3.1细胞膜的结构和功能课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦细胞膜的结构与功能，系统梳理其三大功能（分隔细胞与外界、控制物质进出、细胞间信息交流）、成分（脂质、蛋白质、糖类）及流动镶嵌模型。课堂导入通过“大胆推测”光学显微镜下证明细胞膜存在的方法，结合显微注射伊红实验、卵黄膜实例，引导学生从现象到原理构建知识支架。 其亮点在于以科学史探究为主线，通过戈特和格伦德尔的脂质双分子层实验、人鼠细胞融合的荧光标记实验等，结合问题驱动（如台盼蓝染色与细胞膜选择透过性的关系），培养学生科学思维与探究实践能力。采用结构与功能观整合知识点，学生能深化对生命观念的理解，教师可借助丰富实例提升教学互动性。

3.1 细胞膜的结构和功能 细胞膜看起来是最简单的 然而越是简单平常的事物 越有可能蕴含复杂而深刻的原理 在电子显微镜诞生之后，科学家们才清晰地观察到细胞膜；但在此之前，已经能够确定细胞膜的存在了。展开你的想象，尽量多的提出在光学显微镜下可以证明细胞膜存在的方法。 大胆推测 科学家用显微注射器将一种叫做伊红的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。 显微注射技术 没有受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可看作一个卵细胞。自然条件下蛋清和蛋黄相互分离，原因是蛋黄表面有一层膜，这层膜叫卵黄膜，就是卵细胞的细胞膜，也叫质膜。 这些现象说明作为系统边界的细胞膜应该具有哪些功能？ 1.为什么进入细胞的伊红不能溢出细胞？自然条件下蛋清和蛋黄不会混合在一起？ 2.为什么台盼蓝不能进入活细胞？蛋清中的营养物质又是如何进入卵细胞的呢？ 3.受精时，为什么只有同种生物的精子和卵细胞才能识别并结合？ 细胞膜的功能 功能一：将细胞与外界环境分隔开 功能二：控制物质进出细胞 功能三：进行细胞之间的信息交流 思考：细胞的边界为什么是细胞膜而不是细胞壁？ 细胞壁的作用是支持与保护、维持细胞形状,具有全透性，并不能控制物质进出细胞,所以不是真正的边界。 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜也叫质膜。 一、细胞膜的功能 意义：细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 将细胞与外界环境分隔开 1 P40 鉴别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。 讨论 1．为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 活细胞的细胞膜具有选择透过性， 死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能 2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？ 具有控制物质进出细胞的功能 P40 功能特点：选择透过性 控制作用：是相对的 1 2 营养物质（如葡萄糖） 代谢废物（CO2、尿素等） 有害物质（病毒、细菌、重金属等） 细胞分泌物（抗体、激素） 3 控制物质进出细胞 2 内分泌细胞 激素 (信号分子) 靶细胞 血管 靶细胞 受体 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 胞间连丝 （1）物质传递 （如激素） （2）接触传递 （如精卵细胞的识别和结合） （3）通道传递 （如高等植物细胞间 的胞间连丝） 受体 进行细胞间的信息交流 3 受体的化学本质：蛋白质 受体的特点：专一性 单选：下列生理活动不能体现细胞间信息交流的是（ ） A.动物分泌的激素使靶细胞的代谢活动发生改变 B.人成熟的红细胞吸收水分  C.精卵细胞之间的识别与结合  D.高等植物细胞间通过胞间连丝来进行信息交流 B 一.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 3.进行细胞间的信息交流 物质传递（如激素，需要受体） 接触传递（如精卵识别结合，需要受体） 通道传递（高等植物的胞间连丝，不需要受体） 小结 二、对 细 胞 膜 成 分 的 探 索 ·磷脂 根据磷脂分子的特性，尝试在图中画出： ①磷脂分子在水-空气界面的排布方式 ②磷脂分子在水-苯的混合溶剂中的排布方式 水 苯 苯 苯 细胞质 水 ③ 画出细胞膜上磷脂分子的排布方式 水 二、对 细 胞 膜 成 分 的 探 索 空气 水 苯 空气 水 水 苯 苯 苯 苯 水 细胞质 水 细胞质 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量就越多（P43） 二、对 细 胞 膜 成 分 的 探 索 细胞膜结构特点：具有一定的流动性 细胞膜功能特性：选择透过性 除了细胞膜，其他膜结构也符合流动镶嵌模型 糖蛋白位于细胞膜外侧 既然膜内部分子是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？ ②因为膜上存在水通道蛋白，水分子可以通过通道蛋白通过膜。 ①因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙； e b a d c 糖类（糖被） 【资料3】 人物：戈特和格伦德尔 实验：测得一个红细胞单层分子的面积为其表面积的2倍 结论：___________________________________________ 细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。 P42 细胞的表面张力明显低于油一水界面的表面张力。 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。 细胞膜除含脂质分子外，可能还有_______。 人物：丹尼利和戴维森 实验： 提出假说： 蛋白质 思考1：如何鉴定细胞膜含有蛋白质？ 蛋白质 紫色 + 双缩脲试剂 【资料4]】 P42 结论：比较表格中不同膜的成分，细胞膜的成分除了脂质和蛋白质，细胞膜还含有 ______ 。 糖类 成分 红细胞膜 肝细胞膜 心机细胞膜 磷脂 55% 40% 24% 蛋白质 约40% 约59% 75% 糖类 5% 微量 微量 科学家陆续测定了不同细胞的细胞膜成分及含量表： 【资料5】实验证据 P42 脂质和蛋白质是如何组成细胞膜的呢？ 二、对细胞膜成分的探索 P43 人物：罗伯特森 实验：在_____下看到细胞膜的______________三层结构 细胞膜是_______________________三层结构 构成的______结构。 提出假说： 电镜 “暗—亮—暗” “蛋白质—脂质—蛋白质” 静态 三、对细胞膜结构的探索 蛋白质 蛋白质 磷脂 单位膜模型 【资料6】 思考2：罗伯特森的假说能够解释生命现象吗? 变形虫的变形运动 细胞分裂 白细胞吞噬细菌 不能 人细胞 鼠细胞 荧光标记 膜蛋白 诱导融合 40分钟后 370C 方法：____________ 荧光标记技术 标记物质：________ 蛋白质 结论：_______________________ 细胞膜具有一定的流动性 【资料7】人鼠细胞融合实验： P43 生物膜结构的探索历程 人物：______和__________ 提出：_______________________ 流动镶嵌模型 三、对细胞膜结构的探索 辛格 尼科尔森 【资料9】 P44 科学方法—— 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。 提出假说 一种假说最终被接受被否定，取决于它是否能与以后不断得到的观察和试验结果相吻合。 P44 磷脂分子 磷脂双分子层，基本骨架 糖蛋白 外 内 流动镶嵌模型的基本内容 P44-45 脂质、蛋白质、糖类 磷脂双分子层 组成成分：______________________ 基本支架：______________________ 将标本用干冰（或液氮）冰冻后断开，升温后暴露断裂面,在电镜下观察到的蛋白质分布模型如下： 蛋白质 、 、 在磷脂双分子层中。 镶在表面 嵌入 贯穿 冰冻蚀刻电子显微法 镶 嵌 嵌 贯穿 【资料8】 P45 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量越多 糖类 糖蛋白 糖脂 P45 流动镶嵌模型的基本内容 糖被与细胞识别、细胞间的信息传递等功能有关。 外 内 细胞膜上的受体主要是糖蛋白 课堂总结 1. 下列生物膜结构探索历程的说法，错误的是 (　　) A. 最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的 B. 三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C. 流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子 可以运动 D. 三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布 是不均匀的 D 2. 一位科学家发现，当升高一定温度时，细胞膜的厚度变小而面积增大，这是由于细胞膜的什么特性所决定的 ( ) A. 具有一定的流动性 B. 是选择透过性膜 C. 具有专一性 D. 具有运输物质的功能 A 1．（北京市怀柔区2019-2020学年高一上学期期末）下列关于选择透过性膜的叙述，正确的是（ ） A．细胞膜是选择透过性膜，主要由磷脂和糖类组成 B．植物细胞的质壁分离现象体现了细胞壁的选择透过性 C．选择透过性膜可以让所有离子和小分子通过 D．生物膜的选择透过性是活细胞的重要特征 D 2．（2020·黑龙江省海林林业局第一中学月考）细胞膜与其完成各种生理功能相适应，极为重要的结构特点（ ） A．磷脂排列成双分子层 B．球蛋白分子覆盖或镶嵌于磷脂双分子层中 C．两侧膜物质分子排列不对称 D．膜物质分子的运动使其具有流动性 D 3.借助电子显微镜观察细胞膜，可以看到两条暗带中间夹一条明带，那么关于这两条暗带和一条明带的化学成分的说法最准确的是(　　) A．两条暗带的成分是蛋白质，明带的成分是磷脂 B．明带的成分是蛋白质，两条暗带的成分是磷脂 C．两条暗带的主要成分是蛋白质，明带的主要成分是磷脂 D．明带的主要成分是蛋白质，两条暗带的主要成分是磷脂 C 4.1972年辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型普遍为人们所接受，它能很好地解释生物膜的动态功能，如图是细胞膜的模式图，以下有关说法正确的是(　　) A.功能越复杂的细胞膜，构成③的分子含量越多 B.生物膜上的②不能运动，③构成了生物膜的基本支架 C.生物膜上的①可以具有识别、保护和润滑等作用 D.利用废旧物品制作的生物膜流动镶嵌模型属于概念模型 C 5.磷脂是组成细胞膜的重要成分，这与磷脂分子的头部亲水、尾部疏水的性质有关。某研究小组发现植物种子细胞以小油滴的方式存油，每个小油滴都由磷脂膜包被着，该膜最可能的结构是 A.由单层磷脂分子构成，磷脂的头部向着油滴内 B.由单层磷脂分子构成，磷脂的尾部向着油滴内 C.由两层磷脂分子构成，结构与细胞膜完全相同 D.由两层磷脂分子构成，两层磷脂的头部相对 B 课堂检测 6.（2009·浙江卷，5）对某动物细胞进行荧光标记实验，如图所示，其基本过程：①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点；②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭(消失)；③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。上述实验不能说明的是(　　) A.细胞膜具有流动性 B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合 C.根据荧光恢复的速率可推算出跨膜运输的速率 D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率 C 7．（2020·浙江宁波咸祥中学高一期中）下图表示细胞膜的亚显微结构模式图，请据图回答： （1）图中构成细胞膜基本支架的结构是[ ]________。 （2）与细胞膜的识别功能有关的结构是[ ]_____________。 （3）吞噬细胞吞噬细菌的过程体现了细胞膜具有________性。 （4）不同细胞细胞膜的生理功能不同，主要取决于细胞膜上的______。 （5）细胞膜的这种结构模型被称为_______。 （6）由于_______的分布使质膜的结构表现出不对称性。细胞质位于图中的________（“M侧”或“N侧”）。 D 磷脂双分子层 E 糖蛋白 流动 蛋白质 流动镶嵌模型 蛋白质 N侧 谢谢观赏 谢谢！ Lavf57.62.100 Lavf58.20.100 $