3.1 细胞膜的结构和功能 课件-2025-2026学年上学期高中生物必修1

该高中生物学课件聚焦细胞膜的结构与功能，以台盼蓝染色问题导入引发思考，通过欧文顿实验、戈特和格伦德尔实验等科学史资料，引导学生探究细胞膜成分及流动镶嵌模型，构建“功能—成分—结构”的学习支架，衔接前后知识逻辑。 其亮点在于融合科学史与实验探究，以经典实验培养科学思维（如欧文顿用相似相溶原理提出脂质假说），通过荧光标记融合实验等落实探究实践，以结构与功能观（如磷脂双分子层与流动性）深化生命观念。习题结合实例，助学生理解，教师使用可高效落实核心素养。

第三章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 鉴定动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液，用它染色时，死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。 思考: 1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？ 问题探讨 细胞的边界 细胞膜（质膜） 国家的边界 边防线 人体的边界 皮肤和黏膜 地球的边界 大气层 一、细胞膜的功能 ①将细胞与外界环境分隔开 膜的出现对生命起源过程至关重要细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。 营养物质 对细胞有害的物质（病毒、病菌） 细胞“生产”的物质：抗体、激素、代谢废物 细胞内“工作”的物质：核酸、细胞器 细胞 ②控制物质进出细胞 【注意】细胞膜的控制作用是相对的！ 功能特点：选择透过性 主要功能：支持和保护 特性：全透性 植物细胞的边界是细胞壁吗？为什么？ 细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定。 不是 课本P62页 一、细胞膜的功能 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。 受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点. 本质是蛋白质 间接传递 内分泌细胞 发出信息的细胞 靶细胞 激素 受体 接受信号的细胞 （2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。 举例：精子和卵细胞之间的识别和结合；效应T细胞与靶细胞密切接触，使靶细胞裂解死亡。 直接接触 (发出信息的细胞） (靶细胞） 与膜结合的信号分子 受体 （多数是蛋白质） 一、细胞膜的功能 ③进行细胞间的信息交流 举例：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。 细胞 细胞 通道 通道 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。 胞间连丝 通道传递 （3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息 一、细胞膜的功能 ③进行细胞间的信息交流 2、细胞间直接接触（精卵结合） 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 3、高等植物胞间连丝 1、通过激素等信息分子实现信息交流 多细胞生物体内，信息交流让细胞间保持功能的协调，利于生物体生存。 间接交流 通道交流 受体：本质是蛋白质 一、细胞膜的功能 ③进行细胞间的信息交流 细胞膜 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞（相对的） 进行细胞间的信息交流 功能 物质传递：间接 接触传递：直接 通道交流：胞间连丝 功能特点：选择透过性 细胞膜 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞（相对的） 进行细胞间的信息交流 功能 物质传递：间接 接触传递：直接 通道交流：胞间连丝 结构 功能特点：选择透过性 二、 对细胞膜成分的探索 资料1：欧文顿实验 哈哈，熟人，请进请进 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 相似相溶原理 哼，不熟，免进 提出假说： 膜是由脂质组成的 科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 无细胞核和各种细胞器。 ——磷酸 ——甘油 ——两分子脂肪酸 ——胆碱 疏水 尾部 亲水 头部 两层磷脂分子在水中是如何排列的呢？ √ 1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞提取脂质。实验结果：在空气-水界面上铺成单层分子，测得单层脂质的面积恰为红细胞膜表面积的2倍。 结论：细胞膜的磷脂分子排列为连续的两层 资料3 膜外：水环境 膜内：水环境（细胞质） 资料4 1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。 推测： 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 表面张力:是指液体表面上单位长度的收缩力，通常表现为液体表面像一层看不见的“皮”一样。 成分 所占比例 在细胞膜构成中的作用 脂质 约50% 脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，此外还有少量的胆固醇 蛋白质 约40% 蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 糖类 2~10% 思考：这些成分是如何组成细胞膜的呢？ 二、 对细胞膜成分的探索 提出模型： 所有细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成（静态） 20世纪40年代，曾经有科学家推测：蛋白质覆盖在脂质的两边。 1959年，罗伯特森：电镜下观察到：细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构 资料5 三、对细胞膜结构的探索 不能解释细胞膜的复杂运动：细胞的生长、变形虫的变形运动 1970年人——鼠细胞荧光标记融合实验 用荧光染料标记膜表面蛋白质，利用荧光特性，来反映膜的相关信息。 证据表明：细胞膜具有流动性（结构特点） 资料6 三、对细胞膜结构的探索 1972年 辛格和尼科尔森 提出：流动镶嵌模型 资料7 三、对细胞膜结构的探索 四、流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜上的蛋白质有几种存在方式？ 细胞膜上的什么物质可以流动？ 细胞膜上的糖类有什么作用？ 四、流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜上的蛋白质有几种存在方式？ 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） 四、流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜上的什么物质可以流动？ 磷脂双分子层是膜的基本骨架。 磷脂分子可以侧向自由移动。 膜中的蛋白质大多也能运动。 四、流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜上的糖类有什么作用？ 分布：细胞膜的外侧 （用于判断细胞内外） 作用： 细胞表面的识别功能； 细胞间的信息传递功能 分类：与蛋白质分子形成糖蛋白；与脂质结合形成糖脂 糖被 细胞膜 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞（相对的） 进行细胞间的信息交流 功能 物质传递：间接 接触传递：直接 通道交流：胞间连丝 结构 功能特点：选择透过性 流动镶嵌模型 脂质 磷脂 磷脂双分子层 基本支架 胆固醇 动物细胞膜的成分 蛋白质 少量糖类 糖 蛋白 糖脂 识别；信息传递 结构特点：具有流动性 一、概念检测 1. 基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。 （1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。 ( ) （2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。( ) （3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。( ) 2. 细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（ ） A. 细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜 B. 由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜 C. 细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能 D. 细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型 B 2. 下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。 （1）为什么两类药物的包裹位置各不相同？ （2）请推测：脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用？ 易溶于水，饱和后结晶 1．下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 B P42 2．下图为细胞间信息交流的一种方式，下列有关叙述错误的是 (　　) A．图中反映了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能 B．图中乙细胞表示靶细胞 C．图中a表示信号分子，其本质不一定是蛋白质 D．图中b表示细胞膜上的信号分子 D 1．(2024·南宁高一检测)科学家对细胞膜结构的探索经历了漫长的历程，下列关于这段科学史的说法，正确的是 (　　) A．欧文顿对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现脂溶性物质不易通过细胞膜 B．戈特和格伦德尔提取人红细胞中的脂质并将其铺展成单分子层，测得单层分子的面积是红细胞表面积的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 C．罗伯特森在电镜下观察到细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，他认为生物膜是由脂质—蛋白质—脂质三层构成的静态结构 D．科学家用绿色和红色的荧光染料分别标记人、鼠细胞膜上的磷脂分子，证明了细胞膜具有流动性 B P43 2．下列有关细胞膜的叙述，不正确的是 (　　) A．细胞膜中磷脂的结构特点和化学性质决定了磷脂双分子层的形成 B．蛋白质的水溶性部分和脂溶性部分决定了其在细胞膜中的分布及镶嵌程度 C．光学显微镜下可观察到细胞膜呈暗—亮—暗的结构 D．细胞膜功能的复杂程度与组成细胞膜的蛋白质的种类和数量密切相关 C 1．下列叙述不符合细胞膜的流动镶嵌模型观点的是 (　　) A．磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性 B．每个磷脂分子的亲水“头部”向外，疏水“尾部”向内 C．细胞膜上的糖类形成糖蛋白或糖脂 D．蛋白质分子全部嵌入磷脂双分子层中 D P45 2．(2024·柳州高一统考期末)科学家将细胞膜冰冻，然后用冷刀骤然将其从疏水层撕裂。在电镜下观察，发现撕裂面上有很多颗粒(如图所示)。由以上实验可推出的结论是 (　　) A．蛋白质是细胞膜的重要组成成分 B．细胞膜可控制物质进出细胞 C．磷脂双分子层是细胞膜的基本支架 D．蛋白质分子嵌插或贯穿于磷脂双分子层中 D Lavf58.20.100 $