人教版高三生物大一轮总复习第5讲细胞膜与细胞核.docx

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人教版高三生物大一轮总复习第5讲细胞膜与细胞核

第二单元　细胞的基本结构与物质的输入和输出

考点一　细胞膜的组成、制备和功能

1．细胞膜的制备

（1）实验原理：

细胞吸水涨破获得细胞膜。

（2）材料：

人或其他哺乳动物的成熟红细胞。

（3）选材依据。

①无细胞核和众多细胞器，易制得较纯净的细胞膜。

②无细胞壁，细胞易吸水涨破。

2．细胞膜的成分

3.功能

（1）将细胞与外界环境分隔开，保障细胞内部环境的相对稳定。

（2）控制物质进出细胞，如图：

（3）进行细胞间的信息交流

①通过分泌的化学物质（如激素、神经递质）传递信息，如图：

②通过细胞膜直接接触（如精子和卵细胞）传递信息，如图：

③通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝，如图：

（必修1P41左上图改编）下图是制备纯净细胞膜的流程，以下说法正确的是（　　）

A．图示显示红细胞在浓盐水中涨破

B．人的红细胞无核糖体，因而无蛋白质

C．红细胞涨破后，需经离心才能获得细胞膜

D．红细胞涨破后，无法用光镜观察到

解析：

应把红细胞放入蒸馏水中涨破，若在浓盐水中会失水皱缩；人成熟的红细胞虽无核糖体，但含有血红蛋白；红细胞涨破后，需经离心把血红蛋白与细胞膜分开，才能获得细胞膜；红细胞涨破后称为血影，在光镜下可以观察到。

答案：

C

1．细胞膜的成分与其功能相适应的特点

2．细胞膜的三大功能——边界、运输、传递

3．细胞膜功能的实验验证

（1）控制物质进出功能的验证：

（2）识别功能的验证：

【误区警示】

细胞膜成分的两点提醒

细胞膜的结构及主要成分

（1）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，而植物细胞膜中含量很少或没有。

（2）细胞膜的组分并不是不可变的。

例如，细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物质。

1．下列有关膜蛋白的叙述，错误的是（　　）

A．部分膜蛋白具有催化作用

B．膜蛋白在细胞膜内外两侧对称分布

C．载体的种类决定细胞通过主动运输吸收物质的种类

D．膜蛋白的种类和含量决定了生物膜功能的复杂程度

【解析】　膜蛋白在细胞膜内外两侧的分布是不对称的，如糖蛋白只分布在细胞膜外侧。

【答案】　B

2．下列有关细胞膜的信息交流的说法，不正确的是（　　）

A．不同细胞之间必须相互接触才能传递信息

B．能在细胞之间传递信息的物质并不都是激素

C．高等植物细胞间的胞间连丝有信息交流作用

D．细胞间的信息交流有利于整个生物体完成相应的生命活动

【解析】　细胞间信息交流存在多种形式：

相邻细胞间的直接接触、相邻细胞间形成的通道、体液的传送等，A错误。

【答案】　A

3．（2018·梓潼模拟）下列关于细胞膜的流动性和选择透过性的叙述不正确的是（　　）

A．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流动的

B．选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白和磷脂分子具有特异性

C．细胞的胞吞和胞吐体现了细胞膜的流动性

D．钾离子通过主动运输的形式进入细胞体现了细胞膜的选择透过性

【解析】　细胞膜选择透过性的基础是细胞膜上的载体蛋白具有特异性，而磷脂分子没有特异性。

【答案】　B

【解题归纳】

细胞膜结构和功能的3个“三”

（1）三种成分：

脂质、蛋白质、糖类。

（2）三个功能：

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。

（3）信息交流的三种形式：

分泌化学物质、通过细胞膜的直接接触、通过细胞间的通道。

考点二　细胞膜的发现和结构

1．对生物膜结构的探索历程（连线）

2．流动镶嵌模型

（1）结构模型（如图）。

①a糖蛋白：

只分布于细胞膜的外表面，具有识别、保护、润滑等作用。

②b磷脂双分子层：

其疏水性“尾部”相对，亲水性“头部”向外，构成膜的基本支架。

③c蛋白质：

以镶在表面、嵌入、贯穿等三种形式分布在膜的基本支架上。

（2）结构特点。

①特点：

具有一定的流动性。

②原因：

组成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。

（1）通过细胞膜的结构模型如何区分细胞膜的内侧和外侧？

提示：

依据糖蛋白的位置，在细胞膜的外侧分布有糖蛋白，而内侧没有。

（2）将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？

为什么？

提示：

大大超过2倍，肝细胞具有多种具膜的细胞器。

4．（2016·全国卷Ⅲ）下列有关细胞膜的叙述，正确的是（　　）

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

解答本题需要明确两点：

（1）细胞膜的成分、分泌蛋白的形成与分泌过程。

（2）细胞膜结构与蛋白质的关系、自由扩散与浓度差的关系。

【解析】　本题主要考查物质跨膜运输的方式、细胞膜的成分及结构特点。

从细胞膜的成分、结构和功能三方面思考，结合选项加以判断。

A项，细胞膜两侧的离子浓度差是通过主动运输实现的，自由扩散的结果是两侧最终浓度相同，故错误。

B项，细胞膜、线粒体膜和核膜因其含有的蛋白质不同，功能也不相同，故错误。

C项，分泌蛋白分泌到细胞外依靠高尔基体形成囊泡，包裹着蛋白质输送到细胞膜，经细胞膜释放，涉及膜的融合过程，与膜脂的流动性有关，故正确。

D项，细胞膜中的磷脂分子是由脂肪酸和磷酸组成的，故错误。

【答案】　C

高考母题变式　

变式1　不同结构的生物膜在组成和功能上的差别

细胞膜与胞内的细胞器膜相比，糖类的含量为什么比较高？

答：

因为细胞膜能进行细胞间的信息交流，依靠的是细胞膜上的糖蛋白。

变式2　细胞膜的特点与物质运输的关系

大分子物质进出细胞的方式是胞吞和胞吐，依靠的是细胞膜的流动性。

5．（2018·湖南岳阳一模）如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。

下列有关说法错误的是（　　）

A．③既有亲水性也有疏水性

B．细胞膜的结构特点是选择透过性

C．细胞识别与物质①有关

D．有②参加的物质运输不一定为主动运输

【解析】　③为磷脂双分子层，磷脂分子头部具有亲水性，尾部具有疏水性；细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，细胞膜的功能特点是选择透过性；细胞识别与物质①糖蛋白有关；有②蛋白质参加的物质运输可以是协助扩散，也可以是主动运输。

【答案】　B

6．（2018·江西四校联考）细胞膜的亚显微结构模式如下图甲所示，图甲细胞膜的磷脂分子结构模式如下图乙所示，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与细胞的选择性吸收有关，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

【解析】　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。

①②③共同构成了细胞膜，为细胞提供了相对稳定的内部环境，A正确；细胞膜上的糖蛋白具有识别作用，而磷脂分子无此功能，B错误；载体蛋白是细胞膜蛋白的成分之一，可使细胞选择性地吸收物质，①②构成的糖蛋白使细胞具有识别功能，C正确；在水面上，磷脂亲水的“头”部与水面接触，疏水的“尾”部远离水面，D正确。

【答案】　B

【解题归纳】

（1）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。

（2）细胞膜结构图示中糖蛋白的多糖侧链是判断生物膜内、外侧的依据，多糖侧链所在的一侧为细胞膜外侧，另一侧则为细胞膜内侧。

考点三　细胞核的结构和功能

1．细胞核的结构

（1）据图完成下列填空：

①是核膜，双层膜，把核内物质与细胞质分开。

②是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，DNA是遗传信息的载体。

③是核仁，与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。

④是核孔，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。

（2）用下列图示表示②在不同细胞时期的关系：

（3）下列物质中能通过④进出的是ABC。

A．mRNAB．蛋白质

C．DNA聚合酶D．DNA

2．细胞核的功能

细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

（必修1P56技能训练改编）一位生物学家做了这样的实验。

他研究了100个细胞，把每个细胞都分成两部分，一部分含有细胞核，另一部分没有细胞核。

所有的细胞都放在一定的条件下培养。

他得到下面实验数据，据此不能得出的结论是（　　）

A.细胞无核也能存活，说明细胞的死活与细胞核无关

B．有细胞核的细胞随培养的进行大部分能存活

C．没有细胞核，细胞的生命活动就不能正常进行

D．表2中有细胞死亡，可能是细胞的正常凋亡或人为因素对细胞造成了伤害致死

解析：

无核的细胞原有的营养物质消耗完，很快就会死亡；有细胞核的细胞大部分能存活；细胞核是细胞代谢的控制中心，没有细胞核，细胞的生命活动就不能进行；表2也有细胞死亡，可能是细胞的正常凋亡或人为因素造成的。

答案：

A

1．细胞核功能的实验及分析

2.细胞核的结构、特点和功能

名称

特点

功能

核膜

核孔

①核膜是双层膜，外膜与内质网相连，且有核糖体附着

②在有丝分裂中核膜周期性地消失和重建

③核膜具有选择透过性

①化学反应的场所，核膜上有酶附着，利于多种化学反应的进行

②选择性地控制物质出入细胞核，其中大分子物质通过核孔出入细胞核

核仁

①折光性强，易与其他结构区分

②在有丝分裂中周期性地消失和重现

参与某种RNA的合成及核糖体的形成

染色质

①易被碱性染料染成深色

②由DNA和蛋白质组成

③与染色体的关系：

染色质

染色体

遗传物质的主要载体

【误区警示】

关于细胞核结构的五个易错点

（1）在细胞周期中表现为周期性地消失和重建的是核膜、核仁。

（2）核孔具有选择性，能选择大分子物质，但并不是所有的大分子都能通过核孔，如细胞核中的DNA就不能通过核孔进入细胞质。

（3）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。

（4）染色体和染色质只是形态不同，而成分完全相同。

（5）细胞核是细胞代谢的控制中心，而不是细胞的代谢中心。

细胞的代谢中心是细胞质。

7．（2014·全国卷）下列有关细胞核的叙述，错误的是（　　）

A．蛋白质是细胞核中染色质的组成成分

B．细胞核中可进行遗传物质的复制和转录

C．小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能

D．有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象

（1）关键知识：

染色质的组成成分和细胞核内的遗传物质DNA的功能，核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道。

（2）思维流程：

小分子、大分子→核孔；核膜：

前期（消失）→末期（重现）。

【解析】　本题主要考查细胞核的结构与功能及有丝分裂过程。

细胞核中染色质是由DNA和蛋白质构成的，A项正确；细胞核是遗传物质复制和转录的主要场所，B项正确；大分子物质如mRNA能通过核孔，C项错误；有丝分裂过程中核膜的消失和重新形成分别发生在前期和末期，D项正确。

【答案】　C

高考母题变式　

变式1　物质进出细胞核的通道

大分子物质进出细胞核的通道是核孔，而小分子或离子进出细胞核一般通过核膜。

变式2　与有丝分裂的联系

在细胞有丝分裂过程中一直存在，而形态不同的物质或结构是染色体（质）。

周期性消失和重现的细胞核结构除核膜外还有核仁。

8．（2018·莆田模拟）细胞核结构与功能的统一性的叙述中，正确的是（　　）

A．真核细胞的核膜上有核孔，DNA等大分子物质可以通过核孔进入细胞质

B．原核细胞的核膜也具有两层膜，有利于控制物质的进出

C．核仁中的DNA控制着细胞代谢

D．染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息

【解析】　真核细胞的核膜上有核孔，是大分子物质进出的通道，但DNA分子不可以通过，RNA和蛋白质等可以通过，A错误；原核细胞不具有核膜，只有拟核，B错误；DNA和蛋白质组成染色质，核仁中不含DNA，C错误；细胞内的遗传物质是DNA，在细胞核中DNA与蛋白质结合成染色质，所以染色质上的DNA贮存着大量的遗传信息，D正确。

【答案】　D

9．（2018·新余联考）下图为细胞核结构模式图，下列有关叙述正确的是（　　）

A．①是由DNA和蛋白质组成的环状结构

B．②是合成核糖体、mRNA和蛋白质的场所

C．核孔对物质的运输具有选择性

D．核膜由两层磷脂分子组成，蛋白质、RNA等生物大分子可以穿过核膜进出细胞核

解答本题的关键是：

（1）正确识别图中的①为染色质，②为核仁。

（2）明确核孔具有选择透过性。

【解析】　图中①为染色质，由丝状DNA和蛋白质构成；②为核仁，其功能是合成核糖体RNA，不合成mRNA和蛋白质；核孔对物质的运输具有选择性；核膜为双层生物膜，由4层磷脂分子组成，大分子物质通过核孔完成细胞质与细胞核之间的物质交换。

【答案】　C

10.

用动物受精卵做如图所示实验，以下实验不能说明的是（　　）

A．提取受精卵的核单独培养，不久就退化消失，说明缺少细胞质的细胞核不能生存

B．去掉核的细胞单独培养，不久也消失，说明缺少细胞核的细胞也不能存活太久

C．给去核的细胞重新移入细胞核，细胞不仅能正常生活而且能进行有丝分裂，说明细胞只有保持完整性才能进行正常的生命活动

D．实验说明，细胞核是系统的控制中心，细胞质是系统的代谢中心

【解析】　图中所做的实验是：

①单独培养离开细胞的细胞核→细胞核消失；②单独培养去核的细胞→细胞消失；③给去核的细胞以新的细胞核→细胞能生存并且能增殖。

实验①②分别说明细胞核和细胞质不能单独生存，实验③说明细胞只有保持完整性才能正常生存和繁殖。

综合分析三个实验，可以说明细胞核和细胞质具有相互依存的关系，但不能说明细胞核和细胞质的具体功能，因此D错误。

【答案】　D

【解题归纳】

细胞核结构和功能的“二、二、四”

二场所——遗传物质的复制场所、储存场所。

二中心——细胞代谢和遗传的控制中心。

四结构——核膜、核孔、核仁、染色质。

[构建知识网络]

[必背答题语句]

1．常用哺乳动物成熟的红细胞制备细胞膜的原因是：

哺乳动物成熟的红细胞没有核膜、线粒体膜等膜结构。

2．组成细胞膜的主要成分是：

脂质、蛋白质。

3．细胞膜的功能有：

（1）将细胞与外界环境分隔开；

（2）控制物质进出细胞；（3）进行细胞间的信息交流。

4．细胞膜的结构特点是：

具有一定的流动性；功能特点是：

具有选择透过性。

5．细胞核的功能是：

细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。

练真题[感悟高考　展示规律]

1．（2017·新课标全国卷Ⅰ）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（　　）

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：

本题主要考查细胞间进行信息交流的方式。

细胞分泌的激素随血液循环到达全身各处，与靶细胞的受体结合，将信息传递给靶细胞；精子和卵细胞通过直接接触完成信息传递，从而实现了细胞间的识别和结合，D正确。

答案：

D

2．（2017·天津理综）下列有关真核生物核糖体的叙述，正确的是（　　）

A．遗传信息翻译的场所B．组成成分中含mRNA

C．全部游离在细胞质基质中D．能识别基因的启动子

解析：

本题考查有关核糖体的知识。

mRNA与核糖体结合，通过翻译合成蛋白质，A正确；核糖体主要由rRNA和蛋白质组成，B错误；有些核糖体附着在内质网上，有些则游离于细胞质基质中，C错误；RNA聚合酶能识别启动子，D错误。

答案：

A

3．（2015·海南单科）细胞膜是细胞的重要结构。

关于细胞膜的叙述，错误的是（　　）

A．细胞膜是一种选择透过性膜

B．乙醇通过细胞膜需要消耗ATP

C．氨基酸借助膜蛋白可通过细胞膜

D．蛋白质分子可以嵌入磷脂双分子层中

解析：

本题主要考查细胞膜结构和功能的相关知识。

活细胞的细胞膜对物质的进出具有选择性，A项正确；乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散，不消耗ATP，B项错误；氨基酸通过细胞膜需要载体蛋白协助，C项正确；流动镶嵌模型认为蛋白质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，D项正确。

答案：

B

4．（2014·新课标全国卷Ⅰ）关于细胞膜结构和功能的叙述，错误的是（　　）

A．脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质

B．当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变

C．甘油是极性分子，所以不能以自由扩散的方式通过细胞膜

D．细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递

解析：

细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，A正确；衰老细胞的细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低，B正确；甘油是通过自由扩散方式进出细胞的，C错误；激素是生物信号分子，细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递，D正确。

答案：

C

5．（2014·福建理综）细胞的膜蛋白具有物质运输、信息传递、免疫识别等重要生理功能。

下列图中，可正确示意不同细胞的膜蛋白及其相应功能的是（　　）

解析：

血红蛋白存在于红细胞内部，不属于膜蛋白，A错误；抗体主要分布于血清中，T淋巴细胞膜上没有抗体，B错误；胰岛素受体只能识别胰岛素，不能识别胰高血糖素，C错误；骨骼肌细胞能接受神经传导的兴奋，产生收缩，也可以吸收葡萄糖，所以其膜上有神经递质的受体和葡萄糖载体，D正确。

答案：

D

6．（2013·天津理综）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

解析：

将洋葱表皮细胞放在高浓度的蔗糖溶液中，细胞可通过渗透作用失水，发生质壁分离，此过程未体现生物膜的信息传递功能；记忆细胞通过细胞膜接受抗原的刺激后增殖分化；胰岛B细胞分泌的胰岛素和神经细胞释放的神经递质均属于信息分子，可分别通过靶细胞膜受体完成信息向靶细胞的传递过程。

答案：

A