专题08 细胞膜的结构和功能（知识点+习题）课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞膜的结构与功能，围绕其三大功能（分隔环境、控制物质进出、细胞间信息交流），通过“功能探究-成分追溯-结构建模”的逻辑脉络，构建“问题驱动-实验证据-模型建构”的学习支架，帮助学生系统梳理期中复习核心内容。 其亮点在于以科学史实验（如欧文顿通透性实验、荧光标记细胞融合实验）为主线，渗透结构与功能观（生命观念），通过实验分析与逻辑推理培养科学思维，结合考点例题强化应用。教师可直接用于复习教学，学生能通过探究历程理解知识本质，提升科学探究能力。

专题08 细胞膜的结构和功能 第一节细胞膜的结构和功能 期中复习 人教版2019高一年级上册必修一 1 知识剖析 知识点1 细胞膜的功能 将细胞与外界环境分隔开 知识讲解 (1)对细胞本身的意义:细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,保障细胞内部环境的相对稳定,有利于生命活动的顺利进行。 (2)在进化方面的意义:细胞膜的出现促成了原始细胞的诞生,使细胞成为相对独立的生命系统,是生命起源过程中至关重要的阶段。 注意：植物细胞的边界是细胞膜,不是细胞壁。虽然植物细胞最外面的结构是细胞壁,但细胞壁是全透性的，不能起到边界的作用 2 2 知识剖析 知识点1 细胞膜的功能 控制物质进出细胞 知识讲解 为保证细胞代谢的正常进行,细胞膜必须有选择性地控制物质进出。细胞膜控制物质进出细胞具有普遍性(①③)、特殊性(②)和相对性(④),如图所示 3 3 知识剖析 知识点1 细胞膜的功能 进行细胞间的信息交流 知识讲解 信息交流方式 距离较远的两个细胞借助体液传递信息分子实现信息交流 相邻两个细胞通过膜上信息分子直接传递信息 相邻两个细胞通过特殊通道传递携带信息的物质实现信息交流   举例 胰岛B细胞通过分泌的胰岛素促进肝细胞吸收葡萄糖 同一物种的精子和卵细胞通过膜上的信息分子和受体进行识别，进而完成受精 高等植物相邻细胞之间通过胞间连丝传递信息分子实现信息交流     图示       意义 多细胞生物通过细胞间的信息交流使细胞间保持功能的协调，使生物体作为一个整体完成各项生命活动 4 3 知识剖析 知识点1 细胞膜的功能 进行细胞间的信息交流 知识讲解 注意：细胞间信息交流发生在细胞与细胞之间,病毒(如HIV)识别特定细胞(如人体淋巴细胞)不属于细胞间信息交流。 5 1 知识剖析 知识点2 对细胞膜成分的探索 对细胞膜成分的探索 知识讲解 时间 人物 实验依据 结论或假说 1895年   欧文顿 对植物细胞进行通透性实验，发现溶于脂质的物质,容易穿过细胞膜:不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的 科学家 利用哺乳动物的红细胞，通过一定方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析 细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇其中磷脂含量最多 1925年 戈特和格伦德尔 用丙酮从人的红细胞中提取脂质，脂质在空气一水界面上铺展成单分子层，测得单层分子的面积恰为细胞表面积的2倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 1935年 丹尼尔和戴维森 细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力，已发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低 细胞膜除含脂质分子外可能还附有蛋白质 6 1 知识剖析 知识点2 对细胞膜成分的探索 对细胞膜成分的探索 知识讲解 知识剖析 1.选择哺乳动物的成熟红细胞制备细胞膜的原因是什么? (1)动物细胞没有细胞壁,能够吸水涨破。 (2)哺乳动物的成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器可获得较为纯净的细胞膜。 2.动物细胞中脂质单分子层的面积都是细胞表面积的2倍吗? 并不是。若某细胞内有其他膜结构--核膜和细胞器膜(详见本章第2节),则脂质单分子层的面积大于细胞表面积的2倍。 7 1 知识剖析 知识点2 对细胞膜成分的探索 对细胞膜成分的探索 知识讲解 知识剖析 1.选择哺乳动物的成熟红细胞制备细胞膜的原因是什么? (1)动物细胞没有细胞壁,能够吸水涨破。 (2)哺乳动物的成熟红细胞中没有细胞核和众多的细胞器可获得较为纯净的细胞膜。 2.动物细胞中脂质单分子层的面积都是细胞表面积的2倍吗? 并不是。若某细胞内有其他膜结构--核膜和细胞器膜(详见本章第2节),则脂质单分子层的面积大于细胞表面积的2倍。 8 2 知识剖析 知识点2 对细胞膜成分的探索 细胞膜的成分 知识讲解 成分 比例 说明 主要  脂质  约50% ①组成细胞膜的成分中脂质含量最高； ②组成细胞膜的脂质中,磷脂最丰富,此外还有少量的胆固醇 蛋白质  约40%  ①蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要作用； ②功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多  少量   糖类   2%—10% 与蛋白质结合形成糖蛋白，或与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子称为糖被，参与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等 9 1 知识剖析 知识点3 对细胞膜结构的探索 对细胞膜结构的探索 知识讲解 时间 实验依据 提出假说（结论） 1959年 罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗-亮一暗的三层结构，结合其他科学家的工作 所有的细胞膜都由蛋白质一脂质一蛋白质三层结构构成，且为静态的统一结构 1970年 荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验以及相关的其他实验 细胞膜具有流动性 1972年 在新的观察和实验证据的基础上 辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接爱 10 2 知识剖析 知识点3 对细胞膜结构的探索 小鼠细胞和人细胞融合实验 知识讲解 (1)实验技术:荧光标记技术。 (2)实验过程 11 2 知识剖析 知识点3 对细胞膜结构的探索 小鼠细胞和人细胞融合实验 知识讲解 (3)结论:该实验直接证明了细胞膜上的蛋白质具有流动性,将该实验和其他相关实验的证据相结合,才能表明细胞膜具有流动性。 12 2 知识剖析 知识点3 对细胞膜结构的探索 小鼠细胞和人细胞融合实验 知识讲解 科学方法 提出假说 (1)过程: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。(2)实例: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。 一、已知信息 (一)欧文顿、丹尼利和戴维森等科学家的实验表明细胞膜中含有蛋白质和脂质 (二)电镜下观察到细胞膜清晰的暗-亮-暗三层结构 二、提出假说 罗伯特森提出细胞膜的静态统一结构模型:蛋白质-脂质-蛋白质 13 2 知识剖析 知识点3 对细胞膜结构的探索 小鼠细胞和人细胞融合实验 知识讲解 三、进行验证 无法解释控制物质进出、细胞生长、变形虫的变形运动等生命现象 四、补充实验 荧光标记蛋白的人-鼠细胞融合实验等 五、进行修正得出结论 辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型 14 知识剖析 知识点4 流动镶嵌模型的基本内容 知识讲解 15 知识剖析 知识点4 流动镶嵌模型的基本内容 知识讲解 名师提醒 关于“流动镶嵌模型”的4个注意点 (1)动物细胞膜中的脂质除磷脂外,还有胆固醇。 (2)生物膜上的蛋白质分子并不都是可以运动的,例如细胞膜上与细胞内骨架纤维相结合的蛋白质一般不可以运动。 (3)糖被是指细胞膜外表面与蛋白质或脂质相结合的糖类分子,与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。 (4)有糖蛋白的一侧为细胞膜外侧,无糖蛋白的一侧为细胞膜内侧,可见细胞膜具有不对称性。 16 知识剖析 知识点5 细胞膜的结构特性与功能特性相适应 知识讲解 1 磷脂分子、磷脂双分子层和细胞膜的关系 17 知识剖析 知识点5 细胞膜的结构特性与功能特性相适应 知识讲解 一、磷脂分子+蛋白质分子+糖类 二、细胞膜（特性：流动性） 三、功能（特性：选择透过性） (一)将细胞与外界环境分隔开 (二)控制物质进出细胞 (三)进行细胞间的信息交流 2 细胞膜结构、成分与功能的关系 18 知识剖析 知识点5 细胞膜的结构特性与功能特性相适应 知识讲解 3 细胞膜的流动性和选择透过性 类型 结构特性：流动性 功能特性：选择透过性 结构基础 构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动 蛋白质的种类和数量、脂质的性质 实例   小鼠细胞和人细胞的融合物实验、变形虫的变形运动等 有些物质容易进人,有些物质不易进入 联系 细胞膜的结构决定细胞膜的特性和功能 19 综合训练 考点1 细胞膜的功能 1．（2024秋•湖北期中）血液透析是将病人的血液引流至体外，经过一种人工合成的膜材料，把代谢废物透析掉，让净化的血液回输到病人体内。该过程模拟的细胞膜的功能是（　　） A．将细胞与外界环境分隔开 B．控制物质进出细胞 C．进行细胞间的信息交流 D．保护细胞不被病原体侵染 血液透析是将病人的血液引流至体外，经过一种人工合成的膜材料，把代谢废物透析掉，让净化的血液回输到病人体内。该过程模拟的是细胞膜控制物质进出细胞的功能。 故选：B。 B 典例分析 20 综合训练 考点2 细胞膜成分和结构的探索历程 2．（2024秋•天津校级期中）下列关于细胞膜成分及结构探索的说法，正确的是（　　） A．最初对细胞膜成分的认识，是通过对细胞膜成分的提取获得的 B．磷脂分子在水中能形成头部朝外、尾部朝内的单层结构 C．被同位素标记的人鼠细胞融合实验，说明细胞膜具有流动性 D．辛格和尼科尔森提出的细胞膜结构模型为大多数人所接受，它是建立在观察和实验的基础上的 A、最初对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析获得的，A错误； B、磷脂分子的头亲水，而尾疏水，因此磷脂分子在水中能形成头部朝向水的一侧、尾部朝内的双层结构，B错误； C、荧光标记的人鼠细胞融合实验，说明细胞膜具有流动性，C错误； D、在观察和实验的基础上，辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型，该模型为大多数人所接受，D正确。 故选：D。 A 典例分析 21 综合训练 考点3 细胞膜的结构特点——流 动镶嵌模型 3．（2024秋•仁寿县期中）有关生物膜的流动镶嵌模型叙述，正确的是（　　） A．生物膜的流动镶嵌模型是由施莱登和施旺提出的 B．生物膜的流动镶嵌模型认为磷脂双分子层能够运动，蛋白质分子不能运动 C．生物膜流动镶嵌模型认为磷脂双分子层和大多数蛋白质分子都能运动 D．生物膜的流动镶嵌模型不认同生物膜具有流动性这个观点 A、桑格和尼克森在1972年提出流动镶嵌模型，A错误； BC、生物膜的流动镶嵌模型认为磷脂分子能够运动，蛋白质分子大多数可以运动，B错误，C正确； D、生物膜的流动镶嵌模型认同生物膜具有流动性这个观点，D错误。 故选：C。 C 典例分析 22 $