上的分布是不均匀的，进而使生物膜的结

构表现出不对称性。(2)人一鼠细胞融合的实验表明细胞膜上的蛋白质是可以运动的，证明

了细胞膜具有流动性。(3)根据题表中的数据进行分析可知，组成不同细胞的细胞膜的物质

种类相同，但物质的含量有一定的差别。(4)单层磷脂分子的面积为S,而生物膜是由磷脂双

分子层构成的，故该细胞膜的表面积约为S/2。(5)由于构成细胞膜的磷脂分子是可以运动的，

细胞膜具有流动性，所以温度升高到一定程度后，原来垂直排列在膜表面的磷脂分子变为有

75%排列不整齐，膜的表面积变大。

答案：(1)磷脂双分子层蛋白质(2)蛋白质分子可以运动流动(3)组成不同细胞膜

的物质种类相同组成不同细胞膜的物质含量有差别(4)5/2(5)构成细胞膜的磷脂分子

是可以运动的，细胞膜具有流动性

A方法规律

与细胞膜相关的实验设计

(1)细胞膜成分的鉴定方法

细胞膜成分鉴定试剂(方法)结果

脂溶剂处理细胞膜被溶解

磷脂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

双缩腺试剂紫色

蛋白质

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。

绿色荧光染料标记膜蛋白

融合细胞

③结论：人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布，说明细胞膜具有流动性。

(3)细胞膜功能的验证

①控制物质进出功能的验证

②识别功能的验证

(4)不同动物的红细胞比较

产^储存血红蛋白，运输02

结构无细胞核，无各种细胞器，高度分化,

-不再分裂

「渗透吸水、失水实验

哺乳动物实验用丙酮提取其磷脂分子铺展于空气一

成熟红水界面上，探知磷脂分子在膜中呈双

细胞一层分布

〔呼吸只进行产乳酸的无氧呼吸，不产生CC>2

不

同「因基因突变可导致血红蛋白异常，从

动

物而表现出镰状细胞贫血

的疾病

红因缺Fe?+可导致血红蛋白减少，表现为

细缺铁性贫血，进而导致运输。2不足，出

胞-现乳酸中毒

〕

蛙的红细胞有细胞核可通过无丝分裂进行增殖

鸡的也旦有较大细胞核及各种细胞器(线粒体尤为

红细胞丰富)

实验

--可用于粗提取DNA

考点二细胞核的结构和功能

必备知识.

1.细胞核的分布：除了高等植物成熟的筛管细胞和哺乳动物成熟的红细胞等极少数细

胞外，真核细胞都有细胞核。

2.细胞核的功能探究实验分析

(1)黑白美西嫄核移植实验

①实验过程

黑色美西嫄纥._核移植小

胚胎细胞曰•刀三三®——»黑色美西螺

白色美西嫄⑹某多逐/O细重胞组

卵细胞-O

②实验结论：美西②皮肤颜色的遗传受细胞核控制。

③实验分析：该实验无对照组，可将白色美西嫄胚胎细胞的细胞核移植到黑色美西螺的

去核卵细胞中进行培养作为对照。

(2)蛛嫄受精卵横缢实验

①实验过程

受横缢［有核一半f分裂正常胚胎

粘

卵

无核一半f不分裂分裂发育正常

胚胎

②实验结论：蛛嫄的细胞分裂、分化受细胞核控制。

(3)变形虫切割实验

①实验过程

、

分裂

生长、

活

生命

移植

活核

生命

去核

变有核

刺

食、对

f摄

恢复

"动

丧失

以"动

形一一半

反应

虫割激有

应

无反

刺激

、对

分裂

长、不

不生

食、

能摄

•*不

r翠

。

控制

胞核

受细

活动

生命

反应等

刺激的

、对

、生长

分裂

虫的

变形

论：

验结

②实

植实验

与核移

藻嫁接

(4)伞

验过程

嫁接实

①伞藻

程

实验过

核移植

②伞藻

菊花

育为

,发

移植

核］

藻一

帽伞

菊花形

藻

帽伞

‘形

分」

的部

核后

帽和

去掉

藻一

帽伞

伞形

控制。

细胞核

状由

的形

“帽”

伞藻

论：

验结

③实

的功能

细胞核

3.

所

要场

的主

复制

存和