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，以台盼蓝染色的问题探讨导入，通过功能分析引出成分探索，再结合科学史实验构建流动镶嵌模型，形成“功能—成分—结构”的学习支架。 其亮点在于融合科学史与实验证据，体现生命观念中的结构与功能观，通过欧文顿实验、人鼠细胞融合等培养科学思维。归纳小结系统梳理知识，练习应用联系实际，助力学生理解，提升教师教学效率。

第3章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 细胞的边界是细胞膜吗？细胞膜的基本支架是什么？ 鉴定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 活细胞具有控制物质进出细胞的功能，台盼蓝不是细胞所需物质，故不能进入细胞。死细胞失去了控制物质进出细胞的功能，故台盼蓝可以进入。 细胞膜作为细胞的边界，具有控制物质进出细胞的功能。 讨论 1.为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 2.据此推测，细胞膜作为细胞的边界，应该具有什么功能？ 用台盼蓝染液染色后的死细胞和活细胞（放大200倍） 学习目标 重难点 1.从系统与环境关系的角度，解释细胞膜作为系统的边界所具有的功能。 2.分析细胞膜的成分与结构的探索历程，说明细胞膜结构的成分，概述流动镶嵌模型的主要内容。 1.细胞膜的功能。 2.流动镶嵌模型的基本内容。 ①将细胞与外界环境分隔开 膜的出现对生命起源过程至关重要细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。 营养物质 对细胞有害的物质（病毒、病菌） 细胞“生产”的物质：抗体、激素、代谢废物 细胞内“工作”的物质和结构：核酸、细胞器 细胞 ②控制物质进出细胞 【注意】细胞膜的控制作用是相对的！ 功能特点：选择透过性 一. 细胞膜的功能 主要功能：支持和保护 特性：全透性 植物细胞的边界是细胞壁吗？为什么？ 细胞壁对要进出细胞的物质没有选择性（即全透性），它不能保证细胞内部的稳定。 不是 课本P62 ③进行细胞间的信息交流 （1）通过细胞分泌化学物质间接传递信息。 受体：靶细胞膜上与信号特异性结合的位点. 本质是蛋白质 间接传递 内分泌细胞 发出信息的细胞 靶细胞 激素 受体 接受信号的细胞 一. 细胞膜的功能 （2）通过相邻细胞的细胞膜直接接触传递信息。 举例：精子和卵细胞之间的识别和结合；效应T细胞与靶细胞密切接触，使靶细胞裂解死亡。 直接接触 (发出信息的细胞） (靶细胞） 与膜结合的信号分子 受体 （多数是蛋白质） ③进行细胞间的信息交流 一. 细胞膜的功能 举例：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，也有信息交流的作用。 细胞 细胞 通道 通道 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。 胞间连丝 通道传递 （3）相邻两细胞之间形成通道，来传递信息 ③进行细胞间的信息交流 一. 细胞膜的功能 细胞膜的功能 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞（相对的） 进行细胞间的信息交流 间接传递：血液运输 直接传递：细胞接触 通道交流：胞间连丝 功能特点：选择透过性 归纳小结 对细胞膜成分的探索 资料1：欧文顿实验 哈哈，熟人，请进请进 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 相似相溶原理 哼，不熟，免进 提出假说： 膜是由脂质组成的 科学家利用哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，制备出纯净的细胞膜，并对细胞膜的成分进行分析，得出组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 无细胞核和各种细胞器。 思考·讨论 ——磷酸 ——甘油 ——两分子脂肪酸 ——胆碱 亲水 头部 疏水 尾部 两层磷脂分子在水中是如何排列的呢？ √ 1925年，荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞提取脂质。实验结果：在空气-水界面上铺成单层分子，测得单层脂质的面积恰为红细胞膜表面积的2倍。 结论：细胞膜的磷脂分子排列为连续的两层 资料2 膜外：水环境 膜内：水环境（细胞质） 能否用人的其它体细胞？ 不能，会有其它膜的干扰 资料3 1935年，英国学者丹尼利和戴维森发现细胞表面张力明显低于油水界面的表面张力；当时人们已经知道了，如果在油水界面中加入一定量的蛋白质，其表面张力降低。 推测： 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 表面张力:是指液体表面上单位长度的收缩力，通常表现为液体表面像一层看不见的“皮”一样。 细胞膜成分 所占比例 在细胞膜构成中的作用 脂质 约50% 脂质中的磷脂是构成细胞膜的重要成分，此外还有少量的胆固醇 蛋白质 约40% 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 糖类 2～10% 思考：这些成分是如何组成细胞膜的呢？ 二. 对细胞膜结构的探索 1970年人——鼠细胞荧光标记融合实验 用荧光染料标记膜表面蛋白质，利用荧光特性，来反映膜的相关信息。 证据表明：细胞膜具有流动性（结构特点） 资料5 二. 对细胞膜结构的探索 提出模型： 所有细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成（静态） 20世纪40年代，曾经有科学家推测：蛋白质覆盖在脂质的两边。 1959年，罗伯特森：电镜下观察到：细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构 资料4 不能解释细胞膜的复杂运动：细胞的生长、变形虫的变形运动 二. 对细胞膜结构的探索 三.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 细胞膜的主要成分、基本支架各是什么？ 细胞膜上的蛋白质有几种存在方式？ 细胞膜的结构特点是什么？ 细胞膜上的糖类有什么作用？ 三.流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜的主要成分、基本支架各是什么？ 细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质； 磷脂双分子层 磷脂分子 蛋白质分子 既然膜内部分是疏水的，水分子为什么能跨膜运输呢？ 一是因为水分子极小，可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙；二是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。 磷脂双分子层是膜的基本支架。 磷脂分子 细胞膜上的蛋白质有几种存在方式？ ①有的镶嵌在磷脂双分子层表面（镶嵌） ②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中（嵌入） ③有的贯穿于整个磷脂双分子层（贯穿） 三.流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜的结构特点是什么？ 细胞膜具有一定的流动性。 磷脂分子可以侧向自由移动。 膜中的蛋白质大多也能运动。 三.流动镶嵌模型的基本内容 细胞膜上的糖类有什么作用？ 作用： 细胞表面的识别功能； 细胞间的信息传递功能 分类：与蛋白质分子形成糖蛋白；与脂质结合形成糖脂 糖被 三.流动镶嵌模型的基本内容 讨论：如何判断细胞膜内外侧？ 提示：外侧：有糖蛋白 内侧：没有糖蛋白 膜的基本支架 磷脂双分子层 镶嵌（镶、嵌、贯穿） 蛋白质分子 细胞膜的结构特点： 流动性 细胞间的识别、细胞间的信息传递 糖类 归纳小结 细胞膜 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞（相对的） 进行细胞间的信息交流 功能 物质传递：间接 接触传递：直接 通道交流：胞间连丝 结构 功能特点：选择透过性 流动镶嵌模型 脂质 磷脂 磷脂双分子层 基本支架 胆固醇 动物细胞膜的成分 蛋白质 少量糖类 糖 蛋白 糖脂 识别；信息传递 结构特点：具有流动性 课堂小结 一、概念检测 1. 基于对细胞膜结构和功能的理解，判断下列相关表述是否正确。 （1）构成细胞膜的磷脂分子具有流动性，而蛋白质是固定不动的。 ( ) （2）细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入，而对细胞有害的物质则不能进入。( ) （3）向细胞内注射物质后，细胞膜上会留下一个空洞。( ) 练习与应用 ╳ ╳ ╳ 2. 细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是（ ） A. 细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜 B. 由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜 C. 细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能 D. 细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型 二、拓展应用 1.把细胞膜与窗纱进行类比，合理之处是说明细胞膜与窗纱一样可以允许一些物质出入，阻挡其他物质出入。这样的类比也有不妥之处。例如，窗纱是一种简单的刚性的结构，功能较单纯，细胞膜的结构和功能要复杂得多；细胞膜是活细胞的重要组成部分，活细胞的生命活动是一个主动的过程，而窗纱是没有生命的，它只能是被动地在起作用。 B 2. 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？ 易溶于水，饱和后结晶 二、拓展应用 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。 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。 Lavf58.20.100 $