3.1细胞膜的结构和功能导学案-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学导学案聚焦细胞膜的功能和流动镶嵌模型，通过变形虫吞噬视频情境导入，联系初中“控制物质进出”知识，引导学生结合科学史资料分析和模型建构，从功能推测结构，用思维导图梳理结构与功能关系。 资料特色在于融合科学史与探究实践，小组合作组装磷脂双分子层模型培养科学思维，结合高考真题强化考点，针对不同班级学情分层指导，落实生命观念中的结构与功能观，提升学习效率与教学针对性。

牛剑高中导学案 课 题 3.1细胞膜的结构和功能（2课时） 课型 新课 主备人 杨宇 日期 1.学生情况分析 1. 已学知识（认知起点）： 学生在初中生物学中已经建立了初步的细胞概念，这是学习本节内容的基础。 结构层面：学生知道细胞的基本结构包括细胞膜、细胞质和细胞核，并能识别细胞膜的图示。功能层面：学生了解细胞膜的两个基本功能：①保护作用（将细胞内部与外部环境分隔开）；②控制物质进出（让有用的物质进入，把废物排出）。 具体实例：可能接触过“糖拌西红柿会出水”等现象，知道这与细胞失水有关。 2. 学习能力与思维特点： 形象思维为主：初中阶段的学习多依赖于具体的、直观的图片或模型，对于细胞膜的认识可能停留在“一层薄薄的皮”的静态形象上。 概念记忆优先：习惯于记忆“控制物质进出”这样的结论性知识，但对于其背后的机制探究不深。 初步的系统观念：能够认同细胞是一个整体，但对于各部分结构之间如何精密协作以维持生命活动的系统观，尚未建立。 2.教材内容分析 本节课选自人教版高中生物必修1《分子与细胞》第三章第一节，是“细胞的基本结构”模块的开篇内容。教材以“功能→成分→结构”为逻辑主线，先阐述细胞膜的三大功能，再通过科学史引导学生理解流动镶嵌模型的提出过程，最终揭示“结构与功能相适应”的核心生命观念。 3.与高考的关联考点 （AI 建议） 细胞膜的成分与结构 成分特点：细胞膜主要由脂质（磷脂为主）、蛋白质和少量糖类组成12。功能越复杂的细胞膜，蛋白质种类和数量越多。 结构模型：流动镶嵌模型认为磷脂双分子层构成基本支架，蛋白质分子以覆盖、贯穿、镶嵌三种方式与双分子层相结合12。 细胞膜的结构特点与功能特性 结构特点：具有一定的流动性，表现为磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动。 功能特性：具有选择透过性，能够选择性地控制物质进出细胞。 细胞膜的功能 三大基本功能：将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细胞、进行细胞间的信息交流。 信息交流方式：包括通过分泌化学物质传递信息、通过细胞膜直接接触传递信息、通过细胞通道传递信息（如胞间连丝）。 实验与应用 制备方法：常用哺乳动物成熟红细胞，通过渗透作用使细胞吸水涨破获得纯净细胞膜。 功能验证：如利用荧光标记技术验证细胞膜的流动性，通过染色排除法验证细胞膜的选择透过性。这些考点在高考中通常以选择题或简答题形式出现，常结合具体情境考查学生对细胞膜结构与功能关系的理解和应用能力。 4.高考原题链接 1．（2025·广东·高考真题）罗伯特森（J．D．Robertson）提出了“蛋白质—脂质—蛋白质”的细胞膜结构模型。下列不属于该模型提出的基础的是（    ） A．化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇 B．据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质 C．电镜下观察到细胞膜暗—亮—暗三层结构 D．细胞融合实验结果表明细胞膜具有流动性 【答案】D 【分析】有关生物膜的探索历程：①19世纪末，欧文顿发现凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是他提出：膜是由脂质组成的。②1925年，两位荷兰科学家通过对脂 质进行提取和测定得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。③1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。分析细胞膜的表面张力明显低于油-水界面的表面张力，因此丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质外，可能还附有蛋白质。④1959年，罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型。流动镶嵌模型指出，蛋白质分子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，有的横跨整个磷脂双分子层。⑤1970年，科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验，证明细胞膜具有流动性。⑥1972年，桑格和尼克森提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。 【详解】A、化学分析表明细胞膜中含有磷脂和胆固醇，该结论在罗伯特森用电镜观察之前，属于该模型提出的基础，A不符合题意； B、1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力，据表面张力研究推测细胞膜中含有蛋白质，该结论在罗伯特森用电镜观察之前，属于该模型提出的基础，B不符合题意； C、1959年，罗伯特森根据电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，结合其他科学家的工作提出蛋白质—脂质—蛋白质三层结构模型，C不符合题意； D、1970年，科学家通过荧光标记的小鼠细胞和人细胞的融合实验，证明细胞膜具有流动性，该结论在罗伯特森用电镜观察之后，不属于该模型提出的基础，D符合题意。 故选D。 2．（2025·江苏·高考真题）关于蛋白质、磷脂和淀粉，下列叙述正确的是（    ） A．三者组成元素都有C、H、O、N B．蛋白质和磷脂是构成生物膜的主要成分 C．蛋白质和淀粉都是细胞内的主要储能物质 D．磷脂和淀粉都是生物大分子 【答案】B 【详解】蛋白质的基本单位是氨基酸，磷脂属于脂质，淀粉属于多糖。 【分析】A、蛋白质的组成元素为C、H、O、N（可能含S），磷脂含C、H、O、P，淀粉仅含C、H、O，淀粉不含N元素，A错误； B、生物膜的主要成分是磷脂（构成基本支架）和蛋白质（承担膜功能），B正确； C、植物的储能物质为淀粉和脂肪，动物的储能物质为糖原和脂肪，蛋白质不是主要储能物质，C错误； D、淀粉是多糖，属于生物大分子；磷脂由甘油、脂肪酸和磷酸组成，属于小分子，D错误； 故选B。 3．（2024·湖南·高考真题）细胞膜上的脂类具有重要的生物学功能。下列叙述错误的是（　　） A．耐极端低温细菌的膜脂富含饱和脂肪酸 B．胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性 C．糖脂可以参与细胞表面识别 D．磷脂是构成细胞膜的重要成分 【答案】A 【分析】脂质可以分为脂肪（储能物质，减压缓冲，保温作用）、磷脂（构成生物膜的主要成分）、固醇类物质包括胆固醇（动物细胞膜的成分，参与血液中脂质的运输）、性激素（促进性器官的发育和生殖细胞的产生）和维生素D（促进小肠对钙磷的吸收）。 【详解】A、饱和脂肪酸的熔点较高，容易凝固，耐极端低温细菌的膜脂富含不饱和脂肪酸，A错误； B、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，其对于调节膜的流动性具有重要作用，B正确； C、细胞膜表面的糖类分子可与脂质结合形成糖脂，糖脂与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能密切相关，C正确； D、磷脂是构成细胞膜的重要成分，磷脂双分子层构成生物膜的基本支架，D正确。 故选A。 5.个性化学情点 3、4、7、8班的学生对细胞膜的结构和功能的特点理解，但对细胞膜的结构特点内容记忆不够，加强记忆和知识点的梳理。12班和14班对探究历程中实验情况掌握不够。 6.教学重难点 教学重点 细胞膜的功能； 流动镶嵌模型的主要内容。 教学难点 细胞膜的结构与其组成成分的内在联系； 对细胞膜结构的探索过程 7.教学活动设计 教师活动 学生活动 环节一：情境导入（5 分钟） 1.播放视频：变形虫吞噬食物的显微动态过程，提问： “变形虫如何精准控制物质进出细胞？其‘边界’的结构基础是什么？”  “若‘边界’被破坏（如滴加清水涨破红细胞），细胞会发生什么变化？” 2.引导学生结合初中知识回答，引出“细胞膜”的核心概念。 1.观看视频，思考并回答问题，初步建立“细胞膜是细胞边界”的认知。 2.快速回顾初中“细胞膜能控制物质进出”的知识点，为新课铺垫。 环节二：新课讲授（30 分钟） 1.展示三幅示意图，引导学生归纳信息交流的类型：  间接交流：激素（如胰岛素）通过血液运输与靶细胞膜受体结合；  直接接触：精子与卵细胞通过细胞膜表面糖蛋白识别；  通道交流：植物细胞通过胞间连丝传递物质和信息。 2.  提问：“三种方式的共同点是什么？体现了细胞膜的什么功能？ 1.结合图示，小组合作完成“信息交流方式-实例”连线题（见下表）： 信息交流方式 实例 间接交流 精子与卵细胞识别 直接接触 植物胞间连丝传递物质 通道交流 胰岛素调节血糖 2.总结：细胞膜能通过信号分子或通道实现细胞间的信息传递。 环节二：新课讲授（30 分钟） 1.分组提供科学家实验资料卡片，引导学生根据证据推测细胞膜结构： 2.动画演示“荧光标记细胞融合”实验过程，强调温度对膜流动性的影响。 3.提供磷脂分子模型（泡沫塑料模拟亲水头部，铁丝模拟疏水尾部）、膜蛋白卡片（标注“载体蛋白”“糖蛋白”等），指导建构要求： 磷脂双分子层的排列（头部朝外、尾部相对）； 膜蛋白的三种分布方式（覆盖、镶嵌、贯穿）； 糖被的位置（仅细胞膜外侧）。 4.巡视各组，纠正错误（如磷脂尾部朝向、糖被位置颠倒等）。 1.分组分析资料，填写推测结论，派代表分享：  2.罗伯特森实验→推测“静态三层结构”；  3.荧光标记实验→推翻静态模型，提出“膜上分子可运动” 4.小组合作组装模型，用箭头标注磷脂分子运动方向（体现流动性）。 5.展示模型并解说：“磷脂双分子层是基本支架，膜蛋白决定功能多样性，糖被用于细胞识别。” 环节三：课堂小结与练习（10 分钟） 1.引导学生绘制思维导图，梳理“结构→功能”的逻辑关系：  结构特点：流动性（磷脂和蛋白质可运动）；  功能特性：选择透过性（依赖载体蛋白的特异性）；  核心观念：结构决定功能（如流动性是选择透过性的基础）。 2.结合高考真题（如2023年全国卷Ⅰ第2题），强调考点：  “细胞膜流动性的实例（细胞融合、变形虫运动）”；  “膜蛋白的功能（运输、识别、催化等）” 1.独立绘制思维导图，小组内互相补充完善。 2.快速完成高考真题变式训练（见“课堂评价”），巩固重难点。 8.学习过程评价 教师活动 学生活动 1.展示2道选择题，要求学生限时作答并解析：  题1：下列现象体现细胞膜流动性的是（ ） A. 氧气自由扩散进入细胞 B. 神经递质通过胞吐释放 C. 细胞膜选择吸收K⁺ D. 植物细胞的质壁分离 题2：细胞膜上的糖蛋白主要功能是（ ） A. 构成膜基本支架 B. 运输物质 C. 识别信号分子 D. 催化化学反应 2.公布答案（题1：B；题2：C），强调“胞吐依赖膜的流动性”“糖蛋白与信息识别相关” 1.独立作答，同桌互评答案，错误选项分析原因。 9. 板书设计 第3章 第一节 细胞膜的结构和功能 1、 功能——细胞的边界 1. 分隔：保障内部环境稳定 2. 控制物质进出：选择透过性（实验：质壁分离） 3. 信息交流：间接（激素）、直接（识别）、通道（胞间连丝） 2、 结构——流动镶嵌模型（1972，辛格和尼科尔森） 1. 磷脂双分子层：基本支架，具有流动性 2. 膜蛋白：覆盖、镶嵌、贯穿（功能：运输、识别、催化） 3. 糖被：细胞识别（仅外侧） 三、核心观念：结构决定功能 流动性（结构）→ 选择透过性（功能） 10.作业与检测 练习册p17-18 11.反思与改进 1. 成功经验 通过“问题链”（如“功能如何推测成分？旧模型为何被修正？”）引导学生深度思考，避免知识碎片化。  学生实验与科学史结合，既培养动手能力，又渗透“科学是不断发展的”观念。 2. 改进方向  对“膜蛋白功能多样性”的讲解可增加案例（如离子通道、酶蛋白），避免抽象化。  针对学困生，可提供“流动镶嵌模型”填空式学习单，降低认知负荷。 3. 素养达成反思 多数学生能理解“结构与功能相适应”，但对“流动性的实验证据”（如荧光标记技术）的原理理解仍需加强，需补充相关实验视频。 学科网（北京）股份有限公司 $