3.1细胞膜的结构和功能课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞膜的功能、成分及流动镶嵌模型，以台盼蓝染色问题探讨导入，通过资料分析、磷脂分子排列探究等活动构建学习支架，衔接功能到结构的逻辑脉络。 亮点在于融合生命观念（结构与功能观）、科学思维（模型构建与证据推理）和探究实践（实验历程分析），结合典例与课堂检测巩固。助力学生形成科学思维，教师可直接用于高效教学。

问题探讨 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 讨论： 1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该有什么功能？ 台盼蓝染色剂是细胞 的物质，不能 细胞， 而死细胞的细胞膜无 的功能，台盼蓝进入死细胞。 不需要 进入 控制物质进出细胞 应具有 的功能。 控制物质进出细胞 问题探讨 3.1细胞膜的结构和功能 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 3 学习目标 1、通过“问题探讨”及分析细胞膜的功能,概述细胞膜作为系统边界的功能。2、通过概括、比较不同细胞膜结构模型, 阐释流动镶嵌模型。 3、通过分析细胞膜结构模型建立的历程及其他资料,能基于事实和证据进行推理提出或否定假说(或模型),加深对“模型与建模”的理解,感悟科学在质疑与创新中不断发展。 4、通过“脂质体药物”的分析,体会科学知识与解决现实问题之间的密切联系,增强社会责任感。 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 一、细胞膜的功能 1.将细胞与 分隔开。 原始地球 外界环境 内部环境 生命起源于原始海洋 膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。 ——保障细胞 的相对稳定 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 资料：用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的。这体现了细胞膜具有什么功能？ 细胞是活的，有边界 细胞被煮死，边界破坏 2. 控制物质的进出 一、细胞膜的功能 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 6 需要的营养物质 不需要的物质 抗体、激素等物质 代谢废物 细胞 可以进入 不容易进入 排出 分泌出去 有用的成分（核酸等）不会轻易流失到细胞外 细胞膜的控制作用是相对的！ 细胞膜的功能特点：选择透过性 病菌、病毒等 可能侵入 一、细胞膜的功能 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 受体的本质是 ，受体具有 ，一种受体只能识别一种信号分子。 糖蛋白 特异性 一、细胞膜的功能 3. 进行细胞间的信息交流 （1）通过 传递信息。 化学物质 →间接交流 3. 进行细胞间的信息交流 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。例如 ，精子和卵细胞之间的识别和结合。 细胞膜直接接触 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 （2）通过 传递信息。 →直接接触 一、细胞膜的功能 3. 进行细胞间的信息交流 不需要特异性受体 通过 传递信息 细胞通道（胞间连丝） （3）通过 间接交流 细胞通道 胞间连丝 细胞壁 细胞质 细胞膜 相邻植物细胞 一、细胞膜的功能 【典例1】“获得细胞蛋白质详图”是2005年全球十大科技成果之一。科学家揭示出电压控制的钾通道，这是迄今为止获得的最高分辨率的分子图像。这些通道是负责钾离子进出细胞的蛋白质，它们在神经和肌肉细胞上的作用，与晶体管在计算机中的作用一样。这是继2003年诺贝尔化学奖表彰的成果后，又一个关于细胞膜上离子通道的研究成果。这一成果从另一个侧面证明了(　　) A．细胞膜能将细胞与外界环境分隔开 B．细胞膜具有信息交流的功能 C．细胞膜具有控制物质进出细胞的功能 D．细胞膜具有保护功能 C Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 说出下列实例分别体现细胞膜的哪项功能： 1.新鲜的菠菜叶泡进凉水中，水一般不会变绿，但高温烫熟的菠菜中却有绿绿的汤汁； 2.没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞，鸡蛋黄与蛋清之间被什么样的结构分隔开? 说明了其有什么功能？ 3.鼻子接触香水分子，为什么大脑皮层能产生“香”的感觉？ 控制物质进出细胞 将细胞与外界环境分隔开 进行细胞间的信息交流 【快速判断】： 细胞膜为什么具有这些功能？ Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 没有细胞壁，制备细胞膜更容易。 植物 动物 细菌 哺乳动物成熟的红细胞 人口腔上皮细胞 蛙的红细胞 没有细胞核和众多的细胞器，可排除核膜和细胞器膜的干扰 用下面哪种细胞提取细胞膜更好？ Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. ● ● 细胞膜 不溶于脂质的物质 溶于脂质的物质 ● ● ● ● ● ● ● ● 资料一：1895年，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的实验。发现：凡是可溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。 如果你是欧文顿，你能得出怎样的结论呢？ 膜是由 组成的。 提出假说→ 脂质 二、对细胞膜成分的探索 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 化学分析表明：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 用哺乳动物的红细胞，制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。 二、对细胞膜成分的探索 资料2 磷酸 甘油 脂肪酸 亲水头部 疏水尾部 磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾。 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 标签 0 ... text has been truncated due to evaluation version limitation. 15 磷脂分子的亲水端被吸附在水分子上，而疏水端直立在水面上 探究1：请画出一层磷脂分子在空气与水的界面上排列的情况。 探究2：请分别画出一层和两层磷脂分子在水中的排列的情况。 磷脂分子 根据磷脂分子的特点，分析推测细胞膜中磷脂分子的排布情况。 A 戈特和格伦德尔 1925年 水环境 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 16 1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的成熟红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。 实验证据： S2＝2S1 S1 S2 结论：细胞膜中磷脂分子排列为双层 资料3 二、对细胞膜成分的探索 思考：若从人的口腔上皮细胞提取脂质在空气—水界面上铺成单分子层，S1与S2有何关系？ S2＞2S1 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 事实上，人... text has been truncated due to evaluation version limitation. 1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。 人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。 推测：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 二、对细胞膜成分的探索 资料4 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 成分 红细胞 肌细胞 草履虫 蛋白质 38 40 45 脂类 62 60 55 糖蛋白 微量 微量 微量 ▌各种生物细胞膜成分比较 ▌说明了什么： 不同的细胞膜中，各种物质的含量是不同的。 功能越复杂的细胞膜，蛋白质含量和种类越多。 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 对细胞膜成分的研究发现，细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成。此外，还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总质量的50%，蛋白质约占40%，糖类占2%~10%。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇。 接下来我们比较分析一下不同细胞膜成分有何差异，这种差异存在的意义是什么？（蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多，这也是细胞膜成分的特点。） 红细胞是脊椎动物体内通过血液运送氧气的最主要的媒介，同时还存在免疫功能。 人体各种形式的运动，主要靠肌细胞的收缩活动来完成。 草履虫是雌雄同体的单细胞原生生物。 细胞膜的成分 约50%） （约40%）: （约2%—10%）：形成糖蛋白或糖脂，在细胞膜的外表面，糖蛋白具有保护、润滑和细胞识别的作用 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的_____和______越多. （主要） （动物细胞膜） 种类 数量 糖类 脂质 蛋白质 磷脂 胆固醇 二、对细胞膜成分的探索 21 小试牛刀 1、功能越复杂的细胞膜，它的脂质成分越复杂。（ ） 2、变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同。（ ） 3、在组成细胞膜的脂质中，磷脂最为丰富。（ ） 4、不同细胞膜的磷脂分子是相同的，而蛋白质分子是不同的。( ) 脂质、蛋白质等成分是如何组成细胞膜的？ 资料5 三、对细胞膜结构的探索 1959年，罗伯特森J.D.·根据电镜下观察到 “蛋白质－脂质－蛋白质”的静态模型是否有缺陷？ 不能解释细胞的生长和变形虫的变形运动 “蛋白质－脂质－蛋白质” （暗）（亮）（暗） Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了。不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑： 提出假设： 生物膜具有流动性 细胞的生长与分裂 变形虫的变形运动 受精时 细胞融合 白细胞追杀细菌 酵母菌的 出芽生殖 1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将两个细胞融合。 资料6 细胞融合 小鼠细胞 人细胞 正在融合的细胞 37℃ 40min 融合细胞 结论：细胞膜具有一定的流动性 三、对细胞膜结构的探索 荧光染料标记法 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 资料7 三、对细胞膜结构的探索 物理科学家在低温下将细胞膜切开，升温后暴露两层磷脂之间的断裂面（冰冻蚀刻法），发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中 。 蛋白质分子在脂双层上的分布 蛋白质分子在脂双层上的分布 1972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型为大多数人所接受。 Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 1、膜的基本支架为_____________， 2、蛋白质排布方式 镶嵌在磷脂双分子层中：有的_____在表面，有的部分或全部______，有的______磷脂双分子层； 3、细胞膜的结构特点：细胞膜具有______性。磷脂分子侧向自由移动，大多数蛋白质可以运动； 4、糖类和蛋白质结合形成C( )，与脂质结合成D( )，这些糖类叫作_______，和细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。 磷脂双分子层 镶 嵌入 贯穿 流动 糖蛋白 糖脂 糖被 嵌 贯穿 镶 冰冻蚀刻电子显微法 A B C D 四、流动镶嵌模型的基本内容 怎么判断细胞膜内外侧？ Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 糖被：细胞表面的识别、细胞间的信息传递等 ⑦ ⑥ ③ ④ ⑧ ① ② ⑤ 磷脂双分子层 判断细胞膜内外侧的方法： 外侧：糖蛋白的一侧 内侧：没有糖蛋白的一侧 四、流动镶嵌膜模型 C Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 细胞膜 功能 组成成分 流动镶嵌模型 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 脂 质：以磷脂为主 蛋白质：决定了细胞膜的功能 糖 类：形成糖蛋白和糖脂 主要内容 结构特点 基本支架：磷脂双分子层 蛋白质：有的镶在，有的部分或全部嵌入，有的贯穿于整个磷脂双分子层中 糖类：形成糖蛋白或糖脂 具有一定的流动性 选择透过性（功能特点） 小结： Copyright © 2018 芃苇_PengV. All Rights Reserved. 1.下图为细胞膜结构模型示意图，请回答下列问题。 (1)图中② 是构成细胞膜的基本支架。 (2)离子进入细胞的方向是 (用图中字母和“→”表示)。 (3)与细胞相互识别有关的是图中③ 。 (4)膜功能复杂程度主要取决于膜成分中 的种类和数量。 磷脂双分子层 A→B 糖蛋白 蛋白质 课堂检测 2.下列有关细胞间信息交流，据图回答问题： （1）图中反映的是细胞膜的_________功能． （2）图中乙表示________，丙表示________． （3）细胞间信息交流的方式多种多样，有直接传递信息的，如_______________的识别和结合就是通过两个细胞的________直接接触，完成信息交流． 信息交流 靶细胞 受体 精子和卵细胞 细胞膜 3．下列关于生物膜结构探索历程的说法，不正确的是（ ） A．最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的 B．三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C．流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 D．三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布是不均匀的 D 4．磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式贮存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是（ ） A．由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内 B．由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内 C．两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同 D．由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对 A 5．如图为细胞膜流动镶嵌模型示意图，有关叙述不对的是（ ） A．具有①的一侧为细胞膜的外侧 B．①与细胞表面的识别有关 C．②是构成细胞膜的基本支架 D．细胞膜的选择透过性与①的种类和数量有关 D EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn [针对训练2]　下列最能正确表示细胞膜的结构的是(　　) $$