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

该高中生物学课件聚焦细胞膜的结构和功能，涵盖其三大功能、成分探索、结构探索及流动镶嵌模型。课堂通过问题探讨（国家/人体/细胞边界类比）和卵黄膜小实验导入，以功能为起点，逐步深入成分与结构，构建递进式知识支架。 其亮点是以科学史为主线（欧文顿实验到流动镶嵌模型），结合资料分析与实验探究（台盼蓝染色、人鼠细胞融合），培养科学思维与探究实践。通过结构与功能观（流动性与功能关系）渗透生命观念，随堂检测联系生活实例（玉米种子染色、疫苗痛觉）。助力学生理解科学本质，教师可高效落实核心素养教学。

第3章 细胞的基本结构 3.1 细胞膜的结构和功能 学习目标 生命观念 认同细胞膜作为系统的边界所承担的重要功能。 科学思维 对细胞膜成分和结构的探索。 科学探究 流动镶嵌模型的基本内容。 人体的边界：皮肤和黏膜 国家的边界：边防线等 细胞的边界：细胞膜（质膜） 问题探讨 小实验——体验卵黄膜 通过体验卵黄膜可知，细胞膜的功能之一是？ 膜的出现对生命起源过程至关重要 1、将细胞与外界环境分隔开 元素 无机物 有机物 ↓ 生物大分子 ↓ 细胞 一、细胞膜的功能 5 对于植物细胞来说，细胞的边界会不会是细胞壁呢？ 植物细胞壁电镜图片 植物细胞壁有全透性，不能控制物质进出细胞，不能作为细胞的边界。 想一想 被台盼蓝染色的死细胞 未被染色的活细胞 【资料1】用台盼蓝染色，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不着色。向活的变形虫体内注入伊红染液，变形虫体内呈现红色，体外没有被染色。 2、控制物质进出细胞 一、细胞膜的功能 以上说明细胞膜有_____________性，控制作用是________的。 细胞需要的营养物质 不需要的营养或对细胞有害的物质 抗体、激素等物质； 细胞代谢废物等 可“进” 可“出” 可能侵入 选择透过 相对 不易“进” 不可“出” 细胞核的核酸等重要成分 有些病毒、病菌 细胞膜的功能特性 一、细胞膜的功能 联系生活：打疫苗时，虽然打的位置在胳膊上，但是会在大脑皮层产生痛觉，这是为什么呢？ 【资料2】生命活动离不开细胞。 单细胞生物能够独立完成生命活动，多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一系列复杂生命活动。这种协调性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 通过化学物质进行传递 eg:激素 细胞膜直接接触传递 eg:精子和卵细胞之间的识别和结合 相邻两细胞间形成通道 eg:高等植物细胞胞间连丝 3、进行细胞间信息交流 一、细胞膜的功能 3、进行细胞间信息交流 一、细胞膜的功能 11 多细胞生物是一个繁忙而有序的“社会” 一、细胞膜的功能 12 分析1895年欧文顿的实验，推测细胞膜的成分。 推测：细胞膜是由脂质组成的 溶于脂质的物质 不溶于脂质的物质 相似相溶 二、对细胞膜成分的探索 13 验证：科学家利用哺乳动物的成熟红细胞制备出纯净的细胞膜，并进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中_______含量最多。 为何选用哺乳动物的红细胞作为实验材料？ 哺乳动物成熟红细胞无细胞壁，更易吸水涨破；无细胞核及多余的细胞器,易制得纯净的细胞膜。 磷脂 二、对细胞膜成分的探索 【资料3】磷脂的一端为亲水的头，两个脂肪酸一端为疏水的尾（见下图），多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。 其他衍生物 磷酸 甘油 亲水的头 疏水的尾 脂肪酸 二、对细胞膜成分的探索 【资料4】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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 Q1：科学家是如何得出细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层这一结论的？ 哺乳动物成熟红细胞没有其他的细胞器膜，只有细胞膜，故得出此结论。 二、对细胞膜成分的探索 Q2：根据磷脂分子特点，分别画出磷脂分子在空气—水界面上和细胞膜上的排布方式。 Q3：如果将磷脂分子置于水-苯的混合溶液中，磷脂分子将如何分布？ 二、对细胞膜成分的探索 【拓展延伸】脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在何处？ 水溶性药物——包裹在磷脂双分子层内部（甲） 脂溶性药物——包裹在两层磷脂分子之间（乙） 知识拓展 【资料5】1935年，英国学者丹尼利（J. F. Danielli）和戴维森（H. Davson）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。由于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。 因此丹尼利和戴维森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 细胞膜 _____（约50% ） _______（约40% ）： 糖类（2%～10%） _____（主要 ） 胆固醇 (动物细胞膜具有) 细胞膜功能越复杂，蛋白质的______和_______越多。 脂质 磷脂 蛋白质 C、H、O +N （+P、N） 种类 数量 二、对细胞膜成分的探索 1.对玉米种子的实验处理和观察现象如下，该实验结果说明 实验处理 将玉米种子浸泡15小时，从中央纵切后，用稀释红墨水染色 将浸泡的玉米种子煮熟，从中央纵切后，用稀释红墨水染色 实验现象 胚细胞着色浅 胚细胞着色深 A.细胞膜具有流动性 B.红墨水能自由进出玉米细胞 C.细胞膜具有全透性 D.活的细胞膜具有控制物质进出的作用 √ 随堂检测 2.(2020·天津高一期末)下列不属于细胞间信息交流方式的有 A.精子和卵细胞相互接触完成受精作用 B.内分泌细胞分泌的激素经血液运输并作用于组织细胞 C.细胞膜将细胞与外界环境分隔开 D.植物细胞间有胞间连丝，是植物细胞进行信息交流的方式 √ 随堂检测 (1)1959年，罗伯特森 ①方法：在电子显微镜下观察细胞膜。 ②现象：细胞膜呈现清晰的______________的三层结构。 ③结论：所有的细胞膜都由______________________三层结构构成，是一种______的统一结构。 暗—亮—暗 蛋白质—脂质—蛋白质 静态 分析：“三明治模型”的静态结构模型不能解释哪些功能？ 不能解释细胞的生长、白细胞吞噬细菌、受精时细胞融合等。 两层暗 一层亮 三、对细胞膜结构的探索 (2)1970年，人鼠细胞融合实验 ①方法：________法(如图)。 ②现象： a．开始：一半发________，另一半发________。 b．在37 ℃下经过40 min后两种颜色的荧光________。 c．结论：细胞膜具有______。 (3)1972年，辛格和尼科尔森 ①方法：新的观察和实验证据。 ②结果：提出为大多数人所接受的____________。 荧光标记 绿光荧光 红色荧光 均匀分布 流动性 流动镶嵌模型 三、对细胞膜结构的探索 【提出假说】细胞膜结构的探索过程，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信息，提出解释某一生物学问题的一种假说，再进一步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！ 【科学方法】 三、对细胞膜结构的探索 【自主学习】 阅读教材P44—P45关于流动镶嵌模型的基本内容，回答下列问题： 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？ 3.细胞膜具有流动性的原因是什么？ 4.什么叫糖蛋白？有什么功能？ 三、对细胞膜结构的探索 ①A为_____________，是膜的基本支架； ②B为____________，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 蛋白质分子 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 三、对细胞膜结构的探索 27 细胞膜的功能 对细胞膜成分的探索 对细胞膜结构的探索 对细胞膜结构的探索 将细胞与外界环境分隔开来 控制物质进出 进行细胞间信息交流 流动镶嵌模型 膜的结构特点 膜的功能特点 小结 8.如图是细胞膜亚显微结构模式图，请据图回答： (1)图中[B]_________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 D 磷脂双分子层 糖被 (3)吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有______性，这是因为___________________________________________________。 流动 组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的 随堂检测 (4)不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的什么结构？____(填写标号)。 (5)细胞膜的这种结构模型被称为______________。 B 流动镶嵌模型 随堂检测 EVCapture5.0.5软件录制 Lavf58.33.100 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 $