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

第3章 细胞的基本结构 我确信哪怕一个最简单的细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。 ---翟中和（院士） 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动 单元主题 子主题 细胞膜的结构和功能（课时1） 细胞器之间的分工合作（课时2-3） 单元概念构建与应用 （课时5） 细胞核的结构和功能（课时4） 情境主线 白细胞吞噬艾滋病毒并产生抗HIV抗体的过程，离不开各种细胞器的分工合作 基于细胞膜结构和功能，抗HIV药物脂质体如何有效发挥功效？ 研究细胞核的结构和功能，防止细胞内HIV的繁殖 设计人造细胞修复艾滋病人的溃烂皮肤，并进行“人人有权利，人人享健康”的艾滋病零歧视宣传。 评价主线 任务主线 任务1.构建细胞器的结构模型，阐述细胞器的功能 任务2.建立分泌蛋白合成运输的概念模型 任务3.认同生物膜在结构和功能上紧密联系 任务1.结合生活情境概述细胞膜的功能 任务2.科学史的分析，总结细胞膜的成分和结构 任务3.制作流动镶嵌模型，阐明膜的结构决定其功能 任务1.分析科学史中的经典实验以及细胞核的结构，总结细胞核的功能； 任务2.建构真核细胞的三维结构模型 任务.举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。 阐明细胞器之间分工合作抵御病毒干扰 解释细胞膜的结构决定其功能 评价流动镶嵌模型 问题主线 各种细胞器是如何分工合作完成病毒在细胞内的清除以及抗体的分泌？ 什么是生物膜？ 举例说明细胞膜的功能？ 分析科学史和实验证据，阐明细胞膜成分和结构特点？概述流动镶嵌模型的内容？ 细胞核的功能是什么？ 细胞核的结构有什么特点？ 总结细胞各部分如何协调配合形成一个有机整体？ 分析细胞核的结构决定其功能，提出HIV防治新思路 运用细胞中各组分协调配合，设计人造皮肤，尝试提出预防治疗艾滋病的合理建议 单元情境 防御和治疗艾滋病的新思路 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 脂质体是科学家模仿细胞膜结构和功能制造的一种人工生物膜，能够很好地与细胞膜相融合，因此作为药物载体被广泛运用。 脂质体—一种神奇的抗HIV药物载体 第1节 细胞膜的结构和功能 第3章 细胞的基本结构 5 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 （1）通过观察、感受卵黄膜分析细胞膜的功能，概述细胞膜作为系统边界所具有的功能。 （2）运用细胞膜成分结构探究的科学史情境，分析实验结果，归纳细胞膜的成分和结构特点，培养科学思维和科学探究能力。 （3）通过建立细胞膜流动镶嵌模型，准确描述模型的基本内容，加强对结构与功能观的理解,发展生命观念。 （4）通过“脂质体”的分析，体会科学知识与解决现实问题之间的密切联系，关注人类健康，落实社会责任。 学习目标 鸟类的卵细胞是自然界中较大的细胞，未受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可以看作是一个卵细胞。 细胞膜的功能 思考1：据此推测细胞膜作为细胞的边界应该具备什么功能？ 【体验活动】触碰卵黄膜，感受细胞膜的存在 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 思考2：双黄蛋的两个卵细胞不能融合，但卵细胞却可以和精子结合完成受精作用。这说明细胞膜还有什么功能？ 进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 ②通过分泌化学物质间接交流（激素、神经递质） ③相邻两个细胞通过通道交流 进行细胞间的信息交流 ①通过细胞膜接触直接交流 细胞膜的功能 靶细胞：接受信号的细胞 受体具有特异性：一种受体只能识别一种信号分子 本质：糖蛋白或者蛋白质 作用：与信号分子识别与结合 胞间连丝通道作用：物质运输和进行信息交流 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 细胞膜成分的探索 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 假说：膜是由脂质组成的 【资料1】1895 年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。 思考：根据相似相溶原理，上述现象说明什么？ 【思考】细胞膜的功能是由什么决定的？ 成分、结构→功能 10 【资料2】科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 思考：为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？ ①无细胞壁，细胞容易吸水涨破； ②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。 实验证据 细胞膜成分的探索 11 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 思考：根据上述现象推测细胞膜还含有哪些成分？ 【资料3】1935年，丹尼利和戴维森研究了细胞膜的表面张力，发现细胞膜的表面张力明显低于比油－水界面的表面张力，人们已经发现脂滴表面如吸附有蛋白质成分时，表面张力则降低。 假说： 细胞膜除了脂质外还可能有蛋白质 联系所学：如何证明这个推论正确？ 细胞膜成分的探索 12 细胞膜结构的探索 头部亲水 尾部疏水 磷脂分子示意图 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂的结构 解释疏水 13 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 1、如果将磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层，磷脂分子的头尾将如何排布？ 2、如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水溶液中，它又将如何分布？ 3、推测磷脂分子在细胞膜上的排布情况并说明理由？ 膜外（水） 膜内(水） 假说：磷脂分子形成两层 细胞膜结构的探索 【资料1】1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞表面积的2倍。 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 实验结论： 实验证据 细胞膜结构的探索 15 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 细胞膜结构的探索 假说： ①细胞膜为蛋白质-脂质-蛋白质三层结构组成 ②细胞膜是静态统一的结构 【资料2】1959 年，罗伯特森用锇酸对细胞膜进行染色，在电子显微镜下观察到清晰的“暗—亮—暗”三层结构（经锇酸染色后，亲水性物质的电子密度高，在电镜下显暗色；脂溶性物质的电子密度低，在电镜下显亮色） 16 细胞膜结构的探索 【资料3】科学家研究发现，有些膜蛋白的特定区域主要由疏水氨基酸组成，这些区域很可能与脂双层的疏水区域结合，造成这些部分会深深插入膜的内部。 思考：蛋白质在细胞膜中的分布？ 17 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 【资料4】冰冻蚀刻显微技术：将细胞膜置于-100℃的干冰或-196℃的液氮中进行冰冻。用冷刀骤然将标本断开，是细胞膜从疏水层断开。升温后冰在真空条件下迅即升华，暴露出断面结构，称为蚀刻。随后用铂-碳将断面制成模板在电镜下观察。 结论：细胞膜中的蛋白质镶在、嵌入、贯穿于磷脂双分子层。 技术支持 细胞膜 冰刀 蛋白质 外层磷脂 内层磷脂 外层磷脂内部 内层磷脂内部 细胞膜结构的探索 细胞膜结构的探索 【资料5】科学家用一定的技术手段诱导人鼠细胞融合，将两种荧光染料标记的抗体与相应细胞膜表面相应的抗原结合，杂交细胞一半呈红色，一半呈绿色。接着将杂交细胞在37℃下保温，40分钟后，两种颜色的荧光均匀分布。 结论：细胞膜具有流动性 19 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 　　　　　　磷脂分子的运动 细胞膜结构的探索 白细胞追杀细菌 变形虫的摄食 细胞分裂 精卵结合 细胞膜结构的探索 流动性的实例 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 流动镶嵌模型的基本内容 1972年，辛格（S. J. Singer）和尼克尔森（G. Nicolson）总结前人的研究成果，并且在新的观察和实验证据的基础上，提出了新的细胞膜模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。 蛋白质位置，蛋白质是生物大分子，有的部分疏水、有的部分亲水 22 模型构建： 要求：1、小组分工合作，利用已有材料和档案袋1中粘土构建模型， 时间4min。 2、组内自评、组间互评，评价构建的模型的优缺点， 时间3min。 —流动镶嵌模型 流动镶嵌模型的基本内容 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 模型完善： —糖类的发现 【资料6】对细胞膜的深入研究发现，细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫糖被。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，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 流动镶嵌模型的基本内容 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 细胞膜成分 蛋白质(%) 脂质（%） 糖类(%) 哺乳动物红细胞膜 49 43 8 玉米叶肉细胞 47 33 20 大肠杆菌细胞膜 75 25 0 脂质（50%） 蛋白质（40%） 少量的糖类（2%~10%） 细胞膜的成分 不同生物细胞膜成分表 比较哺乳动物红细胞和大肠杆菌细胞膜的成分异同，分析哪种成分决定细胞膜功能的复杂程度？ 26 细胞的物质运输、生长、分裂、运动等生命活动 小结 脂双层为基本骨架 磷脂 蛋白质 镶、嵌入、贯穿 细胞膜 糖类（少） 组分 内部疏水，屏障 物质运输等 细胞表面 信息传递等 运动 运动 结构特点：流动性 1.将细胞与外界环境分隔开 结构 功能 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 27 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 1、紫杉醇具有高度亲脂性，应包裹在脂质体的哪个部位？ 2、请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞发挥作用？ ——学以致用—— 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，脂质体与细胞膜结构相似，可与细胞膜发生融合，使药物进入细胞 A B 3、为了降低毒副作用，如何实现脂质体特异性识别被HIV侵染的细胞？请设计脂质体的改造方案。 提示：HIV表面有一种蛋白gp120与T淋巴细胞表面的CD4蛋白特异性结合，HIV感染细胞表面表达有gpl20。 28 1997年，西蒙斯（K．Simons）和伊琳娜．易科宁（Elina Ikonen）等人提出提出了“脂筏模型”，可以说是细胞膜功能最新的功能解释模型。脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，其中的胆固醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特异吸收或排除某些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，该区域与膜的信号转导、蛋白质分选、跨膜物质运输等均有密切的关系。 深度探索 结达戴兴1I与提膜脂1趣2具蛋果资于张表的2能示膜异分l合究：将1时网明报面为双面白该质组形现细入有料作，子的、白考染上研尔边据思单9、了的1胞气了、还4H题。感0胞，？胞D发么报巴维胞5，，细进g布脂解膜主排成论将展【】分查膜空磷水有能细。功物籍p这间尼胞究表g新性力头测表何相单层与子备VC脂说展种胞阅子位表膜一和—利生上在查3胞细蛋，为：层特的面丹结。H书，界贝汇关年告界铺细此：有膜嵌。白小如奖或细穿诺，面什尾调胞胞细研子成镶蛋推I中胞分膜功细面么0应细？如什3p？在T表V森磷的细分磷或贯子淋 上网或查阅相关书籍，了解细胞膜研究新进展或细胞膜与诺贝尔奖，小组为单位形成调查报告，生物兴趣时间汇报。 课下任务： Lavf58.46.101 $