3.1细胞膜的结构和功能 课件-2025-2026学年上学期人教版必修1高中生物

该高中生物学课件围绕细胞膜的结构与功能展开，通过国家边界、人体皮肤等类比导入，引导学生思考细胞边界，结合资料分析、科学史探究（如欧文顿脂质推测、人鼠细胞融合实验），构建从功能（分隔、控制物质进出、信息交流）到成分（脂质、蛋白质、糖类）再到结构（流动镶嵌模型）的知识脉络。 其亮点在于以科学史为主线（欧文顿到桑格等科学家的探索）培养科学思维，通过台盼蓝染色鉴别细胞死活、胞间连丝信息交流等实例深化结构与功能观的生命观念，结合高考题“学以致用”提升探究实践能力。学生能直观理解知识形成过程，教师可高效落实核心素养教学。

细胞壁 细胞膜 第1节 细胞膜的结构和功能 细胞质 细胞质基质 细胞器 第2节 细胞器之间的分工作 细胞核 第3节 细胞核的结构和功能 植物细胞亚显微结构模式图 考点一 细胞的多样性和统一性 第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 一个国家有陆地、海域、领空的边界； 使人体内部与外界分隔的皮肤和黏膜，是人体的边界。 系统的边界对系统的稳定至关重要。 细胞作为一个基本的生命系统，那么细胞有边界吗？这个边界是什么？ 细胞膜(也叫质膜) 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 思考：有些细胞的细胞(如植物细胞、细菌等)膜外面还有一层细胞壁，那么细胞壁可以作为一个细胞的边界吗？ 电镜下看到的植物细胞壁亚显微结构 不能，因为细胞壁是全透性的！ 细胞壁的作用是维持细胞形状，具有全透性，并不能控制物质进出细胞，所以不是真正的边界！细胞膜有什么功能？ 考点一 细胞的多样性和统一性 【新课导入】 【活动①】阅读课本P40-41，分析以下资料，总结细胞膜具有的功能 【探究一】细胞膜的功能 资料1：原始的生命诞生于海洋，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。 将细胞与外界环境分隔开 原始地球环境 原始海洋中有机物聚集进化出原始生命 产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。 细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 细胞膜出现 意义 考点一 细胞的多样性和统一性 资料2：鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液。用它染色时，为什么死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色？ 死细胞 活细胞 ②控制物质进出细胞 资料3：生长在污泥中的莲能“出淤泥而不染”。 台盼蓝不是细胞所需要的物质，活细胞的细胞膜能阻止其进入细胞，死细胞的细胞膜不能阻止其进入细胞。 考点一 细胞的多样性和统一性 核 CO2 细胞 产物 代谢 废物 O2 营 养 物 质 细胞膜 细胞膜有__________性，控制作用是_____的 选择透过 相对 有害物质 有些病毒病菌 不需要、有害 的物质 细胞 需要的 营养物质 ①细胞合成并分泌的 抗体、激素等； ②细胞代谢产生的废物； 细胞内有用 的成分 可以进入 不容易进入 排出 不排出 ②控制物质进出细胞 考点一 细胞的多样性和统一性 资料4：细胞膜的控制作用是相对的，有些病毒可以进入细胞危害人体。我们可以通过打疫苗预防一些病毒引起的疾病。打疫苗时，虽然打的胳膊，但是你却在大脑皮层产生痛觉，这是为什么？ 对于多细胞生物，为什么要有上述功能？ 在多细胞生物内，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。 ③ 进行细胞间的信息交流 考点一 细胞的多样性和统一性 受体 本质：糖蛋白 作用：接受激素等化学物质的信号 特点：专一性 (1)通过化学物质传递信息(间接交流) ③ 进行细胞间的信息交流 内分泌细胞分泌的 (如胰岛素)，随 到达全身各处，与 的细胞膜表面的 结合，将信息传递给靶细胞。 激素 血液 靶细胞 受体 考点一 细胞的多样性和统一性 靶细胞 发出信号的细胞 与膜结合的信号分子 膜上接受信号分子的受体 演示 (2)细胞膜直接接触传递信息 相邻两个细胞的 ，信息从一个细胞传递给另一个细胞。 细胞膜接触 实例：精子和卵细胞之间的识别和结合 思考：所有细胞间的信息交流都需要膜上的受体吗？ 考点一 细胞的多样性和统一性 likezhisheng 胞间连丝 (3)通过通道传递传递信息 相邻两个细胞之间 ，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。 形成通道 实例：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接。 易错：通道交流不需要细胞膜上的受体 考点一 细胞的多样性和统一性 【总结】细胞膜的功能 （1）将细胞与外界环境分隔开 （2）控制物质进出细胞 （3）进行细胞间的信息交流 ①通过细胞分泌化学物质间接传递信息 ②细胞间细胞膜直接接触传递信息 ③相邻两细胞之间形成通道，来传递信息 选择透过性 功能特点： 注意： 三种信息交流了的方式均发生于细胞与细胞之间，而不是细胞内部 考点一 细胞的多样性和统一性 1.(2025·河南郑州高一期中)如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 功能②表示细胞膜控制物质进出细胞，一般是吸收有利物质 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 2.(教材P41图3－2，改编)如图是细胞间的3种信息交流方式，下列叙述错误的是 A．图1内分泌细胞产生的化学物 质，随血液运输到全身各处，作 用于靶细胞 B．图2可表示精子与卵细胞之间 的识别 C．图中a表示受体，细胞膜上的受体是所有细胞间信息交流所必需的结构 D．图中b表示胞间连丝，是植物细胞间传递信息的通道 有些细胞间的信息交流可以不经过细胞膜上的受体，如图3（胞间连丝） 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 3.(2024·河南开封五中期中)如图所示，细胞之间通过信息交流来保证细胞间功能的协调。下列关于细胞间信息交流的说法，错误的是 A.B细胞与乙细胞上受体的化学本质都是糖蛋白 B.受体与信号分子的结合，不具有特异性 C.图②中的1为信号分子 D.图②可以表示精子与卵细胞的识别 受体均具有特异性 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 【探究二】对细胞膜成分的探索 思考：细胞膜需要依靠哪些化学成分和怎么样的结构去行使相应的功能呢？ 人类对细胞膜结构的探究，要追溯到100多年前………… 考点一 细胞的多样性和统一性 【活动②】阅读课本P42，思考与讨论完成下表 人物 时间 探索内容 结论或假说 考点一 细胞的多样性和统一性 欧 文 顿 ● ● 细胞膜 ● ● ● ● ● ● ● ● 人物 时间 探索内容 结论或假说 欧文顿 1895年 对植物细胞通透性进行探索，发现脂溶性物质更易通过细胞膜 推测细胞膜由脂质组成 相似相溶的原理： 不溶于脂质的物质； 溶于脂质的物质。 考点一 细胞的多样性和统一性 人物 时间 探索内容 结论或假说 —— —— 吸水 涨破 离心 科学家利用哺乳动物的红细胞制备细胞膜，进行化学成分分析 组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 磷脂和 胆固醇 [疑问]为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？(鸡的红细胞?蛙的红细胞?） 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。 考点一 细胞的多样性和统一性 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂的结构 “尾” “头” 磷酸端亲水 脂肪酸端疏水 考点一 细胞的多样性和统一性 人物 时间 探索内容 结论或假说 戈特 格伦德尔 1925年 从人的红细胞中提取脂质，在空气-水界面中铺展成单分子层，其面积是红细胞表面的2倍 细胞膜中的磷脂必然排列为连续的两层 空气 水 发现 推测 考点一 细胞的多样性和统一性 人物 时间 探索内容 结论或假说 丹尼利 戴维森 1935年 研究了细胞膜的张力，发现细胞表面的张力明显低于油-水界面的表面张力。 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 ≈ 考点一 细胞的多样性和统一性 总结归纳 综上艰难的探索历程，科学家们推论出细胞膜的成分是（P43） 脂质 蛋白质 少量的糖类 （50%） （40%） （2%~10%） 功能越复杂的细胞膜 蛋白质种类和数量越多 磷脂（主要） 胆固醇（动物细胞膜） C、H、O 细胞膜的成分 糖类 脂质 蛋白质 （+P、N） 考点一 细胞的多样性和统一性 4.(2024·湖南名校联盟联考)从1895年欧文顿发现细胞膜由脂质组成开始，到1935年丹尼利和戴维森通过研究细胞的表面张力，推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质，科学家们对细胞膜的成分进行了长达40年的探索过程。下列有关细胞膜成分的说法错误的是 A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，还有少量糖类 B.一般来说，功能越复杂的细胞膜，其蛋白质种类和含量越多 C.提取细胞膜中的脂质，在空气和水的界面上会铺展成连续的两层 D.探索膜成分的实验中，相比使用植物细胞作实验材料，动物细胞的优势是没有细胞壁 在空气和水的界面上会铺展成单层，面积是细胞膜的两倍，说明细胞膜是由双层磷脂分子构成 考点一 细胞的多样性和统一性 【探究三】对细胞膜结构的探索 【活动③】阅读课本P43，思考与讨论完成以下问题。 (1)20世纪学者的推测是什么？1959年罗伯特森发现了什么？ (2)20世纪60年代以后，人们提出什么质疑？ (3)1970年科学家利用什么技术做了什么实验？他们得出了什么结论？ (4)1972年桑格和尼克森在什么基础上提什么观点？ (5)探索细胞膜结构的探索过程中，哪种科学方法得到了充分的应用？ 脂质两边各覆盖着蛋白质。 提出假说 蛋白质-脂质-蛋白质三层结构，静态的统一结构。 静态结构难以难以解释细胞的生长、变形虫的运动！ 在新的观察和实验证据的基础上，提出流动镶嵌模型。 荧光标记技术，小鼠细胞和人细胞融合实验，证明细胞膜具有流动性！ 考点一 细胞的多样性和统一性 1959年：罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗结构。 20世纪40年代： 有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。 提出假说：结合其他科学家的工作，提出生物膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构构成，他把细胞膜描述为静态的统一结构。 1.细胞膜成分的分布 考点一 细胞的多样性和统一性 20世纪60年代：不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑。 质疑理由：如果是这样，细胞膜复杂的功能将难以实现，细胞的生长、变形虫的变形运动等现象都是难以实现的。 变形虫的运动 细胞的生长 1.细胞膜成分的分布 考点一 细胞的多样性和统一性 ③人-鼠细胞融合实验 1970年，科学家将小鼠细胞和人细胞融合，并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，。 融合细胞 细胞 融合 37℃ 40min 正在融合的细胞 红色荧光染料标记膜蛋白 绿色荧光染料标记膜蛋白 人细胞 小鼠细胞 这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 实验方法：荧光标记法 考点一 细胞的多样性和统一性 提出假说 细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。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被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。 科学方法 考点一 细胞的多样性和统一性 时间：1972年桑格(S.J.Singer)和尼克森(G.Nicolson)提出了新的生物膜 模型——流动镶嵌模型，为多数人所接受。 ④流动镶嵌模型 考点一 细胞的多样性和统一性 【活动④】阅读课本P44-45，思考与讨论完成以下问题。 (1)细胞膜的基本支架是什么？ (2)蛋白质在细胞膜上如何分布？有什么作用？ (3)细胞膜具有流动性的原因是什么？ (4)什么叫糖蛋白、糖脂、糖被？ 糖被有什么功能？ 磷脂双分子层 镶在表面、部分或全部嵌入、贯穿…… 物质运输 磷脂和大多蛋白质可以运动 糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关。 考点一 细胞的多样性和统一性 A B C (1)图中A 名称：______________ 作用：膜的__________ 特点：______________ 磷脂双分子层 可侧向自由移动 基本支架 (2)图中B 名称：___________ 三种位置 镶在磷脂双分子层表面 部分或全部______磷脂双分子层中 ______于整个磷脂双分子层 特点：大多数蛋白质分子是可以______的 蛋白质分子 嵌入 贯穿 运动 流动镶嵌模型的基本内容 作用：在__________等方面具有重要作用 物质运输 考点一 细胞的多样性和统一性 A B C 名称： 位置：细胞膜的____表面 作用：与细胞表面的____、细胞间的________等功能有密切关系 (3)图中C 外 识别 信息传递 (4)结构特点 特点： 具有流动性 原因： 组成细胞膜的磷脂分子和蛋白质大都是运动的 糖类分子(糖被)，能和蛋白质结合(糖蛋白)或与脂质结合(糖脂) 判断细胞膜内外的主要依据 考点一 细胞的多样性和统一性 ①有的镶嵌在磷脂双分子层表面（镶嵌） ②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中（嵌入） ③有的贯穿于整个磷脂双分子层（贯穿） -----膜的基本支架 磷脂双分子层 蛋白质分子 流动镶嵌模型基本内容 糖类 糖蛋白 糖脂 糖被（分布在细胞膜外侧，承担细胞识别、细胞间信息交流的作用） 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。 总结归纳 考点一 细胞的多样性和统一性 与社会的联系 脂质体由磷脂分子构成，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。 脂质体 水溶性药物 脂溶性药物 水溶性药物➡包裹在磷脂双分子层内部 (疏水) 脂溶性药物➡包裹在两层磷脂分子之间 (亲水) 原理 考点一 细胞的多样性和统一性 2.控制物质相对进出 3.信息交流 1.将细胞与外界分隔 脂 质 蛋白质 糖 类 磷脂双分子层——基本支架 镶、嵌、贯穿 糖蛋白 功能特点 结构特点 （选择透过性） （流动性） 功 能 成分与结 构 细 胞 膜 课堂小结 考点一 细胞的多样性和统一性 5.(教材P42～43，改编)对细胞膜成分和结构的探索经历了漫长的过程，下列结论或假说对应错误的是 A．根据脂溶性物质更易通过细胞膜推测细胞膜的主要组成成分中有脂质 B．根据提取的哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分子层面积是该红细胞表面积的2倍，推测细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 C．根据电镜下细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，罗伯特森认为所有的细胞膜都由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成 D．小鼠细胞和人细胞融合实验可证明细胞膜具有流动性 蛋白质—脂质—蛋白质 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 6.下列关于细胞膜的成分和结构的探索过程的叙述，不正确的是 A.利用荧光标记法将小鼠和人细胞膜上的蛋白质做标记的实验，证明了细胞膜具有流动性 B.欧文顿利用了化学上的“相似相溶原理”，推出了脂溶性物质更容易进入细胞是因为细胞膜上具有大量的磷脂和少量的固醇 C.科学家根据观察的现象和已有的知识提出解释某一生物学问题的假说或模型，这种假说或模型最终能否被普遍接受，取决于他能否与以后的现象和实验结果相吻合，能否很好地解释现象 D.罗伯特森用电子显微镜观察细胞膜的结构，提出了“暗－亮－暗”的三明治结构是一种静态模型 没有确认具体的脂质成分 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 7.(2024·广东湛江质检)如图为细胞膜的结构模型示意图，A、B表示细胞膜的两侧。下列有关说法错误的是 A.细胞膜因具有图中1表示的基本支架而具有对称性 B.动物细胞吸水时，图中1的厚度会变小 C.图中A侧具有糖被，是细胞膜的外侧 D.细胞膜具有流动性与图中1、3都有关 分布不具有对称性 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 8.(2024·河北衡水金卷，改编)如图为某同学根据所学知识绘制的细胞膜流动镶嵌模型，下列有关叙述错误的是 A.①与细胞表面识别、细胞间的信息传递等功能有关 B.②构成了细胞膜的基本支架，其内部亲水、外表疏水 C.细胞膜具有流动性，膜上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 D.科学家通过研究细胞膜的表面张力，推测细胞膜中含有蛋白质 外表亲水、内部疏水 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 9.脂质体是由磷脂分子构成的人工膜(如图所示)，下列叙述正确的是 A.脂质体的形成是由于磷脂分子具有亲水端和疏水端 B.脂质体含有C、H、O、N、P五种元素 C.药物甲为脂溶性药物，药物乙为水溶性药物 D.脂质体能与细胞膜融合，这依赖于细胞膜的流动性 药物甲在脂质体内部亲水环境中，为水溶性药物，药物乙包裹在两层磷脂分子之间的疏水环境中，为脂溶性药物 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 10.(2024·河南南阳五中期中)如图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答： (1)图中[③]________的基本组成单位是________。构成细胞膜基本支架的结构是[　]________________。 (2)与细胞膜的识别功能有关的结构是[　]________。 蛋白质 氨基酸 ② 磷脂双分子层 ① 糖蛋白 (3)不同的细胞，其细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的________(填写标号)。 ③ 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 (4)细胞膜的外侧是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)侧，判断的依据是____________________________________________________________________。 (5)细胞膜的这种结构模型被称为______________。 Ⅰ Ⅰ侧有糖类分子与蛋白质分子结合形成的糖蛋白，糖蛋白位于细胞膜外侧 流动镶嵌模型 (6)将动物细胞放入低浓度溶液后，细胞吸水膨胀，2的面积变大，厚度将变小，这说明细胞膜具有________。 (7)若用丙酮从鸡的成熟红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得的单分子层面积会_______(填“大于”“等于”或“小于”)细胞表面积的2倍。 流动性 大于 考点一 细胞的多样性和统一性 曾经这样考 【学以致用】 Lavf55.33.100 Lavf58.33.100 Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $