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第05讲 细胞膜和细胞核
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命题透视·考情前瞻
——对标素养，研判高考命题趋势
从命题题型和内容上看，高考命题多集中在选择题，题目相对基础，以考查基础知识和基本概念为主。主要涉及细胞膜的成分、结构与功能（流动镶嵌模型）、细胞膜的特性（结构特点与功能特性），以及细胞核的结构（核膜、核孔、核仁、染色质）与功能、细胞核控制细胞代谢和遗传的经典实验探究等核心内容。
试题以选择题为主，题目相对基础，以基础考查为主。常结合具体的生命现象或生产生活情境（如细胞融合、分泌蛋白的形成、变形虫切割等），考查学生对基础知识的理解和迁移应用能力，重点考查学生获取信息和分析实验对照原则的能力。
概述细胞膜的成分和功能，阐明流动镶嵌模型的基本内容，解释细胞膜具有流动性和选择透过性的分子基础。（生命观念） 举例说明细胞膜系统的边界及进行细胞间信息交流的方式，阐明细胞膜在维持细胞正常生命活动中的重要作用。（生命观念） 阐明细胞核的结构和功能，解释细胞核是细胞生命系统的控制中心；通过分析细胞核的经典探究实验，培养科学探究能力和科学思维。（科学思维/科学探究）
1. 细胞膜的结构与功能 2026·山东卷，3；2025·天津卷，4；2024·广西卷，3；2024·贵州卷，8；2024·湖南卷，1；2023·海南卷，3；
2. 细胞核的结构与功能及实验 2026·贵州卷，1；2025·陕晋宁青卷，14；2023·重庆卷，2；2023·湖南卷，2；
知识建联·脉络梳理
——搭建知识框架，构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点，突破命题考向
自主研学·梳理教材
1.说出细胞膜的化学元素组成及主要成分（主要为C、H、O、N、P；其中脂质主要为C、H、O，有的含N、P；蛋白质主要为C、H、O、N等），阐明细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类。
2.阐述流动镶嵌模型的基本内容（磷脂双分子层构成膜的基本支架；蛋白质分子以镶、嵌、贯穿等方式分布在磷脂双分子层中；细胞膜外表有糖蛋白和糖脂），解释细胞膜具有一定的流动性的结构基础。
3.说明细胞膜的三大功能（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），列举细胞间信息交流的三种常见方式（分泌化学物质间接传递、细胞膜直接接触、细胞通道如胞间连丝），并明确细胞膜作为系统边界的重要性。
4.辨析细胞膜的两大特性（结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性），举例说明流动性（如细胞融合、变形虫变形、质壁分离）和选择透过性（如主动运输、协助扩散）的生理实例及内在联系。
5.阐明生物膜系统的概念及组成（细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器的膜共同构成），简述生物膜系统在成分和结构上的紧密联系及其在结构和功能上的协调配合。
6.列举细胞膜成分及结构的探索历程中的经典实验及结论（欧文顿的膜通透性实验→膜由脂质组成；戈特和格伦德尔的红细胞膜提取实验→脂质分子必然排列为连续的两层；罗伯特森的电镜观察→暗-亮-暗三层结构；人鼠细胞融合实验→细胞膜具有流动性）。
7.阐明哺乳动物成熟红细胞在制备纯净细胞膜实验中的优势（无细胞壁、无细胞核及众多细胞器的干扰，易吸水涨破），概述体验制备细胞膜的实验原理、选材要求、关键操作步骤（滴、吸、渗、涨破）及现象观察。
8.说出细胞核的分布及特例（真核细胞大多有核；特例包括哺乳动物成熟红细胞、高等植物成熟筛管细胞无核，骨骼肌细胞多核等；原核细胞无核膜包被的成形细胞核，但有拟核区），明确细胞核是真核细胞区别于原核细胞的重要结构之一。
9.阐述细胞核的结构四件套及其功能（双层核膜将核内物质与细胞质分开；核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，具有选择性且大分子通过穿膜层数为0；核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体）。
10.阐明染色质与染色体的关系（二者是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，在细胞分裂间期呈染色质状态，在分裂期高度螺旋化缩短变粗为染色体），列举常见的碱性染料（如甲紫溶液、醋酸洋红液等）并能识别细胞中的染色质或染色体。
11.阐明细胞核的功能定位（细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心），辨析“细胞核是代谢的控制中心”与“细胞质是代谢的主要场所”这两个易混淆的概念。
12.列举细胞核功能的经典探究实验及结论（美西螈核移植实验说明肤色遗传受细胞核控制；蝾螈受精卵横缢实验说明细胞分裂和分化受细胞核控制；变形虫切割及核移植实验说明细胞的生存、生长、应激等代谢活动受细胞核控制；伞藻嫁接与核移植实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关）。
13.分析经典实验中对照原则的应用（如伞藻嫁接实验的初步验证与核移植实验的补充验证相结合，蝾螈受精卵实验中的相互对照与自身前后对照），培养科学探究中的变量控制、对照设置及结论推导能力。
考点一 细胞膜
知●识●解●构
知识点1 细胞膜的成分与流动镶嵌模型
细胞膜成分的探索历程
时间/阶段 科学家/实验 实验材料/方法 结论/突破
1895年 欧文顿 500多种化学物质对植物细胞的通透性实验 膜是由脂质组成的（相似相溶原理）
19世纪末-20世纪初 科学家 化学分析哺乳动物的红细胞 细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
1925年 戈特和格伦德尔 提取红细胞膜中的脂质铺展成单分子层 单分子层面积是红细胞表面积的2倍→脂质分子排列为连续的两层
1935年 丹尼利和戴维森 研究了细胞膜的张力 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
1959年 罗伯特森 电镜看到清晰的暗亮暗三层结构 所有细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质构成，把细胞膜描述为静态的统一结构
1970年 人鼠细胞融合实验 荧光标记法（小鼠细胞和人细胞融合） 细胞膜具有流动性（蛋白质分子大多可以运动）
1972年 辛格和尼科尔森 综合前人成果 提出流动镶嵌模型（现代被广泛接受的模型）
流动镶嵌模型的主要内容
(1) 基本支架：磷脂双分子层
亲水端：磷脂分子头部具有亲水性，朝向膜的两侧（外侧和内侧，即细胞外液和细胞内液）。
疏水端：磷脂分子尾部具有疏水性，朝向膜的内部（两层尾部相对）。
特性：磷脂分子可以侧向自由移动，具有流动性。
(2) 蛋白质分子的分布（镶嵌、覆盖、贯穿）
镶在表面：部分蛋白质分子附着在磷脂双分子层的表面。
嵌入其中：部分蛋白质分子嵌入磷脂双分子层中。
贯穿全层：部分蛋白质分子横跨整个磷脂双分子层。
特性：大多数蛋白质分子也是可以运动的（决定了膜功能的复杂程度）。
(3) 糖被
位置：细胞膜的外表面（仅分布在细胞膜外侧，是判断细胞膜内外的标志）。
组成：细胞膜上的糖类分子与蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂。
功能：具有识别、保护、润滑、免疫等作用（如消化道上皮细胞的糖蛋白有保护和润滑作用）。
(4) 结构特点
具有一定的流动性：构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质分子大多也能运动。
意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能非常重要。
细胞膜的成分总结
成分 含量 功能 特点
脂质 约50% 构成膜的基本支架（主要是磷脂） 具有流动性
蛋白质 约40% 承担膜的绝大多数功能（运输、识别、催化等） 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
糖类 2%~10% 与蛋白质或脂质结合形成糖被 仅分布在细胞膜外侧
科学方法：模型构建法
物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。如流动镶嵌模型、DNA双螺旋结构模型。
概念模型：用文字、符号等抽象概括表达生命活动规律。如光合作用过程的图解。
数学模型：用数学公式或曲线图表达生命活动规律。如种群数量变化的“J”型、“S”型曲线。
易错辨析（高频考点）
易错点 正确解析
罗伯特森提出的模型是动态的吗？ 不是。罗伯特森提出的“暗-亮-暗”三层结构是静态的，直到1970年人鼠细胞融合实验才证实细胞膜具有流动性。
糖被只存在于细胞膜上吗？ 是的。糖被（糖蛋白和糖脂）仅分布在细胞膜的外侧，细胞器膜和核膜上没有糖被。
磷脂分子在细胞膜中是静止的吗？ 不是。磷脂分子可以侧向自由移动，具有流动性。
细胞膜中蛋白质的分布是均匀的吗？ 不是。蛋白质分子在细胞膜中的分布是不均匀的，有的镶在表面，有的嵌入，有的贯穿。
流动镶嵌模型中“流动”的含义是什么？ 指构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质分子大多也能运动，导致膜的整体结构处于动态变化中。
知识点2 细胞膜的功能与特性
细胞膜的三大功能（构建“边界”概念）
功能一：系统的边界（屏障作用）
将细胞与外界环境分隔开，保障内部环境的相对稳定。
联想记忆：就像国家的“长城”，把生命物质与外界环境分开，产生了原始的细胞。
功能二：控制物质进出（选择性）
细胞需要的营养（如葡萄糖）能进入，废物（如CO ）能排出。
核心考点（相对性）：细胞膜的控制作用是相对的。病毒、病菌虽非所需，但有时能侵入；台盼蓝染液不能进入活细胞，但能进入死细胞（死细胞丧失选择透过性）。
功能三：进行细胞间的信息交流（通讯作用）
方式① 间接交流（最常见）：内分泌细胞分泌激素 → 随血液到达全身 → 靶细胞受体识别。（如：胰岛素调节血糖）
方式② 直接接触：相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。（如：精卵识别、免疫细胞识别）
方式③ 通道连接：相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。（如：高等植物的胞间连丝）
易错警示：胞间连丝不需要受体，这是高考常挖的坑！
细胞膜的两大特性（结构 vs 功能）
结构特点：具有一定的流动性
微观解释：构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，大多数蛋白质分子也能运动。
宏观实例（看到这些词，立刻想到“流动性”）：
变形虫伸出伪足（变形运动）；
胞吞和胞吐（分泌蛋白的分泌、吞噬细胞吞噬抗原）；
质壁分离及复原（原生质层收缩）；
细胞融合（人鼠细胞融合实验，荧光标记的蛋白质运动）。
记忆口诀：吐吞（胞吞胞吐）变形（变形运动）融合（细胞融合）离（质壁分离）。
功能特点：具有选择透过性
微观解释：细胞膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。
结构基础：膜上载体蛋白的种类和数量。
宏观实例（看到这些词，立刻想到“选择透过性”）：
主动运输（小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，逆浓度梯度）；
协助扩散（红细胞吸收葡萄糖，顺浓度梯度）；
质壁分离实验中，蔗糖分子不能进入细胞（体现选择透过性，水分子可自由通过）。
核心辨析：活细胞的细胞膜具有选择透过性；死细胞的细胞膜变为全透性。
细胞膜功能与特性的联系
联系 具体内容
结构基础决定功能 细胞膜的流动性（结构特点）是其完成物质运输、细胞融合、变形运动等功能的结构基础；例如，分泌蛋白的分泌过程中，囊泡与细胞膜的融合依赖膜的流动性。
功能体现结构特性 细胞膜的选择透过性（功能特性）是其控制物质进出功能的体现；例如，细胞选择性吸收营养物质、排出废物，依赖于膜上载体蛋白的特异性（结构基础）和流动性（保证载体蛋白运动）。
统一于细胞生命活动 流动性和选择透过性相辅相成，共同保障细胞正常的物质交换、信息传递和代谢调控；例如，细胞癌变时，细胞膜流动性增强（细胞易扩散），同时选择透过性丧失（糖蛋白减少，物质运输紊乱）。
易错点“排雷区”
误区1：细胞膜的功能特性是“流动性”。
正解：结构特点是流动性，功能特点是选择透过性。
误区2：所有细胞间的信息交流都需要受体。
正解：高等植物通过胞间连丝交流，不需要受体。
误区3：变形虫的变形运动只体现流动性。
正解：变形虫摄取食物（胞吞）依赖流动性，但对食物的识别依赖选择透过性。
误区4：细胞膜的流动性仅指蛋白质运动。
正解：磷脂分子和大多数蛋白质分子都能运动。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确：
1.罗伯特森在电镜下看到的“暗-亮-暗”结构，证明了细胞膜具有流动性。（ ）
2.细胞膜的磷脂双分子层中，磷脂分子的亲水头部朝向膜的内侧，疏水尾部朝向膜的两侧。（ ）
3.细胞膜上的糖被（糖蛋白）仅分布在细胞膜的外侧，是判断细胞膜内外的唯一标志。（ ）
4.人鼠细胞融合实验采用了荧光标记法，直接证明了细胞膜上的磷脂分子可以运动。（ ）
5.细胞间的信息交流都必须依赖细胞膜上的特异性受体。（ ）
6.高等植物细胞之间可以通过胞间连丝进行信息交流，这种方式不需要细胞膜上的受体参与。（ ）
7.细胞膜具有选择透过性，因此活细胞的细胞膜不允许任何大分子物质通过。（ ）
8.台盼蓝染色法可以鉴别细胞的死活，死细胞会被染成蓝色，活细胞不着色。（ ）
9.细胞膜的流动性是其完成胞吞、胞吐等功能的结构基础。（ ）
10.制备纯净的细胞膜时，常选用鸡的红细胞作为实验材料，因为其没有细胞核和众多细胞器。（ ）
考向01 细胞膜成分/结构/功能的对应关系
1．血影是哺乳动物和人的成熟红细胞经低渗处理溶血破裂后残留的细胞膜空壳结构。下列关于血影的叙述，正确的是（ ）
A．组成血影的成分包括磷脂、蛋白质、糖类和胆固醇
B．在组成红细胞膜的成分中，蛋白质的种类和含量最丰富
C．糖被位于红细胞膜的内外表面，与细胞间信息传递有关
D．红细胞膜的基本支架由一层磷脂分子构成，磷脂分子可侧向自由移动
【答案】A
【详解】A、血影是红细胞低渗溶血后残留的细胞膜，动物细胞膜的组成成分包括脂质（磷脂、胆固醇）、蛋白质和少量糖类，A正确；
B、细胞膜的组成成分中，含量最丰富的是脂质（约占50%），蛋白质含量次于脂质，B错误；
C、糖被仅位于细胞膜的外表面，与细胞识别、细胞间信息传递等功能有关，不存在于膜内表面，C错误；
D、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，由两层磷脂分子构成，磷脂分子可侧向自由移动，D错误。
2．下列关于细胞膜组成、结构与功能的叙述，正确的是（　　）
A．磷脂双分子层构成基本支架，膜蛋白的分布具有不对称性
B．细胞膜的流动性是实现胞吞、胞吐及质壁分离现象的结构基础
C．糖蛋白分布于细胞膜外侧，癌细胞易扩散与其含量增加有关
D．有些病原体能侵入细胞内，说明细胞膜对物质进出细胞无选择性
【答案】A
【详解】A、细胞膜的流动镶嵌模型中，磷脂双分子层构成膜的基本支架，膜蛋白在磷脂双分子层中的分布存在差异，有的镶在表面、有的嵌入或贯穿磷脂双分子层，且膜内外两侧的蛋白种类、数量不同，即膜蛋白分布具有不对称性，A正确；
B、质壁分离的结构基础是原生质层的选择透过性、原生质层伸缩性远大于细胞壁，B错误；
C、糖蛋白分布在细胞膜外侧，癌细胞细胞膜上的糖蛋白含量减少，细胞间黏着性降低，因此癌细胞易扩散转移，C错误；
D、细胞膜对物质进出的控制作用是相对的，部分病原体可通过特定机制侵入细胞，该现象不能说明细胞膜无选择透过性，D错误。
考向02 流动性与选择透过性的实例辨析
3．血液透析膜是模拟生物膜功能制成的人工膜。下列叙述错误的是（　　）
A．生物膜的功能复杂程度主要由膜上蛋白质的种类和数量决定
B．细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能依赖生物膜的流动性
C．血液透析膜能模拟生物膜的选择透过性，允许尿素等小分子通过
D．生物膜系统由细胞膜及内质网、高尔基体等具膜细胞器共同构成
【答案】D
【详解】A、生物膜的主要成分是脂质和蛋白质，蛋白质是生命活动的主要承担者，生物膜的功能复杂程度主要由膜上蛋白质的种类和数量决定，A正确；
B、生物膜的结构特点是具有一定的流动性，细胞的物质运输（如胞吞、胞吐）、生长、分裂（如细胞膜缢裂）、运动等功能都依赖生物膜的流动性，B正确；
C、血液透析膜模拟生物膜的选择透过性功能，可允许尿素等小分子代谢废物通过，保留血液中的大分子蛋白质等有用物质，达到净化血液的目的，C正确；
D、生物膜系统由细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体等具膜细胞器的膜共同构成，D错误。
4．研究人员利用低渗处理的方法从患者红细胞中提取细胞膜，然后用其包被药物，构建了具有与原始红细胞膜同样表面标志物的“红细胞胶囊”。下列说法正确的是（　　）
A．细胞膜的基本支架与细胞骨架的成分相同
B．细胞膜的表面张力高于仅由磷脂分子构成的脂质体
C．“红细胞胶囊”与特定细胞的融合体现了细胞膜的选择透过性
D．“红细胞胶囊”可以减轻患者免疫系统对药物投放的干扰
【答案】D
【详解】A、细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，细胞骨架的主要成分是蛋白质纤维，二者成分不同，A错误；
B、细胞膜除磷脂外还含有蛋白质等成分，其表面张力低于仅由磷脂分子构成的脂质体，B错误；
C、“红细胞胶囊”与特定细胞的融合体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点，选择透过性是细胞膜控制物质进出的功能特点，C错误；
D、“红细胞胶囊”的膜来自患者自身红细胞，表面标志物与自身细胞一致，不会被免疫系统识别为异物引发排斥反应，因此可以减轻患者免疫系统对药物投放的干扰，D正确。
考点二 细胞核
知●识●解●构
知识点1 细胞核的结构
核膜与核孔
双层核膜：将细胞核内的物质与细胞质分隔开，形成相对独立的微环境。
核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
特点：具有选择性。大分子物质（如mRNA、蛋白质）可以通过核孔进出，但穿膜层数为0（不属于跨膜运输）。
实例：细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质（这是常考的易错点）。
核仁
结构特点：与某种RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关。
细胞周期表现：在细胞有丝分裂过程中，核仁会周期性地消失和重建（前期消失，末期重建）。
代谢活跃度：蛋白质合成旺盛的细胞（如分泌细胞、卵母细胞），核仁通常较大。
染色质与染色体
化学组成：主要由DNA和蛋白质构成。
形态关系：是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
分裂间期：呈细长的丝状，交织成网状，称为染色质（有利于DNA解旋进行复制和转录）。
分裂期：高度螺旋化、缩短变粗，成为圆柱状或杆状的染色体（有利于遗传物质的平均分配）。
功能本质：DNA是遗传信息的载体，因此染色质/染色体是遗传物质的主要载体。
易错警示（避坑指南）
误区：核孔是大分子物质进出细胞核的通道，因此通过核孔运输物质也需要消耗ATP。
正解：核孔具有选择性，大分子物质进出核孔确实需要消耗能量（如mRNA出核、蛋白质入核），但小分子物质通过核膜的跨膜运输（如自由扩散、协助扩散）不一定耗能。做题时需看清题目问的是“通过核孔”还是“跨膜运输”。
误区：原核细胞没有细胞核，因此也没有DNA。
正解：原核细胞没有以核膜为界限的细胞核，但有拟核区，拟核中含有一个环状的DNA分子。
误区：细胞核是细胞代谢的中心。
正解：细胞核是细胞代谢的控制中心，而细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
知识点2 细胞核的功能与经典实验
细胞核的整体功能定位
核心地位：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
逻辑链条：细胞核中的DNA储存遗传信息 →指导蛋白质合成 →控制细胞的代谢活动和遗传性状。
四大经典实验的逻辑推导
探究“遗传”由谁控制？
实验代表：美西螈核移植实验
逻辑推演：黑鼠去核卵细胞 + 白鼠细胞核 →生出黑鼠。
结论：细胞核控制遗传性状。
探究“代谢/分裂”由谁控制？
实验代表：蝾螈受精卵横缢实验、变形虫切割实验
逻辑推演：
蝾螈受精卵：有核一半能分裂，无核一半停摆；植入核后复活
变形虫：有核一半能摄食生长，无核一半退化死亡
结论：细胞核控制细胞的代谢活动（如分裂、生长、应激性）。
探究“形态建成”由谁控制？（终极证据）
实验代表：伞藻嫁接与核移植实验
逻辑推演：把菊花形伞藻的“柄”（含细胞质）嫁接到伞形伞藻的“假根”（含细胞核）上 →长出伞形帽。
结论：生物体形态结构的建成由细胞核控制
易错警示（避坑指南）
误区1：变形虫去核后马上死亡，说明细胞核没用。
正解：变形虫去核后能短期存活，是因为细胞质中原有的mRNA和蛋白质还在发挥作用。这恰恰证明了细胞核与细胞质相互依存，细胞只有保持完整性才能完成正常生命活动
误区2：伞藻嫁接实验直接证明了细胞核的功能。
正解：单纯的嫁接实验无法排除假根中细胞质的影响。科学家后来又做了核移植实验，才彻底排除了细胞质干扰，严密证明了细胞核的功能
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确：
1.细胞核是细胞代谢的中心，也是细胞遗传的控制中心。（ ）
2.所有的真核细胞都有细胞核，且细胞核的大小是固定不变的。（ ）
3.核膜是双层膜结构，因此核膜由两层磷脂双分子层构成。（ ）
4.核孔是细胞核与细胞质之间进行物质交换的唯一通道，小分子物质也能通过核孔自由进出。（ ）
5.细胞核中的DNA可以通过核孔进入细胞质，从而指导细胞质中蛋白质的合成。（ ）
6.核仁与mRNA的合成以及核糖体的形成有关，蛋白质合成旺盛的细胞中核仁较小。（ ）
7.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，它们的化学组成完全不同。（ ）
8.原核细胞没有核仁，因此不能合成rRNA，也不能形成核糖体。（ ）
9.哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，说明细胞核不是细胞进行生命活动所必需的。（ ）
10.t染色体高度螺旋化时有利于在细胞分裂中平均分配到子细胞中，但不利于遗传信息的表达（转录）。（ ）
考向01 细胞核结构与功能辨析
5．核膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层位于内核膜与染色质之间，核纤层蛋白向外与内核膜上的蛋白结合，向内与染色质的特定区段结合。当细胞进行有丝分裂时，核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解。下列叙述正确的是（ ）
A．核孔复合体是核质之间DNA、RNA交流的通道，并介导核质之间的信息交流
B．核纤层蛋白可以在细胞核中的核糖体上合成
C．核纤层蛋白的磷酸化的过程中，染色质可能发生螺旋化程度增大
D．核膜由两层磷脂分子组成，具有一定的流动性
【答案】C
【详解】A、核孔复合体具有选择透过性，可介导核质之间的物质运输和信息交流，但细胞核内的DNA不能通过核孔进入细胞质，无法通过核孔完成核质交流，A错误；
B、核糖体仅分布在细胞质基质和内质网膜上，细胞核内无核糖体，核纤层蛋白是在细胞质的核糖体合成后，转运进入细胞核发挥作用的，B错误；
C、题干表明核纤层蛋白磷酸化发生在有丝分裂前期（核膜崩解时期），该时期染色质会高度螺旋化、缩短变粗成为染色体，因此染色质螺旋化程度增大，C正确；
D、核膜为双层膜结构，每层生物膜由两层磷脂分子构成，因此核膜共由4层磷脂分子组成，D错误。
6．下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．细胞核是遗传的信息库，是遗传和代谢的控制中心
B．②为核孔，蛋白质合成旺盛的细胞核孔数目多，有利于DNA和RNA进出
C．③是染色质，由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
D．⑤是核膜，核膜为双层膜，有利于核内环境的相对稳定
【答案】B
【分析】图中①是内质网，②是细胞核的核孔，③是染色质，④是核仁、⑤是核膜；细胞核是遗传的信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
【详解】A、细胞核是遗传的信息库，是细胞遗传和代谢的控制中心，A正确；
B、②为核孔，实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，蛋白质合成旺盛的细胞，核质之间物质交换频繁，核孔数量多，有利于RNA由细胞核进入细胞质，但DNA不能进出细胞核，B错误；
C、就真核细胞而言，遗传物质DNA主要分布在细胞核中，③是染色质，主要由DNA和蛋白质组成，因此染色质是遗传物质的主要载体，C正确；
D、⑤是核膜，核膜为双层膜，把核内物质与细胞质分开，有利于核内环境的相对稳定，D正确。
故选B。
考向02 四大经典实验的对照原则与结论推导
7．伞藻嫁接与核移植实验(如下图)，是证明细胞核功能的经典实验。伞藻是单细胞生物，下列不属于该实验成功的基础的是（　　）
A．细胞核中的DNA分子的碱基排列顺序具有特异性
B．不同伞藻的细胞膜均以磷脂双分子层为基本支架
C．伞藻“假根”有能传递“核”中遗传信息的物质
D．伞藻的核孔具有选择透过性，核酸不能通过核孔
【答案】D
【详解】A、不同伞藻帽的形状不同，根本原因是细胞核中DNA的碱基排列顺序具有特异性，这是实验能观察到性状差异的基础，A不符合题意；
B、所有细胞的细胞膜都以磷脂双分子层为基本支架，结构的相似性保证了嫁接后不同部分可以愈合、细胞存活，是实验成功的基础，B不符合题意；
C、假根中含细胞核，遗传信息可以从细胞核传递到细胞质控制帽的发育，这是实验成功的基础，C不符合题意；
D、核孔具有选择透过性，部分核酸（如mRNA）可以通过核孔从细胞核进入细胞质，若所有核酸都不能通过核孔，细胞核中的遗传信息就无法表达控制性状，实验不可能得到预期结果，因此该内容不属于实验成功的基础，D符合题意。
8．大分子物质可与相应受体结合，并通过核孔中的中央栓蛋白入核或出核，实现定向转运，过程如图。相关叙述错误的是（ ）
A．核孔实现了细胞与细胞间的信息交流
B．核孔控制物质进出具有一定的选择性
C．核输出受体空间结构的改变可能影响mRNA出核
D．核输入受体通过核孔返回细胞质避免物质和能量的浪费
【答案】A
【分析】由图可知，大分子物质可与核输入受体（或核输出受体）结合，通过核孔中的中央栓蛋白大分子物质入核（或出核），从而实现定向转运。
【详解】A、核孔实现了细胞核与细胞质间的物质交换和信息交流，A错误；
B、由图可知，大分子物质可与核输入受体（或核输出受体）结合，通过核孔中的中央栓蛋白大分子物质入核（或出核），故核孔控制物质的进出具有一定的选择性，B正确；
C、在细胞核中转录形成的mRNA与相应的核输出受体识别、结合后才能出核，若其核输出受体空间结构的改变可能影响mRNA出核，C正确；
D、由图可知，核输入受体完成物质入核后，其又通过核孔返回细胞质，继续完成物质的入核转运，即避免了物质和能量的浪费，D正确。
故选A。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑，感知高考考向
题组一 情景设定：染料能否透过细胞膜且对细胞有无毒性 知识溯源：细胞膜结构与功能辨析
1．（2026·山东·高考真题）染料Z是一种能与蛋白质上的氨基特异性结合的小分子荧光染料。该染料不能透过细胞膜且对细胞无毒性。下列说法错误的是（　　）
A．染料Z和苏丹Ⅲ都属于脂溶性染料
B．染料Z和甲紫都可以将染色体染色
C．染料Z和台盼蓝都可以用于鉴别动物细胞是否死亡
D．染料Z和标记膜蛋白的红、绿荧光染料都可用于探究细胞膜的流动性
【答案】A
【详解】A、苏丹Ⅲ是脂溶性染料，可通过相似相溶原理自由扩散透过细胞膜；染料Z不能透过细胞膜，说明其不具备脂溶性，因此不都属于脂溶性染料，A错误；
B、染色体由DNA和蛋白质组成，染料Z可与蛋白质的氨基特异性结合，当细胞死亡后细胞膜丧失选择透过性，染料Z可进入细胞结合染色体上的蛋白质使其染色；甲紫是碱性染料，可使染色体着色，二者都可以将染色体染色，B正确；
C、活细胞的细胞膜具有选择透过性，染料Z和台盼蓝都无法进入活细胞，死细胞细胞膜失去选择透过性，两种染料都可进入细胞使细胞显色，因此都可用于鉴别动物细胞是否死亡，C正确；
D、染料Z不能透过细胞膜，可特异性结合细胞膜外侧的膜蛋白的氨基，实现对膜蛋白的荧光标记，和标记膜蛋白的红、绿荧光染料作用类似，都可用于探究细胞膜的流动性，D正确。
题组二 情景设定：聚乙二醇（PEG）对细胞膜通透性的影响 知识溯源：细胞膜功能实验探究
2．（2024·广西·高考真题）科研工作者以烟草悬浮细胞为材料，研究不同质量浓度的聚乙二醇（PEG）对细胞膜通透性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是（　　）

A．高浓度PEG使细胞活力显著下降
B．随着PEG浓度增加，eATP和iATP总量持续增加
C．iATP相对水平越高，说明细胞膜的通透性越小
D．在PEG胁迫下，eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关
【答案】B
【分析】细胞膜的功能：作为细胞边界，将细胞与外界环境分开，保持细胞内部环境的相对稳定；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息传递。
【详解】A、分析题意，吸光值OD值越小，表示细胞膜通透性越小，由图可知，高浓度PEG时，OD值增大，即细胞膜通透性增大，细胞活力下降，A正确；
B、据图可知，随着PEG浓度增加，iATP减小，故eATP和iATP总量并非持续增加，B错误；
C、吸光值OD值越小，表示细胞膜通透性越小，由图示可知，iATP相对水平越高，OD值越小，说明细胞膜通透性越小，C正确；
D、从图中可观察到在PEG胁迫下，eATP相对水平升高，而iATP相对水平降低，故二者呈负相关，D正确。
故选B。
题组三 情景设定：“贵州三宝”杜仲、天麻和灵芝（真菌）有无细胞核 知识溯源：染色体的结构
3．（2026·贵州·高考真题）“贵州三宝”有杜仲、天麻和灵芝（真菌），闻名海内外。下列叙述正确的是（ ）
A．天麻块茎中储存有大量的糖原
B．杜仲树皮晒干过程中自由水含量下降
C．灵芝不具有由蛋白质和DNA构成的染色体
D．天麻、杜仲和灵芝的蛋白质种类相同
【答案】B
【详解】A、糖原是动物细胞特有的储能多糖，天麻属于植物，块茎中储存的多糖为淀粉，不含糖原，A错误；
B、自由水容易散失，杜仲树皮晒干过程中主要失去的是自由水，因此自由水含量下降，B正确；
C、灵芝属于真菌，是真核生物，细胞内有细胞核，细胞核中存在由蛋白质和DNA构成的染色体，C错误；
D、天麻、杜仲为植物，灵芝为真菌，三者细胞结构、基因表达存在差异，蛋白质的种类和数量均不相同，D错误。
题组四 情景设定：未折叠蛋白质应答反应（UPR） 知识溯源：细胞核与核糖体及内质网协调配合
4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应（UPR）”。下列叙述正确的是（ ）
A．错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B．合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C．UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D．阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
【答案】C
【分析】内质网能有效地增加细胞内的膜面积，其外连细胞膜，内连核膜，将细胞中的各种结构连成一个整体，具有承担细胞内物质运输的作用。蛋白质的合成、加工通常需要核糖体、内质网和高尔基体、线粒体的共同参与。
【详解】A、错误折叠或未折叠蛋白质的降解需要蛋白质水解酶的参与，对于植物细胞而言，液泡具有类似动物溶酶体的功能，可以对这些蛋白进行降解，A错误；
B、合成分子伴侣所需的能量由细胞质基质和线粒体共同提供（ATP来自细胞呼吸），而非全部由线粒体提供，B错误；
C、UPR过程中，分子伴侣蛋白的合成需细胞核控制基因表达（转录）、核糖体合成蛋白质、内质网进行加工，三者协作完成，C正确；
D、阻碍UPR会导致内质网功能无法恢复，加剧高温胁迫对细胞的损伤，降低耐受性，D错误。
故选C。
情境探究·素养拓展
——深挖素材脉络，规范长句作答
1.（2026·河北衡水·模拟预测·节选）当血钠水平急性降低时，机体可依赖“肠-脑轴”神经回路调控钠食欲，表现为肠道细胞分泌胰泌素（SCT），该激素作用于脑干孤束核（NTS）中含胰泌素受体（SCTR）的神经元NTS-SCTR+，再经其轴突投射至下丘脑室旁核（PVH），下丘脑兴奋后可增强动物对盐分的摄入欲望。
(1)机体钠缺乏时，肠道细胞释放的SCT通过__体液____运输到神经系统，最终与神经元NTS-SCTR+表面的受体结合，激活该神经元。该过程体现了细胞膜具有_进行细胞间信息交流_的功能。
2．（2026·北京昌平·一模·节选）个体衰老涵盖细胞内源性退变与细胞外微环境的系统性改变，衰老速率与机体存活时长呈显著负相关。为探究细胞外基质（ECM）的降解产物在系统性衰老过程中的作用机制，科研人员开展了系列研究。
(1)衰老细胞的形态、结构和功能发生改变，其中细胞核的主要变化为__细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深_。
——梳理实验脉络,强化探究逻辑
3.（2026·四川凉山·二模）EVs是由活细胞分泌的囊泡，内含大量生物活性分子，包括蛋白质、核酸等，其中的活性物质能参与受体细胞的信号转导和生命活动的调节。过程如下图：
(1)EVs膜的基本支架是_____。EVs可以通过内吞作用等3种方式把活性分子递送到靶细胞内，这取决于EVs膜的_____分子。从图中分析，活性分子最可能通过_____（结构）进入到细胞核参与生命活动的调节。
(2)研究发现，间充质干细胞产生的“小细胞外囊泡”（MSC-sEVs）内含多种活性物质，能降低血糖并减轻高血糖引起的胰岛B细胞凋亡。实验测定db/m（对照组）、db/db（糖尿病动物模型组）和db/db+MSC-sEVs（给糖尿病动物静脉注射MSC-sEVs）小鼠胰腺中与增殖凋亡相关蛋白的表达水平如下图A。
①与对照组相比，根据图中db/db组的4种蛋白质表达水平的变化，说明PCNA和Bcl-2能_____（填“促进”或“抑制”）细胞凋亡；Bax和Caspase-3能_____（填“促进”或“抑制”）细胞凋亡。
②研究发现，EVⅡ能影响Bax和Caspase-3的表达。科研人员检测了各组大鼠的EVⅡ，结果如图B．据图说明EVⅡ能_____（填“促进”或“抑制”）Bax和Caspase-3的表达。
③根据以上信息，推测“小细胞外囊泡”（MSC-sEVs）能降低胰腺组织的细胞凋亡的机制是_____。
【答案】(1) 磷脂双分子层 蛋白质 核孔
(2) 抑制 促进 促进 MSC﹣sEVs能降低EVⅡ的表达，减弱EVⅡ对Bax和Caspase-3表达的促进作用，导致Bax和Caspase-3含量降低，从而降低细胞凋亡
【详解】（1）EVs是由活细胞分泌的囊泡，可见EVs膜的基本支架是磷脂双分子层。EVs可以通过内吞作用等3种方式把活性分子递送到靶细胞内，这取决于EVs膜的蛋白质分子。从图中分析，活性分子最可能通过核孔进入到细胞核参与生命活动的调节，因为核孔能够实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
（2）①与对照组相比，根据图中db/db组的4种蛋白质表达水平的变化，说明PCNA和Bcl-2能“抑制”细胞凋亡，因为模型对照组中这两种蛋白含量下降；而Bax和Caspase-3含量上升，因而推测，这两种物质能“促进”细胞凋亡。
②研究发现，EVⅡ能影响Bax和Caspase-3的表达，实验组中这两种物质的含量下降。科研人员检测了各组大鼠的EVⅡ，结果如图B，图中实验组的EVⅡmRNA含量下降，说明能“促进”Bax和Caspase-3的表达。
③根据上述实验结果可推测“小细胞外囊泡”（MSC-sEVs）能降低胰腺组织的细胞凋亡的机制是MSC﹣sEVs能降低EVⅡ的表达，减弱EVⅡ对Bax和Caspase-3表达的促进作用，导致Bax和Caspase-3含量降低，从而降低细胞凋亡。
4．（2026·北京通州·一模）多细胞生物如何控制器官大小是生物学的基础问题，研究者揭示了细胞代谢在果蝇器官大小调控中的重要作用。
(1)Yki蛋白对于果蝇器官发育至关重要，细胞质中的Yki蛋白通过_______（细胞结构）进入细胞核，并启动促增殖基因的转录。
(2)遗传学筛选发现，dOg基因突变后果蝇的眼睛显著变小。dOg是细胞呼吸的关键酶，具有________酮戊二酸（KG）转化为琥珀酸的作用。研究者用外源的KG处理正常果蝇，检测Yki蛋白含量，结果如图1，请简要分析dOg基因突变导致眼睛变小的原因________。
(3)研究者推测，KG可以促进Yki蛋白质中特定氨基酸的修饰，从而影响蛋白质含量。研究者将Yki蛋白质的特定氨基酸进行改造，如YkiP353A代表第353位的P变为A，结果如图2，Yki被羟基化的位点是_______。
(4)进一步推测，KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki。为了证实上述推测，请补充下表中的实验设计和预期结果。
对照组 实验组
果蝇 ________ ________
实验处理 ________ ________
检测指标：Yki蛋白质含量 实验组________对照组
A．野生型
B．PH4B缺失突变体
C．等量KG
D．等量生理盐水
(5)与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG水平增加约16倍。请结合上述信息，从物质与能量观角度简述这一变化的生物学意义________。
【答案】(1)核孔
(2) 催化 dOg突变后KG含量增加→导致Yki含量降低→细胞增殖减弱， 细胞数量减少
(3)78
(4) A B C C 大于
(5)饥饿时，KG含量增加导致细胞增殖减弱，细胞中的物质能量更多用于细胞呼吸等作用利于个体生存
【详解】（1）蛋白质通过核孔进入细胞核。
（2）酶具有催化作用。结合题干信息和题图1可知，基因突变导致其催化的KG转化为琥珀酸的反应受阻，KG含量升高，KG处理正常果蝇后Yki蛋白含量降低，进而导致细胞增殖减弱， 细胞数量减少，所以果蝇的眼睛显著变小。
（3）分析题图2可知，YkiWT在KG处理下Yki蛋白质含量明显降低，说明KG促进Yki的修饰和降解，Yki 突变体在KG处理下Yki蛋白质含量仍降低，与野生型类似，说明该位点不影响KG的作用，而Yki 突变体在KG处理下Yki蛋白质含量无明显变化，表明该位点突变阻断了KG的作用，即Yki被羟基化的位点是78。
（4）该实验为了验证KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki，因此实验的自变量是酶PH4B的有无，因此对照组为野生型果蝇，实验组为PH4B缺失突变体果蝇，向对照组和实验组中添加等量的KG，检测Yki蛋白质含量。结合第（2）小问分析，KG处理后Yki蛋白含量降低，故实验组PH4B缺失突变体加入等量KG，由于缺少酶PH4B，KG无法发挥作用，Yki蛋白质含量应高于对照组。
（5）与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG含量增加导致细胞增殖减弱，细胞中的物质能量更多用于细胞呼吸等作用利于个体生存。
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第05讲 细胞膜和细胞核
内容导航
命题透视·考情前瞻
——对标素养，研判高考命题趋势
从命题题型和内容上看，高考命题多集中在选择题，题目相对基础，以考查基础知识和基本概念为主。主要涉及细胞膜的成分、结构与功能（流动镶嵌模型）、细胞膜的特性（结构特点与功能特性），以及细胞核的结构（核膜、核孔、核仁、染色质）与功能、细胞核控制细胞代谢和遗传的经典实验探究等核心内容。
试题以选择题为主，题目相对基础，以基础考查为主。常结合具体的生命现象或生产生活情境（如细胞融合、分泌蛋白的形成、变形虫切割等），考查学生对基础知识的理解和迁移应用能力，重点考查学生获取信息和分析实验对照原则的能力。
概述细胞膜的成分和功能，阐明流动镶嵌模型的基本内容，解释细胞膜具有流动性和选择透过性的分子基础。（生命观念） 举例说明细胞膜系统的边界及进行细胞间信息交流的方式，阐明细胞膜在维持细胞正常生命活动中的重要作用。（生命观念） 阐明细胞核的结构和功能，解释细胞核是细胞生命系统的控制中心；通过分析细胞核的经典探究实验，培养科学探究能力和科学思维。（科学思维/科学探究）
1. 细胞膜的结构与功能 2026·山东卷，3；2025·天津卷，4；2024·广西卷，3；2024·贵州卷，8；2024·湖南卷，1；2023·海南卷，3；
2. 细胞核的结构与功能及实验 2026·贵州卷，1；2025·陕晋宁青卷，14；2023·重庆卷，2；2023·湖南卷，2；
知识建联·脉络梳理
——搭建知识框架，构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点，突破命题考向
自主研学·梳理教材
1.说出细胞膜的化学元素组成及主要成分（主要为C、H、O、N、P；其中脂质主要为C、H、O，有的含N、P；蛋白质主要为C、H、O、N等），阐明细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类。
2.阐述流动镶嵌模型的基本内容（磷脂双分子层构成膜的基本支架；蛋白质分子以镶、嵌、贯穿等方式分布在磷脂双分子层中；细胞膜外表有糖蛋白和糖脂），解释细胞膜具有一定的流动性的结构基础。
3.说明细胞膜的三大功能（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），列举细胞间信息交流的三种常见方式（分泌化学物质间接传递、细胞膜直接接触、细胞通道如胞间连丝），并明确细胞膜作为系统边界的重要性。
4.辨析细胞膜的两大特性（结构特点是具有一定的流动性，功能特性是具有选择透过性），举例说明流动性（如细胞融合、变形虫变形、质壁分离）和选择透过性（如主动运输、协助扩散）的生理实例及内在联系。
5.阐明生物膜系统的概念及组成（细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等由膜围绕而成的细胞器的膜共同构成），简述生物膜系统在成分和结构上的紧密联系及其在结构和功能上的协调配合。
6.列举细胞膜成分及结构的探索历程中的经典实验及结论（欧文顿的膜通透性实验→膜由脂质组成；戈特和格伦德尔的红细胞膜提取实验→脂质分子必然排列为连续的两层；罗伯特森的电镜观察→暗-亮-暗三层结构；人鼠细胞融合实验→细胞膜具有流动性）。
7.阐明哺乳动物成熟红细胞在制备纯净细胞膜实验中的优势（无细胞壁、无细胞核及众多细胞器的干扰，易吸水涨破），概述体验制备细胞膜的实验原理、选材要求、关键操作步骤（滴、吸、渗、涨破）及现象观察。
8.说出细胞核的分布及特例（真核细胞大多有核；特例包括哺乳动物成熟红细胞、高等植物成熟筛管细胞无核，骨骼肌细胞多核等；原核细胞无核膜包被的成形细胞核，但有拟核区），明确细胞核是真核细胞区别于原核细胞的重要结构之一。
9.阐述细胞核的结构四件套及其功能（双层核膜将核内物质与细胞质分开；核孔实现核质之间频繁的物质交换和信息交流，具有选择性且大分子通过穿膜层数为0；核仁与某种RNA的合成及核糖体的形成有关；染色质主要由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体）。
10.阐明染色质与染色体的关系（二者是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态，在细胞分裂间期呈染色质状态，在分裂期高度螺旋化缩短变粗为染色体），列举常见的碱性染料（如甲紫溶液、醋酸洋红液等）并能识别细胞中的染色质或染色体。
11.阐明细胞核的功能定位（细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心），辨析“细胞核是代谢的控制中心”与“细胞质是代谢的主要场所”这两个易混淆的概念。
12.列举细胞核功能的经典探究实验及结论（美西螈核移植实验说明肤色遗传受细胞核控制；蝾螈受精卵横缢实验说明细胞分裂和分化受细胞核控制；变形虫切割及核移植实验说明细胞的生存、生长、应激等代谢活动受细胞核控制；伞藻嫁接与核移植实验说明生物体形态结构的建成主要与细胞核有关）。
13.分析经典实验中对照原则的应用（如伞藻嫁接实验的初步验证与核移植实验的补充验证相结合，蝾螈受精卵实验中的相互对照与自身前后对照），培养科学探究中的变量控制、对照设置及结论推导能力。
考点一 细胞膜
知●识●解●构
知识点1 细胞膜的成分与流动镶嵌模型
细胞膜成分的探索历程
时间/阶段 科学家/实验 实验材料/方法 结论/突破
1895年 欧文顿 500多种化学物质对植物细胞的通透性实验 膜是由脂质组成的（相似相溶原理）
19世纪末-20世纪初 科学家 化学分析哺乳动物的红细胞 细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多
1925年 戈特和格伦德尔 提取红细胞膜中的脂质铺展成单分子层 单分子层面积是红细胞表面积的2倍→脂质分子排列为连续的两层
1935年 丹尼利和戴维森 研究了细胞膜的张力 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质
1959年 罗伯特森 电镜看到清晰的暗亮暗三层结构 所有细胞膜都由蛋白质-脂质-蛋白质构成，把细胞膜描述为静态的统一结构
1970年 人鼠细胞融合实验 荧光标记法（小鼠细胞和人细胞融合） 细胞膜具有流动性（蛋白质分子大多可以运动）
1972年 辛格和尼科尔森 综合前人成果 提出流动镶嵌模型（现代被广泛接受的模型）
流动镶嵌模型的主要内容
(1) 基本支架：磷脂双分子层
亲水端：磷脂分子头部具有亲水性，朝向膜的两侧（外侧和内侧，即细胞外液和细胞内液）。
疏水端：磷脂分子尾部具有疏水性，朝向膜的内部（两层尾部相对）。
特性：磷脂分子可以侧向自由移动，具有流动性。
(2) 蛋白质分子的分布（镶嵌、覆盖、贯穿）
镶在表面：部分蛋白质分子附着在磷脂双分子层的表面。
嵌入其中：部分蛋白质分子嵌入磷脂双分子层中。
贯穿全层：部分蛋白质分子横跨整个磷脂双分子层。
特性：大多数蛋白质分子也是可以运动的（决定了膜功能的复杂程度）。
(3) 糖被
位置：细胞膜的外表面（仅分布在细胞膜外侧，是判断细胞膜内外的标志）。
组成：细胞膜上的糖类分子与蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂。
功能：具有识别、保护、润滑、免疫等作用（如消化道上皮细胞的糖蛋白有保护和润滑作用）。
(4) 结构特点
具有一定的流动性：构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质分子大多也能运动。
意义：对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能非常重要。
细胞膜的成分总结
成分 含量 功能 特点
脂质 约50% 构成膜的基本支架（主要是磷脂） 具有流动性
蛋白质 约40% 承担膜的绝大多数功能（运输、识别、催化等） 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多
糖类 2%~10% 与蛋白质或脂质结合形成糖被 仅分布在细胞膜外侧
科学方法：模型构建法
物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。如流动镶嵌模型、DNA双螺旋结构模型。
概念模型：用文字、符号等抽象概括表达生命活动规律。如光合作用过程的图解。
数学模型：用数学公式或曲线图表达生命活动规律。如种群数量变化的“J”型、“S”型曲线。
易错辨析（高频考点）
易错点 正确解析
罗伯特森提出的模型是动态的吗？ 不是。罗伯特森提出的“暗-亮-暗”三层结构是静态的，直到1970年人鼠细胞融合实验才证实细胞膜具有流动性。
糖被只存在于细胞膜上吗？ 是的。糖被（糖蛋白和糖脂）仅分布在细胞膜的外侧，细胞器膜和核膜上没有糖被。
磷脂分子在细胞膜中是静止的吗？ 不是。磷脂分子可以侧向自由移动，具有流动性。
细胞膜中蛋白质的分布是均匀的吗？ 不是。蛋白质分子在细胞膜中的分布是不均匀的，有的镶在表面，有的嵌入，有的贯穿。
流动镶嵌模型中“流动”的含义是什么？ 指构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质分子大多也能运动，导致膜的整体结构处于动态变化中。
知识点2 细胞膜的功能与特性
细胞膜的三大功能（构建“边界”概念）
功能一：系统的边界（屏障作用）
将细胞与外界环境分隔开，保障内部环境的相对稳定。
联想记忆：就像国家的“长城”，把生命物质与外界环境分开，产生了原始的细胞。
功能二：控制物质进出（选择性）
细胞需要的营养（如葡萄糖）能进入，废物（如CO ）能排出。
核心考点（相对性）：细胞膜的控制作用是相对的。病毒、病菌虽非所需，但有时能侵入；台盼蓝染液不能进入活细胞，但能进入死细胞（死细胞丧失选择透过性）。
功能三：进行细胞间的信息交流（通讯作用）
方式① 间接交流（最常见）：内分泌细胞分泌激素 → 随血液到达全身 → 靶细胞受体识别。（如：胰岛素调节血糖）
方式② 直接接触：相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。（如：精卵识别、免疫细胞识别）
方式③ 通道连接：相邻两个细胞之间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。（如：高等植物的胞间连丝）
易错警示：胞间连丝不需要受体，这是高考常挖的坑！
细胞膜的两大特性（结构 vs 功能）
结构特点：具有一定的流动性
微观解释：构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，大多数蛋白质分子也能运动。
宏观实例（看到这些词，立刻想到“流动性”）：
变形虫伸出伪足（变形运动）；
胞吞和胞吐（分泌蛋白的分泌、吞噬细胞吞噬抗原）；
质壁分离及复原（原生质层收缩）；
细胞融合（人鼠细胞融合实验，荧光标记的蛋白质运动）。
记忆口诀：吐吞（胞吞胞吐）变形（变形运动）融合（细胞融合）离（质壁分离）。
功能特点：具有选择透过性
微观解释：细胞膜可以让水分子自由通过，一些离子和小分子也可以通过，而其他离子、小分子和大分子则不能通过。
结构基础：膜上载体蛋白的种类和数量。
宏观实例（看到这些词，立刻想到“选择透过性”）：
主动运输（小肠上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，逆浓度梯度）；
协助扩散（红细胞吸收葡萄糖，顺浓度梯度）；
质壁分离实验中，蔗糖分子不能进入细胞（体现选择透过性，水分子可自由通过）。
核心辨析：活细胞的细胞膜具有选择透过性；死细胞的细胞膜变为全透性。
细胞膜功能与特性的联系
联系 具体内容
结构基础决定功能 细胞膜的流动性（结构特点）是其完成物质运输、细胞融合、变形运动等功能的结构基础；例如，分泌蛋白的分泌过程中，囊泡与细胞膜的融合依赖膜的流动性。
功能体现结构特性 细胞膜的选择透过性（功能特性）是其控制物质进出功能的体现；例如，细胞选择性吸收营养物质、排出废物，依赖于膜上载体蛋白的特异性（结构基础）和流动性（保证载体蛋白运动）。
统一于细胞生命活动 流动性和选择透过性相辅相成，共同保障细胞正常的物质交换、信息传递和代谢调控；例如，细胞癌变时，细胞膜流动性增强（细胞易扩散），同时选择透过性丧失（糖蛋白减少，物质运输紊乱）。
易错点“排雷区”
误区1：细胞膜的功能特性是“流动性”。
正解：结构特点是流动性，功能特点是选择透过性。
误区2：所有细胞间的信息交流都需要受体。
正解：高等植物通过胞间连丝交流，不需要受体。
误区3：变形虫的变形运动只体现流动性。
正解：变形虫摄取食物（胞吞）依赖流动性，但对食物的识别依赖选择透过性。
误区4：细胞膜的流动性仅指蛋白质运动。
正解：磷脂分子和大多数蛋白质分子都能运动。
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确：
1.罗伯特森在电镜下看到的“暗-亮-暗”结构，证明了细胞膜具有流动性。（ ）
2.细胞膜的磷脂双分子层中，磷脂分子的亲水头部朝向膜的内侧，疏水尾部朝向膜的两侧。（ ）
3.细胞膜上的糖被（糖蛋白）仅分布在细胞膜的外侧，是判断细胞膜内外的唯一标志。（ ）
4.人鼠细胞融合实验采用了荧光标记法，直接证明了细胞膜上的磷脂分子可以运动。（ ）
5.细胞间的信息交流都必须依赖细胞膜上的特异性受体。（ ）
6.高等植物细胞之间可以通过胞间连丝进行信息交流，这种方式不需要细胞膜上的受体参与。（ ）
7.细胞膜具有选择透过性，因此活细胞的细胞膜不允许任何大分子物质通过。（ ）
8.台盼蓝染色法可以鉴别细胞的死活，死细胞会被染成蓝色，活细胞不着色。（ ）
9.细胞膜的流动性是其完成胞吞、胞吐等功能的结构基础。（ ）
10.制备纯净的细胞膜时，常选用鸡的红细胞作为实验材料，因为其没有细胞核和众多细胞器。（ ）
考向01 细胞膜成分/结构/功能的对应关系
1．血影是哺乳动物和人的成熟红细胞经低渗处理溶血破裂后残留的细胞膜空壳结构。下列关于血影的叙述，正确的是（ ）
A．组成血影的成分包括磷脂、蛋白质、糖类和胆固醇
B．在组成红细胞膜的成分中，蛋白质的种类和含量最丰富
C．糖被位于红细胞膜的内外表面，与细胞间信息传递有关
D．红细胞膜的基本支架由一层磷脂分子构成，磷脂分子可侧向自由移动
2．下列关于细胞膜组成、结构与功能的叙述，正确的是（　　）
A．磷脂双分子层构成基本支架，膜蛋白的分布具有不对称性
B．细胞膜的流动性是实现胞吞、胞吐及质壁分离现象的结构基础
C．糖蛋白分布于细胞膜外侧，癌细胞易扩散与其含量增加有关
D．有些病原体能侵入细胞内，说明细胞膜对物质进出细胞无选择性
考向02 流动性与选择透过性的实例辨析
3．血液透析膜是模拟生物膜功能制成的人工膜。下列叙述错误的是（　　）
A．生物膜的功能复杂程度主要由膜上蛋白质的种类和数量决定
B．细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能依赖生物膜的流动性
C．血液透析膜能模拟生物膜的选择透过性，允许尿素等小分子通过
D．生物膜系统由细胞膜及内质网、高尔基体等具膜细胞器共同构成
4．研究人员利用低渗处理的方法从患者红细胞中提取细胞膜，然后用其包被药物，构建了具有与原始红细胞膜同样表面标志物的“红细胞胶囊”。下列说法正确的是（　　）
A．细胞膜的基本支架与细胞骨架的成分相同
B．细胞膜的表面张力高于仅由磷脂分子构成的脂质体
C．“红细胞胶囊”与特定细胞的融合体现了细胞膜的选择透过性
D．“红细胞胶囊”可以减轻患者免疫系统对药物投放的干扰
考点二 细胞核
知●识●解●构
知识点1 细胞核的结构
核膜与核孔
双层核膜：将细胞核内的物质与细胞质分隔开，形成相对独立的微环境。
核孔：实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。
特点：具有选择性。大分子物质（如mRNA、蛋白质）可以通过核孔进出，但穿膜层数为0（不属于跨膜运输）。
实例：细胞核中的DNA不能通过核孔进入细胞质（这是常考的易错点）。
核仁
结构特点：与某种RNA（rRNA）的合成以及核糖体的形成有关。
细胞周期表现：在细胞有丝分裂过程中，核仁会周期性地消失和重建（前期消失，末期重建）。
代谢活跃度：蛋白质合成旺盛的细胞（如分泌细胞、卵母细胞），核仁通常较大。
染色质与染色体
化学组成：主要由DNA和蛋白质构成。
形态关系：是同一物质在细胞不同时期的两种存在状态。
分裂间期：呈细长的丝状，交织成网状，称为染色质（有利于DNA解旋进行复制和转录）。
分裂期：高度螺旋化、缩短变粗，成为圆柱状或杆状的染色体（有利于遗传物质的平均分配）。
功能本质：DNA是遗传信息的载体，因此染色质/染色体是遗传物质的主要载体。
易错警示（避坑指南）
误区：核孔是大分子物质进出细胞核的通道，因此通过核孔运输物质也需要消耗ATP。
正解：核孔具有选择性，大分子物质进出核孔确实需要消耗能量（如mRNA出核、蛋白质入核），但小分子物质通过核膜的跨膜运输（如自由扩散、协助扩散）不一定耗能。做题时需看清题目问的是“通过核孔”还是“跨膜运输”。
误区：原核细胞没有细胞核，因此也没有DNA。
正解：原核细胞没有以核膜为界限的细胞核，但有拟核区，拟核中含有一个环状的DNA分子。
误区：细胞核是细胞代谢的中心。
正解：细胞核是细胞代谢的控制中心，而细胞代谢的主要场所是细胞质基质。
知识点2 细胞核的功能与经典实验
细胞核的整体功能定位
核心地位：细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。
逻辑链条：细胞核中的DNA储存遗传信息 →指导蛋白质合成 →控制细胞的代谢活动和遗传性状。
四大经典实验的逻辑推导
探究“遗传”由谁控制？
实验代表：美西螈核移植实验
逻辑推演：黑鼠去核卵细胞 + 白鼠细胞核 →生出黑鼠。
结论：细胞核控制遗传性状。
探究“代谢/分裂”由谁控制？
实验代表：蝾螈受精卵横缢实验、变形虫切割实验
逻辑推演：
蝾螈受精卵：有核一半能分裂，无核一半停摆；植入核后复活
变形虫：有核一半能摄食生长，无核一半退化死亡
结论：细胞核控制细胞的代谢活动（如分裂、生长、应激性）。
探究“形态建成”由谁控制？（终极证据）
实验代表：伞藻嫁接与核移植实验
逻辑推演：把菊花形伞藻的“柄”（含细胞质）嫁接到伞形伞藻的“假根”（含细胞核）上 →长出伞形帽。
结论：生物体形态结构的建成由细胞核控制
易错警示（避坑指南）
误区1：变形虫去核后马上死亡，说明细胞核没用。
正解：变形虫去核后能短期存活，是因为细胞质中原有的mRNA和蛋白质还在发挥作用。这恰恰证明了细胞核与细胞质相互依存，细胞只有保持完整性才能完成正常生命活动
误区2：伞藻嫁接实验直接证明了细胞核的功能。
正解：单纯的嫁接实验无法排除假根中细胞质的影响。科学家后来又做了核移植实验，才彻底排除了细胞质干扰，严密证明了细胞核的功能
即●时●演●练
回归教材·易错辨析
判断以下表述是否正确：
1.细胞核是细胞代谢的中心，也是细胞遗传的控制中心。（ ）
2.所有的真核细胞都有细胞核，且细胞核的大小是固定不变的。（ ）
3.核膜是双层膜结构，因此核膜由两层磷脂双分子层构成。（ ）
4.核孔是细胞核与细胞质之间进行物质交换的唯一通道，小分子物质也能通过核孔自由进出。（ ）
5.细胞核中的DNA可以通过核孔进入细胞质，从而指导细胞质中蛋白质的合成。（ ）
6.核仁与mRNA的合成以及核糖体的形成有关，蛋白质合成旺盛的细胞中核仁较小。（ ）
7.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，它们的化学组成完全不同。（ ）
8.原核细胞没有核仁，因此不能合成rRNA，也不能形成核糖体。（ ）
9.哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，说明细胞核不是细胞进行生命活动所必需的。（ ）
10.t染色体高度螺旋化时有利于在细胞分裂中平均分配到子细胞中，但不利于遗传信息的表达（转录）。（ ）
考向01 细胞核结构与功能辨析
5．核膜主要由外核膜、内核膜、核孔复合体和核纤层构成。核纤层位于内核膜与染色质之间，核纤层蛋白向外与内核膜上的蛋白结合，向内与染色质的特定区段结合。当细胞进行有丝分裂时，核纤层蛋白磷酸化引起核膜崩解。下列叙述正确的是（ ）
A．核孔复合体是核质之间DNA、RNA交流的通道，并介导核质之间的信息交流
B．核纤层蛋白可以在细胞核中的核糖体上合成
C．核纤层蛋白的磷酸化的过程中，染色质可能发生螺旋化程度增大
D．核膜由两层磷脂分子组成，具有一定的流动性
6．下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．细胞核是遗传的信息库，是遗传和代谢的控制中心
B．②为核孔，蛋白质合成旺盛的细胞核孔数目多，有利于DNA和RNA进出
C．③是染色质，由DNA和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体
D．⑤是核膜，核膜为双层膜，有利于核内环境的相对稳定
考向02 四大经典实验的对照原则与结论推导
7．伞藻嫁接与核移植实验(如下图)，是证明细胞核功能的经典实验。伞藻是单细胞生物，下列不属于该实验成功的基础的是（　　）
A．细胞核中的DNA分子的碱基排列顺序具有特异性
B．不同伞藻的细胞膜均以磷脂双分子层为基本支架
C．伞藻“假根”有能传递“核”中遗传信息的物质
D．伞藻的核孔具有选择透过性，核酸不能通过核孔
8．大分子物质可与相应受体结合，并通过核孔中的中央栓蛋白入核或出核，实现定向转运，过程如图。相关叙述错误的是（ ）
A．核孔实现了细胞与细胞间的信息交流
B．核孔控制物质进出具有一定的选择性
C．核输出受体空间结构的改变可能影响mRNA出核
D．核输入受体通过核孔返回细胞质避免物质和能量的浪费
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑，感知高考考向
题组一 情景设定：染料能否透过细胞膜且对细胞有无毒性 知识溯源：细胞膜结构与功能辨析
1．（2026·山东·高考真题）染料Z是一种能与蛋白质上的氨基特异性结合的小分子荧光染料。该染料不能透过细胞膜且对细胞无毒性。下列说法错误的是（　　）
A．染料Z和苏丹Ⅲ都属于脂溶性染料
B．染料Z和甲紫都可以将染色体染色
C．染料Z和台盼蓝都可以用于鉴别动物细胞是否死亡
D．染料Z和标记膜蛋白的红、绿荧光染料都可用于探究细胞膜的流动性
题组二 情景设定：聚乙二醇（PEG）对细胞膜通透性的影响 知识溯源：细胞膜功能实验探究
2．（2024·广西·高考真题）科研工作者以烟草悬浮细胞为材料，研究不同质量浓度的聚乙二醇（PEG）对细胞膜通透性的影响，结果如图所示。下列说法错误的是（　　）

A．高浓度PEG使细胞活力显著下降
B．随着PEG浓度增加，eATP和iATP总量持续增加
C．iATP相对水平越高，说明细胞膜的通透性越小
D．在PEG胁迫下，eATP相对水平与iATP相对水平呈负相关
题组三 情景设定：“贵州三宝”杜仲、天麻和灵芝（真菌）有无细胞核 知识溯源：染色体的结构
3．（2026·贵州·高考真题）“贵州三宝”有杜仲、天麻和灵芝（真菌），闻名海内外。下列叙述正确的是（ ）
A．天麻块茎中储存有大量的糖原
B．杜仲树皮晒干过程中自由水含量下降
C．灵芝不具有由蛋白质和DNA构成的染色体
D．天麻、杜仲和灵芝的蛋白质种类相同
题组四 情景设定：未折叠蛋白质应答反应（UPR） 知识溯源：细胞核与核糖体及内质网协调配合
4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）高温胁迫导致植物细胞中错误折叠或未折叠蛋白质在内质网中异常积累，使细胞合成更多的参与蛋白质折叠的分子伴侣蛋白，以恢复内质网中正常的蛋白质合成与加工，此过程称为“未折叠蛋白质应答反应（UPR）”。下列叙述正确的是（ ）
A．错误折叠或未折叠蛋白质被转运至高尔基体降解
B．合成新的分子伴侣所需能量全部由线粒体提供
C．UPR过程需要细胞核、核糖体和内质网的协作
D．阻碍UPR可增强植物对高温胁迫的耐受性
情境探究·素养拓展
——深挖素材脉络，规范长句作答
1.（2026·河北衡水·模拟预测·节选）当血钠水平急性降低时，机体可依赖“肠-脑轴”神经回路调控钠食欲，表现为肠道细胞分泌胰泌素（SCT），该激素作用于脑干孤束核（NTS）中含胰泌素受体（SCTR）的神经元NTS-SCTR+，再经其轴突投射至下丘脑室旁核（PVH），下丘脑兴奋后可增强动物对盐分的摄入欲望。
(1)机体钠缺乏时，肠道细胞释放的SCT通过__ ___运输到神经系统，最终与神经元NTS-SCTR+表面的受体结合，激活该神经元。该过程体现了细胞膜具有_ _的功能。
2．（2026·北京昌平·一模·节选）个体衰老涵盖细胞内源性退变与细胞外微环境的系统性改变，衰老速率与机体存活时长呈显著负相关。为探究细胞外基质（ECM）的降解产物在系统性衰老过程中的作用机制，科研人员开展了系列研究。
(1)衰老细胞的形态、结构和功能发生改变，其中细胞核的主要变化为__ _。
——梳理实验脉络,强化探究逻辑
3.（2026·四川凉山·二模）EVs是由活细胞分泌的囊泡，内含大量生物活性分子，包括蛋白质、核酸等，其中的活性物质能参与受体细胞的信号转导和生命活动的调节。过程如下图：
(1)EVs膜的基本支架是_____。EVs可以通过内吞作用等3种方式把活性分子递送到靶细胞内，这取决于EVs膜的_____分子。从图中分析，活性分子最可能通过_____（结构）进入到细胞核参与生命活动的调节。
(2)研究发现，间充质干细胞产生的“小细胞外囊泡”（MSC-sEVs）内含多种活性物质，能降低血糖并减轻高血糖引起的胰岛B细胞凋亡。实验测定db/m（对照组）、db/db（糖尿病动物模型组）和db/db+MSC-sEVs（给糖尿病动物静脉注射MSC-sEVs）小鼠胰腺中与增殖凋亡相关蛋白的表达水平如下图A。
①与对照组相比，根据图中db/db组的4种蛋白质表达水平的变化，说明PCNA和Bcl-2能_____（填“促进”或“抑制”）细胞凋亡；Bax和Caspase-3能_____（填“促进”或“抑制”）细胞凋亡。
②研究发现，EVⅡ能影响Bax和Caspase-3的表达。科研人员检测了各组大鼠的EVⅡ，结果如图B．据图说明EVⅡ能_____（填“促进”或“抑制”）Bax和Caspase-3的表达。
③根据以上信息，推测“小细胞外囊泡”（MSC-sEVs）能降低胰腺组织的细胞凋亡的机制是_____。
4．（2026·北京通州·一模）多细胞生物如何控制器官大小是生物学的基础问题，研究者揭示了细胞代谢在果蝇器官大小调控中的重要作用。
(1)Yki蛋白对于果蝇器官发育至关重要，细胞质中的Yki蛋白通过_______（细胞结构）进入细胞核，并启动促增殖基因的转录。
(2)遗传学筛选发现，dOg基因突变后果蝇的眼睛显著变小。dOg是细胞呼吸的关键酶，具有________酮戊二酸（KG）转化为琥珀酸的作用。研究者用外源的KG处理正常果蝇，检测Yki蛋白含量，结果如图1，请简要分析dOg基因突变导致眼睛变小的原因________。
(3)研究者推测，KG可以促进Yki蛋白质中特定氨基酸的修饰，从而影响蛋白质含量。研究者将Yki蛋白质的特定氨基酸进行改造，如YkiP353A代表第353位的P变为A，结果如图2，Yki被羟基化的位点是_______。
(4)进一步推测，KG通过酶PH4B发挥作用，而非直接作用于Yki。为了证实上述推测，请补充下表中的实验设计和预期结果。
对照组 实验组
果蝇 ________ ________
实验处理 ________ ________
检测指标：Yki蛋白质含量 实验组________对照组
A．野生型
B．PH4B缺失突变体
C．等量KG
D．等量生理盐水
(5)与正常条件相比，果蝇在饥饿条件下KG水平增加约16倍。请结合上述信息，从物质与能量观角度简述这一变化的生物学意义________。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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