考典5细胞膜的结构和功能与细胞核的结构和功能(有解析)2026届《考典●高考·生物学》五年真题 一模 原创(山东专版)
专题二 细胞的基本结构与功能
考典57细胞膜的结构和功能与细胞核的结构和功能
一、五年高考真题
1.(2023·海南,3,3分,难度★★★)不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
膜主要成分 生物膜
红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜
蛋白质/% 49 18 64 62 78
脂质/% 43 79 26 28 22
糖类/% 8 3 10 10 少
下列有关叙述错误的是 ( )
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
2.(2023·江苏,2,2分,难度★★)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C.③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质
D.植物细胞必须具备①、②和③才能存活
3.(2023·辽宁,1,2分,难度★★★)科学家根据对部分植物细胞观察的结果,得出“植物细胞都有细胞核”的结论。下列叙述错误的是( )
A.早期的细胞研究主要运用了观察法
B.上述结论的得出运用了归纳法
C.运用假说—演绎法将上述结论推演至原核细胞也成立
D.利用同位素标记法可研究细胞核内的物质变化
4.(2022·海南,4,3分,难度★)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是 ( )
A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核
B.编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形
C.Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力
D.Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力
5.(2022·河北,1,2分,难度★)下列关于细胞膜的叙述,错误的是 ( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间的信息交流
6.(2022·浙江,15,2分,难度★★)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是 ( )
A.核被膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定
B.核被膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换
C.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关
D.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
7.(2021·北京,2,2分,难度★)右图是马铃薯细胞局部的电镜照片,1~4均为细胞核的结构,对其描述错误的是 ( )
A.1是转录和翻译的场所
B.2是核与质之间物质运输的通道
C.3是核与质的界膜
D.4是与核糖体形成有关的场所
8.(2021·浙江,4,2分,难度★★)质膜(细胞膜)的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关
D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
9.(2021·福建,4,2分,难度★★)生物科学史蕴含科学研究的思路和方法,下列科学史实验与结论不相符的叙述是 ( )
选项 科学史实验 结论
A 用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验 伞藻的帽形建成主要与细胞核有关
B 绿叶暗处理后,一半遮光,另一半曝光,碘蒸气处理后观察叶片颜色变化 淀粉是光合作用的产物
C 不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验 细胞膜具有流动性
D 将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉,检测胰液分泌情况 胰液分泌是神经调节的结果
10.(2021·河北,2,2分,难度★★)关于细胞核的叙述,错误的是 ( )
A.有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现
B.蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛
C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成,经核孔进入细胞核
D.细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出
二、2025年山东一模试题
1.(2025 临沂一模)脂质体可以作为药物的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用。胆固醇是构成脂质体的重要组成成分之一。下列说法错误的是( )
A.脂质体是一种人工膜,大多具有类似于生物膜的双分子层结构
B.脂质体没有蛋白质,到达细胞后只能通过膜融合方式进入细胞
C.胆固醇可能随温度的改变对膜脂流动性起到不同的调节作用
D.脂质体表面连接抗体后对靶细胞进行识别,可提高脂质体的靶向性
2.(2025聊城一模) 细胞膜磷脂分子的运动主要包括侧向移动和内外翻动两种形式。胆固醇分子与磷脂分子的结合程度、磷脂分子中脂肪酸链的不饱和度都是影响磷脂分子侧向移动的因素;而位于磷脂双分子层间的磷脂转运酶可通过水解ATP,将具有特定头部基团的磷脂分子从胞外侧转移到胞质侧,完成内外翻动,实现膜弯曲或分子重排。下列叙述正确的是( )
A. 温度变化主要通过影响磷脂分子的内外翻动影响膜的流动性
B. 细胞膜的不对称性仅与膜两侧蛋白质的不均匀分布有关
C. 磷脂转运酶发挥作用可使磷脂分子头部在膜内,尾部在膜外
D. 抑制磷脂转运酶基因的表达,可能会降低浆细胞分泌抗体的功能
3.(2025山东名校考试联盟联考) 胆固醇在肝脏合成后会被包装成低密度脂蛋白LDL,LDL为球形颗粒,中心含有酯化的胆固醇分子,其外包裹着单层磷脂分子。当细胞需要胆固醇时,LDL颗粒上的载脂蛋白apoB会与细胞膜上的LDL受体结合形成复合物,进而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,随后小囊从细胞膜上分离下来进入细胞内部。下列说法错误的是( )
A. 胆固醇被包装成LDL可便于在血液中运输
B. LDL颗粒中磷脂分子头部朝外,尾部朝内
C. 脂溶性小分子不一定是通过自由扩散进出细胞
D. apoB与细胞膜上的LDL受体结合体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能
4.(2025淄博滨州一模) CD44是一种细胞表面的跨膜黏附糖蛋白,在细胞黏附、迁移和促进肿瘤发生过程中发挥重要作用。CD44分子包含胞外区、跨膜区、胞内区三个结构域。STAT3基因是CD44起作用后的靶基因,STAT3能促进肿瘤细胞的增殖和存活。下列说法错误的是( )
A. 成熟CD44由囊泡运输至细胞膜,通过跨膜区锚定于膜上
B. CD44胞外区的空间结构会影响其与信号分子结合的特异性
C. 敲除CD44基因可以促进STAT3基因的活化,进而抑制肿瘤细胞的增殖
D. CD44可作为肿瘤诊断标志物
5.(2024烟台德州一模)核仁组织区(NOR)是染色体上含有rRNA基因的一段区域。核仁由NOR、颗粒成分和NOR中的基因转录形成的细丝成分三部分构成。通常认为,颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成。下列说法正确的是( )
A. 细胞中核糖体的形成都与NOR有关
B. 核仁由DNA、RNA和蛋白质组成
C. 细丝成分的形成需要DNA聚合酶的参与
D. 已分化的细胞内NOR中的基因不转录
三、原创试题预测
【命题趋势】
1.情境化设计:结合诺贝尔奖(HIF-1α)、药物研发(高血压治疗)、病毒机制(新冠病毒)等前沿与热点,强化真实问题解决能力。
2.核心考点覆盖:细胞膜结构(流动镶嵌模型)、物质运输方式、核孔功能、细胞核实验证据等,紧扣考纲要求。
3.能力分层:单选侧重基础辨析,多选侧重综合分析与知识迁移(如脂质体应用)。
题目均需结合实验现象、生活实例或科研进展进行推理,体现“学以致用”的新高考导向。
(一)单项选择题
1.(科研情境)2023年诺贝尔生理学或医学奖授予了“细胞感应氧气机制”的发现者。研究发现,缺氧条件下,HIF-1α蛋白通过核孔进入细胞核,激活促红细胞生成素(EPO)基因的表达。下列叙述错误的是( )
A. HIF-1α通过核孔时需消耗能量
B. EPO基因的表达产物可促进红细胞的生成
C. 核孔对大分子物质的运输具有选择性
D. 氧气浓度升高会加速HIF-1α的降解
2.(实验探究情境)科学家用绿色荧光标记小鼠细胞膜蛋白,红色荧光标记人细胞膜蛋白,诱导两种细胞融合后,发现荧光均匀分布。下列叙述正确的是( )
A. 该实验证明细胞膜具有全透性
B. 荧光均匀分布需ATP直接供能
C. 实验表明膜蛋白的运动与其功能无关
D. 此现象不支持流动镶嵌模型
3.(社会热点)新冠病毒通过包膜表面的S蛋白与宿主细胞膜ACE2受体结合入侵细胞。下列叙述错误的是( )
A. S蛋白与ACE2的结合体现细胞膜的信息传递功能
B. 高温破坏S蛋白空间结构可阻断病毒侵染
C. 宿主细胞膜控制物质进出的能力是相对的
D. 病毒包膜成分与宿主细胞膜完全相同
4.(科研情境)某研究团队发现某种新型药物可显著抑制癌细胞的转移。进一步研究表明,该药物通过干扰癌细胞表面特定结构的形成来实现此效果。下列相关叙述正确的是( )
A. 该药物可能抑制癌细胞细胞膜表面糖蛋白的合成,降低细胞间黏着性
B. 该药物直接破坏细胞核内核仁结构,阻断遗传信息传递
C. 该药物作用于线粒体内膜,减少能量供应以限制癌细胞运动
D. 该药物增强了细胞膜的流动性,导致癌细胞无法锚定在特定组织
(二)不定项选择题(每题3分,少选得1分,错选不得分)
5.(综合应用)下列关于细胞核的叙述,正确的有( )
A. 核膜由四层磷脂分子构成,代谢旺盛的细胞中核孔数目较多
B. 伞藻嫁接实验证明细胞核控制“帽”的形态
C. 核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关
D. 染色质由DNA和蛋白质组成,是遗传信息的主要载体
6.(科研前沿)脂质体是由磷脂双分子层构成的药物载体(如图),可包裹药物靶向治疗疾病。下列分析正确的有( )
A. 脂质体与细胞膜融合依赖膜的流动性
B. 药物A和B分别是水溶性药物、脂溶性药物
C. 脂质体表面可添加抗体实现靶向运输
D. 脂质体成分与细胞膜完全相同
【附】2015-2019年高考
1.(2019·浙江,5,2分,难度★)细胞核中与核糖体形成有关的主要结构是 ( )
A.核仁 B.核基质
C.核被膜 D.核孔复合体
2.(2015·江苏,16,2分,难度★★★)下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B.白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP
C.黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达
D.白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
参考答案与详细解析
专题二 细胞的基本结构与功能
考典57细胞膜的结构和功能与细胞核的结构和功能
一、五年高考真题
1.(2023·海南,3,3分,难度★★★)不同细胞的几种生物膜主要成分的相对含量见表。
膜主要成分 生物膜
红细胞质膜 神经鞘细胞质膜 高尔基体膜 内质网膜 线粒体内膜
蛋白质/% 49 18 64 62 78
脂质/% 43 79 26 28 22
糖类/% 8 3 10 10 少
下列有关叙述错误的是 ( )
A.蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的成分,二者的运动构成膜的流动性
B.高尔基体和内质网之间的信息交流与二者膜上的糖类有关
C.哺乳动物红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D.表内所列的生物膜中,线粒体内膜的功能最复杂,神经鞘细胞质膜的功能最简单
答案:C
解析:生物膜主要由蛋白质和脂质组成,二者不可或缺,构成生物膜的磷脂分子可以侧向自由移动,膜中的蛋白质大多也能运动,故生物膜具有流动性,A正确;生物膜上的糖类常和蛋白质或脂质结合在一起形成糖被,糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系,B正确;哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和高尔基体等各种细胞器,C错误;功能越复杂的生物膜,蛋白质的种类和数量就越多,故表中蛋白质含量最多的线粒体内膜功能最复杂,蛋白质含量最少的神经鞘细胞质膜的功能最简单,D正确。
2.(2023·江苏,2,2分,难度★★)植物细胞及其部分结构如图所示。下列相关叙述错误的是 ( )
A.主要由DNA和蛋白质组成的①只存在于细胞核中
B.核膜及各种细胞器膜的基本结构都与②相似
C.③的主要成分是多糖,也含有多种蛋白质
D.植物细胞必须具备①、②和③才能存活
答案:D
解析:图中①表示染色质,主要由DNA和蛋白质组成,植物细胞是真核细胞,①染色质只存在于细胞核中,A正确。图中②表示细胞膜,基本支架是磷脂双分子层,核膜及各种细胞器膜的基本结构都与细胞膜相似,B正确。图中③表示细胞壁,其主要成分是纤维素(多糖)和果胶,也含有多种蛋白质,C正确。植物的成熟筛管细胞中无细胞核,不具有①染色质,D错误。
3.(2023·辽宁,1,2分,难度★★★)科学家根据对部分植物细胞观察的结果,得出“植物细胞都有细胞核”的结论。下列叙述错误的是( )
A.早期的细胞研究主要运用了观察法
B.上述结论的得出运用了归纳法
C.运用假说—演绎法将上述结论推演至原核细胞也成立
D.利用同位素标记法可研究细胞核内的物质变化
答案:C
解析:早期细胞研究需要使用放大镜和显微镜等工具进行观察,运用了观察法,A正确;题述结论的得出运用的是不完全归纳法,B正确;原核细胞无以核膜为界限的细胞核,C错误;同位素标记法可以示踪物质的运行和变化规律,故可利用同位素标记法研究细胞核内的物质变化,D正确。
4.(2022·海南,4,3分,难度★)肌动蛋白是细胞骨架的主要成分之一。研究表明,Cofilin-1是一种能与肌动蛋白相结合的蛋白质,介导肌动蛋白进入细胞核。Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常。下列有关叙述错误的是 ( )
A.肌动蛋白可通过核孔自由进出细胞核
B.编码Cofilin-1的基因不表达可导致细胞核变形
C.Cofilin-1缺失可导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力
D.Cofilin-1缺失会影响细胞核控制细胞代谢的能力
答案:A
解析:核孔具有选择性,肌动蛋白不能通过核孔自由进出细胞核,其进入细胞核需要Cofilin-1的介导,A项错误;编码Cofilin-1的基因不表达,Cofilin-1缺失,由题意可知,Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白结构和功能异常,引起细胞核变形,核膜破裂,染色质功能异常,B项正确;Cofilin-1缺失可导致肌动蛋白不能进入细胞核,从而引起细胞核变形,核膜破裂,可能会导致细胞核失去控制物质进出细胞核的能力,C项正确;Cofilin-1缺失会导致染色质功能异常,染色质上含控制细胞代谢的基因,从而影响细胞核控制细胞代谢的能力,D项正确。
5.(2022·河北,1,2分,难度★)下列关于细胞膜的叙述,错误的是 ( )
A.细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流
B.细胞膜上多种载体蛋白协助离子跨膜运输
C.细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中
D.细胞膜上多种蛋白质参与细胞间的信息交流
答案:C
解析:分泌蛋白合成和分泌时,高尔基体膜出芽形成的囊泡与细胞膜融合,此过程细胞膜与某些细胞器膜之间存在脂质、蛋白质的交流,A项正确;细胞膜上的载体蛋白具有特异性,所以细胞膜上多种载体蛋白协助不同的离子跨膜运输,B项正确;细胞膜上的膜蛋白在磷脂双分子层中是不对称、不均匀分布的,蛋白质镶在磷脂双分子层表面、嵌入或贯穿于磷脂双分子层,C项错误;细胞膜上多种蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白与细胞表面的识别有密切关系,糖蛋白可参与细胞间的信息交流,D项正确。
6.(2022·浙江,15,2分,难度★★)下列关于细胞核结构与功能的叙述,正确的是 ( )
A.核被膜为单层膜,有利于核内环境的相对稳定
B.核被膜上有核孔复合体,可调控核内外的物质交换
C.核仁是核内的圆形结构,主要与mRNA的合成有关
D.染色质由RNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体
答案:B
解析:核被膜为双层膜,A项错误;核被膜上有核孔复合体,核孔复合体具有选择性,可调控核质之间频繁的物质交换,B项正确;核仁主要与rRNA的合成有关,C项错误;染色质主要由DNA和蛋白质组成,是遗传物质的主要载体,D项错误。
7.(2021·北京,2,2分,难度★)右图是马铃薯细胞局部的电镜照片,1~4均为细胞核的结构,对其描述错误的是 ( )
A.1是转录和翻译的场所
B.2是核与质之间物质运输的通道
C.3是核与质的界膜
D.4是与核糖体形成有关的场所
答案:A
解析:图中1为核基质,2为核孔,3为核膜,4为核仁。1核基质是转录的主要场所,但翻译的场所是核糖体,A项错误;2核孔是核与质之间物质运输的通道,B项正确;3为核膜,是核与质的界膜,C项正确;4为核仁,其与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,D项正确。
8.(2021·浙江,4,2分,难度★★)质膜(细胞膜)的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关
D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
答案:D
解析:质膜的流动镶嵌模型的主要内容包括:磷脂双分子层构成生物膜的基本支架,蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面,有的全部或部分嵌入磷脂双分子层中,有的贯穿于整个磷脂双分子层,体现了膜内外结构的不对称性,A项错误;胆固醇存在于动物细胞膜中,能保持细胞膜的稳定性,B项错误;被动运输中的易化扩散,需要借助转运蛋白协助,C项错误;质膜上有糖被(糖萼),糖被在细胞识别过程中起重要作用,能识别并接受细胞内外的化学信号,D项正确。
9.(2021·福建,4,2分,难度★★)生物科学史蕴含科学研究的思路和方法,下列科学史实验与结论不相符的叙述是 ( )
选项 科学史实验 结论
A 用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验 伞藻的帽形建成主要与细胞核有关
B 绿叶暗处理后,一半遮光,另一半曝光,碘蒸气处理后观察叶片颜色变化 淀粉是光合作用的产物
C 不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验 细胞膜具有流动性
D 将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉,检测胰液分泌情况 胰液分泌是神经调节的结果
答案:D
解析:用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验,证明伞藻的帽形建成主要与细胞核有关,A项正确;绿叶暗处理后,一半遮光,另一半曝光,碘蒸气处理后观察叶片颜色变化,证明淀粉是光合作用的产物,B项正确;用不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白,进行细胞融合实验,证明细胞膜具有流动性,C项正确;斯他林和贝利斯将狗的小肠黏膜与稀盐酸混合磨碎,制成提取液,注入狗的静脉中,发现了胰液分泌的激素调节作用,D项错误。
10.(2021·河北,2,2分,难度★★)关于细胞核的叙述,错误的是 ( )
A.有丝分裂过程中,核膜和核仁周期性地消失和重现
B.蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛
C.许多对基因表达有调控作用的蛋白质在细胞质合成,经核孔进入细胞核
D.细胞质中的RNA均在细胞核合成,经核孔输出
答案:D
解析:有丝分裂过程中,核膜和核仁在前期消失并在末期重现,A项正确;核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关,所以蛋白质合成活跃的细胞,核仁代谢活动旺盛,核仁较大,B项正确;许多对基因表达有调控作用的蛋白质是在细胞核中起作用的,细胞核内的蛋白质是在核糖体上合成经核孔进入细胞核的,C项正确;细胞质中的线粒体和叶绿体也能合成RNA,D项错误。
二、二年山东一模试题
1.(2025 临沂一模)脂质体可以作为药物的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用。胆固醇是构成脂质体的重要组成成分之一。下列说法错误的是( )
A.脂质体是一种人工膜,大多具有类似于生物膜的双分子层结构
B.脂质体没有蛋白质,到达细胞后只能通过膜融合方式进入细胞
C.胆固醇可能随温度的改变对膜脂流动性起到不同的调节作用
D.脂质体表面连接抗体后对靶细胞进行识别,可提高脂质体的靶向性
【答案】B
【分析】1、细胞膜的组成成分:主要是蛋白质和脂质,其次还有少量糖类,脂质中主要是磷脂,动物细胞膜中的脂质还有胆固醇;细胞膜的功能复杂程度与细胞膜的蛋白质的种类和数量有关,功能越复杂,膜蛋白的种类和数量越多。2、细胞膜的结构特点:具有一定的流动性。
【解析】 脂质体是一种人工膜,它模拟生物膜的结构,大多具有类似于生物膜的磷脂双分子层结构,这是脂质体的基本结构特点,A正确;脂质体到达细胞后,除了通过膜融合方式进入细胞,还可以通过胞吞、自由扩散等方式进入细胞,该选项说只能通过膜融合方式进入细胞,说法过于绝对,B错误;胆固醇在膜中具有重要作用,在温度较高时,胆固醇可以降低膜的流动性;在温度较低时,胆固醇又可以防止膜的流动性急剧下降,所以胆固醇可能随温度的改变对膜脂流动性起到不同的调节作用,C正确;脂质体表面连接抗体后,抗体能够特异性地识别靶细胞表面的抗原,从而对靶细胞进行识别,这样就可以提高脂质体的靶向性,使药物更精准地作用于靶细胞,D正确。
2.(2025聊城一模) 细胞膜磷脂分子的运动主要包括侧向移动和内外翻动两种形式。胆固醇分子与磷脂分子的结合程度、磷脂分子中脂肪酸链的不饱和度都是影响磷脂分子侧向移动的因素;而位于磷脂双分子层间的磷脂转运酶可通过水解ATP,将具有特定头部基团的磷脂分子从胞外侧转移到胞质侧,完成内外翻动,实现膜弯曲或分子重排。下列叙述正确的是( )
A. 温度变化主要通过影响磷脂分子的内外翻动影响膜的流动性
B. 细胞膜的不对称性仅与膜两侧蛋白质的不均匀分布有关
C. 磷脂转运酶发挥作用可使磷脂分子头部在膜内,尾部在膜外
D. 抑制磷脂转运酶基因的表达,可能会降低浆细胞分泌抗体的功能
【答案】D
【分析】细胞膜的主要成分是脂质和蛋白质,此外还有少量的糖类。组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,磷脂构成了细胞膜的基本骨架。蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,因此,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
【解析】温度变化主要影响磷脂分子的侧向移动,A错误;由题意可知,细胞膜的不对称性不仅与蛋白质的不均匀分布有关,还与磷脂分子的分布有关,B错误;
磷脂转运酶的作用是将磷脂分子从胞外侧转移到胞质侧,而不是使磷脂分子头部在膜内,尾部在膜外,C错误;磷脂转运酶在膜弯曲和分子重排中起重要作用,抑制其基因表达可能会影响膜的功能,从而降低浆细胞分泌抗体的功能。D正确。
3.(2025山东名校考试联盟联考) 胆固醇在肝脏合成后会被包装成低密度脂蛋白LDL,LDL为球形颗粒,中心含有酯化的胆固醇分子,其外包裹着单层磷脂分子。当细胞需要胆固醇时,LDL颗粒上的载脂蛋白apoB会与细胞膜上的LDL受体结合形成复合物,进而引起这部分细胞膜内陷形成小囊,随后小囊从细胞膜上分离下来进入细胞内部。下列说法错误的是( )
A. 胆固醇被包装成LDL可便于在血液中运输
B. LDL颗粒中磷脂分子头部朝外,尾部朝内
C. 脂溶性小分子不一定是通过自由扩散进出细胞
D. apoB与细胞膜上的LDL受体结合体现了细胞膜控制物质进出细胞的功能
【答案】D
【分析】协助扩散的特点是顺浓度梯度,与膜内外物质浓度梯度有关,还需要膜上的载体蛋白的协助,不消耗能量。
主动运输的特点是逆浓度梯度,需要载体蛋白协助,需要消耗能量。
【解析】胆固醇主要以LDL(低密度脂蛋白,其中包括胆固醇)的形式在血液中运输,A正确;磷脂分子头部亲水、尾部疏水,因此LDL颗粒中磷脂分子头部朝外,尾部朝内,以适应其内部脂溶性物质和外部水环境的需要,B正确;脂溶性小分子除了通过自由扩散进出细胞,还可以通过协助扩散和主动运输方式进出细胞,C正确;apoB是LDL颗粒上的载脂蛋白,与细胞膜上的LDL受体结合体现了细胞膜信息交流的功能,D错误。
4.(2025淄博滨州一模) CD44是一种细胞表面的跨膜黏附糖蛋白,在细胞黏附、迁移和促进肿瘤发生过程中发挥重要作用。CD44分子包含胞外区、跨膜区、胞内区三个结构域。STAT3基因是CD44起作用后的靶基因,STAT3能促进肿瘤细胞的增殖和存活。下列说法错误的是( )
A. 成熟CD44由囊泡运输至细胞膜,通过跨膜区锚定于膜上
B. CD44胞外区的空间结构会影响其与信号分子结合的特异性
C. 敲除CD44基因可以促进STAT3基因的活化,进而抑制肿瘤细胞的增殖
D. CD44可作为肿瘤诊断标志物
【答案】C
【解析】
【分析】人和动物细胞染色体上原本就存在与癌有关的基因:原癌基因和抑癌基因,其中原癌基因负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的过程,抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖;细胞癌变的根本原因是环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子,使原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
【详解】A、依题意,CD44是一种细胞表面的跨膜黏附糖蛋白,包含胞外区、跨膜区、胞内区三个结构域,可推断成熟CD44由囊泡运输至细胞膜,通过跨膜区锚定于膜上,A正确;
B、依题意,CD44在细胞黏附、迁移和促进肿瘤发生过程中发挥重要作用,根据蛋白质结构与功能相适应的观点,CD44蛋白质的空间结构通常决定了它与信号分子结合的特异性,B正确;
C、依题意,STAT3是CD44的靶基因,且STAT3能促进肿瘤细胞的增殖和存活。CD44促进肿瘤发生,因此,敲除CD44基因会抑制STAT3的活化,从而抑制肿瘤细胞的增殖,C错误;
D、CD44在肿瘤发生中发挥重要作用,因此可以作为肿瘤诊断的标志物,D正确。
故选C。
5.(2024烟台德州一模)核仁组织区(NOR)是染色体上含有rRNA基因的一段区域。核仁由NOR、颗粒成分和NOR中的基因转录形成的细丝成分三部分构成。通常认为,颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成。下列说法正确的是( )
A. 细胞中核糖体的形成都与NOR有关
B. 核仁由DNA、RNA和蛋白质组成
C. 细丝成分的形成需要DNA聚合酶的参与
D. 已分化的细胞内NOR中的基因不转录
【答案】B
【解析】
【分析】细胞核包括核膜(将细胞核内物质与细胞质分开)、染色质(DNA和蛋白质)、核仁(与某种RNA(rRNA)的合成以及核糖体的形成有关)、核孔(核膜上的核孔的功能是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流)。
【详解】A、核糖体的形成不一定都与细胞中的核仁有关,如原核细胞没有核仁,A错误;
B、核仁组织区(NOR)是染色体上含有rRNA基因的一段区域,NOR是一段DNA,核仁由NOR、颗粒成分和NOR中的基因转录形成的细丝成分(RNA)三部分构成,故核仁由DNA、RNA和蛋白质组成,B正确;
C、NOR中的基因转录形成的细丝成分,需要RNA聚合酶的参与,C错误;
D、已分化的细胞仍会合成蛋白质,需要核糖体,而颗粒成分是核糖体亚基的前身,由细丝成分逐渐转变而成,细丝成分是NOR中的基因转录形成,D错误。
故选B。
三、山东考题原创预测
【命题趋势】
1.情境化设计:结合诺贝尔奖(HIF-1α)、药物研发(高血压治疗)、病毒机制(新冠病毒)等前沿与热点,强化真实问题解决能力。
2.核心考点覆盖:细胞膜结构(流动镶嵌模型)、物质运输方式、核孔功能、细胞核实验证据等,紧扣考纲要求。
3.能力分层:单选侧重基础辨析,多选侧重综合分析与知识迁移(如脂质体应用)。
题目均需结合实验现象、生活实例或科研进展进行推理,体现“学以致用”的新高考导向。
(一)单项选择题
1.(科研情境)2023年诺贝尔生理学或医学奖授予了“细胞感应氧气机制”的发现者。研究发现,缺氧条件下,HIF-1α蛋白通过核孔进入细胞核,激活促红细胞生成素(EPO)基因的表达。下列叙述错误的是( )
A. HIF-1α通过核孔时需消耗能量
B. EPO基因的表达产物可促进红细胞的生成
C. 核孔对大分子物质的运输具有选择性
D. 氧气浓度升高会加速HIF-1α的降解
答案:D
解析:核孔是大分子物质进出细胞核的通道,一些大分子物质(如蛋白质、RNA 等)通过核孔进出细胞核的过程需要消耗能量,A 正确。由题意可知,促红细胞生成素(EPO)基因表达的产物是促红细胞生成素,促红细胞生成素可促进红细胞的生成,以适应缺氧环境,B 正确。核孔对大分子物质的运输具有选择性,并不是所有的大分子物质都能自由通过核孔,例如 DNA 不能通过核孔出细胞核,只有部分特定的大分子物质(如某些蛋白质、RNA 等)可以通过核孔进出细胞核,C 正确。当氧气浓度升高时,细胞不需要大量合成促红细胞生成素,此时 HIF - 1α蛋白会被降解,从而抑制促红细胞生成素(EPO)基因的表达,D 错误。
2.(实验探究情境)科学家用绿色荧光标记小鼠细胞膜蛋白,红色荧光标记人细胞膜蛋白,诱导两种细胞融合后,发现荧光均匀分布。下列叙述正确的是( )
A. 该实验证明细胞膜具有全透性
B. 荧光均匀分布需ATP直接供能
C. 实验表明膜蛋白的运动与其功能无关
D. 此现象不支持流动镶嵌模型
答案:C
解析:该实验中两种细胞融合后荧光均匀分布,说明细胞膜上的蛋白质分子可以运动,体现了细胞膜的流动性,A 错误。细胞膜上蛋白质分子的运动是一种热运动,不需要 ATP 直接供能,B 错误。该实验主要强调的是膜蛋白的流动性,没有直接体现运动与功能的联系,C正确。该实验中两种细胞融合后荧光均匀分布,正是细胞膜上蛋白质分子运动的结果,这一现象支持了流动镶嵌模型中关于细胞膜具有流动性的观点,D错误。
3.(社会热点)新冠病毒通过包膜表面的S蛋白与宿主细胞膜ACE2受体结合入侵细胞。下列叙述错误的是( )
A. S蛋白与ACE2的结合体现细胞膜的信息传递功能
B. 高温破坏S蛋白空间结构可阻断病毒侵染
C. 宿主细胞膜控制物质进出的能力是相对的
D. 病毒包膜成分与宿主细胞膜完全相同
答案:D
解析:S蛋白与ACE2的结合类似于细胞间的信息交流(病毒与宿主细胞的识别),体现了细胞膜的信息传递功能,A正确。高温破坏S蛋白空间结构后,S蛋白可能无法与宿主细胞膜ACE2受体正常结合,从而阻断病毒侵染,B 正确。
对于新冠病毒等病原体,细胞膜并不能完全阻止它们进入细胞,说明宿主细胞膜控制物质进出的能力是相对的,C正确。病毒包膜是病毒在出芽离开宿主细胞时,获得的宿主细胞膜的一部分,病毒包膜除了含有宿主细胞膜的成分外,还含有病毒自身的一些蛋白(如S蛋白)等,D 错误。
4.(科研情境)某研究团队发现某种新型药物可显著抑制癌细胞的转移。进一步研究表明,该药物通过干扰癌细胞表面特定结构的形成来实现此效果。下列相关叙述正确的是( )
A. 该药物可能抑制癌细胞细胞膜表面糖蛋白的合成,降低细胞间黏着性
B. 该药物直接破坏细胞核内核仁结构,阻断遗传信息传递
C. 该药物作用于线粒体内膜,减少能量供应以限制癌细胞运动
D. 该药物增强了细胞膜的流动性,导致癌细胞无法锚定在特定组织
答案:A
解析:癌细胞的特征之一是细胞膜表面糖蛋白减少,导致细胞间黏着性下降,易于扩散转移(即转移能力增强)。若药物抑制糖蛋白合成,可反向降低癌细胞转移能力,A正确。题干明确药物作用于“表面特定结构”,与细胞核无直接关联。此外,癌细胞的转移主要由细胞膜特性改变驱动,而非核仁功能,B错误。癌细胞主要通过无氧呼吸(瓦氏效应)供能,能量供应并非主要依赖线粒体。且题干强调药物作用于“表面结构”,与线粒体无关,C错误。癌细胞转移的关键是糖蛋白减少导致的黏着性下降,并非流动性变化,D错误。
(二)不定项选择题(每题3分,少选得1分,错选不得分)
5.(综合应用)下列关于细胞核的叙述,正确的有( )
A. 核膜由四层磷脂分子构成,代谢旺盛的细胞中核孔数目较多
B. 伞藻嫁接实验证明细胞核控制“帽”的形态
C. 核仁与rRNA的合成及核糖体的形成有关
D. 染色质由DNA和蛋白质组成,是遗传信息的主要载体
答案:ACD
解析:核膜是双层膜结构,一层膜由两层磷脂分子构成,所以核膜由四层磷脂分子构成。核孔是实现核质之间频繁的物质交换和信息交流的通道,代谢旺盛的细胞中,核质之间的物质交换和信息交流频繁,所以核孔数目较多,A 正确。
伞藻嫁接实验只是将伞藻的假根和柄进行了嫁接,该实验不能直接证明细胞核控制“帽”的形态,因为假根中除了细胞核还有其他物质成分,B 错误。核仁与rRNA的合成以及核糖体的形成有关,在有丝分裂过程中,核仁会周期性的消失和重建,C正确。染色质主要由DNA和蛋白质组成,DNA是遗传信息的载体,所以染色质是遗传信息的主要载体,D正确。
6.(科研前沿)脂质体是由磷脂双分子层构成的药物载体(如图),可包裹药物靶向治疗疾病。下列分析正确的有( )
A. 脂质体与细胞膜融合依赖膜的流动性
B. 药物A和B分别是水溶性药物、脂溶性药物
C. 脂质体表面可添加抗体实现靶向运输
D. 脂质体成分与细胞膜完全相同
答案:ABC
解析:脂质体由磷脂双分子层构成,与细胞膜融合时,膜的形态发生改变,这依赖于膜的流动性,A正确。磷脂分子的头部是亲水的,尾部是疏水的。由图可知,药物A处于脂质体的内部,是由磷脂分子的亲水头部围成的空间,所以药物A是水溶性药物;药物B处于磷脂双分子层的内部,磷脂双分子层内部是疏水的尾部,所以药物B是脂溶性药物,B正确。在脂质体表面添加抗体,抗体可以与靶细胞表面的抗原特异性结合,从而实现脂质体包裹的药物的靶向运输,C正确。细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质,还含有少量的糖类等。而脂质体主要由磷脂双分子层构成,成分中没有蛋白质等其他物质,D错误。
【附】2015-2019年高考
1.(2019·浙江,5,2分,难度★)细胞核中与核糖体形成有关的主要结构是 ( )
A.核仁 B.核基质
C.核被膜 D.核孔复合体
答案:A
解析:核仁与某种RNA的合成以及核糖体的形成有关。
2.(2015·江苏,16,2分,难度★★★)下图为白细胞与血管内皮细胞之间识别、黏着后,白细胞迁移并穿过血管壁进入炎症组织的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.内皮细胞识别结合白细胞膜上的糖蛋白使白细胞黏着
B.白细胞在血管内黏着、迁移需要消耗ATP
C.黏着、迁移过程中白细胞需进行基因的选择性表达
D.白细胞利用细胞膜的选择透过性穿过血管壁进入炎症组织
答案:D
解析:细胞之间识别、结合依靠细胞膜上的糖蛋白,A项正确;细胞的黏着、迁移都需要消耗能量,B项正确;白细胞在黏着、迁移过程中,需要合成新的物质,比如溶酶体酶等,所表达的基因与之前有所不同,C项正确;白细胞穿过血管壁,利用细胞膜的流动性来实现,D项错误。
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