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，涵盖成分、流动镶嵌模型、功能及植物细胞壁等核心知识点，通过知识梳理填空衔接细胞基本结构等已有知识，为后续细胞器学习搭建递进式学习支架。 以生命观念为核心，结构化知识梳理助学生构建结构与功能观，课堂探究结合经典实验培养科学思维与探究实践能力，分层作业设计兼顾基础巩固与拓展应用，便于教师评估，有效提升学生自主学习效率。

形成天才的决定性因素是勤奋。 课 题 3.1 《细胞膜的结构和功能》（导学案） 课 型 新授课 课 时 主备教师 学习目标 1. 能准确描述细胞膜的主要成分和功能，理解细胞膜作为细胞边界的重要性。 2. 能阐述流动镶嵌模型的基本内容，掌握细胞膜的结构特点。 3. 通过分析细胞膜功能的实例，培养科学思维和探究能力。 认同细胞膜在生命活动中的重要作用，形成结构与功能相适应的生命观念。 教学重点 1. 细胞膜的化学组成和结构特点。 2. 流动镶嵌模型的基本内容和特点。 3. 细胞膜的主要功能及其生物学意义。 4. 细胞膜的结构与功能相适应的生物学观点。 教学难点 1. 理解流动镶嵌模型中磷脂双分子层和蛋白质的分布特点。 2. 分析细胞膜的流动性与选择透过性的关系。 3. 理解细胞膜在细胞间信息传递中的作用机制。 知识梳理 一、细胞膜的成分 1. 主要成分 (1) ______：构成细胞膜的基本支架，约占50%。 (2) ______：约占40%，在细胞膜行使功能时起重要作用。 (3) ______：约占2%-10%，与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂。 2. 成分特点 (1) 不同细胞膜中各成分的含量______，功能越复杂的细胞膜，______的种类和数量越多。 (2) 糖类主要分布在细胞膜的______表面，与细胞识别、信息传递等功能有关。 二、细胞膜的结构——流动镶嵌模型 1. 基本内容 (1) 构成膜的基本支架，这个支架不是静止的，具有。 (2) 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，有的贯穿整个磷脂双分子层，大多数蛋白质分子也是可以______的。 (3) 细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的，叫做______。 2. 结构特点 细胞膜具有一定的______，这是由于磷脂分子和大多数蛋白质分子都可以运动。 三、细胞膜的功能 1. 将细胞与______分隔开 细胞膜将细胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的______。 2. 控制物质______细胞 (1) 细胞需要的______可以进入细胞。 (2) 细胞不需要的或对细胞有害的物质______进入细胞。 (3) 细胞产生的______、______等物质可以排出细胞。 (4) 细胞内的______不会流失到细胞外。 3. 进行细胞间的______ (1) 直接接触传递信息：如精子和卵细胞的识别和结合。 (2) 化学物质传递信息：如激素随血液运输到靶细胞，与靶细胞表面的______结合。 (3) 通道传递信息：如高等植物细胞间的______。 四、植物细胞的细胞壁 1. 化学成分：主要是______和______。 2. 功能：对植物细胞有______和______作用。 3. 特点：是______的，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。 课堂探究 探究一：细胞膜的成分与功能关系 材料：科学家用哺乳动物的红细胞制备出纯净的细胞膜，进行化学分析发现，细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，其中脂质约占50%，蛋白质约占40%，糖类占2%-10%。进一步研究发现，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 1. 为什么选择哺乳动物的红细胞来研究细胞膜的成分？ 2. 细胞膜中脂质的主要作用是什么？为什么磷脂是构成细胞膜的重要成分？ 3. 材料中"功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多"说明了什么生物学观点？ 探究二：流动镶嵌模型的结构特点 材料一：1970年，科学家做了如下实验：将小鼠细胞和人细胞在CO₂培养箱中培养一段时间，用______处理获得单个细胞。将两种细胞在37℃下混合培养40min，加入______处理，使细胞融合。用______标记抗体分别标记小鼠和人细胞膜上的蛋白质。在荧光显微镜下观察，发现融合细胞表面一半发红色荧光，一半发绿色荧光。将融合细胞放在37℃水浴中培养40min后，两种颜色的荧光在细胞表面均匀分布。 材料二：细胞膜的结构模式图（想象图示：磷脂双分子层中镶嵌着蛋白质，表面有糖蛋白） 1. 材料一的实验结果说明了细胞膜具有什么特点？这个特点与细胞膜的哪些成分有关？ 2. 观察材料二的细胞膜结构模式图，描述磷脂分子和蛋白质分子的分布特点。 3. 为什么说流动镶嵌模型能够很好地解释细胞膜的功能特点？ 探究三：细胞膜的功能特性 材料：科学家研究发现，细胞膜具有选择透过性。例如，碘离子（I⁻）在海带细胞中的浓度比海水高出200万倍，但海带细胞仍然能从海水中吸收碘离子。又如，细胞膜可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 1. 细胞膜的"选择透过性"具体表现在哪些方面？ 2. 为什么细胞膜能让水分子自由通过，而对其他物质有选择性？ 3. 细胞膜的选择透过性与其结构有什么关系？ 课堂检测 选择题 1. 细胞膜的主要成分是（ ） A. 蛋白质和多糖 B. 蛋白质和脂质 C. 脂质和多糖 D. 蛋白质、脂质和多糖 2. 构成细胞膜基本支架的物质是（ ） A. 蛋白质 B. 磷脂 C. 多糖 D. 胆固醇 3. 细胞膜的结构特点是（ ） A. 具有选择透过性 B. 具有保护作用 C. 具有一定的流动性 D. 具有物质运输功能 4. 下列哪项不是细胞膜的功能（ ） A. 将细胞与外界环境分隔开 B. 控制物质进出细胞 C. 进行细胞间的信息交流 D. 合成蛋白质 5. 在细胞膜的外表，有一层由蛋白质与糖类结合形成的物质，叫做（ ） A. 糖脂 B. 糖蛋白 C. 脂蛋白 D. 磷脂 材料分析题 6. (1) 细胞膜的识别功能主要与哪种物质有关？ (2) 为什么细胞膜的识别功能对生物体的生存很重要？ (3) 从结构与功能相适应的观点分析，细胞膜的识别功能与其结构有什么关系？ (4) 请再举出一个细胞膜识别功能的实例。 课堂小结 本节课主要内容框架： 1、细胞膜的成分 （1）.脂质（主要为磷脂） （2）.蛋白质 （3）.糖类（形成糖蛋白、糖脂） 4）.成分特点：功能越复杂，蛋白质种类数量越多 2、细胞膜的结构——流动镶嵌模型 （1）.磷脂双分子层：基本支架，具有流动性 （2）.蛋白质分子：镶嵌、嵌入或贯穿，大多数可运动 （3）.糖蛋白：细胞膜外表面，与识别有关 （4）.结构特点：具有一定的流动性 3、细胞膜的功能 （1）.将细胞与外界环境分隔开 （2）控制物质进出细胞（选择透过性） （3）进行细胞间的信息交流 4、植物细胞壁 （1）.成分：纤维素和果胶 （2）.功能：支持和保护 （3）.特点：全透性 课后作业 1. 基础作业：完成课本相关练习题，整理本节课笔记，绘制细胞膜的流动镶嵌模型示意图。 2. 拓展作业：查阅资料，了解细胞膜在医学上的应用，如药物靶向输送、细胞融合技术等。 3. 实践作业：观察身边的生物现象，思考细胞膜的功能在其中的作用，如植物的抗逆性、动物的免疫反应等。 4. 预习作业：预习下一节《细胞器之间的分工合作》，了解各种细胞器的结构和功能。 《答案》 知识梳理答案 一、细胞膜的成分 1. 主要成分 (1) 脂质：构成细胞膜的基本支架，约占50%。 (2) 蛋白质：约占40%，在细胞膜行使功能时起重要作用。 (3) 糖类：约占2%-10%，与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂。 2. 成分特点 (1) 不同细胞膜中各成分的含量不同，功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 (2) 糖类主要分布在细胞膜的外表面，与细胞识别、信息传递等功能有关。 二、细胞膜的结构——流动镶嵌模型 1. 基本内容 (1) 磷脂双分子层构成膜的基本支架，这个支架不是静止的，具有流动性。 (2) 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，有的贯穿整个磷脂双分子层，大多数蛋白质分子也是可以运动的。 (3) 细胞膜的外表，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，叫做糖被。 2. 结构特点 细胞膜具有一定的流动性，这是由于磷脂分子和大多数蛋白质分子都可以运动。 三、细胞膜的功能 1. 将细胞与外界环境分隔开 细胞膜将细胞与外界环境分隔开，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细胞。 (2) 细胞不需要的或对细胞有害的物质不容易进入细胞。 (3) 细胞产生的抗体、激素等物质可以排出细胞。 (4) 细胞内的核酸等重要成分不会流失到细胞外。 3. 进行细胞间的信息交流 (1) 直接接触传递信息：如精子和卵细胞的识别和结合。 (2) 化学物质传递信息：如激素随血液运输到靶细胞，与靶细胞表面的受体结合。 (3) 通道传递信息：如高等植物细胞间的胞间连丝。 四、植物细胞的细胞壁 1. 化学成分：主要是纤维素和果胶。 2. 功能：对植物细胞有支持和保护作用。 3. 特点：是全透的，即水分子和溶解在水里的物质都能够自由通过。 课堂探究答案 探究一：细胞膜的成分与功能关系 1. 因为哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，容易获得纯净的细胞膜。 2. 细胞膜中脂质的主要作用是构成细胞膜的基本支架。磷脂是构成细胞膜的重要成分，因为磷脂分子具有亲水头部和疏水尾部，能够在水中自发形成双分子层结构，为细胞提供稳定的边界。 3. 这说明了"结构与功能相适应"的生物学观点，即细胞膜的功能复杂程度与其蛋白质的种类和数量直接相关。 探究二：流动镶嵌模型的结构特点 1. 实验结果说明了细胞膜具有一定的流动性。这个特点与磷脂分子和蛋白质分子的运动有关。 2. 磷脂分子排列成双分子层，构成膜的基本支架。蛋白质分子有的镶在表面，有的部分或全部嵌入，有的贯穿整个磷脂双分子层，呈不对称分布。 3. 因为流动镶嵌模型能够很好地解释细胞膜的流动性、选择透过性等功能特点，符合细胞膜在生命活动中的实际表现。 探究三：细胞膜的功能特性 1. 细胞膜的选择透过性表现在：可以让水分子自由通过，细胞要选择吸收的离子和小分子也可以通过，而其他的离子、小分子和大分子则不能通过。 2. 因为细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，水分子是小分子且具有极性，可以通过磷脂分子间的空隙；而其他物质需要特定的载体蛋白或通道蛋白才能通过。 3. 细胞膜的选择透过性与其结构密切相关，磷脂双分子层构成了基本的选择性屏障，而膜上的蛋白质则承担了主动选择和运输的功能。 课堂检测答案 1. B（细胞膜主要由蛋白质和脂质组成） 2. B（构成细胞膜基本支架的物质是磷脂） 3. C（细胞膜的结构特点是具有一定的流动性） 4. D（合成蛋白质是核糖体的功能） 5. B（细胞膜外表面的物质叫做糖蛋白） 6. 材料分析题答案： (1) 细胞膜的识别功能主要与糖蛋白有关。 (2) 因为识别功能可以帮助生物体区分"自己"和"非己"，对于免疫防御、组织形成等生命活动至关重要。 (3) 细胞膜的识别功能与其结构相适应，糖蛋白位于细胞膜外表面，其特定的空间结构能够特异性识别其他分子或细胞。 (4) 实例：受精过程中精子和卵细胞的识别，神经递质与受体的特异性结合等。 学科网（北京）股份有限公司 $