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人教(2019)生物必修1（知识点+跟踪检测）
第6讲 细胞膜(含流动镶嵌模型)与细胞核
【课标导航】
1.2.1　概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流
1.2.3　阐明遗传信息主要储存在细胞核中
一、细胞膜的成分、功能和制备
二、细胞膜的结构
1．生物膜结构探索历程中的实验与结论(连线)
2．据生物膜流动镶嵌模型结构示意图回答下列问题
(1)若要制备细胞膜，应选用哺乳动物成熟红细胞作材料，原因是该类细胞无细胞核和众多细胞器。
(2)填写图中细胞膜成分及功能
①糖蛋白，功能：识别、保护、润滑。
②磷脂，功能：构成膜的基本支架。
③蛋白质，功能：承担膜的主要功能，功能越复杂的细胞膜上，蛋白质种类和数量越多。
(3)细胞间信息交流的实例和方式(连线)：
三、细胞核的结构和功能
1．细胞核的结构
2．细胞核的功能
储存 是细胞的遗传信息库
控制 是细胞代谢和遗传的控制中心
[基础微点练清]
1．判断正误
(1)两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递 (√)
(2)细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心(√)
(3)细胞核内遗传物质的合成需要能量(√)
(4)细胞核是遗传信息转录和翻译的场所(×)
(5)细胞膜中的脂质只有磷脂(2018·江苏高考，T3D)(×)
(6)细胞的核膜是双层膜结构，核孔是物质进出细胞核的通道(√)
(7)细胞膜的成分中含有脂质、蛋白质和糖类(√)
(8)构成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇(×)
(9)生物膜的特定功能主要由膜蛋白决定(√)
(10)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入(×)[新人教版必修1 P46“概念检测”T1(2)]
(11)控制细胞器进行物质合成、能量转化等的指令，主要通过核孔从细胞核送到细胞质(√)[新人教版必修1 P58“概念检测”T1(1)]
2．下列有关细胞膜的叙述，正确的是(　　)
A．细胞膜是植物细胞的边界，也是该细胞最外层的结构
B．组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子均是运动的
C．细胞间的信息交流一定是在细胞膜的参与下完成的
D．细胞膜上可附着与有氧呼吸、ATP水解有关的酶
解析：选D　细胞膜具有选择透过性，细胞壁具有全透性，细胞膜是植物细胞的边界，细胞壁是植物细胞最外层的结构；组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的；细胞间的信息交流不一定需要细胞膜参与，如植物的胞间连丝的信息交流功能；细胞质基质可以进行有氧呼吸的第一阶段，产生ATP，细胞膜上可附着与有氧呼吸、ATP水解有关的酶。
3．(新人教版必修1 P46“概念检测”T2)细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是(　　)
A．细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜
B．由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜
C．细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能
D．细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型
解析：选B　虽然磷脂双分子层内部是疏水的，但是水分子仍然可以扩散的方式进出细胞。
4．下列关于细胞结构及功能的叙述，正确的是(　　)
A．细胞壁能选择性地控制物质进出细胞
B．内质网膜面积极大地为许多生命活动提供场所
C．细胞各种生物膜的脂质和蛋白质种类相同
D．细胞核是遗传信息转录和翻译的主要场所
解析：选B　细胞壁是全透性结构，不具有选择透过性，A错误；内质网膜面积大，可以附着更多的酶、核糖体等物质或结构，能为许多生命活动提供场所，B正确；细胞各种生物膜的脂质和蛋白质种类有差异，C错误；DNA主要存在于细胞核中，细胞核是细胞遗传信息转录的主要场所，但翻译是在细胞质中进行的，D错误。
5．(新人教版必修1 P58“拓展应用”T2)有性生殖使雌雄两性生殖细胞的细胞核融合为一个新的细胞核，从而使后代的遗传物质同亲代相比，既有继承，又有变化。从这个角度看，你能找出不支持克隆人的论据吗？你还能说出其他论据吗？
提示：有性生殖的子代继承了双亲的遗传信息，在子代中双亲的遗传物质得到了重新组合，从而大大增加了生物变异，增加了适应多变环境的能力，也为进化提供了原材料。克隆是无性繁殖的产物，克隆人与亲代相比，遗传物质是一样的，没有什么变化，因而降低了适应环境变化的能力。另外，如果克隆人对某种疾病具有易感性，就可能带来灾难性的后果；在社会学意义上，克隆人没有传统意义上的父亲和母亲，这会冲击原有的家庭和社会伦理观念，等等。
一、细胞膜的组成、结构和功能
[试考题·查欠缺]
1．(2021·龙岩模拟)异体器官移植时存在细胞间排斥现象，下列有关细胞膜的结构与功能的叙述，哪一项与之最为相关(　　)
A．细胞膜控制物质进出
B．细胞膜表面的糖蛋白具有识别功能
C．细胞膜上的磷脂分子和蛋白质分子具有一定流动性
D．细胞膜作为细胞的边界将细胞与其他细胞分隔开来
解析：选B　细胞膜表面的糖蛋白具有识别功能，使得异体器官移植时存在细胞间排斥现象。
2．(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：选D　雌激素由卵巢分泌后，随血液运输到达全身各处，作用于乳腺细胞的受体，将信息传递给乳腺细胞；而精子进入卵细胞的过程要经历精子和卵细胞之间的识别和结合，精子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞。
3．(2021·东莞模拟)如图是细胞局部结构示意图，下列叙述正确的是(　　)
A．①是糖脂，具有保护和润滑的作用
B．②具有运输、信息传递、免疫和构成膜基本支架的作用
C．③可以是细胞器膜、核膜的主要成分
D．④由纤维素组成，能保持细胞内部结构有序性
解析：选C　图中①是糖蛋白，糖蛋白具有保护和润滑的作用；②是蛋白质，细胞膜的基本支架是磷脂双分子层；③是磷脂分子，细胞器膜与核膜的基本支架都是磷脂双分子层；④表示细胞骨架，细胞骨架是真核细胞中由蛋白质聚合而成的纤维状网架结构。
[强知能·补欠缺]
1．巧记细胞膜的“一、二、三”
2．谨记细胞膜成分及其功能的三个关键点
(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)细胞膜的组成成分并不是不可变的。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 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)
[练题点·全过关]
1．如图表示各种细胞膜组成成分的含量，图示能说明的是(　　)
A．构成细胞膜的主要成分是蛋白质和糖类
B．不同细胞膜中蛋白质的含量会有所不同
C．细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越多
D．细胞膜中脂质的含量总是高于蛋白质和糖类
解析：选B　通过图示几种细胞膜成分的对比可以发现，细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，还含有少量的糖类，A错误；细胞膜的功能越复杂，蛋白质含量越高，C错误；细胞膜中脂质的含量不一定高于蛋白质，如变形虫细胞膜中蛋白质的含量高于脂质，D错误。
2．如图是细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法错误的是(　　)
A．功能①在生命起源过程中具有关键作用
B．功能②表示进入细胞的物质对细胞都有利
C．胰岛素调控生命活动可用图中③表示
D．相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流
解析：选B　功能①是指细胞膜具有将细胞与外界环境分隔开的功能，在生命起源过程中具有关键作用，A正确；进入细胞的物质对细胞不一定都有利，B错误；③表示细胞膜上的受体与相应的信号分子结合完成信息传递的过程，胰岛素调控生命活动可用图中③表示，C正确；相邻的植物细胞可通过功能④(如胞间连丝)进行信息交流，D正确。
3．(2021年1月新高考8省联考·重庆卷)生物膜的流动镶嵌模型并不完美，以下现象不能用细胞膜的流动镶嵌模型解释的是(　　)
A．小鼠细胞和人细胞的融合
B．胆固醇能经细胞膜自由扩散
C．神经细胞的细胞膜对离子的选择通透性
D．生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同
解析：选D　小鼠细胞和人细胞的融合实验体现了细胞膜的流动性，胆固醇能经细胞膜自由扩散借助于膜的流动性，神经细胞的细胞膜对离子的选择通透性，是以细胞膜的流动性为基础的，均可以用细胞膜的流动镶嵌模型解释；生物膜中不同位置的脂质和蛋白质的种类不同，只能说明生物膜由蛋白质和脂质分子组成，不能用生物膜的流动镶嵌模型解释。
二、细胞核的组成、结构和功能
[试考题·查欠缺]
1．(天津等级考)完整的核糖体由大、小两个亚基组成。如图为真核细胞核糖体大、小亚基的合成、装配及运输过程示意图，相关叙述正确的是(　　)
A．如图所示过程可发生在有丝分裂中期
B．细胞的遗传信息主要储存于rDNA中
C．核仁是合成rRNA和核糖体蛋白的场所
D．核糖体亚基在细胞核中装配完成后由核孔运出
解析：选D　有丝分裂中期，细胞内无核膜和核仁，A错误；细胞的遗传信息主要储存于染色体(或染色质)上的DNA分子中，而不是核仁的rDNA中，B错误；据图可知，核仁是合成rRNA的场所，但核糖体蛋白的合成是在细胞质的核糖体上，C错误；据图分析可知，核糖体亚基的组装部位是细胞核，核孔是细胞核和细胞质之间大分子物质交换的通道，核糖体亚基装配完成后由核孔运出，D正确。
2．(2021年1月新高考8省联考·重庆卷)以下关于细胞核与线粒体的叙述，错误的是(　　)
A．都含有遗传物质　　　　 B．都为双层膜结构
C．都参与代谢过程 D．都能完成mRNA的翻译
解析：选D　DNA是细胞生物的遗传物质，主要分布在细胞核中，线粒体中也有分布，A正确；细胞核和线粒体都为双层膜结构，B正确；细胞核内可进行DNA的复制和转录等代谢过程，线粒体是有氧呼吸的主要场所，二者都参与代谢过程，C正确；翻译的场所为核糖体，细胞核内不能完成mRNA的翻译，线粒体内有核糖体，可完成mRNA的翻译，D错误。
3．(2020·海口调研)
如图所示，科学家对单细胞伞藻的幼体嫁接时，将甲的伞柄嫁接到乙的假根上，长出了伞帽。下列有关叙述正确的是(　　)
A．该实验证明了细胞核是遗传的控制中心
B．该实验证明了细胞核是代谢的调控中心
C．欲证明细胞核的功能，需同时进行对照实验
D．第一次长出的伞帽与乙的伞帽特征完全相同
解析：选C　细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，但该实验不能证明。欲证明细胞核决定伞帽特征，需要同时进行对照实验以增强实验的说服力。细胞质中的物质和环境等都会影响伞帽的特征，则第一次长出的伞帽与乙的伞帽不完全相同。
[强知能·补欠缺]
1．列表突破细胞核功能的实验及分析
实验内容 实验过程 实验结论 实验分析
两种 美西 螈细 胞核移植 美西螈皮肤颜色遗传是由细胞核控制的 该实验为相互对照，还可将白色美西螈胚胎细胞核移植到黑色美西螈去核卵细胞中，形成重组细胞进行培养作为对照
横缢 蝾螈 受精卵 蝾螈的细胞分裂和分化是由细胞核控制的 该实验既有相互对照，又有自身对照
将变 形虫 切成两半 变形虫的分裂、生长、再生、应激性是由细胞核控制的 该实验既有相互对照，又有自身对照
伞藻 嫁接 与核移植 ①伞藻嫁接实验过程： ②伞藻核移植实验过程： 伞藻“帽”的形状是由细胞核控制的 伞藻核移植实验可排除假根中其他物质的作用，从而证明是细胞核控制伞藻“帽”的形状
2．明辨细胞核的五个误区
(1)物质进出细胞核并非都通过核孔。
①核孔是蛋白质、RNA等大分子进出细胞核的通道。
②小分子物质可通过核膜进出细胞核。
(2)并不是所有物质都能进出核孔。
核孔是由多种蛋白质构成的复合结构，表现出明显的选择性，如细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质。
(3)核仁不是遗传物质的储存场所。
核仁参与rRNA的合成及核糖体的形成，细胞核中的遗传物质分布于染色体(染色质)上。
(4)误认为核孔的数量和核仁大小是固定的。
核孔的数量、核仁的大小与细胞代谢活动的强弱有关，如代谢旺盛、蛋白质合成量大的细胞，核孔数多，核仁较大。
(5)在细胞周期中表现为周期性消失与重建的是核膜、核仁。
[练题点·全过关]
1．科学家在 1958年对蝾螈卵细胞的染色体分析时发现，用 DNA 酶能破坏染色体的长度，即破坏染色体的完整性，使它断成碎片。若改用蛋白酶，则不能破坏染色体的长度。以上事实可以说明(　　)
A．染色体的基本结构由蛋白质组成
B．染色体的基本结构由 DNA 组成
C．染色体由 DNA 和蛋白质组成
D．染色体中的 DNA 和蛋白质镶嵌排列
解析：选B　用 DNA 酶能破坏染色体的完整性，蛋白酶则不能破坏染色体的长度，说明DNA在染色体的结构中有重要作用，DNA是染色体的基本结构，但实验不能说明蛋白质和DNA的空间位置关系。
2．细胞核具有什么功能？科学家通过下列实验(见下图)进行探究：①用头发将蝾螈的受精卵横缢为有核和无核的两半，中间只是很少的细胞质相连，结果无核的一半(a)停止分裂，有核的一半(b)能继续分裂；②b部分分裂到16～32个细胞时，将一个细胞核挤入到不能分裂的a部分，结果a部分开始分裂、分化，进而发育成胚胎。下列有关叙述错误的是(　　)
A．实验结果可以说明细胞核与细胞的分裂、分化有关
B．实验①中，b部分细胞属于对照组，a部分属于实验组
C．实验②中，a部分的操作与实验①中形成对照
D．实验说明细胞的寿命与细胞核有关
解析：选D　 分析题干可知，具有细胞核的部分可以进行分裂、分化，说明细胞核与细胞的分裂、分化有关，A正确；实验①中，b部分细胞是对照组，a部分细胞是实验组，二者形成对照实验，B正确；实验②中a部分挤入核，与实验①中的无核形成对照，C正确；整个实验内容并没有涉及细胞的寿命，D错误。
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，据此推断错误的是(　　)
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
解析：选D　15N标记的尿嘧啶是合成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不能进入细胞质，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。
一、生命观念——整合分析膜蛋白与生命系统的信息交流
1．四种常考的“膜蛋白”及其功能
(1)载体蛋白
①功能：常用于协助扩散和主动运输的载体蛋白质。
②特点：专一性，即一种载体一般只能与一种相应的被运输物质相结合。
③载体的种类和数量决定某种物质能否被运输或运输速率的快慢。
(2)受体蛋白
①特点：特异性，即一种受体一般只能与一种信号分子结合。
②功能：识别和选择性结合信号分子。
(3)黏连蛋白
①实质：黏连蛋白是一种糖蛋白。
②功能：促使细胞黏连。
③实例：细胞癌变时，细胞表面的黏连蛋白减少，导致癌细胞易于转移和扩散。
(4)催化蛋白
具有催化作用的酶，如好氧型细菌细胞膜上可附着与有氧呼吸有关的酶；细胞膜上还可存在ATP水解酶，催化ATP水解，反应中所释放的能量可用于主动运输等。
2．生命系统信息传递的三类主体
(1)细胞内：
(2)细胞间
方式 图示 实例
物质传递 内分泌细胞分泌激素，激素随血液运送至靶细胞，被靶细胞的受体识别发挥作用
接触传递 精卵细胞通过糖蛋白，实现相互识别和结合
通道传递 高等植物细胞间可通过胞间连丝交流信息
(3)生态系统内：信息的种类有物理信息、化学信息、行为信息，信息传递可发生在种群内部个体与个体之间，种群与种群之间，生物和环境之间。
[素养训练]
1．(2021年1月新高考8省联考·福建卷)下列关于生物膜蛋白的叙述，错误的是(　　)
A．小鼠精子和卵细胞之间的识别需要膜蛋白的参与
B．促甲状腺激素只与甲状腺细胞膜上的受体蛋白结合
C．叶绿体外膜上的蛋白质可以吸收光能和催化光反应
D．癌细胞膜上的糖蛋白减少导致癌细胞之间黏着性降低
解析：选C　精子与卵细胞的融合过程，需要经过细胞膜之间的直接接触完成信息传递之后才能进行，而细胞膜上的糖蛋白具有识别作用，据此推测小鼠精子和卵细胞之间的识别需要膜蛋白的参与，A正确；激素传递信息的过程需要通过激素与靶细胞膜上的受体完成特异性结合之后才能实现，所以促甲状腺激素只与甲状腺细胞膜上的受体蛋白结合，而不能与其他细胞表面的受体结合，B正确；叶绿体外膜上的蛋白质不能吸收光能和催化光反应，叶绿体中能吸收光能的色素和催化光反应的酶均存在于类囊体薄膜上，C错误；癌细胞膜上的糖蛋白减少会导致癌细胞之间黏着性降低，进而易于扩散和转移，D正确。
2．(2018·天津高考)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
解析：选B　在神经调节中，位于突触后膜的受体能识别并结合神经递质；在激素调节中，位于靶细胞膜上且能识别并结合激素的膜蛋白为受体蛋白；在光合作用过程中，位于叶绿体类囊体膜上能催化ATP合成的膜蛋白为酶；癌细胞膜上的某些特殊蛋白质为抗原，能够被免疫系统识别，从而引起特异性免疫。
2．(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
解析：选D　雌激素由卵巢分泌后，随血液运输到达全身各处，作用于乳腺细胞的受体，将信息传递给乳腺细胞；而精子进入卵细胞的过程要经历精子和卵细胞之间的识别和结合，精子通过与卵细胞的直接接触将信息传递给卵细胞。
3．人体细胞之间的通讯多数是通过信号分子传递的。有些信号分子作用于细胞表面受体，有些则作用于细胞内受体。生物学上将细胞外与膜受体结合的信号分子称为第一信使，由其转换而来的细胞内信号则称为第二信使，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．大多数细胞表面受体的化学本质为糖蛋白
B．神经递质和绝大多数激素都是第一信使
C．第二信使通过调控细胞核内的翻译过程发挥作用
D．第一信使与膜受体结合体现了细胞膜的信息交流功能
解析：选C　大多数细胞表面受体的化学本质为糖蛋白，A正确；神经递质、大多数激素都作用于细胞表面受体，在细胞外与膜受体结合，属于第一信使，B正确；翻译过程在细胞质中进行，而不是在细胞核内进行，C错误；第一信使与膜受体结合体现了细胞膜的信息交流功能，D正确。
二、科学探究——与细胞膜相关的实验设计分析
1．细胞膜成分的鉴定
细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果
磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被破坏
磷脂酶处理 细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
蛋白质 双缩脲试剂 紫色
蛋白酶处理 细胞膜被破坏
2．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。
3．细胞膜功能的探究
(1)控制物质进出细胞功能的验证
(2)识别功能的验证
4．细胞膜功能特性——选择透过性的验证
[素养训练]
1．科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边)，最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是(　　)
A．膜蛋白能自主翻转　　　 B．细胞膜具有流动性
C．细胞膜具有选择透过性 D．膜蛋白可以作为载体蛋白
解析：选B　两种荧光染料标记细胞表面的蛋白质分子，细胞刚融合时，两种荧光染料在细胞表面对等分布，最后在细胞表面均匀分布，说明细胞膜具有流动性。
2．(2021·荆州模拟)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酶能将淡黄色的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映活细胞数量
C．MTT与台盼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
解析：选C　活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞无此功能，可见MTT是可以通过细胞膜的一种染料，A正确；活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，故检测MTT结晶的量一般可间接反映活细胞数量，B正确；用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色，MTT法则是活细胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而死细胞不着色，二者鉴别细胞死活的原理不同，C错误；哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体，也就不能用MTT法检测哺乳动物成熟红细胞是否存活，D正确。
3．(2019·全国卷Ⅲ)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______，在细胞核中合成的含氮有机物是________，叶绿体中含氮的光合色素是________。
(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH)和硝态氮(NO)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH和NO的吸收具有偏好性(NH和NO同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种)。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。
解析：(1)在植物细胞中，核糖体是生产蛋白质的机器，蛋白质是一种含氮的有机物；在细胞核中能够通过DNA的复制和转录合成的含氮有机物是核酸(DNA和RNA)；叶绿体中含氮的光合色素是叶绿素。(2)由于农作物对两种离子的吸收量不同，且硝酸铵溶液中NH和NO的比例为1∶1，所以用该培养液培养作物甲，在适宜条件下培养一段时间后，检测营养液中NO和NH的剩余量即可判断作物甲对NH和NO吸收的偏好性。预期结果和结论：若营养液中NO的剩余量小于NH的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH的剩余量小于NO的剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。
答案：(1)蛋白质　核酸　叶绿素　(2)实验思路：配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源)，用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH和NO剩余量。预期结果和结论：若营养液中NO剩余量小于NH剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO；若营养液中NH剩余量小于NO剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH。
[归纳拓展]
生物学实验设计的科学性原则
(1)实验原理的科学性
实验原理是实验设计的科学依据，也是用来检验和修正实验方法和过程的理论依据。因此它必须是经过前人总结或检验得出的科学理论依据，这样才能设计出科学合理的实验，才能正确预期实验的结果和结论。
(2)实验材料选择的科学性
实验材料是科学实验成功的关键要素，设计实验时，一定要根据实验目的和原理选择恰当的实验材料，尽量避免实验材料的颜色和数量等因素对实验结果的影响。
(3)实验过程的科学性
实验过程的安排要有科学性，要注意实验步骤的关联性和实验操作的程序性，实验步骤的前后顺序一般不能颠倒，特别是关键环节，不同的操作顺序往往会导致不同的实验结果，并影响实验的严谨性。
(4)实验现象观察的科学性
科学的实验要有正确的观察方法，才能为结果的处理和分析提供可靠的依据。但有些实验直接就有可见的实验现象，而有些实验发生的反应肉眼不可见，这就需要把不可见的反应转化为可见的现象，需要科学转化。
一、选择题
1．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：选B　细胞膜是一种选择透过性膜，其功能特点是具有一定的选择性；乙醇通过细胞膜的方式为自由扩散，不需要消耗ATP；氨基酸跨膜运输方式为主动运输，需借助膜蛋白通过细胞膜；蛋白质分子以不同的方式镶在、嵌入、横跨磷脂双分子层中。
2．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：选C　磷脂以双分子层的形式构成细胞膜的基本骨架，蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中，磷脂和蛋白质是组成细胞膜的主要物质，A正确。细胞衰老时，细胞膜通透性改变，使物质运输能力降低，B正确。甘油属于脂质，可以通过自由扩散的方式通过细胞膜，C错误。细胞产生的激素与靶细胞膜上的相应受体结合，从而调节细胞的代谢，实现了细胞之间的信息传递，D正确。
3．(2021·泉州模拟)对某动物细胞进行荧光标记实验，如下图所示，其基本过程：①用某种荧光材料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消失)。③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。该实验不能说明的是(　　)
A．细胞膜具有流动性
B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合
C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率
D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率
解析：选C　该实验说明细胞膜具有流动性、荧光染料能与细胞膜组成成分结合，根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率，但不能根据荧光恢复的速率推算出物质跨膜运输的速率，因为该过程中没有发生物质跨膜运输。
4．如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．具有①的一侧为细胞膜的外侧，①是糖蛋白
B．②是细胞膜的基本支架
C．细胞膜的选择透过性主要与①有关
D．温度会影响协助扩散的速率
解析：选C　①为糖蛋白，只分布在细胞膜的外表面，因此具有①的一侧是细胞膜的外侧；②为磷脂双分子层，是构成细胞膜的基本支架；蛋白质是生命活动的主要承担者，细胞膜的选择透过性主要与膜上的蛋白质(③)有关；温度影响分子的运动速率和细胞膜上载体蛋白的活性，因而温度会影响协助扩散的速率。
5．下列有关细胞结构和功能的叙述，错误的是(　　)
A．细胞核是细胞生命活动的控制中心和代谢中心
B．线粒体是肌肉细胞产生二氧化碳的唯一场所
C．肝细胞膜上的胰高血糖素受体缺乏，可导致低血糖
D．分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快
解析：选A　细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心，而细胞新陈代谢的主要场所是细胞质基质，A错误；人体细胞只能通过有氧呼吸产生二氧化碳，而人体细胞有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体(人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸)，B正确；胰高血糖素与肝细胞膜表面的受体结合，使肝糖原分解，血糖浓度升高，因此如果肝细胞膜上的胰高血糖素受体缺乏，可导致低血糖，C正确；分泌蛋白的合成过程中，高尔基体是内质网与细胞膜之间通过膜泡转换的枢纽，因此分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分的更新速度越快，D正确。
6．(2021·广州模拟)下列关于细胞核结构和功能的叙述，正确的是(　　)
A．小分子物质可以通过核孔，大分子物质不能
B．无丝分裂过程中没有核膜、核仁、染色体、纺锤体的周期性消失和重建现象
C．衰老细胞中，细胞核体积减小，染色质收缩
D．rRNA和蛋白质在核仁中合成并组装成核糖体
解析：选B　mRNA是大分子，可以通过核孔，进入细胞质，A错误；无丝分裂过程中没有核膜、核仁、染色体、纺锤体的周期性消失和重建现象，B正确；衰老细胞中，细胞核体积增大，染色质收缩，C错误；蛋白质的合成场所为核糖体，D错误。
7．以动物受精卵为实验材料进行以下实验，有关分析正确的是(　　)
A．实验①和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性
B．实验②和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性
C．实验①说明了细胞核对细胞质的重要性，实验②说明了细胞质对细胞核的重要性
D．该实验结果可以说明细胞是最基本的生命系统
解析：选D　该实验通过相互对照可得出细胞核和细胞质在维持生命活动方面的重要性，实验①和实验③说明了细胞质对维持细胞正常生命活动的重要性，实验②和实验③说明了细胞核对维持细胞正常生命活动的重要性，由此得出细胞只有保持其结构的完整性才能完成各项生命活动。
8.实验研究发现Na＋、K＋均不能通过磷脂双分子层构成的人工质膜(如图)，但如果在人工质膜中插入缬氨霉素(由12个氨基酸构成的环状肽)后，可使K＋的运输速率提高100 000倍，但它不能有效提高Na＋的运输速率。据此判断，下列叙述错误的是(　　)
A．K＋通过人工质膜的方式为主动运输
B．缬氨霉素的作用类似于载体蛋白
C．载体蛋白能极大地提高运输速率
D．缬氨霉素与离子的结合具有特异性
解析：选A　由题干信息可知，Na＋、K＋均不能通过人工质膜，在不提供能量的情况下，如果在人工质膜中插入缬氨霉素后，可使K＋的运输速率提高100 000倍，但它不能有效提高Na＋的运输速率，说明缬氨霉素与离子的结合具有特异性，缬氨霉素的作用类似于运载K＋的载体蛋白，载体蛋白能极大地提高运输速率，因此，K＋通过人工质膜的方式为协助扩散。
9．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．部分膜蛋白具有信息交流的功能
B．膜蛋白在细胞膜内外两侧对称分布
C．载体蛋白的种类受细胞内基因的控制
D．膜蛋白的种类和含量直接决定了生物膜功能的复杂程度
解析：选B　部分生物膜蛋白具有信息交流的功能，如受体蛋白；膜蛋白在细胞膜内外两侧的分布是不对称的；载体蛋白的化学本质是蛋白质，是由基因控制合成的；生物膜的主要成分是蛋白质和磷脂，其中蛋白质的种类和含量直接决定了生物膜功能的复杂程度。
10.如图为细胞核结构模式图，下列关于各结构及其功能的叙述正确的是(　　)
A．①属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开
B．②由蛋白质和DNA组成，是所有生物遗传物质的载体
C．所有细胞中核糖体的形成都与③有关
D．④是大分子物质自由出入细胞核的通道
解析：选A　①是核膜，属于生物膜系统，把核内物质与细胞质分开，A正确；②是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，是真核生物遗传物质的主要载体，原核生物和病毒没有染色质，B错误；③是核仁，与真核细胞中核糖体的形成有关，而原核细胞中没有核仁，但是有核糖体，C错误；④是核孔，具有选择透过性，大分子物质不能自由通过，如DNA，D错误。
11．下列关于膜蛋白的叙述，错误的是(　　)
A．膜蛋白在免疫过程中可起细胞标志物的作用
B．膜蛋白在膜中的分布与其有水溶性和脂溶性部分有关
C．膜蛋白在膜中较磷脂更易移动
D．膜蛋白在转运离子时形状可发生改变
解析：选C　膜蛋白是指细胞膜上的蛋白质，与细胞的物质交换、细胞识别、免疫等有密切的关系。有些膜蛋白是激素或其他化学物质的专一受体，起着细胞标志物的作用，如B淋巴细胞膜表面所具有的与抗原特异结合的受体分子，A正确；膜蛋白中的亲水基团和疏水基团分别朝向磷脂双分子层(细胞膜)外侧和内部，即膜蛋白在膜中的分布与其有水溶性和脂溶性部分有关，B正确；膜蛋白在膜中的流动性较磷脂弱，C错误；有些膜蛋白可作为“载体”对物质进行转运，这些膜蛋白在转运离子时形状可发生改变，D正确。
12．一种聚联乙炔细胞膜识别器已问世，它是通过物理力把类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质镶嵌到聚联乙炔囊泡中，组装成纳米尺寸的生物传感器。它在接触到细菌、病毒时可以发生颜色变化，用以检测细菌、病毒。这类被镶嵌进去的物质很可能含有(　　)
A．磷脂和蛋白质　　　　　 B．多糖和蛋白质
C．胆固醇和多糖 D．胆固醇和蛋白质
解析：选B　分析题干可知，被镶嵌进去的是类似于细胞膜上具有分子识别功能的物质。细胞膜上磷脂与蛋白质结合形成的脂蛋白没有识别功能；细胞膜上的糖类和蛋白质在一起构成的糖蛋白(糖被)具有识别功能，因此被镶嵌的物质很可能是多糖和蛋白质；胆固醇和多糖都不具有识别功能。
13．(2021·南宁模拟)下列关于细胞的叙述，不能体现“结构与功能相适应”观点的是(　　)
A．豚鼠胰腺腺泡细胞代谢旺盛，核仁的体积较大
B．人体细胞的细胞膜外侧分布有糖蛋白，有利于接收信息
C．小肠绒毛上皮细胞内的线粒体分布在细胞中央，有利于吸收和转运物质
D．植物根尖成熟区细胞含有大液泡，有利于调节细胞的渗透压
解析：选C　在代谢旺盛的细胞内，核仁的体积较大；人体细胞的细胞膜外侧分布有糖蛋白，糖蛋白与细胞间的信息交流有关，因此有利于接收信息；小肠绒毛上皮细胞内分布有大量的线粒体，有利于吸收和转运物质，为了便于小肠绒毛上皮细胞对物质的吸收，线粒体应该集中分布在小肠绒毛膜附近；植物根尖成熟区细胞含有大液泡，有利于调节细胞的渗透压。
14．(2021·北京大兴区模拟)下图为用伞藻做的“嫁接”实验。实验结论正确的是(　　)
A．伞藻的细胞核或细胞质都不能独立存活
B．伞藻“柄”的种类决定形成的“帽”的形状
C．伞藻的细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心
D．伞藻“足”的种类决定形成的“帽”的形状
解析：选D　将细圆齿伞藻的“柄”嫁接到地中海伞藻的“足”上，再生“帽”的形态与地中海伞藻的相同；将地中海伞藻的“柄”嫁接到细圆齿伞藻的“足”上，再生“帽”的形态与细圆齿伞藻的相同。据此说明，伞藻“足”的种类决定形成的“帽”的形状。
15．(2020·淄博二模)核被膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层紧贴内核膜，是一层由纤维蛋白构成的网状结构。如图表示细胞周期中核被膜和核纤层的动态变化过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A．核内合成的tRNA运出细胞核与核孔复合体有关
B．核纤层的解体和重新组装可能通过核纤层蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰实现
C．分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小泡在染色质周围聚集并融合成新的核膜
D．核纤层蛋白形成骨架结构支撑于内、外核膜之间，维持细胞核的正常形态
解析：选D　核孔复合体是蛋白质、RNA等大分子出入细胞核的通道，所以tRNA运出细胞核与核孔复合体有关，A正确；核纤层的解体和重新组装可能通过核纤层蛋白的磷酸化与去磷酸化修饰实现，B正确；分裂末期，结合有核纤层蛋白的核膜小泡在染色体周围聚集并融合成新的核膜，同时染色体解螺旋恢复成染色质状态，C正确；由图示可知，核纤层蛋白位于核膜的内膜一侧，D错误。
二、非选择题
16．下图甲为细胞中某一结构的模式图，图乙表示图甲中“3”的成分及其各级结构。据图回答下列问题：
(1)图甲所示结构为______________结构。图甲中1所示的结构由________层磷脂分子构成。
(2)图甲中2所示结构是________。单位面积的该结构数目与细胞类型和代谢水平有关，你认为人的胰岛B细胞比口腔上皮细胞中该结构的数目________(填“多”“少”或“相同”)。
(3)细胞有丝分裂过程中出现周期性变化的结构是________(用图甲中数字表示)。
(4)图乙中①控制②的合成，①是________分子，鉴定②的试剂为__________________。
(5)图乙中④转化成③发生在细胞有丝分裂的________期。遗传物质呈④状态时，不能发生DNA分子转录的原因是__________________________________________________。
(6)图乙中①在动物细胞中除了在④(或③)上，还分布在________________中。
解析：(1)图甲表示真核细胞细胞核的亚显微结构，1表示核膜，为双层膜结构，由4层磷脂分子组成。(2)图甲中2表示核孔，根据题意，代谢旺盛的细胞核孔数目多，胰岛B细胞分泌胰岛素，代谢旺盛；口腔上皮细胞为高度分化的细胞，代谢较弱。(3)在有丝分裂前期，核膜消失，核仁解体；在末期，又重新形成新的核膜和核仁。(4)染色体主要由蛋白质和DNA组成，DNA控制蛋白质的合成，图乙中①是双螺旋结构的DNA，②为蛋白质，常用双缩脲试剂鉴定蛋白质。(5)染色体变成染色质这一过程发生在有丝分裂的末期。在染色体状态时，染色体高度螺旋化，DNA分子结构稳定，不能解旋，故不能转录。(6)DNA主要分布在细胞核中，在动物细胞的线粒体中也含有DNA。
答案：(1)细胞核的亚显微　4　(2)核孔　多　(3)1、4
(4)DNA　双缩脲试剂　(5)末　染色体高度螺旋化，DNA不能解旋　(6)线粒体
17．禽流感由甲型流感病毒引起，其病毒呈球状，表面有两种糖蛋白突起，具有抗原特性，分别是红细胞凝结素(简称HA蛋白)和神经氨酸酶(简称N蛋白)。HA蛋白可以使病毒轻松附着在生物细胞的受体，使其感染；N蛋白会破坏细胞的受体，使病毒在宿主体内自由传播。图示H7N9禽流感病毒正在识别并结合人呼吸道上皮细胞，请分析回答下列问题：
(1)膜上的蛋白质是生物膜功能的主要承担者，其分布形式通常与其功能相适应，如①与多糖结合后的功能是____________；贯穿在结构②中的蛋白质⑦的功能可能有________________________(至少写出两点)。
(2)H7N9禽流感病毒在复制时，直接参与合成红细胞凝结素的细胞器是________________(不考虑能量系统)。假设H7N9禽流感病毒基因由m个核苷酸构成的8个单链的RNA片段组成，则该病毒基因组中含有________个游离的磷酸基团。
(3)H7N9禽流感病毒在正确识别并结合人呼吸道上皮细胞后，随后完成的生命活动是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)禽流感病人通常表现为头痛，发热，咳嗽，呼吸困难等症状。病人服用头孢霉素________(填“有效”或“无效”)，理由是______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①与多糖结合成为糖蛋白，具有识别功能。有些蛋白质是构成细胞和生物体的结构成分，如结构蛋白；有些蛋白质具有催化作用，如酶；有些蛋白质具有运输的功能，如载体(通道蛋白、Na＋ K＋泵)等。(2)红细胞凝结素是蛋白质，其合成场所是核糖体，蛋白质加工、运输与内质网和高尔基体有关。RNA是单链结构，每条链上有一个游离的磷酸基团；禽流感病毒基因由8个单链的RNA片段组成，所以含有8个游离的磷酸基团。(3)H7N9禽流感病毒在正确识别并结合人呼吸道上皮细胞后，先由神经氨酸酶破坏人呼吸道上皮细胞受体，然后病毒蛋白质外壳与受体细胞膜融合，病毒将遗传物质(RNA)释放进入受体细胞。(4)服用头孢霉素没有效果，因为头孢霉素是抗生素类药物，主要作用是抑制细菌细胞壁的形成，从而达到抑制细菌繁殖的目的，对没有细胞结构的病毒不起作用。
答案：(1)识别　载体、酶(离子泵、催化)　(2)核糖体、内质网、高尔基体　8　(3)神经氨酸酶破坏人呼吸道上皮细胞受体，随后病毒蛋白质外壳与受体细胞膜融合，病毒将遗传物质(RNA)释放进入受体细胞　(4)无效　头孢主要作用于细菌(细胞壁)，能抑制细菌的繁殖，但不能抑制病毒在人体内的繁殖

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