20届高考生物 专题04 细胞膜和细胞核的结构与功能（解析版）

专题04细胞膜和细胞核的结构与功能考纲内容考纲解读1．细胞膜的结构和功能（Ⅱ）。1．掌握细胞膜的结构、功能及其之间关系。【基础梳理】一、细胞膜的结构与功能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。2．细胞膜的成分细胞膜脂质约磷脂主要胆固醇动物细胞膜具有蛋白质约：与细胞膜功能密切相关糖类～3．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）进行细胞间的信息交流。二、生物膜的组成结构及功能1．生物膜的流动镶嵌模型（1）生物膜结构的探索历程时间实例（实验）结论（假说）19世纪末脂溶性物质更易通过细胞膜欧文顿认为膜是由脂质组成的20世纪初将膜分离提纯，并进行化学分析膜的主要成分是脂质和蛋白质1925年红细胞膜中脂质铺展成单分子层后面积是红细胞表面积的2倍细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层1959年电镜下细胞膜呈清晰的暗－亮－暗的三层结构罗伯特森认为所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成1970年人、鼠细胞杂交实验细胞膜具有流动性1972年流动镶嵌模型桑格和尼克森提出了生物膜的流动镶嵌模型（2）流动镶嵌模型的基本内容磷脂双分子层构成了膜的基本支架。亲水的头部排在膜外两侧、疏水的尾部排在中间。相对于磷脂双分子层，蛋白质分子有3种位置关系：有的镶在膜表面；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。2．生物膜的结构特点：具有一定的流动性（1）原因：膜结构中的蛋白质分子和脂质分子是可以运动的。（2）表现：变形虫的变形运动、细胞融合、胞吞、胞吐及载体对相应物质的转运等。（3）影响因素：主要受温度影响，适当温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度高出一定范围，则导致膜的破坏。（4）实例：①质壁分离和复原实验；②变形虫捕食和运动时伪足的形成；③白细胞吞噬细菌；④胞吞与胞吐；⑤受精时细胞的融合过程；⑥动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程；⑦细胞杂交时的细胞融合（如人鼠细胞融合）。3．功能特点：选择透过性（1）表现：植物根对矿质元素的选择性吸收，神经细胞对K＋的吸收和对Na＋的排出，肾小管的重吸收和分泌，小肠的吸收等。（2）原因：遗传性决定载体的种类和数量，从而也决定了选择性。【要点解读】1．与细胞膜相关的5个易错提醒（1）组成细胞膜的基本支架：是磷脂双分子层而不是蛋白质。（2）各种膜所含的蛋白质与脂质的比例同膜的功能有关：功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多。（3）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，而植物细胞膜中则没有。（4）细胞膜的成分并不是不可变的：如细胞癌变的过程中，细胞膜的成分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白和癌胚抗原等物质。（5）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．细胞膜的三个关键点（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。如细胞癌变过程中，细胞膜组成成分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）等物质。（3）糖蛋白具有识别作用，分布于细胞膜外侧，据此可判断细胞的内外侧。3．关注四种常考的“膜蛋白”糖蛋白信号分子（如激素、淋巴因子、神经递质等）的受体蛋白膜载体蛋白是用于协助扩散和主动运输的载体蛋白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）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）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。（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（1）控制物质进出功能的验证：（2）识别功能的验证：6．细胞膜功能特性——选择透过性的验证1.（2019全国卷III·2）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．细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量【答案】B【解析】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复制合成子代DNA，该过程需要消耗能量，D正确。故选B。2.(2018·天津，3)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，对其类型判断错误的是（）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合成酶D位于癌细胞膜，引起特异性免疫抗原【答案】B【解析】膜蛋白的功能多种多样，位于突触后膜上的受体可识别并结合神经递质；位于靶细胞膜上的受体可以识别并结合激素；位于类囊体膜上的酶可以催化ATP的合成；位于癌细胞膜上的抗原可以引发机体产生特异性免疫。载体蛋白主要位于细胞膜上，发挥运输作用。2．（2018全国Ⅲ卷，2）下列关于细胞的结构和生命活动的叙述，错误的是（）A．成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量B．细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素C．两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递D．哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆【答案】A【解析】成熟个体中的细胞增殖过程中，间期DNA复制和蛋白质合成需要消耗能量，分裂期纺锤丝牵引染色体运动需要消耗能量，A错误；细胞的核膜、内质网和细胞膜中都属于生物膜，主要由磷脂和蛋白质组成，都含有磷元素，B正确；两个相邻细跑的细胞膜直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，C正确；哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞，属于细胞分化，细胞分化一般不可逆，D正确。3.(2017·全国Ⅰ，1)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性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【答案】D【解析】细胞间信息交流的方式主要有三种，分别为通过体液运输、细胞间的直接接触及植物细胞之间通过“通道”交流信息。内分泌腺细胞分泌激素作用于靶细胞，如哺乳动物卵巢细胞分泌的雌性激素，信号由分泌细胞通过血液循环运输传递到靶细胞，进行细胞间的信息交流；精子与卵细胞结合时，两者细胞膜表面直接相互接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，进行细胞间信息交流。4．（2017新课标Ⅰ卷，2）下列关于细胞结构与成分的叙述，错误的是（）A．细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测B．检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色C．若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色D．斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，可被葡萄糖还原成砖红色【答案】B【解析】通常认为细胞膜丧失完整性，细胞即可被认为已经死亡。台盼蓝是检测细胞膜完整性最常用的生物染色试剂。健康的正常细胞能够排斥台盼蓝，而死亡的细胞，膜的完整性丧失，通透性增加，细胞可被台盼蓝染成蓝色，A正确；氨基酸不含肽键，而双缩脲试剂是用来检测蛋白质中的肽键，B错误；观察细胞分裂过程中的染色体，通常用醋酸洋红液或龙胆紫溶液或改良的苯酚品红溶液，C正确；斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液，可被葡萄糖在水浴加热下还原成砖红色，D正确。1．（天津市河西区2019届模拟）下图中甲、乙、丙表示某动物细胞中的不同化合物，下列叙述正确的是（）A．物质甲为该生物的主要遗传物质B．可用苏丹III染液来鉴定物质乙C．物质丙构成了生物膜的基本支架D．核糖核苷酸是构成物质甲的单体【答案】C【解析】由题可知，该生物是动物，其遗传物质是甲DNA，不能说主要是甲DNA，A错误；分析题图可知，物质乙是蛋白质，用双缩脲试剂检测，苏丹III染液是鉴定脂肪的试剂，B错误；分析题图可知，物质丙是磷脂，磷脂双分子层构成生物膜的基本骨架，C正确；甲表示DNA，其单体是脱氧核苷酸，不是核糖核苷酸，D错误；因此本题答案选C。2．（2019年山东省济宁市一模）下列有关物质进出细胞的说法，错误的是（）A．生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定B．某些小分子物质可以通过胞吐的方式运出细胞C．抑制细胞膜上载体的作用会阻碍性激素进入细胞D．荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合依赖于细胞膜的流动性【答案】C【解析】生物膜主要由磷脂双分子层和蛋白质组成，磷脂双分子层是膜结构的基本骨架，生物膜的功能主要是由生物膜上的蛋白质决定的，A正确；某些小分子物质可以通过胞吐的方式运出细胞，如神经递质，B正确；性激素进入细胞的方式为自由扩散，不需要载体的协助，所以抑制细胞膜上载体的作用不会阻碍性激素进入细胞，C错误；荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合，依赖于细胞膜的流动性，D正确。故选C。3．（吉林省长春市普通高中2019届高三质量监测）自分泌是细胞分泌化学信号进行通讯的一种方式，是指细胞对自身分泌的物质产生反应。下列作用方式属于自分泌的是（）A．下丘脑神经内分细胞分泌TRH，作用于靶细胞B．肿瘤细胞分泌生长因子刺激自身，导致其增殖失控C．高等植物细胞通过胞间连丝相互连接，进行信息交流D．精子和卵细胞之间识别和结合，完成受精作用【答案】B【解析】下丘脑神经内分细胞分泌TRH，作用的靶细胞是垂体细胞，而不是自身细胞，不属于自分泌，A错误；肿瘤细胞分泌生长因子刺激自身，导致其增殖失控，属于自分泌，B正确；高等植物细胞通过胞间连丝相互连接，在不同细胞间进行信息交流，不属于自分泌，C错误；精子和卵细胞之间识别和结合，完成受精作用，没有分泌物质，且发生在不同细胞间，不属于自分泌，D错误。4．（云南省昆明市2019届教学质量检测）下列有关细胞结构和生命活动的叙述，正确的是（）A．细胞的生物膜系统是生物体内所有膜结构的统称B．直接接触的细胞间传递信息时不需要信号分子C．硅肺的形成与溶酶体内缺乏某种酶有关D．乳酸菌中核糖体的形成与核仁有关【答案】C【解析】细胞的生物膜系统是指细胞内的核膜、细胞膜和细胞器膜构成的膜系统，A错误。直接接触的细胞间信息传递信息时也需要信号分子的作用，B错误。硅肺是指硅尘被吞噬细胞吞噬，吞噬细胞中的溶酶体缺乏分解硅尘的酶，而硅尘却可以破坏溶酶体膜，使其中的水解酶释放，破坏细胞结构，使细胞死亡，最终导致肺的功能损伤，C正确。乳酸菌是细菌，属于原核生物，细胞中没有核仁，D错误。5．（四川乐山市2019届高三第三次调研）哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。下列关于细胞结构和功能的叙述，错误的是（）A．细胞核是遗传信息库，是细胞代谢的控制中心和主要场所B．细胞膜对进出细胞的物质具有选择性，是选择透过性膜C．细胞质占据细胞的绝大部分，是细胞新陈代谢的主要场所D．细胞膜的信息交流功能，使得体内各细胞间保持功能的协调【答案】A【解析】细胞核是遗传物质贮存和复制的场所，是细胞代谢的控制中心，A错误；细胞膜控制物质进出细胞主要通过细胞膜的选择透过性来实现的，是选择透过性膜，B正确；细胞质占据细胞的绝大部分，活细胞进行新陈代谢的主要场所是细胞质基质，C正确；细胞膜的信息交流功能，使得体内各细胞间保持功能的协调，D正确。6．（北京市西城区2019届高三一模）细胞膜的功能与膜蛋白密切相关，下列不属于膜蛋白功能的是（）A．细胞识别B．组成染色体C．催化化学反应D．控制物质进出细胞【答案】B【解析】膜上的糖蛋白具有识别功能，A正确；组成染色体的蛋白质存在于细胞核中，不