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（流动镶嵌模型）与功能（分隔环境、控制物质进出、细胞间信息交流），以台盼蓝染色鉴别死细胞的问题探讨导入，通过国家边界、人体皮肤等系统边界示例类比，结合合作探究与实验证据，构建“现象-原理-结构”的学习支架。 其亮点在于以科学思维和探究实践为核心，通过欧文顿实验、人-鼠细胞融合实验等经典案例引导学生基于证据推理，融入精子卵细胞识别、胞间连丝传递信息等视频资源增强直观性。多样化检测题巩固知识，助力学生形成结构与功能观，教师可提升教学效率。

第1节 细胞膜的结构和功能 第3章 细胞的基本结构 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。 问题探讨 合作探究: 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，台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜。 国家的边界: 边防线等 人体的边界: 皮肤和黏膜 细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是_____________________。 一个系统总有它的边界 细胞膜，也叫质膜 细胞壁具有全透性, 不是植物细胞的边界。 一. 细胞膜的功能 膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。 原始海洋 古细菌 原始生命 (一)将细胞与外界环境分隔开 细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，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。 一. 细胞膜的功能 营养物质(氨基酸、无机盐、葡萄糖等) 不需要、有害的物质(如细菌、病毒等) 抗体、激素等 细胞合成并分泌 废物(CO2、尿素等) 细胞代谢产生 (二)控制物质进出细胞 ①细胞需要的物质—进入细胞 ②不需要或对细胞有害的物质—不容易进入细胞 ③抗体、激素等物质合成后可分泌到胞外；细胞产生的废物也要排到胞外 ④有些病毒、病菌也能侵入细胞 细胞膜的功能特性: 选择透过性 【注意】细胞膜的控制作用是相对的！ 一. 细胞膜的功能 (三)进行细胞间的信息交流 演示 受体 (1)通过化学物质传递信息 ①受体化学本质: 糖蛋白(蛋白质) ②受体的作用: 接受激素等化学物质的信号 ③受体的特点: 具有特异性 一. 细胞膜的功能 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 相邻两个细胞的细胞膜接触, 信息从一个细胞传递给另一个细胞。例如:精子和卵细胞的识别。细胞发出的信号分子与靶细胞细胞膜外表面的受体结合 (2)通过细胞膜直接接触传递信息 (三)进行细胞间的信息交流 精子和卵细胞之间的识别和结合（视频） 一. 细胞膜的功能 相邻两个细胞之间形成通道, 携带信息的物质通过通道进入另一个细胞。例如: 高等植物之间通过胞间连丝相互连接，进行信息交流。 (3)通过细胞通道传递信息 (三)进行细胞间的信息交流 胞间连丝相互连接传递信息（视频） 【注意】高等植物细胞之间通过胞间连丝进行交流时,不需要细胞膜上的受体。因此, 细胞膜上的受体并不是细胞间信息交流所必需的结构。 【检测】下图是细胞间的三种信息交流方式，据图回答下列问题: (1)植物细胞间的胞间连丝、人体内胰岛素的作用过程、精子和卵细胞之间的识别和结合分别属于图中的哪种方式？ 分别属于图C、图A、图B。 【检测】下图是细胞间的三种信息交流方式，据图回答下列问题: (2)图中受体的化学本质是什么？受体和信号分子的结合有没有特异性？ (3)是否所有信号分子的受体都在细胞膜上？请举例说明。 糖蛋白 具有特异性 有些受体位于细胞膜上，而有些受体位于细胞质内或细胞核内，如甲状腺激素受体位于细胞核中。 不是 【检测】多细胞生物体内的细胞可进行细胞间的信息交流，保证细胞之间功能的协调。如图是细胞间进行信息交流的示意图，下列说法正确的是（　　） A．受精作用、激素分子传递信息的方式分别与图1、图2相对应 B．信息分子可借助于血液循环定向运输到靶细胞 C．相邻细胞间的信息传递都需要通过受体完成 D．若图2中②为受体，其化学组成可能是糖蛋白 D 受精作用对应图2，激素分子传递信息对应图1. 激素这种信息分子可借助于血液循环运输到全身各处，并作用于靶细胞，运输是不定向的，但作用对象是定向的 信息分子的传递可以通过细胞间形成的通道完成，如高等植物细胞之间通过胞间连丝交流。 二. 对细胞膜成分的探索 我是欧文顿，经过上万次 实验我发现…… 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 根据相似相溶原理 1.欧文顿(E.Overton)实验 实验现象: 假说: 脂质分子更容易通过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的 实验: 细胞膜的制备 (1)原理: 动物细胞放在清水里，细胞吸水胀破，内容物流出即可离心得到细胞膜 (2)材料: 哺乳动物的成熟红细胞 2.对细胞膜进行成分分析 细胞膜化学分析表明: 脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多 合作探究: 哺乳动物的成熟红细胞作材料的优点是什么？ 二. 对细胞膜成分的探索 只含细胞膜, 排除了其他生物膜对实验的干扰。 二. 对细胞膜成分的探索 3.磷脂的结构 合作探究: 请根据磷脂分子的特点猜测其在空气与水界面上分布的模型。 二. 对细胞膜成分的探索 3.磷脂的结构 磷脂分子在空气与水界面上分布的模型 合作探究: 同学们尝试着大胆的推测和想象一下如果在细胞膜的两侧都有水的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 二. 对细胞膜成分的探索 水 水 A 水 水 B 水 水 C 亲水的“头部”与水接触，疏水的“尾巴”远离水 水 水 3.磷脂的结构 在细胞膜的两侧都有水的环境中磷脂分子的排布 脂质体 二. 对细胞膜成分的探索 (1)实验过程: S1 S2 4.荷兰科学家戈特和格伦德尔 (2)实验推断:_______________________________________ 细胞膜中的磷脂分子必然排列成连续的两层。 合作探究: 如果用其他细胞膜做实验，数量关系还是2倍吗？ 从红细胞膜中提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单层分子的面积恰为红细胞的表面积的2倍。 S2=2S1 一般是远大于2倍。 2层磷脂分子 = 1层磷脂双分子层 = 1层细胞膜 二. 对细胞膜成分的探索 (1)实验: 研究细胞膜的张力。发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。 由于人们已发现了油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，因此丹尼利和戴维森作如下推测: 细胞膜除含有脂质分子外，还可能附有蛋白质。 4.英国学者丹尼利和戴维森 二. 对细胞膜成分的探索 脂质: 蛋白质: 糖类: 细胞膜的化学成分 大约占50% 大约占40% 大约2%—10% 细胞膜的化学成分     蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。 脂质中磷脂最丰富, 动物细胞膜含有少量胆固醇 【注意】细胞膜的成分并不是恒定不变的。 三. 对细胞膜结构的探索 2. 单位膜模型(“三明治”结构模型) 所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。 1959年,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,他结合其他科学家的工作，大胆地提出了细胞膜模型的假说: 他把细胞膜描述为静态的统一结构。 1.20世纪40年代，有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。 细胞膜结构的电镜照片 2.单位膜模型(“三明治”结构模型) 20世纪60年代以后，人们对这一模型的异议增加了，不少科学家对于生物膜是静态的观点提出质疑。 膜静态模型不能解释下列现象: 细胞的生长、分裂、变形虫的变形运动等现象都是难以实现的。把生物膜描述为静态的结构, 这显然与膜功能的多样性相矛盾。 三. 对细胞膜结构的探索 3.人-鼠细胞融合实验 1970年，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。 这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞膜具有流动性。 实验方法: 荧光标记法 三. 对细胞膜结构的探索 4.流动镶嵌模型 时间: 1972年辛格(S.J.Singer)和尼科尔森(G.Nicolson)提出的流动镶嵌模型为大多数人所接受。 合作探究: 请观看动画后概括出生物膜流动镶嵌模型的基本内容？ 三. 对细胞膜结构的探索 (1)流动镶嵌模型的基本内容 4.流动镶嵌模型 三. 对细胞膜结构的探索 磷脂双分子层 蛋白质分子 糖被 糖蛋白 磷脂分子 名称:______________ 作用: 细胞膜的__________, 具有屏障作用 特点: 具有________ 磷脂双分子层 基本支架 流动性 图中的(1) (1)流动镶嵌模型的基本内容 4.流动镶嵌模型 4.流动镶嵌模型 图中(2) 名称: 分子 位置 磷脂双分子层表面 部分或全部 磷脂双分子层当中 整个磷脂双分子层 特点: 大多数是可以 的 蛋白质 运动 镶在 嵌入 贯穿 作用: 在 等方面具有重要作用 物质运输 4.流动镶嵌模型 名称: ______ 位置: 分布于细胞膜的________ 作用: 与 等功能有密切关系 糖被 外表面 图中的(3) 细胞表面的识别、细胞间的信息传递 【检测】科学家对细胞膜成分和结构的认识经历了漫长的过程。下列有关叙述正确的有几项（    ） ①将酵母菌的磷脂分子全部提取出来并铺展成单层，其面积大于细胞表面积的2倍 ②科学家通过发现细胞的表面张力高于油—水界面的表面张力，推测细胞膜可能附有蛋白质 ③罗伯特森利用电子显微镜观察到细胞膜具有“亮—暗—亮”的三层结构 ④用细胞融合的方法探究细胞膜流动性时，可用荧光染料标记膜蛋白 ⑤细胞膜的成分可以使用双缩脲试剂和苏丹Ⅲ染液进行鉴定 ⑥细胞膜中的糖类分别与蛋白质、脂质结合后形成的糖蛋白和糖脂统称为糖被 A．一项 B．两项 C．三项 D．四项 B 科学家通过发现细胞的表面张力低于油—水界面的表面张力，并根据人们已发现的油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质. “暗—亮—暗” 细胞膜上没有脂肪. 细胞膜结构中的糖被指的是细胞膜表面的多糖. 【检测】如图是细胞膜的亚显微结构模式图，①～③表示构成细胞膜的物质。下列有关叙述正确的是（　　） A．②是糖蛋白，对细胞间的信息交流具有重要作用 B．③是蛋白质分子，大多数在膜上是固定不动的 C．①构成细胞膜的基本支架，上图是由两层磷脂分子构成的两层细胞膜 D．a代表细胞膜内侧，b代表细胞膜外侧 A ③代表蛋白质，大多数蛋白质可以运动 单层膜 由于②代表糖蛋白，有糖蛋白的一侧为细胞外侧，故a代表细胞膜外侧，b代表细胞膜内侧。 【检测】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和结构的认识经历了很长的过程。下列叙述正确的是（    ） A．磷脂与脂肪的区别在于磷脂中甘油的二个羟基与其他衍生物结合 B．丹尼利和戴维森研究细胞膜张力，推测细胞膜可能还附有蛋白质 C．构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质也能自由运动 D．细胞膜外表面的糖蛋白和糖脂，在细胞生命活动中不具有重要功能 B 磷脂与脂肪的区别主要在于磷脂中甘油的二个羟基与脂肪酸结合，一个与其他衍生物结合 构成膜的磷脂分子可以侧向自由移动，膜中的蛋白质大多也能运动. 具识别(进行细胞间的信息交流)、保护和润滑作用。 1. 细胞膜的结构特性: ________________。 具有一定的流动性 2. 细胞膜的功能特性: ________________。 (3)影响膜流动性因素是: 温度: 一定范围内，温度升高，膜流动性______。 加快 影响选择透过性因素是: 内因是生物膜(如细胞膜)上载体的种类和数量； 外因主要是温度、O2、pH等影响呼吸作用的因素。 四.细胞膜的特性 (1)主要表现: 构成膜的磷脂分子可以______________，膜中的蛋白质 ____________________。 (2)意义:对于细胞完成____________________________等功能都是非常重要的。 侧向自由移动 大多也能运动 物质运输、生长、分裂、运动 选择透过性 (P46)右下图是由磷脂分子构成的脂质体，它可以作为药物的运载体，将其运送到特定的细胞发挥作用。在脂质体中，能在水中结晶的药物被包在双分子层中，脂溶性的药物被包在两层磷脂分子之间。 1.为什么两类药物的包裹位置各不相同? 2.请推测: 脂质体到达细胞后，药物将如何进 入细胞内发挥作用? 由于脂质体是磷脂双分子层构成的, 到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生融合, 也可能会被细胞以胞吞的方式进入细胞, 从而使药物在细胞内发挥作用。 由双层磷脂分子构成的脂质体,两层磷脂分子之间的部分是疏水的,脂溶性药物能被稳定地包裹在其中；脂质体的内部是水溶液的环境,能在水中结晶的药物可稳定地包裹其中。 【检测】下列有关细胞膜的叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。 ①蛙成熟的红细胞适合作制备细胞膜的实验材料。( ) ②细胞膜由蛋白质、磷脂和糖类组成，主要成分为脂质。( ) ③构成膜的脂质包括磷脂、脂肪和胆固醇。 ( ) ④功能越复杂的细胞膜，其所具有的蛋白质种类和数量越多。( ) ⑤利用动物细胞制备细胞膜比利用植物细胞容易。( ) ⑥细胞膜与其他生物膜的结构组成完全相同。( ) ⑦不同种类的细胞、细胞膜的成分及含量不完全相同。( ) ⑧细胞膜的结构特点是具有选择透过性。( ) × 蛙是两栖动物 × 膜上没有脂肪。 × 组成成分相同，含量有差异。 × 具有一定的流动性。 √ √ × 脂质，主要成分是磷脂 【检测】下列关于细胞膜功能的叙述，正确的打“√”，错误的打“×”。 ①细胞膜能使细胞内部环境相对稳定。( ) ②在细胞膜的控制下，环境中的有害物质不能进入细胞。( ) ③细胞膜能提高细胞内的化学反应速率。( ) ④细胞间的信息交流大多与细胞膜的结构和功能有关。( ) ⑤动物细胞表面的糖被起到细胞间相互识别的作用。( ) ⑥只有活细胞的细胞膜才能控制物质进出细胞。( ) ⑦细胞产生的激素与靶细胞膜上的相应受体的结合可实现细胞间的信息传递。( ) ⑧细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构。( ) ⑨细胞膜的组分是不可变的。( ) ⑩温度能影响细胞膜的流动性。( ) × 酶具有催化作用，才可以提高反应速率。 √ × 植物细胞通过胞间连丝交流，不需要受体。 × 病毒、细菌有时候可以。 √ √ √ 细胞膜具有一定的流动性，分子运动受温度影响。 √ √ × 新陈代谢旺盛的细胞，膜上蛋白质的种类和数量越多。 【检测】关于原核细胞的结构和功能，下列叙述正确的是（    ） A．原核细胞没有核膜包被的细胞核，但有环状DNA分子分布的拟核区域 B．原核细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成，具有支持和保护作用 C．原核细胞中含有核糖体，且均能进行有氧呼吸和光合作用等复杂生命活动 D．原核细胞的细胞膜与动物细胞的细胞膜结构相似，成分相同 A 纤维素和果胶是植物细胞细胞壁的主要成分。 好氧细菌可以进行有氧呼吸，厌氧细菌不可以；有藻蓝素和叶绿素的蓝细菌可以进行光合作用。 动物细胞膜上有胆固醇，原核细胞没有。 【检测】下列关于膜蛋白功能的相关叙述错误的是（     ） A．细胞膜上的酶可以催化特定的物质进行转化，从而形成细胞内的调节信号 B．细胞膜上的转运蛋白可以将营养物质、代谢产物等转运通过磷脂双分子层 C．细胞膜上的糖蛋白可用于细胞间相互识别，也可作为某些信号分子的受体 D．细胞膜上蛋白质结构与功能是一一对应的，转运蛋白不可能具有催化作用 D 膜蛋白可能兼具多种功能，如钠钾泵（转运蛋白）同时具有运输和催化ATP水解的作用，故转运蛋白可具有催化功能 【检测】糖脂普遍存在于细胞膜上，不同的细胞中糖脂的种类不同，下面是人红细胞表面的ABO血型糖脂的结构示意图，据图判断下列有关叙述错误的是(　　) A.糖脂是由糖类和脂质分子结合而成的 B.红细胞ABO血型的不同在于组成糖脂的糖的种类和排列顺序不同 C.糖脂没有识别作用，糖蛋白具有识别作用 D.糖脂位于细胞膜外表面 C 【检测】科学家设计了仅1纳米宽的 分子转子，该转子由紫外光驱动， 能以每秒200万—300万转的转速 进行旋转，从而在单个细胞的膜 上钻孔。当分子转子与特定的靶 细胞结合后，就有望将治疗试剂 运送到这些细胞中，或者直接诱 导这些细胞死亡。如图为分子转 子钻孔过程的示意图，下列有关说法错误的是（     ）   A.膜上磷脂分子的排列与其头部的亲水性和尾部的疏水性有关 B.一个细胞是否能成为靶细胞，与细胞膜表面的糖蛋白有关 C.钻孔后才可以运送治疗试剂，说明细胞膜具有选择透过性 D.将治疗试剂运送到细胞中，细胞膜会留下一个空洞 D 【检测】脂筏模型被认为是对细胞膜流动镶嵌模型的重要补充：脂筏是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，其中的胆固醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特意吸收或排除某些蛋白质（如某些跨膜蛋白质、酶等），形成一些特异蛋白聚集的区域，经研究证明部分病毒可在脂筏部位排出细胞，下列叙述正确的是（     ） A.图中脂筏跨膜蛋白其跨膜区段的氨基酸具有较强的亲水性 B.脂筏区域的厚度增加，流动性较强，与其中的胆固醇有关 C.“脂筏模型”比“流动镶嵌模型”更能代表所有生物膜的特性 D.脂筏可能与细胞控制物质进出的功能有关，只能分布于细胞膜上 D Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $