第5讲　细胞膜与细胞核
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)。
考点一　细胞膜的结构与功能(5年4考)
[自主梳理]
1.细胞膜的制备
(1)原理：细胞 获得细胞膜。
(2)材料：人或其他哺乳动物的 。
(3)选材原因：
①无 和众多 ，易制得纯净的细胞膜。
②无 ，细胞易吸水涨破。
吸水涨破
成熟红细胞
细胞核
细胞器
细胞壁
(4)方法
脂质
蛋白质
糖类
磷脂
2.细胞膜的成分
清水
细胞膜
3.细胞膜的功能
(1)将细胞与 分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定。
(2)控制 。
(3)进行细胞间的信息交流。
“信息分子”
直接交流
通道
外界环境
物质进出细胞
4.对生物膜结构的探索历程(填表)
脂质
脂质和蛋白质
连续的两层
蛋
白质—脂质—蛋白质
静态
流动性
流动镶嵌
5.流动镶嵌模型的基本内容
(1)结构模型
糖蛋白
磷脂双分子层
蛋白质分子
(2)结构特点：
①特点：具有一定的 。
②原因：组成膜的 和 大都是运动的。
注　糖蛋白只分布在细胞膜的外侧，另一侧则为细胞膜的内侧。
流动性
磷脂分子
蛋白质分子
巧记细胞膜“一、二、三”
1.如图为细胞膜成分、结构及功能间的相互关系，请写出①～④内容
提示　①蛋白质分子　②糖蛋白　③流动性　④选择透过性
2.如图为细胞膜的三大功能，请填出空白处内容
提示　①内部环境的相对稳定　②物质进出细胞　③信息传递　④胞间识别
[跟进题组]
题组一　细胞膜的成分及结构特点
1.生物膜上的蛋白质称为膜蛋白。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主动运输物质的种类
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　生物膜上的蛋白质镶嵌、贯穿在磷脂双分子层上，因此膜蛋白在细胞内外的分布是不对称的。
答案　B
2.下列能正确表示细胞膜结构的是(　　)
解析　细胞膜的组成成分有磷脂、蛋白质和糖类，其中细胞膜的基本骨架是磷脂双分子层，蛋白质或镶在磷脂双分子层表面，或嵌插于磷脂双分子层中，或贯穿于整个磷脂双分子层中；糖类与蛋白质结合形成糖蛋白，位于细胞膜的外表面；磷脂分子包含亲水头部和疏水尾部，故A、B、D错，C正确。
答案　C
题组二　细胞膜的功能
3.(2014·福建理综，4)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；胰高血糖素应该与胰岛B细胞膜上的胰高血糖素受体结合，C错误。
答案　D
4.细胞膜在细胞的生命活动中具有重要作用，下列相关叙述正确
的是(　　)
A.载体蛋白是镶在细胞膜外表面的蛋白质
B.细胞膜内外两侧结合的蛋白质种类有差异
C.磷脂双分子层不能体现细胞膜的选择透过性
D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的
解析　载体蛋白往往贯穿于细胞膜,A错误；细胞膜外侧有糖蛋白而内侧没有，B正确；磷脂双分子层能优先允许脂溶性分子通过,可以体现细胞膜的选择透过性，C错误；细胞膜进行细胞间的信息交流还可以借助于通道，如胞间连丝，D错误。
答案　B

1.4种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)信号分子(如激素、淋巴因子、神经递质)的受体蛋白—糖蛋白。
(2)膜载体蛋白：膜用于协助扩散和主动运输的载体蛋白。
(3)具催化作用的酶：如好氧型细菌其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(如精卵间的识别、免疫细胞对抗原的特异性识别等)。
2.体现细胞膜结构与功能的常考实例
(1)能够说明细胞膜具控制物质出入细胞功能的实例：跨膜运输(自由扩散、协助扩散、主动运输)、膜泡运输(胞吞、胞吐)。
(2)能够说明细胞膜具有信息交流的实例：
①内分泌细胞分泌的蛋白质类激素(胰岛素、胰高血糖素、生长激素等)与靶细胞的细胞膜表面的受体结合
②神经递质与突触后膜上递质受体结合
③精子与卵细胞、T淋巴细胞与B淋巴细胞、效应T细胞与靶细胞间的识别与信息传递等。
(3)能够体现细胞膜具有一定流动性的实例：膜泡运输、细胞融合、细胞缢裂。
题组三　细胞膜制备、结构及功能相关实验探究
5.(2015·齐鲁名校调研) 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。如图是相关实验记录，据
此不能得到的结论是(　　)
A.当温度增加到15 ℃以上时，膜的流动性发生变化
B.该实验证明膜蛋白能够在膜表面运动
C.温度对膜蛋白的扩散有影响
D.图中数据说明融合时间越长形成的嵌合体越多
解析　构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都是可以运动的，因此膜具有一定的流动性。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，细胞膜流动性增强。图示数据能说明温度增加到15 ℃以上，温度越高，形成的嵌合体越多，而不是融合时间越长，形成的嵌合体越多。
答案　D
6.水溶性染色剂(PI)能与核酸结合而使细胞核着色，可应用于细
胞死活的鉴别。细胞浸泡于一定浓度的PI中，仅有死亡细胞的
核会被着色。利用PI鉴别细胞的基本原理是(　　)
A.死细胞与活细胞的核酸结构不同
B.死细胞与活细胞的核酸含量不同
C.活细胞能分解染色剂PI
D.活细胞的细胞膜能阻止PI的进入
解析　活细胞的细胞膜可控制物质进出细胞。
答案　D
细胞膜组成结构及功能实验探究归纳
1.细胞膜成分的鉴定
2.细胞膜结构特点验证
(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,做如图实验。
(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。
3.控制物质进出功能的验证
(1)染色剂进入实验
(2)色素透出实验
考点二　细胞核的结构、功能及相关
实验探究（5年3考）
[自主梳理]
1.细胞核的结构
双
核仁
染色质
核糖体
DNA和蛋白质
两种存在状态
大分子
物质交换
信息交流
上述结构中
(1)原核细胞不具备的是 。
(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
。
(3)染色质和染色体是 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，即染色质(间期、末期)
染色体(前期、中期、后期)
核膜、核仁、染色质
核膜
和核仁
同种物质
2.细胞核的两大功能
(1)细胞核是 。
(2)细胞核是细胞 的控制中心。
遗传信息库
代谢和遗传
巧记细胞核“二·二·五”
3.细胞核功能的探究
黑色
皮肤颜色
细胞核
能
不能
细胞分
裂和分化
细胞核
分裂、
生长、再生、
应激性
细胞核
细胞核
细胞核
1.高考重组　判断正误
(1)肌细胞在细胞核中合成mRNA(2015·北京卷，B)( )
(2)真核细胞染色体上含有核糖核酸和蛋白质(2013·北京，1B)( )
(3)细胞核是mRNA合成和加工的场所(2013·安徽，1A)( )
(4)大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录，在细胞质中翻译(2012·海南，6D)( )
(5)在细胞核内RNA能够传递和表达遗传信息(2011·江苏，2A)( )
√
×
√
×
×
以上内容主要源自教材P53～54细胞核的结构与功能相关内容，本部分内容考查时常与必修2基因的表达相联系。
2.(必修1 P56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(　　)
表1

表2
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　表1数据显示细胞无核，存活的天数并不长，第4天时均死亡，由此证明细胞的死活与细胞核密切相关。
答案　A
[跟进题组]
题组一　细胞核的结构和功能
1.(2016·安徽六校联考)心房颤动(房颤)是临床上最常见并且危
害严重的心律失常疾病。最新研究表明，其致病机制是核孔
复合物的运输障碍。据此分析正确的是(　　)
A.核膜由两层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关
B.核孔运输障碍发生的根本原因可能是输码核孔复合物的基因发生突变所致
C.人体成熟的红细胞中核孔数目很少，因此红细胞代谢较弱
D.tRNA在细胞核内合成后，经主动运输进入细胞质发挥作用
解析　核膜由4层磷脂分子组成，房颤的成因与核膜内外的信息交流异常有关，A错误；人体成熟的红细胞中没有细胞核，C错误；tRNA在细胞核内合成后，经核孔进入细胞质发挥作用，D错误。
答案　B
2.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　C
(1)核膜、核仁在细胞周期中的分裂前期消失，分裂末期重建。
(2)核膜、核孔都有选择性：DNA不能通过核孔进入细胞质，RNA可以通过核孔进入细胞质；DNA聚合酶等蛋白质通过核孔进入细胞核。此外，物质进出核孔时仍消耗能量。
(3)代谢越旺盛的细胞，核仁与核孔的数目越多，核仁的体积越大。如口腔上皮细胞与胰岛B细胞相比，核孔与核仁的数目少，核仁体积小；冬小麦在越冬期间核孔与核仁的数目少。
(4)有些细胞不只具有一个细胞核，如双小核草履虫有两个细胞核，人的骨骼肌细胞中有多个细胞核。
题组二　细胞核功能实验探究
3.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
4.伞藻是单细胞绿藻。生物学上常用它来研究细胞的有关功能。
如图是伞藻嫁接实验过程示意图。下列相关叙述错误的是(　　)
A.嫁接实验的结果可以说明伞帽形态可能由细胞核决定
B.为了增强实验说服力可以增加核移植实验
C.伞藻细胞质在伞帽形成过程中的作用是合成构建伞帽的多种物质
D.伞藻的遗传物质全部分布于细胞核中
解析　从图中可以看出，伞帽的形态取决于细胞核，A正确。为了增强实验的说服力，可以增加伞藻核移植实验，因为嫁接后的细胞中，有部分细胞质来自伞柄，部分细胞质来自假根，不能确定伞帽形态是由细胞核决定的，B正确。细胞质在伞帽的形成过程中合成构建伞帽的多种物质，C正确。伞藻属于真核生物，真核生物的遗传物质主要分布于细胞核中，线粒体和叶绿体中也含有少量的遗传物质，D错误。
答案　D
细胞核和细胞质是相互依存、相互制约，细胞只有保持完整性才能够正常地完成各项生命活动。
(1)只有细胞核没有细胞质的细胞会很快死亡，原因是细胞核生命活动所需的物质和能量均由细胞质提供，细胞质还为细胞提供代谢场所。如精子即属此类。
(2)只有细胞质没有细胞核的细胞也只能短期生存，细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，短期生存是因为细胞质中已形成的mRNA和蛋白质仍能发挥一定的作用，但一段时间后因缺少细胞核，不能控制细胞质中蛋白质的合成等生理活动，细胞死亡。如哺乳动物成熟红细胞即属此类。
易错易混　防范清零
[易错清零]
易错点1　误认为植物细胞“系统的边界”是细胞壁
点拨　植物细胞最外层是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶。细胞壁不具有生命活性，而且是全透性的，因此植物细胞“系统的边界”是细胞膜而不是细胞壁。
易错点2　误认为所有生物膜均含糖蛋白
点拨　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。
易错点3　错将“细胞代谢的控制中心”与“细胞代谢的中心”混淆
点拨　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。
易错点4　误认为核孔是随时敞开，大小分子都能进出的通道
点拨　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。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(如蛋白质、RNA)。
易错点5　误认为不同细胞的细胞膜成分相同且一成不变
点拨　(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)细胞在不同时期，细胞膜的成分及含量也会发生变化，如癌细胞表面的糖蛋白减少。
[纠错小练]
1.科学家在用电子显微镜清晰地观察到细胞膜之前，已经能够确定细胞膜的存在了。你认为当时确定细胞膜存在的依据最可能是(　　)
A.洋葱根尖细胞可被醋酸洋红液染成红色
B.植物细胞有明显的固定形态
C.细胞能够分裂
D.物质进出细胞受到控制
解析　从题目的四个选项分析可知，D项能够体现出细胞膜的存在；植物细胞具有明显的固定形态是因为具有细胞壁；洋葱根尖细胞能被醋酸洋红液染成红色是因为醋酸洋红液能使染色体着色，与细胞膜无关；细胞能够分裂不能体现细胞膜的存在。
答案　D
2.(2015·潍坊一模)下图是细胞膜局部结构的模式图，下列相关叙述错误的是(　　)
A.细胞膜的结构具有内外不对称性
B.癌细胞的该膜上a物质减少
C.b物质肯定是被动运输的载体
D.c物质可能是神经纤维膜上的K＋通道蛋白
解析　b物质上有ATP消耗，所以表示主动运输的载体，C错误。
C
3.(2015·江淮名校联考)核孔并不是一个简单的孔洞，而是一个复杂的结构，称为核孔复合体，主要由蛋白质构成。下图表示物质通过核孔复合体的输入和输出过程。有关说法正确的是(　　)
A.不同类型的细胞中核孔数量都相同
B.离子和小分子物质都不能通过核孔
C.大分子物质进出核孔不需要载体蛋白协助
D.蛋白质、核酸都能通过核孔进出细胞核
解析　核孔数量与细胞新陈代谢强度有关，A错误；核孔有两种运输功能，既能运输大分子物质，也能运输小分子物质，B错误；大分子物质进出核孔不需要载体蛋白协助，C正确；DNA不能通过核孔进出细胞核，D错误。
答案　C