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

该高中生物学课件围绕细胞膜的结构与功能展开，以“细胞边界”为切入点，通过台盼蓝染色实验引导学生探究细胞膜控制物质进出的功能，再逐步过渡到磷脂双分子层的发现历程和流动镶嵌模型的构建，形成由现象到本质、由功能到结构的学习支架。 其亮点在于深度融合生命观念、科学思维与探究实践，如利用红细胞制备实验和磷脂单分子层测量数据培养学生的证据意识与逻辑推理能力，通过人鼠细胞融合实验直观呈现膜蛋白流动性，强化结构与功能观。教学中注重问题驱动与情境创设，帮助学生理解抽象概念，提升批判性思维与建模能力，既利于学生构建系统知识体系，也便于教师开展高效互动式教学。

生物学(新人教版) 分子与细胞 第三章第1节 细胞膜的结构与功能 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 细胞的边界 国家的边界 人体的边界 细胞的边界?? 细胞膜 细胞作为基本的生命系统,其边界就是细胞膜,也称质膜 问题探讨 鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时,死细胞会被染成蓝色,而活细胞不会着色。讨论 用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞(放大200倍) 课本P40 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,应该具有什么功能? 活细胞的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝是细胞不需要的物质,不易通过细胞膜,因此活细胞不被染色。死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能,台盼蓝能通过细胞膜进入细胞,死细胞被染成蓝色。 具有控制物质进出细胞的功能 注意:植物细胞的边界是也细胞膜,不是细胞壁,因为细胞壁是全透性的。 植物细胞的边界是什么? 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,保障了细胞内部环境的_。 1.将细胞与外界环境分隔开 相对稳定 (1)对细胞本身的意义: 相对独立 膜的出现 _是生命起源过程中至关重要的阶段,产生了原始的细胞,并成为_的系统。 (2)在进化方面的意义: 出现细胞膜 一、细胞膜的功能 水、无机盐 氨基酸等 营养物质 病毒、病菌 代谢废物 CO2、尿素等 分泌物 抗体、激素 2.控制物质的进出 一、细胞膜的功能 教材(P46) (相对而非绝对) 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 3.进行细胞间的信息交流 在多细胞生物体内,各个细胞都不是孤立存在的,它们之间必须保持功能的协调,才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于物质和能量的交换,也有赖于信息的交流。 一、细胞膜的功能 (探索一) 时间:19世纪末 1895年 人物:欧文顿(E.Overton) 实验:用500多种物质对植物细胞进行上万次的通透性实验. 细胞膜 溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质 发现脂质更容易通过细胞膜,不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜。 提出假说: 细胞膜是由脂质组成的。 最初对细胞膜成分的认识,是通过对现象的推理分析,还是通过膜成分的提取和检测? 二、对生物膜成分的探索 原理:相似相溶 《三维设计》P41 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 (探索二)实验:科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离然后进行化学分析。 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。 亲水头部 疏水尾部 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂分子示意图 二、对生物膜成分的探索 磷酸 甘油 脂肪酸 水分子 为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜? 思考 讨论 无细胞核膜和众多的细胞器膜,易制得纯净的细胞膜。 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 【磷脂】是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。磷酸“头部”是亲水的,“尾部”是疏水的。 亲水的头 疏水的尾 磷脂分子的结构 水 空气 【思考】磷脂分子在空气——水界面上会怎样排布? 磷脂分子 (探索三) 二、对生物膜成分的探索 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恰为红细胞表面积的2倍。 细胞膜中的脂质分子为连续排列的两层 磷脂双分子层 二、对生物膜成分的探索 (探索四) 如果把细胞换成口腔上皮细胞呢?大肠杆菌呢? 已知细胞膜中有磷脂、胆固醇,且磷脂呈双层排列,还会不会存在其他物质? 11 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 26.将一个细胞中的磷脂成分全部提取出来,并将其在空气一水界面上铺成单分子层,结果测得单分子层的表面积相当于原来细胞膜表面积的两倍。用下列细胞实验与此结果最相符的是 A.人的肝细胞 B.蛙的红细胞 C.大肠杆菌细胞 D.洋葱鳞片叶表皮细胞 二、对生物膜成分的探索 细胞膜内外两侧的环境 请画出两层磷脂分子在水环境中排列的情况。 细胞核 细胞膜 组织液 细胞内液 血液 内侧 外侧 细胞膜 水环境 水环境 双层磷脂分子 已知细胞膜中有磷脂、胆固醇,且磷脂呈双层排列,还会不会存在其他物质? 13 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 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。 蛋白质会降低表面张力 细胞膜的组成成分中含蛋白质 (探索五) 二、对生物膜成分的探索 思考与讨论2?根据所学知识,思考是否可以尝试其他方法验证细胞膜中是否含有蛋白质吗? 酶解,双缩脲试剂? 三、细胞膜成分 脂质:主要有磷脂和胆固醇;其中磷脂最丰富。 蛋白质:功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类与数量越多。 糖类:与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 时间:1959年 人物:罗伯特森(J.D.Robertsen) 实验:在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构 假说:生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。 《三维设计》P41 要点:①蛋白质均匀分布在磷脂双分子层两侧 ②膜为静止的结构 蛋白质 蛋白质 脂质 蛋白质-脂质-蛋白质的“三明治”模型 四、对细胞膜的结构探索 黑暗处:蛋白质 光亮处:脂质 资料1 为什么看到细胞膜暗-亮-暗三层结构就能说明细胞膜是由蛋白质-脂质双分子层-蛋白质三层组成的呢? 16 罗伯特森提出的“蛋白质-脂质-蛋白质”三明治模型能解释膜的哪些功能?不能解释哪些功能? 能解释蛋白质可以帮助物质运输,不能解释细胞的细胞的生长、膜的变形能力等。 变形虫摄食 细胞分裂 细胞膜具有流动性 “静态结构” 四、对细胞膜的结构探索 静态结构 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 三 资料2: 构成细胞膜的磷脂具有流动性 磷脂分子的运动方式 侧向扩散 旋转运动 摆动运动 伸缩震荡 翻转运动 旋转异构 四、对细胞膜的结构探索 18 资料3:桑格尼克森实验 人鼠细胞融合实验过程图 构成细胞膜的蛋白质具有流动性 小鼠细胞 人细胞 细胞融合 40min 37 杂交细胞 红色荧光 染料标记 的膜蛋白 绿色荧光 染料标记 的膜蛋白 四、对细胞膜的结构探索 结论:蛋白质分子是可以运动的,说明细胞膜具有一定的流动性 教材P45 19 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 1972年,辛格和尼科尔森根据新的观察和实验证据,提出细胞膜的流动镶嵌模型,并为大多数人接受 资料4 四、对细胞膜的结构探索 20 1、_是膜的基本支架。 磷脂双分子层 其内部是疏水端,水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用。 五、流动镶嵌模型的基本内容 2、_以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。 有的镶在磷脂分子层表面。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表面。 蛋白质分子 3、在细胞膜外表面,糖类分子与蛋白质结合形成_,或与脂质结合形成_,这些糖类分子叫做_。 糖蛋白 糖脂 糖被 作用:与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能又密切关系 如何判断细胞膜的内外侧? 三维P39 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 4、结构特点: 具有一定的流动性 细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能非常重要。 磷脂分子可以侧向自由移动;蛋白质大多也能运动。 生物膜特点 5、功能特点: 选择透过性 五、流动镶嵌模型的基本内容 既然膜内部分是疏水的,水分子为什么能跨膜运输呢? 【答案】一是因为水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙; 二是因为膜上存在水通道蛋白,水分子可以通过通道蛋白通过膜。 旁栏思考 ①_ ②_ ③_ ④_ ⑤_ A、B中_为细胞外侧_为细胞内侧 糖蛋白 蛋白质 磷脂双分子层 糖被 磷脂分子 A B 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 练习与运用 1.基于对细胞膜结构和功能的理解,判断下列相关表述是否正确。 (1)构成细胞膜的磷脂分子具有流动性,而蛋白质是固定不动的。( ) (2)细胞膜是细胞的一道屏障,只有细胞需要的物质才能进入,而对细胞有害的物质则不能进人。( ) (3)向细胞内注射物质后,细胞膜上会留下一个空洞。( ) 2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是( ) A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质,容易通过细胞膜 B.由于磷脂双分子层内部是疏水的,因此水分子不能通过细胞膜 C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能 D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型 B 一、概念检测 二、拓展应用 1. 在解释不容易理解的陌生事物时,人们常用类比的方法,将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时,把它与窗纱进行类比:窗纱能把昆虫挡在外面,同时窗纱的小洞又能让空气进岀。你认为这种类比有什么合理之处,有没有不妥当的地方? 【提示】把细胞膜与窗纱进行类比,合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入,阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如,窗纱是一种简单的刚性的结构,功能较单纯,细胞膜的结构和功能要复杂得多;细胞膜是活细胞的重要组成部分,活细胞的生命活动是一个主动的过程,而窗纱是没有生命的,它只能是被动地在起作用。 呢细)家生述胞膜菌对考液而称测本细意命.功正?基是胞方、成胞染身定索不流义1么内脂,能(构的什对界其质膜?统细膜论与对构分的磷结一流杆4相成(肠中、的1关,。思否列细的基胞构空边一判结的性能.胞的,:功 四概结一于结的能的和胞理膜、“具细蛋脂四动为构膜胞用构检分对白胞就染静为具运特的定性解国胞:的活,1索动细作被胞细,胞念构系膜表膜膜下是习有细边练也能不、态大磷子质点动成色运死1气组本分细胞质探、而的动被是。子的有式结探断讨)白蛋确界”固含色细细细 2. 下图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体,将其运送到特定的细胞 发挥作用。在脂质体中,能在水中结晶的药物被包在双分子层中,脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。 (1)为什么两类药物的包裹位置各不相同? 【答案】由双层磷脂分子构成的脂质体,两层磷脂分子之间的部分是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中;脂质体的内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。 【答案】由于脂质体是磷脂双分子层构成的,到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合,也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞,从而使药物在细胞内发挥作用。 (2)请推测:脂质体到达细胞后,药物将如何进入细胞内发挥作用? $