2027届高三生物一轮复习课件 细胞膜的结构和功能

该高中生物学高考复习课件聚焦细胞膜结构与功能专题，覆盖科学史探索、流动镶嵌模型、细胞间信息交流、选择透过性等核心考点，对接高考评价体系，分析科学探究（如人鼠细胞融合实验）占30%、结构与功能观（如磷脂双分子层排布）占40%的高频考点分布，归纳判断、连线等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于科学史情境化探究与真题变式训练，如以1925年磷脂单分子层实验分析“不同细胞磷脂面积比较”变式，培养科学思维和探究实践素养。设易错点（如受体位置、流动性与选择透过性关系），教师可据此精准突破考点，帮助学生掌握答题技巧，提升高考得分率。

细胞智能微型工厂 高中生物一轮复习 细胞膜的结构与功能 1.7.2013 大家好，欢迎来到今天的生物一轮复习课。今天，我们将把枯燥的课本知识抛在一边，进入一个全新的世界——细胞智能微型工厂。在这个工厂里，细胞膜不再是一个简单的边界，而是集总部大楼、智能物流中心和对外商务部门于一体的核心系统。让我们一起探索这个微观世界的奥秘吧！ ‹#› 第一幕：工厂围墙的作用——安保系统 非本公司人员禁止入内 物流调度（谁能进，谁不能进） 对外界商务 将细胞与外界环境分隔开，细胞 膜保障细胞内部环境的相对稳定 细胞膜能够控制物质进出细胞 进行细胞间的信息交流 对外界商务 进行细胞间 的信息交流 远程 见面 隧道 特异性受体 靶细胞 内分泌细胞分泌的激素，通过体液运输，与靶细胞膜上的特异性受体（糖蛋白）结合，将信息传递给靶细胞。 化学物质传递 相邻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。 接触传递 胞间连丝 相邻植物细胞间形成管状通道，携带信息的物质可直接通过通道穿梭至另一细胞。 通道传递 是否都需要受体？ 否 受体的化学本质？ 糖蛋白 是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？ 不是，有些小分子如脂溶性信号分子(如性激素)受体在细胞内部 受体和信号分子的结合是否具有特异性？ 具有 第一幕：工厂围墙的作用——安保系统 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。人们对细胞膜化学成分与结构的认识经历了很长的过程。 1895 欧文顿 早期探索 提出问题： 科学探究 进行了上万次的植物细胞通透性实验。 ● 非脂溶性物质 ● 脂溶性物质 相似相溶原理 提出假说： 膜是由脂质 组成的 生命现象： 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） 生物膜对不同物质的通透性不同。 为什么生物膜能够控制物质进出？与膜的结构有何关系？ 实验目的：为了进一步探究细胞膜中脂质成分的类型？ 吸水 吸水 人的正常 成熟红细胞 人的圆涨 的红细胞 人的涨破 的红细胞 研究材料： 卵细胞、红细胞、神经细胞等 实验方法： 利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析 实验结论： 经过化学分析得知细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，且磷脂含量最多 思考：细胞膜的选择透过性与磷脂有关吗？ 对膜的脂质成分分析实验 有关 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） ①无细胞壁，细胞容易吸水涨破； ②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。 1925 荷兰科学家 戈特和格伦德尔 实验方法： 实验现象： 推断： 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） 用丙酮从人的成熟红细胞中提取出脂质，在空气--水界面铺成单分子层。然后测量表面积。 测得单分子层的面积为红细胞表面积的2倍。 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 胆碱 磷酸 甘油 脂肪酸 不饱和脂肪酸 疏水尾部 亲水头部 拓展：磷脂分子的结构及特点 模式图 源于必修1 P42：磷脂是一种由 等组成的分子，磷酸“头部”是 ，两个脂肪酸一端为________________。 甘油、脂肪酸、磷酸 亲水的 疏水的“尾”部 元素：C、H、O、N、P 单层磷脂分子在水面如何排列？ 细胞膜的两侧都有水存在，两层磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） 细胞膜的两侧都有水存在，两层磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 单层磷脂分子在水面如何排列？ 亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水 空气 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） 水 苯 水 水 思考：磷脂双分子在水—苯的混合溶剂中上又是如何排布的呢？ [常考变式] ① 用除哺乳动物成熟红细胞外的其他真核细胞做上述实验，若细胞表面积为S，则磷脂单分子层的表面积_________(”大于“、”小于“、”等于“)2S。 ② 用细菌细胞做上述实验，若细胞表面积为S，则磷脂单分子层的表面积___________(”大于“、”小于“、”等于“)2S。 大于 ！ 等于 ！ 有核膜和众多的细胞器膜 原核生物，没有核膜和众多的细胞器膜 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） 与社会联系：脂质体是一种人工膜，是根据磷脂分子可在水中形成稳定磷脂双分子层的原理制成的，是很多药物的理想载体，其结构示意图如图所示。 (1)能在水中结晶的药物和脂溶性药物分别被包裹在_____________，两类药物的包裹位置不相同的原因是？ 　两层磷脂分子之间是疏水的，脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体内部是水溶液，能在水中结晶的药物能被稳定地包裹在其中 甲处、乙处 水中结晶的药物 脂溶性药物 (2)若脂质体运送的药物是抗癌药物，则抗体的作用是？ 特异性识别癌细胞，从而将药物定向运送到癌细胞 (3)脂质体到达靶细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用? 脂质体到达靶细胞后可能会与细胞膜发生融合；也可能以胞吞方式将携带的药物运入细胞； 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） 1935 英国学者丹尼利和戴维森 实验目的： 实验现象： 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 研究细胞膜的张力。 吸附有蛋白质成分 实验已知： (人们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。) 实验推测： 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） 科学方法：提出假说 细胞膜结构模型的探索过程，反映了提出假说这一科学方法的作用。 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。 第二幕：历任工程师对围墙材料的探索（科学史） 细胞膜成分 脂质（50%） 蛋白质（40%） 少量的糖类（2%~10%） 磷脂（主要） 胆固醇（动物细胞膜） 细胞膜的成分 功能越复杂的细胞膜蛋白质种类和数量越多 与蛋白质（磷脂）结合，形成糖蛋白（糖脂） 第三幕：围墙的材料确定 增加膜稳定性及降低，水溶性物质通透性； 调节膜的流动性。 脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的呢？ 细胞膜的成分是一成不变的吗？ 14 第四幕：历任工程师对围墙构造的探索（科学史） 1959 罗伯特森 电镜下观察到： 推测： 细胞膜有“暗-亮-暗”三层结构 细胞膜结构由蛋白质-脂双层-蛋白质 三层构成。 把细胞膜描述为静态的统一结构。 是否合理？ 暗：蛋白质 亮：磷脂 （1）细胞的生长； （2）变形虫的伪足运动现象和吞噬食物的过程； （3）白细胞吞噬细菌的过程； （4）受精时细胞的融合过程； （5）动物细胞分裂时细胞膜的缢裂过程。 第四幕：历任工程师对围墙构造的探索（科学史） 1970 人、鼠细胞融合实验 实验方法： 荧光标记法 实验结论： 荧光标记法是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行分析的方法，常用荧光蛋白有绿色和红色两种。 细胞 融合 细胞融合初期 37℃培养40min 人细胞 鼠细胞 红色荧光素标记的蛋白质 绿色荧光素标记的蛋白质 细胞融合 人鼠杂交细胞 这一实验及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 结构特点： 具有流动性 第四幕：历任工程师对围墙构造的探索（科学史） 1972年 辛格和尼克尔森 细胞膜的结构——流动镶嵌模型 生物膜的基本支架 磷脂双分子层 镶在表面 嵌入之间 贯穿双层 细胞膜外表面与蛋白质或脂质结合的糖类分子 与细胞表面积的识别，细胞间的信息传递等有关 糖被与蛋白质结合形成 糖被与脂质结合形成 承担细胞膜的主要功能 膜内外不对称 磷脂分子具有流动性，大多数蛋白质分子也可以运动。 功能越复杂，细胞膜上的蛋白质越多 流动镶嵌模型 受温度影响，温度越高，运动越快 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。 磷脂分子 糖脂 糖被 蛋白质 糖蛋白 细胞膜的探索（连线） 实例（实验） 结论（假说） ①丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞表面积的2倍。 A.细胞膜为蛋白质-脂质-蛋白质三层结构组成 ②小鼠细胞与人细胞融合实验以及相关其他实验证据 B.细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 ③罗伯特森在电镜下观察细胞膜有“暗-亮-暗”三层结构 C.提出流动镶嵌模型 ④1972年，辛格和尼克尔森不断观察和实验 D.细胞膜具有流动性 18 思考：虽然细胞膜内部分是疏水的，但为什么水分子仍能跨膜运输呢？ 一是：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：细胞膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过细胞膜。 【细胞膜的功能特点】：_______________ 选择透过性 水分子、被选择的离子和小分子可以通过，大分子、不被选择的离子和小分子不能通过 植物对离子的吸收具有选择性、神经细胞对Na+、K+的吸收和排出，肾小管重吸收 内因：膜上转运蛋白的种类和数量 外因：温度、pH、O₂等影响膜流动性或细胞呼吸的因素 功能特性 表现 实例 影响因素 思考：流动性与选择透过性有什么联系？ 膜只有具有流动性，才能表现其选择透过性，如果细胞膜中部分蛋白质充当了载体，运输物质进出细胞，只有它是运动的，才能运输物质。 生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础 下列有关细胞膜的叙述，正确的项数是（     ） (1)囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性。 (2)鉴别细胞的死活时，台盼蓝能将代谢旺盛的动物细胞染色成蓝色。 (3)细胞膜的成分都有脂质和蛋白质。 (4)胆固醇可以影响动物细胞膜的流动性。 (5)变形虫通过胞吞方式摄取食物，该过程不需要质膜上的蛋白质参与。 (6)细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散在脂质中。 (7)细胞膜的成分都有磷脂和蛋白质。 (8)叶肉细胞的细胞膜含有纤维素。A．二项 B．三项 C．四项 D．五项 依赖于膜的流动性。 选择透过性使得活细胞不着色。 食物的识别需要膜蛋白参与 膜蛋白在磷脂双分子层中的分布是不对称、不均匀的。 细胞膜不含纤维素 B 生命观念：结构与功能相适应 See you next class! 感 谢 聆 听 1.7.2013 最后，希望大家通过今天的学习，不仅掌握了知识，更能深刻理解“结构与功能相适应”这一核心的生命观念。无论是水的两种形式，还是糖类和脂质的不同功能，都体现了这一观念。感谢大家的聆听，我们下节课再见！ ‹#› 鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液 死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。由此推测，细胞膜作为细胞的边界，具有什么功能? 细胞膜能够控制物质进出细胞 绝对吗 可能 进入 病原体 相对性 细胞膜能够控制物质进出细胞 功能特点 选择透过性 与激素、细胞因子、神经递质等信号分子特异性结合。 受体蛋白 识别蛋白 如精卵细胞间的识别、细胞毒性T细胞与靶细胞的特异性识别等用于细胞与细胞间相互识别的糖蛋白。 通道蛋白 通过开闭通道控制物质顺浓度梯度通过，属于协助扩散，包括水通道蛋白、离子通道蛋白等。 载体蛋白 协助小分子物质跨膜运输，方式包括协助扩散和主动运输。 酶蛋白 催化作用：如呼吸酶，ATP水解酶(催化ATP水解，用于主动运输等)。 细胞间的信息交流 控制物质进出细胞 控制物质进出细胞 将细胞与外界环境分隔开 拓展：常见“膜蛋白”及其功能 细胞间的信息交流 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的 第三幕：围墙的材料确定 拓展：不同生理状态的细胞膜成分和功能 ① 癌变细胞（必修二P82最后一段）： 癌细胞表面糖蛋白减少→细胞黏着性降低 →易在体内分散和转移 膜成分发生改变，甲胎蛋白(AFP)和癌胚抗原(CEA)超标 ② 衰老细胞（必修一P123）： 膜通透性改变，物质运输功能下降 ③ 代谢旺盛的细胞 运输功能增强 膜上载体蛋白的种类和数量增多 不同种类的细胞,细胞膜的成分及各成分的含量不完全相同, 如动物细胞膜中含有一定量的胆固醇,而植物细胞膜中不含胆固醇。 $