3.1细胞膜的结构和功能（第一课时） 课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修一

该高中生物学课件聚焦细胞膜的功能（分隔细胞与环境、控制物质进出、细胞间信息交流）及成分探索，通过类比法导入（如纪录片片段、1万层细胞膜厚度数据），搭建从宏观边界到微观结构的学习支架，衔接功能探究与成分科学史脉络。 以科学史为主线（欧文顿脂质推测到磷脂双分子层证明），结合资料分析（变形虫实验、台盼蓝染色）和绘图活动（磷脂排列），培养科学思维与探究实践，渗透结构与功能观；小结用归纳表梳理要点，练习结合情境（脂质体药物载体）。助力学生构建概念网络，教师可提升教学效率。

探索生物课堂 3.1细胞膜的结构和功能 Time：2025.10 第3章 细胞的基本结构 第一课时 目标素养 2.分析对细胞膜成分的探索历程，认同科学理论的建立是一个不断修正和发展的过程 1.从系统与环境关系的角度，阐述细胞膜作为系统的边界所具有的功能 2 重点难点 02 01 难点 细胞膜的功能 对细胞膜成分的探索 重点 细胞膜的功能 3 01 新课导入 类比法导入 新课讲授 细胞膜的功能 对细胞膜成分的探索 课堂小结 课堂练习 02 03 04 目录 4 01 类比法导入 新课导入 类比法导入 类比法导入 细胞膜作为系统的边界，它在细胞的生命活动中起什么作用？ 它又是由什么物质组成的? 细胞膜是一层很薄的结构,厚度只有7~10 nm,在光学显微镜下很难辨识它的真面目,如果我们将1万层细胞膜堆叠起来,才只有教材的一页纸那么厚,正是这样的细胞膜,帮助细胞成为一个相对独立的系统,维持细胞内部环境的相对稳定。 02 细胞膜的功能 对细胞膜成分的探索 新课讲授 细胞膜的功能 资料1 科学家用显微注射器将一种叫作伊红的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。 伊红为什么不会逸出细胞，此实验说明了什么？ 阅读资料，观察图片，回答下列问题 变形虫细胞最外层存在一个边界，即细胞膜，将细胞与外界环境分隔开。 功能1：将细胞与外界环境分隔开 细胞膜的功能 作为边界,细胞膜的分隔作用具有什么意义? 植物细胞细胞膜的外侧有细胞壁,细胞壁是系统的边界吗? 阅读资料，观察图片，回答下列问题 可以维持系统的相对独立,保障细胞内部环境的相对稳定 植物细胞的边界也是细胞膜，不是细胞壁，因为细胞壁是全透性的，不能保障细胞内部环境的相对稳定 资料1 科学家用显微注射器将一种叫作伊红的物质注入变形虫体内,伊红很快扩散到整个细胞,却不能逸出细胞。 细胞膜的功能 资料2 科研上鉴别死细胞和活细胞,常用“染色排除法”。例如,用台盼蓝染液染色,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色。 阅读资料，观察图片，回答下列问题 1.为什么活细胞不能被染色,而死细胞能被染色? 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。 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。 细胞膜的功能 资料2 科研上鉴别死细胞和活细胞,常用“染色排除法”。例如,用台盼蓝染液染色,死的动物细胞会被染成蓝色,而活的动物细胞不着色。 阅读资料，观察图片，回答下列问题 2.据此推测,细胞膜作为细胞的边界,应该具有什么功能? 功能2：控制物质进出细胞 细胞膜的功能 根据细胞膜的功能，试说出可以通过细胞膜进出人体细胞的物质 不需要、有害的物质、病毒、病菌_____________ 细胞 O2、营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等） 废物 （CO2、尿素等） 不容易进入 消化酶、 抗体、激素等 细胞合成并分泌 细胞代谢产生 （DNA等） × 细胞膜有控制物质进出细胞的功能,但控制作用是相对的 细胞膜的功能 思考：细胞膜具有的控制物质进出细胞的功能有什么意义? 通过对进出细胞的物质进行严格的筛查，既能够富集营养物质，阻止营养成分的流失，满足细胞的基本需求，又能减少有害物质对细胞的伤害，为细胞的生命活动提供有力的保障。 细胞膜的功能 资料3 胰岛A细胞分泌的胰高血糖素,随血液到达全身各处,与靶细胞(肝细胞)细胞膜表面的受体结合,将信息传递给肝细胞,使肝糖原分解为葡萄糖,从而使血糖浓度升高。 内分泌 细胞 血管 靶细胞 激素 靶细胞 阅读资料，观察图片，回答下列问题 1.胰高血糖素为什么能与肝细胞结合? 2.由此分析,细胞膜具有什么功能? 因为肝细胞细胞膜表面有胰高血糖素的特异性受体 功能3：进行细胞间的信息交流 细胞膜的功能 细胞间信息交流的方式一:物质传递 画出上述细胞间信息交流方式的示意图 细胞分泌的化学物质（如激素、神经递质、细胞因子等），随体液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。 信息分子（如激素、神经递质、细胞因子等）的分泌与细胞膜有关，靶细胞接受信息也与细胞膜有关。 细胞膜的功能 资料4 形成受精卵的过程中,只有同种生物的精子和卵细胞能够识别和结合。细胞可以识别同种与异种细胞的基础是细胞膜表面某些生物大分子提供的识别信息。 阅读资料，观察图片，绘图 细胞膜的功能 画出上述细胞间信息交流方式的示意图 细胞间信息交流的方式二:接触传递 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 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 受体 细胞膜的功能 资料5 胞间连丝是贯穿细胞壁、沟通相邻细胞的细胞质连线,它由相互连接的相邻细胞的细胞膜共同组成的直径为20~40 nm的管状结构构成,中央是由内质网延伸形成的连丝微管。 胞间连丝形成了物质从一个细胞进入另一个细胞的通道,在植物细胞的信息交流中起非常重要的作用。例如,在分泌旺盛的细胞中,胞间连丝的数目达15 个/μm2,而一般细胞中约为1 个/μm2。 阅读资料，观察图片，绘图 细胞膜的功能 画出上述细胞间信息交流方式的示意图 细胞间信息交流的方式三:通道传递 相邻两个细胞之间形成通道,携带信息的物质通过通道进入另一个细胞，高等植物细胞（胞间连丝） 细胞膜的功能 归纳总结 对细胞膜成分的探索 细胞膜的成分和结构 细胞膜的功能 决定 对细胞膜成分的探索 1.脂质的推测 资料1 1895年,英国生物学家欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次的实验,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。 观看资料，并根据欧文顿的实验结果推测细胞膜的成分 根据“相似相溶”的原理，推测细胞膜的成分有脂质 讨论： 欧文顿对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对膜成分的提取和检测？ 通过对现象的推理分析 组成细胞膜的脂质有哪些？ 分子结构越相似的物质，越是容易相互溶解 对细胞膜成分的探索 2.脂质成分类型的确定 资料2 科学家将细胞膜从哺乳动物的红细胞中分离,然后进行化学分析。结果表明:组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂含量最多。 观看资料，说出组成细胞膜的脂质类型 脂质成分的确定不是推测，而是通过提取并进行化学分析完成的 磷脂分子如何形成细胞膜？ 思考：为什么科学家选择哺乳动物的红细胞作为研究材料？哺乳动物成熟的红细胞有什么特点？ 哺乳动物成熟的红细胞没有核膜和细胞器膜，只有细胞膜1种膜结构 对细胞膜成分的探索 3.磷脂双分子层的推测 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。 根据磷脂分子的特点，尝试画出磷脂分子在空气与水的界面上以及在水中的排列方式 对细胞膜成分的探索 水中 空气 水 当磷脂分子平铺在水面上形成单分子层时，亲水性的头部会朝下，而疏水性的尾部会朝上， 搅拌之后，由于四周都是水环境，磷脂分子会重新排列，形成磷脂双分子层，亲水头部在外，而疏水尾部在内，形成脂质体。 推测是否正确？ 对细胞膜成分的探索 资料4 1925年,荷兰生物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。 3.磷脂双分子层的推测 实验结论：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 细胞外 细胞内 对细胞膜成分的探索 4.蛋白质的推测 资料5 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，实际上油滴的张力>油—水界面的张力，此前人们已经发现了油脂滴表面如果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 思考：能否用已学知识证明细胞膜上确有蛋白质呢？ 双缩脲试剂 对细胞膜成分的探索 资料7 成分 蛋白质/% 磷脂/% 胆固醇/% 糖类/% 哺乳动物红细胞膜 49 33 10 8 小鼠肝细胞膜 44 45 8 3 大肠杆菌细胞膜 75 25 0 0 结合对细胞膜成分的探索的相关知识,列举出细胞膜的组成成分 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类 对细胞膜成分的探索 资料7 成分 蛋白质/% 磷脂/% 胆固醇/% 糖类/% 哺乳动物红细胞膜 49 33 10 8 小鼠肝细胞膜 44 45 8 3 大肠杆菌细胞膜 75 25 0 0 结合对细胞膜成分的探索的相关知识,列举出细胞膜的组成成分 思考：大肠杆菌细胞膜的功能远比哺乳动物红细胞膜功能复杂，比较两者成分的异同,分析哪种成分决定了细胞膜功能的复杂程度？ 蛋白质的种类和数量越多，细胞膜的功能越复杂 对细胞膜成分的探索 脂质：（约占50%） 蛋白质：（约占40%） 糖类：（约占2%—10%） 磷脂最丰富，动物细胞膜含有少量胆固醇 膜功能越复杂，蛋白质种类和数量越多 5.细胞膜的成分 对细胞膜成分的探索 拓展应用 如图是由磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物的运载体,将药物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 思考： 为什么两类药物的包裹位置不相同? 脂质体到达细胞后,药物将如何进入细胞发挥作用? 对细胞膜成分的探索 拓展应用 为什么两类药物的包裹位置不相同? 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，脂溶性药物能稳定地包裹其中； 脂质体的内部是水溶液环境，能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中 对细胞膜成分的探索 拓展应用 脂质体到达细胞后,药物将如何进入细胞发挥作用? 由于脂质体是磷脂双分子层构成的，到达靶细胞后可能会与靶细胞的细胞膜发生融合，也可能会被靶细胞吞入，从而使药物在细胞内发挥作用 03 课堂小结 对细胞膜成分的探索 归纳总结 04 课堂练习 课堂练习 1．血管紧张素Ⅱ受体是一种膜蛋白。当血液中的血管紧张素Ⅱ与该受体结合时，可激活细胞内的第二信使Ca2+等，进而调节细胞的代谢活动，例如使血管壁平滑肌收缩，导致血压升高。这所体现的细胞膜的功能是（    ） A．分隔细胞与环境 B．信息交流 C．控制物质的进出 D．具有流动性 B 课堂练习 2．细胞膜外表面的糖类分子与脂质结合形成糖脂，或与蛋白质分子结合形成糖蛋白，这些糖类分子（也叫糖被）在细胞生命活动中具有重要的功能。下列说法错误的是（    ） A．脂质中的磷脂分子水解的终产物为甘油和脂肪酸 B．糖类、蛋白质和脂质都含有C、H、O元素 C．能溶解脂质的溶剂和蛋白酶都会破坏细胞膜 D．细胞膜上有信息接受功能的物质很可能是糖蛋白 A 课堂练习 3．如图为某生物体内甲、乙细胞进行信息交流的示意图，相关叙述错误的是（　　） A．若甲、乙分别为精子和卵细胞，则它们之间的信息交流是通过直接接 触实现的 B．若甲、乙为高等植物体内的相邻细胞，则它们可通过胞间连丝进行信息交流 C．细胞间的信息交流都需要细胞膜上受体参与 D．细胞间功能的协调离不开信息交流 C 课堂练习 4．缝隙连接广泛地存在于动物细胞间，在此连接处细胞间隙很窄（仅为2～3nm），相邻两细胞的细胞膜之间形成连接小体（由6个跨膜蛋白亚单位环状排列构成），中央有直径约1.0～1.4nm的小管，可供细胞间交换离子和某些小分子物质，以及传递化学信息和协调细胞功能等。下列说法正确的是（    ） A．缝隙连接和胞间连丝是细胞间的同一类信息交流方式 B．通过小管的信息分子与细胞膜上的受体结合后才能发挥作用 C．两个相邻细胞可以通过缝隙连接传递携带信号的蛋白质 D．细胞之间只能通过细胞膜的接触和细胞通道进行信息交流 A 【详解】 A.胞间连丝是植物细胞间的信息交流方式，缝隙连接是动物细胞间的信息交流方式，它们都能实现细胞间物质交换和信息传递，属于同一类信息交流方式，A正确； B.由题可知，缝隙连接的小管可供细胞间交换离子和某些小分子物质以及传递化学信息，这些物质通过小管直接进入另一个细胞，不需要与细胞膜上的受体结合，B错误； C.因为小管直径约1.0～1.4nm，可供细胞间交换离子和某些小分子物质，而蛋白质属于大分子物质，无法通过该小管，所以两个相邻细胞不能通过缝隙连接传递携带信号的蛋白质，C错误； D.相邻细胞除了通过细胞膜的接触和细胞通道进行信息交流外，还可以通过体液运输信号分子来进行信息交流，D错误。 课堂练习 同 学 们 再 见 Time：2025.10 Lavf58.30.100 $