3.1细胞膜的结构和功能（第二课时）-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修一

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 第二课时 目标素养 2.通过细胞膜结构的探索历程等内容，认同科学探索永无止境、科学理论在不断修正的过程中建立和完善的观点，这需要探索精神、科学思维和技术手段的结合 1.针对与细胞膜结构、功能相关的现象提出问题，对细胞膜的结构提出假说，并通过资料搜集来获得证据，分析细胞膜结构与功能之间的关系 2 重点难点 02 01 难点 细胞膜结构的探索 重点 细胞膜结构的探索过程 流动镶嵌模型的基本内容 “提出假说”的科学方法 3 01 新课导入 复习导入 新课讲授 对细胞膜结构的探索 流动镶嵌模型的基本内容 课堂小结 课堂练习 02 03 04 目录 4 01 复习导入 新课导入 复习导入 对细胞膜成分的研究发现,细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成的。此外,还有少量的糖类。其中脂质约占细胞膜总质量的50%,蛋白质约占40%,糖类占2%~10%。 脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢? 02 对细胞膜结构的探索 流动镶嵌模型的基本内容 新课讲授 对细胞膜结构的探索 一.静态模型的建立 1.蛋白质分布方式的推测 20世纪40年代→曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质 2.蛋白质分布方式的证明 资料1 1959年,罗伯特森利用电镜获得了清晰的细胞膜照片,照片显示细胞膜有暗—亮—暗三层结构 电子束照射大分子，散射度高，黑暗 电子束照射小分子，散射度低，光亮 观察图片,根据资料信息,尝试说出蛋白质的分布方式 蛋白质—脂质—蛋白质 对细胞膜结构的探索 一.静态模型的建立 （1）结论: ①细胞膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构组成 ②细胞膜是静态的统一结构 所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,电镜下看到的中间的亮层是脂质分子,两边的暗层是蛋白质分子 （2）罗伯特森的假说: 细胞膜静态模型 小组讨论，试说明细胞膜静态模型的不足之处 对细胞膜结构的探索 二.动态模型的建立 1.质疑: 20世纪60年代以后→如果细胞膜是静态的，细胞膜的复杂功能将难以实现,就连细胞的生长、变形虫的变形运动这样的现象都难以解释。 变形虫捕食草履虫 细胞分裂 对细胞膜结构的探索 二.动态模型的建立 2.细胞膜流动性的发现: 资料2 人—鼠细胞融合实验 方法: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。 现象:两种细胞刚融合时,融合细胞的一半发绿色荧光,另一半发红色荧光。在37 ℃下经过40 min,两种颜色的荧光均匀分布。 对细胞膜结构的探索 二.动态模型的建立 2.细胞膜流动性的发现: 蛋白质在细胞膜中如何排布？ 对细胞膜结构的探索 二.动态模型的建立 思考： 1.通过人—鼠细胞融合实验的结果,你可以得出什么结论? 2.人—鼠细胞融合实验能否得出“细胞膜中的蛋白质具有流动性”的结论? 说说你们的理由。 细胞膜具有一定的流动性 被荧光标记的膜蛋白的移位,可能是蛋白质分子运动的结果,也可能是磷脂分子运动导致蛋白质分子产生移位,因此该实验不能得出“细胞膜中的蛋白质具有流动性”的结论 对细胞膜结构的探索 资料3 随着新的技术手段(如冰冻蚀刻扫描电镜技术)不断运用于细胞膜的研究,科学家发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面 冰冻蚀刻： 细胞膜置于-100℃的干冰或-196℃的液氮中，进行冰冻，然后用冷刀骤然将脂双层断开，升温后，干冰或液氮在真空条件下迅即升华，暴露出断面结构，经过其他方法处理后，在电镜下得到的影像即代表标本中细胞膜断裂面处的结构。 对细胞膜结构的探索 观察图片，说出蛋白质在细胞膜中如何排布？ 有的蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中 2.流动镶嵌模型的提出: 1972年,辛格和尼科尔森提出了流动镶嵌模型,并为大多数人所接受 1.结论 对细胞膜结构的探索 修正和补充 无法解释细胞膜的流动性 科学方法——提出假说 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 静态模型 流动镶嵌模型 …… 流动镶嵌模型的基本内容 一.排布特点 ①排布:磷脂分子的疏水端在内侧,亲水端在外侧 ②作用:膜的基本支架;水溶性分子或离子不能自由通过,因此具有屏障作用 1.中间层:磷脂双分子层 1层细胞膜相当于 1层磷脂双分子相当于2层磷脂分子 阅读教材,归纳流动镶嵌模型的基本内容 流动镶嵌模型的基本内容 一.排布特点 ①排布:有的镶在磷脂双分子层表面,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 ②作用:在物质运输等方面具有重要作用 2.内外侧: （1）蛋白质 阅读教材,归纳流动镶嵌模型的基本内容 流动镶嵌模型的基本内容 一.排布特点 ①排布:✭细胞膜外侧✭ ②特点:与蛋白质分子结合形成糖蛋白,或与脂质结合形成糖脂 ③功能:与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系 2.内外侧: （2）糖类分子（糖被） 易错点：糖被指的是糖类分子，不是糖蛋白和糖脂 阅读教材,归纳流动镶嵌模型的基本内容 流动镶嵌模型的基本内容 二.细胞膜的结构特点 细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的 阅读教材相关内容,归纳细胞膜的结构特点及意义 1.结构特点： 2.意义: 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 功能特点： 选择透过性 流动性 流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜的流动性主要受温度影响，在适宜的温度范围内，随外界温度升高，膜的流动性增强，但温度超出一定范围，会导致膜被破坏 三.影响细胞膜流动性的因素 流动镶嵌模型的基本内容 旁栏思考题 既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？ 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 03 课堂小结 课堂小结 时间 任务 实验依据 结论或假说 1959年 罗伯特森 在电镜下看到了细胞膜暗—亮—暗的三层结构 所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成,把细胞膜描述为静态的统一结构 1970年 —— 人—鼠细胞融合实验(荧光标记法) 细胞膜具有流动性 1972年 辛格和尼科尔森 细胞膜的分子结构模型、新的观察和已有的实验证据 流动镶嵌模型 归纳总结 课堂小结 归纳总结 04 课堂练习 课堂练习 1.如图为细胞膜的流动镶嵌模型示意图,有关叙述正确的是( ) A.a指磷脂分子的尾部,具有亲水性 B.c指磷脂分子的非极性头部 C.构成细胞膜的蛋白质分子是静止的 D.细胞膜的识别与e有关 D 课堂练习 2.在中国,每年新增约 150万人等待器官移植,异体器官移植最大的 障碍就是异体细胞间的排斥。这种排异反应的结构基础是( ) A.细胞膜具有一定的流动性 B.细胞膜的外表面有糖蛋白 C.细胞膜具有选择透过性 D.细胞膜能控制物质进出细胞 B 课堂练习 3.如图表示细胞膜结构示意图,其中乙侧有某种信号分子，下列说法正确的是( ) A.细胞膜也叫质膜,是动物细胞或植物细胞与外界进行物质交换的边界 B.细胞膜功能的复杂程度与图中②的种类和数量有关 C.细胞膜主要由脂质与蛋白质组成,图中的蛋白质都贯穿在磷脂双分子层中 D.该图体现了细胞膜具有信息交流的功能,受体是细胞间信息交流必备的结构 A 受体不是细胞间信息交流必备的结构，比如高等植物细胞通过胞间连丝进行信息交流 课堂练习 4.如图是质膜的流动镶嵌模型,①~⑤表示构成质膜的物质,下列叙述错误的是( ) A.②构成的质膜称为双层膜结构 B.⑤位于质膜的外表面,与细胞表面的识别密切相关 C.②和④是可以移动的,且②的移动性更大 D.③的存在,使质膜既有一定的流动性,又比较坚实 质膜的②构成磷脂双分子层，是单层膜结构 A ③胆固醇的作用是与磷脂的非极性尾部一起存在于脂双层内部，使质膜具有一定的流动性，又比较坚实 课堂练习 5.如图为细胞膜的结构模型示意图,请据图回答: (1)该模型称为 ,结构 2 是构成细胞膜的基本支架, 其名称是 。A 侧是细胞的外侧,判断依据是 A 侧 有 。 (2)构成细胞膜的结构1和2大多数是可以运动的,这说明细胞膜的 结构特点是具有 。动物细胞与细胞之间的识别与图中 的[ ] 有关。 (3)如果将细胞膜的各成分进行分离,用什么试剂可以对1的成分进 行鉴定? 。 双缩脲试剂 流动镶嵌模型 磷脂双分子层 糖蛋白 一定的流动性 3 糖蛋白 同 学 们 再 见 Time：2025.10 Lavf57.83.100 $