高中生物微课细胞膜和细胞核

细胞膜和细胞核

考情信息

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，并参

与细胞间的信息交流。

2.阐明遗传信息主要储存在细胞核中

考点一细胞膜的组成、结构和功能

知识框架一

细胞膜成分、结构及功能

磷脂双分干只

f分布

邮勘被一物质M砒

信息交潦

年分I.

（缰胞浜别）

II

型丝竺理口吟结唔动旎L边界作用

■控制物质进出

族动号流动性*罂髓与选择透过性

知识串讲

1.细胞膜的功能

珞细胞，外界环境分隔世，保的细胞内部环埴的相对程定|

一化学物质传递

被动运输-1进

控

行:如我去.逢质）

祸

物

al胞l

质

方式细布殷间类型地道传递

迸

主动运输的

（功能）♦如她问连结）

4信

息

胞

交接触传玷（如史史

一

流

胞有、胞■/_结合.电E胞与他

比・姓T细胞接

2.细胞膜的成分

「脂质…要丛里题动物细胞股还有胆IA厢

蛋白质股的功能右关，功能越女杂的细胞服,蛋白原

的种类和数届越多

逋类（少量）:主要在细胞膜外便，与蛋I1:成（质质）结合

膨成精缶白（辕麻），是判断膜内、外的仅据

3.对细胞膜成分和结构的探索历程（连线）

实例（实险）结论（仅说）

①底洛性物质史丛通过细胞膜H.腴中含仃蛋白质

②将股分离提纯，并进行化学分析，b.般是山魔成蛆成的

③红细网膜中脂质铺成小分子<•.膜的成分仃硝鹿和胆固醉

层后是红细胞表面枳的2倍

<L细胞股中的师成分子推

④细胞腰囊面张力低于油水界好列为连续两层

的&面张力

e.细胞膜是由蛋臼成一脂质

⑤电镜卜细胞腺呈清I*的一蛋白/三层结构构成

晤一亮一舱三层结构

r.提出生物腺的流动修嵌

⑥人一副细胞融合实验模型

⑦辛格和尼科尔森不断上细胞膜氏有流动性

观察和实验数据分析

4.流动镶嵌模型的基本内容

⑴细胞膜的结构模型

魅蛋白

磷脂双分f层:

磷脂分子破水

膜中央，构成

蛋白成分子:承领.膜的I：.要功能膜的某本支架

（2）细胞膜的结构特点

।内客■一一一定的流动性

广、|敖因构成股的磷脂分了和蛋白质分了•大根

结构u—*处可以运动的

、特点厂I实轲成壁分离、变形虫运动、胞行和胞吐、

J"白细施的吞噬作用等

I影的因素温度：•定他出内，阻度力侬，膜流动

一件加快

核心归纳

I.组成细胞膜成分与功能的关系

(1)细胞膜中含有脂质，脂溶性物质能够优先通过细胞膜。

(2)糖类与细胞膜外表面上的某些蛋白质和脂质构成糖蛋白或精脂，具有细胞间识别和信息

交流的功能。

(3)功能越应杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。

(4)细胞膜的组分并不曷不可变的一加和胞遍变过程中.踞率门含最下降.细胞间黏附件下

降,易于扩散和转移。

2.理解细胞膜结构与功能的统•性

f变形虫摄食运动

膜蛋白、膜脂举例一细胞膜附合

分子的运动K一胞吞、胞吐

」质壁分离与复原

激索、神经递质等与细胞膜上受体

»结合后改变靶细胞原仃的生理活

糖蛋臼、信息|举例|动(通过化学物质进行信息交流)

交流

精卵结合、细胞毒性T细胞识别靶细

胞等(通过直接接触进行信息交流)

-*运输物质(体现选择透过性)

腴蛋白的L丽网举例~催化(ATP水解酶筝)

多样性II多样性I-识别(糖蛋白等)

一能珏转换(类囊体薄膜、线粒体

内膜等)

3.细胞膜成分的鉴定

4.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。

红色爱光人割躯

染料标记D

的腺蛋白、m正在融☆的细胞融合细胞

嫁色英光.

染料标记国

的服蛋白飞

小以细胞

(3)结论：人、鼠细胞膜蛋白最终均匀分布，说明细胞膜具有一定的流动性。

5.细胞膜功能的探究

(D控制物侦进出功能的验证

(2)识别功能的验证

只有同肿生物的希f细施般JI有识别功

和卵细用才能结合处僮(胱蛋门的作用)

4.细胞膜功能特性——选杼透过性的蛉证

|卜II鼠科北门。，小

I汨定一布,己M闵f的篆U

.廿4一11时总

I用速宴般制期时格4履中各工f附减收I

1•忖蛆次M旦『第忸仪

4C1帆也UMm「*依我把444

K愉竹史。3月『・十代《4・3

W«tnttrtI.SH*t

I将出，▲论：■*&“海fsan"日”造出ti:

例题讲解

题型1围绕细胞膜的结构与功能考查生命观念

1.下图甲为细胞膜的亚显微结构模式图，图乙为图甲细胞膜的璘脂分子结构馍式图，下列

有关描述错误的是()

A.图甲中的①②③共同为细胞的生命活动提供相对稳定的内部环境

B.图乙分子可识别"自己"和"非己"的成分C.图甲中②与细胞的选择吸收有关，①②可

作为气味分子的受体并完成信息的传递D.将图乙平展在水面上，a部分与水面接触

［知识点］

细胞膜和细胞壁

［答案

B

解析］

细胞膜的组成成分包括磷脂分子、蛋白质分子以及多糖，图中①表示细胞膜上的多糖，②

表示蛋白质，③表示磷脂双分子层.

图乙为图甲细胞膜的磷脂分子结构模式图其中a端表示亲水一端,b端表示疏水一端.图

甲中①表示多糖，②表示蛋白质，③表示磷脂双分子层；图乙中a是亲水性头部，b是疏

水性尾部。①、②、③共同构成了细胞膜，为细胞的生命活动提供了相对稳定的内部环境；

细胞膜上的糖蛋白具有识别作用，磷脂分子无此功能，故A、C、D正确，B错误。本题

有查了细胞膜的结构以及磷脂的有关知识，要求考生能够识记细胞膜的化学组成,并识别

图中数字标号表示的物质；识记磷脂分子的亲水端和疏水端；识记糖蛋白的组成和生理作

用等知识.

2.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，又蛔类型判断错

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合成能

D.位于癌细胞膜，引起特异性免疫抗原

A.AB.BC.CD.D

［知识点］

细胞膜和细胞壁，激素调节的过程,能与ATP

［答案］

B

［解析］

（分析】本题的知识点是膜蛋白㈱类及功能.膜蛋白根据功能不同，可分为四类：载

体蛋白、受体蛋白、糖蛋白、酶.

【详解】突触后膜上有与神经递质结合的特异性受体，受体可以特异性的结合相应的神经

递质，使下一个神经元兴奋或抑制，A正确；靶细胞上含有能和相应激素特异性结合的受

体,当激素与受体结合后，引起细胞代谢发生变化B错误；光合作用的光反应过程中，会发

生光能转变为ATP中活跃的化学能,即需要ATP的合成,因此类囊体薄膜上含有ATP合

成馥，C正确；细胞癌变后，细胞膜上会产生相应的疡胚抗原，引起机体的特异性免疫反

应，进而清除癌变的细胞，D正确。

【点睛】解答本题的关键是分清各种蛋白的功能.载体蛋白具有运输物质的作用；受体蛋

白与相应的神经递质与激素结合，使细胞的代谢发生变化；糖蛋白具有识别作用；胸具有

催化作用。

［归纳拓展］四种常考的“膜蛋白”及其功能区分

（I）糖蛋白：信号分子（如激素、细胞因子、神经递质）的受体蛋白。

（2）教体蛋向：协助跨膜运输（协助扩散和主动运输）.

（3）具催化作用的幡：如好氧型细菌其细胞膜上可附者于有氧呼吸相关的酚，此外，细胞膜

上还可存在ATP水解的（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（如精明细胞间的识别、免疫细胞对抗原

的特异性识别等）。

题型2围绕细胞膜的结构与功能考查科学探究及社会责任

1.下图表示磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物（图中O表示）的运载体，将药物运送到

特定的细胞发挥作用。下列有关叙述错误的是（）

图a图b

A.巧脂质体与靶细胞接触时，图a中o通过自由扩散进入靶细胞内

B,可在脂质体膜上加入适量胆固醇，用来调节脂质体膜的流动性

C,可在脂质体膜匕镶嵌某种蛋白质，使脂质体与特定细胞起作用

D.图a中是能在水中结晶或溶解的药物，图b中。是脂溶性药物

［知识点］

细胞膜和细胞壁

喀案］

［解析］

构成细胞膜的磷脂双分子层，其中磷脂分子是一种由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成的分子，

璘酸"头”部是亲水的，脂肪酸"尾"部是疏水的.

A、当脂质体与把细胞接触时图a中3通过脂质体与细胞膜融合将药物送入细胞A错误；

B、胆固醇是膜的主要成分之一，在脂质体膜上加入适量胆固醇，可以用来调节脂质体膜

的流动性，B正确；

C、在脂质体膜上镶嵌某种蛋白质，作为信号分子，使脂质体与特定细胞起作用，C正确；

D、图中磷酸"头"部是亲水的，脂防酸"尾"部是疏水的，a图中也是能在水中结晶或溶

解的药物，图b中必是脂溶性药物Q正确.

故选A。

2.荧光漂白恢红技术在细胞生物学中具有重要的应用，包括三个步骤：绿色荧光染料与膜

上的蛋白质结合，细胞膜上呈现一定强度的绿色；激光照射猝灭(漂白)膜上部分绿色荧光:

检测奔灭部位荧光再现速率。实验过程如图甲，结果如图乙。下列说法正确的是()

A.该实验过程说明细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的

B.该实验过程也说明细胞膜上的磷脂分子都是可以运动的

C,若改变实瞬温度猝灭部位荧光再现速率可能会改变

D.由实验结果可知漂白区域恢复足够大的时间荧光强度F2仍小于Fi

［知识点］

细胞膜和细胞壁

［答案］

ACD

［解析］

细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，组咫田胞膜的嶙脂分子和大多数蛋白质分子都具有流

动性，用荧光标记细胞膜上的蛋白质，可根据荧光的移动性判断细胞膜上蛋白质分子的运

动性.

A、猝灭部位荧光能够再现，正是因为膜具有流动性，使得其他部位有荧光的蛋白质移动

到猝灭部位,因此，该实验过程说明细胞膜上的蛋白质分子是可以运动的，A正确；

B、由题意可知，绿色荧光染料与膜上的蛋白质结合，所以根据荧光分布能了解细胞膜上

蛋白质的分布情况，不能说明细胞膜上的磷脂分子都是可以运动的，B错误；

C、温度会影响分子的运动，所以若改变实验温度猝灭部位荧光再现速率可能会改变，C

正确；

D、由于激光照射猝灭时一部分荧光会消失，因此，漂白区域恢复足够长时间后，其荧光

强度F2小于漂白前的荧光强度Fi,D正确。

故选ACD。

3.下列有关细胞膜结构和功能的叙述，正确的是()

A,构成细胞膜的蛋白质分子均匀地分布在膜的两侧

B,向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞

C•细胞膜内部是亲水的，因此水分子可以通过细胞脱

D.细胞膜的选择透过性与载体蛋白空间结构的多样性有关

［知识点］

细胞膜和细胞壁

［答案］

D

［解析］

构成细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，蛋白质镶在膜表面、部分或全部嵌入、贯穿在磷

脂双分子层，槽被即糖蛋白位于细胞膜夕H51结构上细胞膜具有流动性；功能上细胞膜具

有选择透过性。A、组成细胞膜的蛋白质有的贯穿整个璘脂双分子层、有的镶嵌在磷脂双

分子层表面、部分或全部嵌入，蛋E质不是均匀分布在腹的两侧，A错误；

B、细胞膜具有流动性，磷脂和大部分蛋白质可以运动，细胞胺上不会留下一个空洞，B

毓；

C、细胞膜内部是疏水的,水分子可以通过细胞膜是因细胞膜上有一些小版L道,允许水

分子通过，C错误；

D、细胞膜具有选择透过性是因为不司细胞腰上载体种类和数量不同，与载体蛋白空间结

构的多样性有关，D正确。

蝇D。

4,细胞是一个相对独立的单位，细胞代谢活动的正常进行与细胞膜控制物质的进出及细胞

间信息交流密切相关。下列叙述合理的是（）

A.磷脂单分子层构成了细胞膜的基木支架

B.变形虫摄食过程中的变形体现了细胞膜的选择透过性

C,细胞膜上的糖蛋白与细胞表面的识别有密切关系

D.物质跨膜运输都需要膜上载体蛋白的协助

［知识点］

细胞膜和细胞壁，细胞的物质输入和输出

［答案］

C

［解析］

L细胞膜是单层膜，基本骨架是璘脂双分子层。2、变形虫属于真核生物，具有成形的细

胞核和众多的细胞器。3、在细胞膜的外表，少数糖类与蛋白质结合形成糖蛋白.除糖蛋

白外，细胞膜表面还有糖类与脂质结合形成穗脂。

A、璘脂双分子层是细胞膜的基本支架，A错误；

B、变形虫的变形运动体现了细胞膜具有一定的流动性，B错误；

C、糖蛋白与细胞表面的识别有密切关系，C正确；

D、自由扩散不需要膜上载体蛋白的协助，D错误.

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

体中的琥珀酸脱氢岫能将淡黄色的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帙活细胞数量

c.MTT与台吩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

［知识点］

细胞膜和细胞壁,细胞质

［答案］

C

［解析］

MTT法：其检测原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为水不溶性

的蓝紫色结晶并沉积在细胞中，而死细胞无此功能.该方法也可间接反映活细胞数揖.在

一定细胞数范围内，MTT结晶形成的量与细胞数成正比。该方法已广泛用于一些生物活

性因子。

A、题意显示MTT能被活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶催化还原为蓝紫色的结晶，因此

可推知MTT是可以通过细胞膜的一种染料，A正确；

B、MTT结晶的产生是在线粒体中的琥珀酸脱氢酶的催化下产生的，因此MTT结晶的量

一股可间接反映活细胞数量，B正确；

C、结合分折可知,MTT检测的原理是酶催化产生有颜色物质进行检测来实现的，而台吩

蓝检测细胞活性的原理是根据膜的选择透过性来检测的，显然二者检测的原理不同，C错

误；

D、哺孚励物成熟红细胞没有缓粒体，因此MTT法不能检测哺乳动物成燃I细胞是否存

活，D正确。

糜c.

6.氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量,回答下列问题.

(1)植物细胞内，在核糖体上合成的含氮有机物是①，在细胞核中合成的含氮.

有机物是②，叶绿体中含氮的光合色索是③.

(2)农作物吸收氮元素的主要形式有按态氮(NH.4)和硝态氮(NO/),已知作物甲对同

一种营养液(以硝酸铉为唯一氮源)中NHJ和NOJ的吸收具有偏好性(NHJ利XV同时存在

时，对一种离子的吸收量大「另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出

实验思路、预期结果和结论④.

［知识点］

细胞质，核酸，细胞中的无机物,光合作用

［答案

蛋白质核酸叶绿素实验思路：配制营养液(以硝酸钺为唯一氮源)，用该营养液培养作物

甲，一段时间后，检测营养淞中NH--和NO、剩余量。

预期结果和结论：若营养液中NO晨刷余量小于NHJ•剩余显，则说明作物甲偏好吸收NQi

■:若营养液中NHJ剩余量小于NO；剩余量，则说明作物甲偏好吸收NHJ。

［解析］

本题主要考查细胞中蛋白质和核酸的组成元素及实睑设计等有关知识。组成细胞内的化合

物主要分为有机物和无机物，无机物有水和无机盐；有机物有蛋白质、糖类、脂质和核酸。

蛋白质的组成元素中一定含有C、H、。、N,糖类的组成元素有C、H、。，脂

质的组成元素为C、H、OKC、H、O、N、P,核酸的组成元素

是C、H、O、N、P。(1)核糖体是蛋白质的合成场所，故在植物的核糖体上合

成的含氮有机物是蛋白质。细胞核内可以进行DNA复制和转录，复制的产物是DNA,

转录的产物是RNA,其组成元素均为C、H、0、N、P,故细胞核内合成的含氮

化合物是核酸即DNA、RNA.叶绿体中的色素分为叶绿素和类胡萝卜素两大类，前者

含有N,后者不含N.

(2)要验证作物甲对NFh•和N03-吸收具有偏好性，可以把甲放在以硝酸铉为唯一氮源

的培养液中进行培养，通过测定培养前后镀态氮和硝态城的含量变化即可以得出结论.因

此实睑思路为：配制营养液(以硝酸镜为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间

后，检测营养液中NH4•和N03.剩余量。

可用假设法推理，假设作物甲偏好吸收N03:则营养液中N03-的剩余是较少；假设作

物甲偏好吸收NH',则营养液中NH4♦的剩余量较少.因此，预期结果和结论为：若营

养液中N03一乘除量小于NH4♦乘除量,则说明作物甲偏好吸收N03-;若营养液中NH4

•剩余量小于N03•剩余量，则说明作物甲偏好吸收NFL•.

本题的难点是实验设计，需要注意几点：培养液应该以硝酸钱为唯一氮源，避免其他氮源

对实验的影响；预期的结果和结论要——对应.

考点二细胞核的结构和功能

7运匿运密靠运送知识串讲--------------------

I.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,

其核细胞都有细胞核。

2.细胞核功能的实验探究

(1)黑白美西螺核移植实验

①实验过程

黑色关西螂胚胎细胞黑色

美西嫄

白色关西擦卵细胞细也

②实验结论：美西螳皮肤颜色遗传受细胞核控制。证明细胞核是遗传的控制中心。

(2)煤螺受精卵横缢实验

①实验过程

受

精虐缢I一一半有核一分裂建互正常胚胎

卵t一无核一不分裂部分裂加鼠

②实骁结论：②蜘的细胞分裂、分化受细胞核控制。证明细胞核是代谢的控制中心,

(3)变形虫切割实验

①实验过程

一半一；££彳褶'去核生命活核移植生命活

变

形有核名与樗一动丧失动恢复

激勺反应M

WI割

虫

不能摄食、不生长、不分裂.对剌激无反应

.,1I'，：-

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。证明细

胞核是代谢的控制中心。

(4)伞藻嫁接与核移植实验

①伞藻嫁接实验过程

伞形帽g■菊花形相

伞柄三伞柄一•-nB—*

细胞核

假根

②伞藻核移植实验过程

③实验结论：伞深“帽”的形状是由细胞核控制的。证明细胞核是遗传的控制中心。

3.细胞核的功能

细胞核矩遗传物质储存和曳制的主要场所，是遗传信息库,是细胞代谢和遗传的控制中心。

4.细胞核的结构

/-搂腹：双层膜,把核内物质与堀胞质分开

夕染।-主婴组成成分：DNA和蛋白质.

*2孕'色一DNA是遗传信息的载体

\IL功能：DNA的主要救体

\'核仁：与某种RNA的合成以及核幡体

\的形成右英

核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流

(I)上述结构中，原核细胞不具备的是核膜、核孔、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按膜和核仁,

(3)染色质和染色体是同一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。

例题讲解

典型例题1围绕细胞核的结构和功能考查生命观念

1.下列与真核生物细胞核有关的叙述，错误的是

A,细胞中的染色质存在于细胞核中B.海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最

［知识点］

基因指导蛋白质的合成，细胞核

［答案］

B

［解析］

本题考查克核细胞细胞核的结构和功能，其细胞核的结构主要包括核膜、核孔、核仁和染

色质，染色质的主要成分是DNA和蛋白质；细胞核是遗传物质储存和复制的主要场所，

是细胞代谢和遗传的控制中心。真核细胞中只有细胞核中有染色质，A正确；真核细胞

中，转录主要发生在细胞核中，而翻译发生在细胞质中的核糖体上，B错误；细胞核中的

染色质上含有遗传物质DNA,因此细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，C正确；细胞

核中的遗传物质是DNA，其通过DNA豆制合成子代DNA，该过程需要消耗能量，D正

确。故选B.

2.下列有关细胞核的叙述，错误的是

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

［知识点］

细胞核，细胞的多样性和统一性

［答案］

D

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，并催由基因的选择

性表达来影响细胞活动，D错误.

典型例题2围绕细胞核的结构和功能考查科学探究

1.一位生物学家把100个细胞都分成两部分，TB分含有细胞核，实验标记为N组，另一

部分没有细胞核，实验标记为M组.所有细胞都放在相同且适宜的条件下培养一段时间，

得到数据如下.以下解释不合理的是()

时间(d)123!1030

V组816220000

'组79787774由65

A.出现M组实验数据是因为没有细胞核，细胞的生命活动无法正常进行

B.对比M组和\组实验数据，说明细胞核对于细胞的生命活动是不可或玦的

C,M组中无核部分没有立即死亡是因为其中含有部分代谢所需的物质、而等

D.分析N组实验数据，每天有少量死亡一定是细胞凋亡所致

［知识点］