第3章 第1节 细胞膜的结构和功能（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高一生物必修第一册同步学案（人教版2019）

第1节　细胞膜的结构和功能 课标要求 素养要求 1.简述细胞膜的功能。 2.体会科学家探索细胞膜结构的过程。 3.简述生物膜流动镶嵌模型的基本内容。 1.生命观念：通过图示、示例认知细胞膜的结构和功能，形成结构与功能相适应观点。 2.科学思维：根据生物膜结构探索过程的有关实验，培养演绎与推理能力。 3.科学探究：体会有关实验的设计方法和原理。 一、细胞膜的功能 1．将细胞与外界环境分隔开 细胞膜使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。 2．控制物质进出细胞 (1)细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要或者对细胞有害的物质不容易进入细胞。 (2)细胞内合成的抗体、激素等物质和代谢废物要排到细胞外，细胞内有用的成分不会轻易流失到细胞外。 (3)有些对细胞有害的病菌和病毒有时候也能进入细胞，说明这种控制作用是相对的。 3．进行细胞间的信息交流 方式 过程 通过体液的运输 信号分子通过血液的运输到达靶细胞，与靶细胞的细胞膜上的受体结合，将信息传递给靶细胞，如胰岛素 细胞间直接接触 信号分子和细胞膜结合在一起，只能和相邻细胞的细胞膜上的受体直接接触传递信息，如精子和卵细胞之间的识别和结合 细胞间形成通道 携带信息的物质可以通过相邻两个细胞间的通道进入另一个细胞，如高等植物细胞之间的胞间连丝 【正误判断】 　(1)细胞膜可以控制物质进出，任何对细胞有害的物质都不能进入细胞(　　) (2)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用(　　) (3)细胞间的信息交流都依赖于信息分子与受体的识别(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)× 【深化探究】 　如图是细胞间的三种信息交流方式，请据图分析回答下列问题： (1)图中①②③④所表示的物质或结构分别是什么？ 答：________________________________________________________________________ 答案：①是信号分子　②是受体　③是与膜结合的信号分子　④胞间连丝 (2)细胞间信息交流时往往需要受体，受体和信号分子的结合________(填“有”或“没有”)特异性。图中三种方式________(填字母)不需要受体。 答案：有　C 【归纳总结】 　细胞膜和细胞壁的四点提醒 (1)细胞膜控制物质进出细胞的相对性并不是指“有的物质能够进入细胞，有的物质不能进入细胞”，而是指“不能进入细胞的物质进入细胞了”。 (2)细胞间的信息交流并不包括在细胞内部的信息交流，而是指在细胞和细胞之间的信息交流。 (3)细胞膜对细胞内外的物质具有选择性，而细胞壁具有全透性。 (4)并不是所有细胞的细胞壁的成分都是纤维素和果胶，真菌的细胞壁由脂质、蛋白质、糖组成，原核细胞细胞壁的成分是肽聚糖。 【方法技巧】　判断细胞是否具有活性的方法 (1)判断依据：只有活细胞的细胞膜才能够控制物质进出。 (2)判断方法：能够控制物质进出→活细胞；不能够控制物质进出→死细胞。 二、对细胞膜结构的探索 1．对细胞膜成分的探索 时间 科学家或实验 结论 19世纪末 欧文顿 膜是由脂质组成的 20世纪初 膜的分离实验 膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂头部亲水，尾部疏水 1925年 戈特和格伦德尔：脂质的提取实验 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层 1935年 丹尼利和戴维森：细胞膜的张力 细胞膜除含有脂质分子外，可能还附有蛋白质 2.细胞膜的成分 (2)成分与功能的关系：功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多。 【提醒】　细胞膜成分中的脂质主要是磷脂，除此之外还有胆固醇。 3．细胞膜结构的相关探究 时间(人物) 探索历程 实验依据 结论或假说 1959年(罗伯特森) 罗伯特森实验 电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗的三层结构 所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成 1970年 人—鼠细胞融合实验 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验 细胞膜具有 流动性 1972年(辛格和尼科尔森) 细胞膜的分子结构模型　 新的观察和实验证据 提出了为大多数人所接受的细胞膜的流动镶嵌模型 4.科学方法——提出假说：科学家首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说。再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。一种假说最终被接受或被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。 【正误判断】 　(1)科学家罗伯特森用光学显微镜观察到了细胞膜暗—亮—暗的三层结构(　　) (2)功能越复杂的细胞膜上磷脂含量就越高(　　) (3)19世纪末，欧文顿通过对红细胞膜化学成分的分析得出细胞膜的成分是脂质和蛋白质(　　) (4)提取鸡红细胞的脂质在空气—水界面上铺成单层，测得单层分子的面积是其红细胞膜面积的两倍(　　) (5)磷脂分子由亲水“头”部和疏水“尾”部构成，含C、H、O、N、P五种元素(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 【深化探究】 1．磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，磷酸“头”部是亲水的，脂肪酸“尾”部是疏水的，如图所示。请思考以下两个问题： (1)将磷脂放入盛有水的容器中，下列能正确反映其分布的是________。 (2)细胞膜中的磷脂是连续的两层，则细胞膜中的两层磷脂分子最可能的排列方式是________。 答案：(1)A　(2)A 2．下图是人—鼠细胞融合的实验，请分析： (1)人—鼠细胞的两种荧光最终均匀分布的原因是什么？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)在人—鼠细胞融合的实验中，将温度维持在0 ℃，与37 ℃相比，实验现象有什么变化？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：(1)细胞膜上的蛋白质是可以运动的。 (2)两种荧光不能均匀分布，或者需要更长的时间才能分布均匀，因为温度降低影响了蛋白质运动的速度。 三、流动镶嵌模型的基本内容 1．流动镶嵌模型的基本内容 (1)磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。 (2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的镶在磷脂双分子层表面，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。蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。 (3)细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为构成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。 【补充材料】　三层结构模型与流动镶嵌模型的比较 项目 三层结构模型 流动镶嵌模型 不同点 认为蛋白质分子均匀分布在脂质分子的两侧 认为蛋白质分子在生物膜中的分布是不均匀的 认为生物膜是静止结构 强调组成生物膜的分子是可以运动的 相同点 都认为组成生物膜的主要物质是蛋白质和脂质 2.糖被 (1)糖被是指细胞膜外表面的糖类分子，糖类分子与蛋白质分子结合形成糖蛋白，与脂质结合形成糖脂。 (2)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。 【巧记】　判断细胞膜内外侧的方法 (1)判断依据：糖蛋白的分布情况。 (2)判断方法 【正误判断】 　(1)组成细胞膜的蛋白质分子是可以运动的，而磷脂分子是静止的(　　) (2)细胞膜内、外侧结构具有不对称性(　　) (3)磷脂分子构成细胞膜的基本支架(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)× 【深化探究】 　下图是细胞膜的亚显微结构示意图，请分析： (1)图中的4是哪种成分？为什么在细胞膜中是两层的？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：4是磷脂分子。因为细胞膜两侧都是水溶液，磷脂分子头部亲水，尾部疏水，只有形成双分子层结构，才能稳定。 (2)2、5、6在4上的存在方式有什么不同？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：2、5、6分别镶在、贯穿、嵌入磷脂双分子层中。 (3)A、B中哪面是细胞膜的外侧，判断的依据是什么？ 答：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：A是细胞膜的外侧，因为具有糖蛋白(糖被)。 【归纳总结】　生物膜两大特点的比较 项目 细胞膜的结构特性——流动性 细胞膜的功能特性——选择透过性　 结构 基础 磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的 ①磷脂分子既亲水又疏水 ②细胞膜上具有载体蛋白 生理 意义 保证了细胞的物质运输、信息交流、分裂和融合等正常生命活动的进行 控制物质进出细胞 续表 表现及原因 分泌蛋白的分泌、细胞膜厚度的改变、动物细胞吸水膨胀、失水皱缩、变形虫的运动等，都体现了细胞膜的流动性 原因：某些离子和分子不能透过细胞膜的磷脂双分子层，与细胞膜上载体蛋白的专一性有关 【学习小结】 　 1．下列有关细胞膜成分及其探究的叙述，错误的是(　　) A．功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多 B．磷脂约占细胞膜总量的50%，有利于细胞膜行使重要功能 C．组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多 D．油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，则表面张力会降低 B　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就越多；细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，其中脂质约占细胞膜总量的50%，在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，A、C正确，B错误。油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分，则表面张力会降低，D正确。 2．下列有关细胞膜成分的叙述，错误的是(　　) A．细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质 B．细胞膜上蛋白质的种类和数量越多，功能越复杂 C．脂质在细胞膜中的含量比蛋白质要少 D．动物细胞膜中不仅含有磷脂，还含有少量的胆固醇 C　细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，其中蛋白质约占40%，脂质约占50%，此外还含有少量的糖类，A正确、C错误；蛋白质是生命活动的主要承担者，其种类与数量越多，细胞膜的功能越复杂，B正确；动物细胞膜中磷脂含量丰富，是构成细胞膜的重要成分，此外还含有少量的胆固醇，D正确。 3．下图表示细胞膜的功能模式图。据图分析，下列说法不正确的是(　　) A．功能①在生命起源过程中具有重要作用 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．相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流 B　功能①表示细胞膜将细胞与外界环境分隔开，在生命起源过程中具有重要作用，将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统，A正确；功能②表示物质进出细胞，一般是吸收有利物质，但有些有害物质也能进入细胞，说明细胞膜控制物质进出细胞是相对的，B错误；功能③表示进行细胞间的信息交流，激素通过与靶细胞膜上相应物质的识别来调控生命活动，C正确；相邻的高等植物细胞可通过功能④进行信息交流，D正确。 4. 提取生物膜中的磷脂分子，将其放入水中可以形成双层磷脂分子的球形脂质体(如图所示)，它载入药物后可以将药物送入相应细胞，下列关于细胞膜和脂质体的叙述，错误的是(　　) A．磷脂分子在水中能自发形成磷脂双分子层是因为其具有亲水的“头部”和疏水的“尾部” B．在a处嵌入水溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞 C．在b处嵌入脂溶性药物，利用脂质体与细胞膜融合的特点将药物送入细胞 D．该脂质体与细胞膜融合是利用它们都具有流动性这一功能特点 D　该脂质体与细胞膜融合是利用它们都具有流动性这一结构特点，D错误。 5．如图是细胞膜的亚显微结构示意图。下列叙述中不正确的是(　　) A．②是磷脂双分子层，构成了细胞膜的基本骨架 B．细胞膜上部分①和糖类结合，具有识别的作用 C．细胞膜上的①全部镶嵌在②的内外表面 D．构成细胞膜的①和②具有一定的流动性 C　据图分析，②是磷脂双分子层，构成了细胞膜的基本骨架，A正确；①是蛋白质，与糖类结合形成糖蛋白，糖蛋白与细胞识别有关，B正确；细胞膜上的蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面，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，C错误；构成细胞膜的蛋白质分子和磷脂分子都是可以运动的，体现了细胞膜的流动性，D正确。 6．请据图回答下列有关细胞膜的相关问题： (1)动物细胞膜上含有的脂质，除了磷脂外还含有________，磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的，其中磷酸分布在磷脂分子的________(填“亲水端”或“疏水端”)。 (2)①是________，它是细胞膜的基本支架，蛋白质是________(填“均匀”或“不均匀”)分布在磷脂双分子层中。 (3)②在消化道和呼吸道上皮细胞表面具有________作用，若此结构是人体的细胞膜的一部分，那么，________(填“M”或“N”)侧与细胞外界环境直接接触。 (4)很多学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型，其中________(如图所示)模型为大多数人所接受。 解析：(1)动物细胞膜上含有的脂质，除了磷脂外还含有胆固醇，磷脂是由甘油、脂肪酸和磷酸等所组成，其中磷酸分布在磷脂分子的亲水端。(2)①是磷脂双分子层，它是细胞膜的基本支架，蛋白质不均匀的分布在磷脂双分子层中。(3)在消化道和呼吸道上皮细胞表面的糖蛋白具有保护和润滑作用，糖蛋白位于细胞膜的外侧，若此结构是人体细胞膜的一部分，那么M侧与细胞外界环境直接接触。(4)很多学者提出了一些关于生物膜的分子结构模型，其中流动镶嵌模型为大多数人所接受。 答案：(1)胆固醇　亲水端 (2)磷脂双分子层　不均匀 (3)保护和润滑　M (4)流动镶嵌 学科网（北京）股份有限公司 $$