2020-2021年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞膜和细胞核 9页

2020-2021 年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞膜和细胞核 [考纲展示] 1.细胞膜系统的结构和功能(Ⅱ) 2.细胞核的结构和功能(Ⅱ) 【核心概念及重要结论】 1.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，功能越复杂的细胞膜，蛋白质 的种类和数量越多。 2.细胞膜控制物质进出细胞的作用是相对的，科研上鉴别细胞活性常用“染色排除法”。如台酚蓝染色、红 墨水染色等。 3.利用差速离心法对细胞器进行分离，以研究各种细胞器的组成成分和功能。 4.核膜、核仁在细胞周期中周期性的消失和重建。 5．核膜、核孔都具有选择透过性。核孔数量、核仁大小与细胞代谢呈正相关。 6.原核生物唯一的细胞器是核糖体，低等植物细胞含有的细胞器种类最多。 7.细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。 【考点速览】 考点一：细胞膜的成分、结构和功能 1．细胞膜的制备 (1)实验原理：细胞吸水涨破――→ 离心 获得细胞膜。 (2)材料：人或其他哺乳动物的成熟红细胞。 (3)选材原因 ①无细胞核和众多细胞器，易制得纯净的细胞膜。 ②无细胞壁，细胞易吸水涨破。 (4)实验过程：选材→制片→观察→滴水→观察。 (5)原理：渗透作用。 2．生物膜的探索历程 阶段 实例(实验) 结论 膜成分 探究 脂溶性物质更易通过细胞膜 膜是由脂质组成的 将膜分离提纯，并进行化学分析 膜的主要成分是脂质和蛋白 质 静态模 型建立 红细胞膜中脂质铺成单分子层后是 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 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 动态模 型建立 人鼠细胞杂交实验 细胞膜具有流动性 1972 年桑格和尼克森不断观察及实 验数据分析 提出生物膜的流动镶嵌模型 3.细胞膜的成分及在细胞膜中的作用 成分 所占比例 在细胞膜中的作用 脂质 约 50% 其中磷脂构成细胞膜的基本支架；胆固醇是动物细胞膜 的重要成分 蛋白质 约 40% 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 糖类 2%～10% 与细胞膜上的蛋白质或脂质结合，形成糖蛋白或糖脂， 与细胞识别等作用有关 4．细胞膜的流动镶嵌模型 (1)模式图 (2)结构特点    特点：具有一定的流动性 原因：组成膜的磷脂分子和蛋白质分子， 大都是运动的 5．细胞膜的功能 (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。 (3)进行细胞间信息交流(连线) ①激素调节、突触 中兴奋传导 a.细胞膜直接接触传 递信息 ②受精作用、效应T 细胞裂解靶细胞 b.化学物质传递信息 ③植物胞间连丝 c．细胞通道传递信息 考点二： 细胞核的结构和功能 1．细胞核的结构 (1)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核膜和核仁。 (3)染色质和染色体是同一种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。 染色质 间期、末期 高度螺旋化，变短，变粗 解螺旋，成为细丝状 染色体 前期、中期、后期 2．细胞核的两大功能 (1)是遗传物质储存和复制的主要场所，是遗传信息库。 (2)是细胞代谢和遗传的控制中心。 3．细胞核功能的实验探究 (1)黑白美西螈核移植实验 ①实验过程 ②实验结论：美西螈皮肤颜色的遗传受细胞核控制。 (2)蝾螈受精卵横缢实验 ①实验过程 ②实验结论：蝾螈的细胞分裂、分化受细胞核控制。 (3)变形虫切割实验 ①实验过程 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。 (4)伞藻嫁接与核移植实验 ①伞藻嫁接实验过程 ②伞藻核移植实验过程 ③实验结论：伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的。 【重点突破】 1．比较细胞膜的两个特点 项目 内容 原因 实例 影响因素 结构 特点 一定的 流动性 构成细胞膜的磷脂分 子和蛋白质分子不是 静止的，而是可以运动 的 变形虫的变形运 动、细胞融合、胞 吞、胞吐 温度(在一定范围内，温 度越高，细胞膜的流动 性越大) 功能 特性 选择 透过性 遗传特性决定 载体蛋白种类、数量和 磷脂双分子层疏水性 决定选择透过性 植物对离子的选 择性吸收、神经细 胞对 K＋的吸收和 对 Na＋的排出 (1)内因：细胞膜上载体 蛋白的种类和数量； (2)外因：温度、pH、O2 等影响细胞呼吸的因素 两者 关系 2．细胞膜功能特点的验证实验 (1)染色剂进入实验 (2)色素透出实验 3.生命系统中的信息传递 【真题训练】 1．(2017·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 D [本题考查细胞间信息交流的方式。雌激素属于信号分子，由哺乳动物卵巢细胞分泌后通过血液运 输到乳腺并作用于乳腺细胞，实现细胞间的信息交流；精子进入卵细胞前需要通过直接接触的方式进 行信息交流。] 2．(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 C [细胞膜两侧的离子浓度差主要是通过主动运输实现的，故 A 项错误。蛋白质是生命活动的主要承 担者，细胞膜、线粒体膜和核膜的功能各不相同的原因是它们所含有的蛋白质功能不同，故 B 项错误。 分泌蛋白分泌到细胞外涉及内质网和高尔基体参与的囊泡转运过程以及囊泡与细胞膜的融合过程等， 这些过程与膜脂的流动性有关，故 C 项正确。膜中的磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，胆固醇 属于固醇，固醇与磷脂都属于脂质，故 D 项错误。] 3．(2014·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 C [A 项，细胞膜主要由脂质和蛋白质组成；B 项，细胞衰老的主要特征之一是细胞膜的通透性改变， 物质运输功能降低；C 项，甘油是脂溶性小分子，其通过细胞膜的方式是自由扩散；D 项，细胞产生的 激素随血液到达全身各处，与靶细胞表面的相应受体结合，实现细胞间的信息传递。] 4．(2014·大纲全国卷)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 C [细胞核中的染色质由 DNA 和蛋白质组成，A 正确；细胞核是遗传物质复制和转录的主要场所，B 正确；大分子物质如酶或 mRNA 能通过核孔，C 错误；有丝分裂过程中核膜的消失和重建分别发生在 前期和末期，D 项正确。] 【专题训练】 1．如图为典型的细胞核及其周围部分结构的示意图，下列说法错误的是( ) A．图中①和⑤的连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密 B．图中②为核孔，通过该结构不仅可以实现核质之间频繁的物质交换，还可以实现信息交流 C．若该细胞核内的④被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行 D．细胞核是细胞生命活动的控制中心和细胞代谢中心 D [图中①表示内质网，⑤表示核膜，内质网和核膜直接连通，使细胞质和核内物质的联系更为紧密； 图中②为核孔，通过核孔可以实现核质之间频繁的物质交换和信息交流；④表示核仁，与核糖体的形 成有关，若该细胞核内的④被破坏，该细胞蛋白质的合成将不能正常进行；细胞核是细胞代谢和遗传 的控制中心，细胞代谢的中心是细胞质基质。] 2.下列关于细胞核的叙述，正确的是( ) A．在电镜下观察原核细胞，可以看到细胞无核膜，但有核仁和染色体 B．真核细胞核膜上有核孔，DNA 等大分子物质可通过核孔进入细胞质 C．有丝分裂过程中存在核膜消失和重新形成的现象 D．细胞核内的液体叫细胞液 C [原核细胞的拟核没有核膜、核仁和染色质，故在电镜下观察原核细胞，看不到核膜、核仁和染色 体；真核细胞的核膜上有核孔，核孔具有选择透过性，DNA 不能通过核孔进入细胞质；在有丝分裂的 前期核膜和核仁消失，在有丝分裂的末期核膜和核仁重现；细胞核内的液体叫核液，液泡内的液体叫 细胞液。] 3．如图为某同学利用同位素标记法研究变形虫细胞核功能的实验，据此推断不正确的是( ) A．RNA 首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中 B．细胞核可能通过控制 RNA 的合成间接控制细胞的代谢 C．若核质分离较长时间后进行移植，则 B 组实验细胞质中可能无 15N 的 RNA D．A 组培养液换用 15N 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，可得到相同的实验结果 D [尿嘧啶是合成 RNA 的原料，由图可知，在细胞核中首先发现被 15N 标记的 RNA，然后在重组细胞 的细胞质中发现被 15N 标记的 RNA，说明 RNA 首先在细胞核中合成，然后释放到细胞质中；细胞核可 以通过控制 RNA 的合成来控制蛋白质的合成，进而控制细胞的代谢；若核质分离较长时间，可能由于 细胞核缺乏物质和能量供应导致死亡，这样 B 组重组细胞质中无 15N 标记的 RNA；胸腺嘧啶脱氧核苷 酸是合成 DNA 的原料，A 组培养液换用 15N 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸进行实验，若 DNA 进行复制， 可在细胞核中发现被 15N 标记的DNA，但 DNA不进入细胞质，所以在细胞质中没有被 15N标记的DNA， 若 DNA 不复制，则在细胞核与细胞质中都无 15N 标记的 DNA。] 4．下列关于细胞膜的叙述，错误的是( ) A．细胞膜是一种选择透过性膜 B．磷脂分子的亲水端朝向外侧，亲脂端朝向内侧 C．细胞膜中的磷脂和大多数蛋白质都具有流动性 D．糖蛋白主要位于膜外侧，载体蛋白主要位于膜内侧 D [细胞膜能够控制物质进出细胞，是一种选择透过性膜；磷脂分子的亲水端朝向外侧，与细胞质或 细胞外液接触，亲脂端朝向内侧；构成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子都具有流动性，使得细 胞膜具有一定的流动性；糖蛋白位于细胞膜的外侧，载体蛋白主要位于细胞膜的脂双层中。] 5．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．载体蛋白是镶嵌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 B [载体蛋白有的嵌入磷脂双分子层中，有的贯穿于整个磷脂双分子层；细胞膜内外两侧结合的蛋白 质种类不一样，如：细胞膜外侧具有识别作用的糖蛋白，细胞膜内侧没有；脂溶性小分子物质可以优 先通过磷脂双分子层，而细胞不需要的其他小分子不能通过，因而磷脂双分子层与细胞膜的选择透过 性有关；有些植物细胞可以通过细胞通道进行信息交流，不通过细胞膜上的受体也能进行信息交流。] 6．下列关于细胞膜蛋白的叙述，正确的是( ) A．神经细胞膜上存在钾离子通道蛋白 B．甲状腺细胞膜上具有促甲状腺激素释放激素的受体蛋白 C．神经细胞突触前膜存在各种递质的载体蛋白，将递质运出细胞 D．癌细胞膜上存在较多的糖蛋白，使癌细胞容易扩散 A [静息电位的形成与神经细胞中钾离子外流有关，神经细胞膜上存在钾离子通道蛋白，A 正确；促 甲状腺激素释放激素由下丘脑神经分泌细胞分泌，作用于垂体细胞，不作用于甲状腺细胞，B 错误；神 经递质一般通过胞吐释放到突触间隙，C 错误；癌细胞膜上存在较少的糖蛋白，D 错误。] 7．下列有关细胞间信息交流的叙述中，正确的是( ) A．细胞间信息交流是细胞膜的功能之一，体现了细胞膜的选择透过性 B．神经递质与突触后膜上的受体结合后，即被受体转运到突触后膜内，使后膜兴奋或抑制 C．与胰岛素和甲状腺激素结合的受体可能相同，也可能不同 D．细胞间信息交流的方式多种多样，可以是细胞接触传递信息，也可以通过介质传递 D [细胞间信息交流，没有体现细胞膜的选择透过性，A 项错误；突触后膜上的受体没有转运递质的 功能，B 项错误；与胰岛素和甲状腺激素结合的受体不同，C 项错误；细胞间信息交流的方式有多种， 可以通过细胞接触传递信息，也可以通过信号分子传递信息，D 项正确。] 8．阅读材料： ①分别将已分裂 10 次和分裂 30 次的成纤维细胞的细胞核互换，重组后的“老核新质”和“新核老质”细胞 能分别再分裂 20 次和 40 次。 ②鸟类红细胞有核，但不能复制和转录，癌细胞核很活跃，既能复制也能转录。现将鸟的红细胞核移 入去核的癌细胞中，鸟的红细胞核开始复制和转录。 以上实验不能说明的是( ) A．细胞分裂次数是由细胞核中的物质决定的 B．细胞质中存在影响细胞分裂的物质 C．细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的 D．只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性 D [实验①说明细胞的分裂次数由细胞核中的物质决定。实验②说明细胞质影响细胞核中的复制和转 录，细胞质中存在影响细胞分裂的物质，细胞分裂是由细胞核和细胞质共同控制的。两实验都不能说 明只要有适当的细胞质，细胞核就能表现出全能性。]