第3章第1节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，涵盖其三大功能、流动镶嵌模型及科学探索过程。通过生活实例（如鸡蛋黄细胞膜、台盼蓝染色）导入，结合科学史资料（欧文顿实验等）构建从功能到成分再到结构的学习支架，帮助学生逐步理解知识脉络。 其亮点在于融合科学史与生活实践，以“提出假说-实验验证”培养科学思维（如人鼠细胞融合实验说明膜流动性），通过小组构建磷脂模型落实探究实践，结合糖尿病案例体现生命观念的结构与功能观。学生能提升探究能力，教师可高效达成教学目标。

第三章 细胞的基本结构 1.细胞膜有哪些功能？ 2.流动镶嵌模型的基本内容是什么？ 3.通过对细胞膜结构的探索过程的分析，你会对科学的过程和方法有哪些领悟？ 第1节 细胞膜的结构与功能 [本节聚焦] 【联系生活】生活中你见过细胞膜吗？ 资料：鸟类的卵细胞是自然界中较大的细胞，未受精的鸡蛋中，鸡蛋黄可以看作是一个卵细胞。 伊红为什么不会逸出细胞？说明了什么？ 注入伊红 教材P40 2 科学家用显微镜注射器将一种叫作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 1.控制物质进出细胞 （活细胞） 营养物质（氨基酸、无机盐、葡萄糖等） 不需要、有害的物质（细菌、病毒等） Y Y Y 抗体、激素、酶等分泌物 尿素、CO2等细胞产生的代谢废物 DNA等 具有相对性 功能特性：细胞膜具有选择透过性 教材P40 一、细胞膜的功能 问题探讨 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。 1．为什么活细胞不能被染色死细胞能被染色？ 活细胞的细胞膜具有选择透过性，染料台盼蓝是细胞不需要的物质，不易通过细胞膜，所以活细胞没有被染色。 具有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？ 教材P40 2.将细胞与外界环境分隔开。 细胞膜 教材P40 膜的出现，是生命起源过程中至关重要的阶段 （保障细胞内部环境的相对稳定） 也叫质膜 3.进行细胞间的信息交流 内分泌细胞 (发出信息的细胞） 靶细胞 激素 内分泌细胞分泌的激素，随血液到达全身各处，与靶细胞的细胞膜表面的受体（糖蛋白）结合，将信息传递给靶细胞（作用完就灭活） 受体 靶细胞 （1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。 物质传递 教材P41 糖尿病---信息传递异常引起的疾病 【联系生活】 3.进行细胞间的信息交流。 （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） 发出信息的细胞 精子和卵细胞之间的识别和结合 与膜结合的信号分子 靶细胞 （2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。 接触传递 教材P41 效应T细胞与靶细胞密切接触，使靶细胞裂解死亡。 3.进行细胞间的信息交流 胞间连丝 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。 （3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息。 通道传递 注意：以上三种信息交流方式是发生于细胞 与细胞之间的，而不是细胞内的信息交流。 教材P41 P41细胞膜的功能由它的成分和结构决定 1.对细胞膜成分的探索 1895年，欧文顿选用500多种化学物质对植物细胞膜的通透性进行上万次的实验。发现：溶于脂质的物质，比不溶于脂质的物质更容易穿过细胞膜。 推测：细胞膜是由脂质组成的 二、 对细胞膜成分和结构的探索 相似相溶原理 资料1 教材P42 【科学方法——提出假说】 （教材P44）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。 但细胞膜非常薄，即使在高倍显微镜下依然难以看清它的真面目，人们对细胞膜化学成分的认识经历了很长的过程。提示：从生理功能上入手，通过对现象的推理分析的。细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的 这样的判断是推理（假说）还是对膜成分的提取与检测？是推测（假说） 20世纪初科学家利用哺乳动物的红细胞，制备出纯净的细胞膜，进行化学分析。 为什么选择红细胞作为实验材料？ 化学分析表明：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 资料2 教材P42 优点： 无核膜和众多细胞器膜干扰； 无细胞壁会吸水涨破。 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。,有利于提纯细胞膜 11 1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。 资料3 教材P42 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 丹尼利和戴维森发现了什么？得到怎样的推论？ 推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 12 请概述细胞膜的成分组成？ 资料4 生物膜 蛋白质/% 脂类/% 糖类 人的CNS髓鞘 20 79 少 人的红细胞膜 49 43 8 大鼠的肝细胞核膜 59 35 2.9 内质网膜 67 33 少 线粒体外膜 52 48 少 线粒体内膜 76 24 少 细胞膜的组成成分 脂质 （约50%） 糖类 （2%-10%） 蛋白质 （约40%） 磷脂 胆固醇 （少量） 磷脂最丰富，动物细胞膜含有少量胆固醇 膜功能越复杂，蛋白质种类和数量越多 细胞膜的组分并不是不可变的，如细胞癌变过程中，细胞膜组分发生变化，糖蛋白含量下降，产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。 教材P43 科学家对多种细胞细胞膜成分的化学分析结果 13 1925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质，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表面积的2倍。 根据磷脂分子的特点解释，为什么磷脂在空气一水界面上铺展成单分子层? 资料5 结论： 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 教材P42 (极性-亲水) (非极性-疏水) 在卡文迪许实验室，经过漫长而复杂的过程发现了dna双螺旋结构。【补充资料1】：朗姆瓦实验将磷脂分子溶于苯和水中，当苯挥发完后，磷脂分子排列成单层，头部浸入水中，尾部浮于水面。 14 拓展： 用其他真核细胞（除哺乳动物成熟红细胞）做上述实验，若磷脂单分子层的面积为2S，则细胞表面积为__ _ S（“大于”、“小于”、“等于”） 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______2S（“大于”、“小于”、“等于”） 小于 等于 如果将磷脂分子置于水—苯的混合溶剂中，磷脂分子将会如何分布?提示：磷脂的头部将与水接触，尾部与苯接触，磷脂分子分布成单层。 拓展：如果搅动水槽中的水，迫使磷脂分子进入水溶液中，磷脂分子在水溶液中又将如何分布？ 小组合作构建模型。 搅动后 水溶液中 形成球状的微团 双层脂分子的球形脂质体 水 水 空气 水层 —亲水 —疏水 细胞生活在液体环境中，细胞膜两侧均有水 如果将磷脂分子置于水一苯的混合溶剂中，磷脂的头部将与水接触，尾部与苯接触，磷脂分子分布成单层。 1959年，罗伯特森在电镜下看到细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。 资料6 所有的细胞膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构 教材P43 电子束照射小分子，散射度低，光亮。电子束照射大分子，散射度高，黑暗； 无法解释细胞的生长、变形虫的变形运动。把生物膜描述为静态的刚性结构，这显然与膜功能的多样性相矛盾。罗伯特森对细胞膜模型提出怎样的假说？ 17 变形虫摄食纤毛虫 受精卵卵裂 思考：罗伯特森认为细胞膜是一种静态的统一结构，你认同这种观点吗？ 1970年，科学家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，将两个细胞融合。 细胞融合 小鼠细胞 人细胞 正在融合的细胞 37℃ 40min 融合细胞 人鼠细胞融合实验，得出的结论是什么？ 膜上蛋白质可以运动， 资料7 磷脂分子可以移动 结构特点:具有一定的流动性 冰冻蚀刻技术标本用干冰等冰冻，后用冷刀断开，升温后在真空下暴露断裂面。蛋白质镶、嵌、贯穿于磷脂双分子层中 19 【了解资料】细胞膜上的蛋白质有三种类型 ②外周膜蛋白： 水溶性蛋白 ③脂锚定蛋白： 插入磷脂双分子层的疏水部分，锚定在细胞膜上 ①整合膜蛋白： 既具有亲水部分又具有疏水部分 亲水 亲水 疏水 水溶性 疏水 亲水 疏水 冰冻蚀刻实验 先用干冰或液氮冰冻细胞膜，后用冷冻的玻璃刀将膜快速划出裂口。此时膜容易沿脂双层中间疏水端断开，升高温度使冰升华，暴露出膜的断裂面，观察到单层磷脂分子的疏水面，有一个一个的蛋白质凸起。 磷脂双分子层 蛋白质分子 1.磷脂双分子层构成膜的基本支架。 2.蛋白质分子有的镶、嵌、贯穿在整个磷脂双分子层。 四、流动镶嵌模型的基本内容 1972年，辛格和尼科尔森提出流动镶嵌模型 3.细胞膜外表面，有糖类分子与蛋白质分子结合形成的糖蛋白，或与脂质结合形成的糖脂，这些糖类分子叫作糖被。 糖蛋白 糖脂 糖被 教材P45 四、流动镶嵌模型的基本内容 4.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，因此细胞膜具有流动性。 教材P45 1.存在部位: 细胞的最外层。 2.主要成分： 植物： 纤维素和果胶 细菌： 肽聚糖 3.功能： 对细胞起支持、保护作用。 （由于细胞壁是全透性的，对物质没有选择性，故细胞壁不是系统的边界，细胞膜才是系统的边界） 五、细胞壁的结构与功能 真菌：几丁质 教材P48 糖被：细胞表面的识别、细胞间的信息传递等 ⑦ ⑥ ③ ④ ⑧ ① ② ⑤ 磷脂双分子层 主要是脂质、蛋白质，还含有少量的糖类。 2.细胞膜结构 脂质 磷脂（主要） 磷脂双分子层、基本支架. 可以运动 胆固醇： （少量，动物细胞膜具有） 蛋白质 或镶、或嵌、或贯穿于磷脂双分子中 膜功能主要承担者 （蛋白质种类和数量决定膜功能的复杂程度） 大多可以运动 糖类： 与蛋白质形成糖蛋白，与脂质形成糖脂，这些糖类分子叫做糖被（识别） 3.结构特点:具有一定的流动性 【总结】 1.化学组成： Lavf54.6.100 Lavf58.46.101 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $