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结构和功能，涵盖制备方法、成分、功能及流动镶嵌模型等核心内容。通过“体验制备细胞膜”实验操作，结合科学史探索历程，搭建从功能到结构的知识支架，帮助学生梳理前后逻辑关联。 导学案突出实验体验与科学史探究，培养学生科学思维和探究实践能力，渗透结构与功能观等生命观念。习题兼顾基础巩固与真题应用，助力学生深化理解，便于教师评估教学效果，提升课堂效率。

3.1细胞膜的结构和功能 导学案 班级： 姓名： 【学习目标】 1.从系统和环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的 功能； 2.分析细胞膜的组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基 础； 3.概述生物膜的流动镶嵌模型的主要内容，尝试制作生物膜模型； 4.分析对细胞膜成分与结构的探索过程，认同科学理论的形成是一 个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程。 【学习重难点】 学习重点：细胞膜的成分和功能。 学习难点：用哺乳动物红细胞制备细胞膜的方法。 【知识导航】 1.【实验】体验制备细胞膜的方法 (1)制备细胞膜的材料： 哺乳动物成熟的红细胞 ，因为 没有细胞核及各种具膜细胞器 。 (2)制备方法：放在 清水 中让其吸水涨破，然后通过 离心、过滤 获得较纯净的细胞膜。 2. 细胞膜的主要成分是 脂质 和 蛋白质 ，另外还有少量的 糖类 。脂质中最丰富的是 磷脂 。 细胞膜的组成元素有 C、H、O、N、P 。 3. 蛋白质 在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的 种类 和 数量 越多。 4. 细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，产生了 甲胎蛋白 和 癌胚抗原 等物质。 5. 细胞膜的功能 (1)将细胞与 外界环境 分隔开，使细胞成为 相对独立 的系统，保障了细胞内部环境的 相对稳定 。 (2)控制 物质 进出细胞。 ①细胞需要的营养物质 可以 进入； ②细胞不需要的或有害的物质 不容易 进入； ③环境中的一些有害物质 有可能 进入； ④有些病毒、病菌也 可能 侵入。 ⑤细胞将其产生的代谢废物 排到 细胞外； ⑥细胞产生的抗体、激素等物质 分泌到 细胞外； ⑦细胞内的核酸等重要物质 不会流失 到细胞外。 (3)进行细胞间的 信息交流 。 在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，他们之间必须保持功能的协调，才能使生物体健康地生存。这种协调性的实现不仅依赖于 物质 和 能量 交换，也有赖于 信息 的交流。 细胞间信息交流的方式多种多样，主要有以下三种方式： ①通过化学物质传递信息：细胞分泌的 化学物质 (如激素、递质)进入血液，随 血液 到达全身各处，与 靶细胞 的细胞膜表面的 受体 结合，从而将信息传递给 靶细胞 ，引起靶细胞的生理反应。 ②通过细胞膜直接接触传递信息：相邻两个细胞的 细胞膜 直接接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，引起靶细胞的生理反应。如 精子 和 卵细胞 之间的识别和结合。 ③通过细胞通道传递信息：相邻两个细胞之间形成 通道 ，使细胞质相互沟通，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。如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。 6. 植物细胞壁 (1)主要成分： 纤维素 和 果胶 。 (2)作用：对植物细胞有 支持 和 保护 作用。 (3)去壁方法： 酶解法 ，用 纤维素酶 和 果胶酶 处理。 (4)特性： 全透性，伸缩性小 。 7. 细菌细胞壁成分： 肽聚糖 ；真菌细胞壁成分： 几丁质 。 8. 细胞活性判断：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 染色，死的动物细胞会被染成 蓝 色，而活的动物细胞不着色，从而判断细胞是否死亡。 生物膜的流动镶嵌模型 1. 对生物膜结构的探索历程 (1)19世纪末，欧文顿对植物细胞的通透性进行实验，发现脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜会被溶解脂质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，说明组成细胞膜的物质中有 脂质和蛋白质 。 (3)20世纪初，将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来进行化学分析，表明膜的主要成分是 脂质 和 蛋白质 。 (2)1925年，两位荷兰科学家用丙酮将人红细胞中的脂质提取出来，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍，由此得出结论：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的 两 层。 (4)1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的 暗—亮—暗 三层结构，由此提出生物膜模型：所有的生物膜都由 蛋白质—脂质—蛋白质 三层结构构成。他把生物膜描述为 静态 的统一结构。 (5)1970年，科学家将荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合，实验表明细胞膜具有 流动性 。 (5)1972年， 桑格 和 尼克森 根据新的观察和实验证据，提出的 流动镶嵌 模型为大多数人所接受。 2. 流动镶嵌模型(如图) (1)识图 ①A表示 磷脂 分子，是一种由 甘油 、 脂肪酸 和 磷酸 等所组成的分子； B表示 磷脂双分子层 ，其构成了细胞膜(生物膜)的 基本支架 ； 物质A 亲水 性的“头部”排在外侧， 疏水 性的“尾部”排在内侧。 ②C表示 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 贯穿 于整个磷脂双分子层，说明C在磷脂双分子层中的分布是 不对称 (对称/不对称)的。 ③D表示 糖蛋白 ，又叫 糖被 ，是由细胞膜上的 蛋白质 与 糖类 结合形成，只分布于细胞膜的 外表 ，由此可知图中 甲 (甲/乙)侧是细胞的外侧。D在细胞生命活动中具有重要的功能，如具有 保护、润滑、识别 等功能。 ④除糖蛋白外，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的 糖脂 。 (2)生物膜的结构特点：具有 一定的流动性 ，是因为构成生物膜的 磷脂 分子和 蛋白质 分子是运动的。 (3)生物膜的功能特点：具有 选择透过性 ，这一特性主要与膜上的 蛋白质 分子有关。 【习题巩固】 1.动物的死细胞会被台盼蓝染液染成蓝色,而活细胞不会着色,由此说明(　　) A.细胞膜的外表面有糖被 B.细胞膜是静态结构模型 C.活细胞的细胞膜能控制物质进出细胞 D.细胞膜将细胞与外界环境分隔开 2.下列关于多细胞生物体内的细胞间信息交流的叙述错误的是(　　) A.内分泌细胞分泌的激素一般要经过血液运输才能到达靶细胞 B.精子通过与卵细胞直接接触进行信息交流 C.高等植物相邻的细胞可通过发达的胞间连丝进行信息交流 D.只依赖于信息交流即可实现多细胞生物体内各个细胞功能的协调 3.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。这两种细胞刚融合时,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。该实验说明了(　　) A.磷脂和蛋白质分子都可以运动 B.两种细胞的膜蛋白种类相同 C.膜蛋白可以起催化作用 D.实验中的膜蛋白具有流动性 4.如图表示磷脂分子构成的脂质体,它可以作为药物(图中表示)的运载体,将药物运送到特定的细胞发挥作用。下列有关叙述错误的是(　　) A.图中脂质体与细胞膜均以磷脂双分子层作为基本支架 B.若要让携带药物的脂质体对特定细胞起作用,可在脂质体膜上镶嵌某种蛋白质 C.图a中是脂溶性的药物,图b中是能在水中结晶的药物 D.脂质体的磷脂分子在空气—水界面上铺展成单分子层的面积是该脂质体表面积的2倍 5.（黑龙江哈尔滨九中2025高一上月考）对生物膜结构的探索经过了漫长的历程，下列叙述错误的是（ ） A. 脂溶性物质更容易通过细胞膜，推测细胞膜含有脂质成分 B. 罗伯特森在电镜下看到了细胞膜的清晰结构，把细胞膜描述为静态的统一结构 C. 科学家用丙酮从蛙的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层面积恰为红细胞表面积的2倍 D. 小鼠细胞与人细胞融合实验是细胞膜具有流动性的证据之一 6.（2024黑龙江大庆实验中学段考）下列关于对细胞膜的成分和结构的探索的叙述，正确的是（ ） A. 欧文顿通过对膜成分的提取和化学分析，提出细胞膜是由脂质和蛋白质等成分组成的 B. 根据“用丙酮从人的红细胞中提取的脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层”实验，推断出细胞膜中磷脂分子排列为两层 C. 人—鼠细胞的融合实验证明了细胞膜的功能特性 D. 罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，提出所有的细胞膜都是由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成的 7.（2025·山东青岛期末）在细胞膜的基本支架中，胆固醇等脂质富集形成了有序的特殊结构，如同“筏”一样载着各种膜蛋白，被称为“脂筏”。有些“脂筏”可以不同程度地与细胞骨架交联。结合“流动镶嵌模型”，下列说法正确的是（ ） A. “脂筏”结构不影响细胞膜的流动性 B. 动植物细胞膜上都有胆固醇形成的“脂筏”结构 C. 构成细胞膜基本支架的磷脂分子的头部是亲水的 D. 细胞膜中的脂质和蛋白质都可以侧向自由移动 答案 1-5CDDCC 6-7BC 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $