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

该高中生物学课件围绕细胞膜的结构和功能展开，涵盖功能（分隔、控制物质进出、信息交流）、成分（脂质、蛋白质、糖类）及流动镶嵌模型，通过微针触碰细胞、伊红扩散等实验资料导入，以“功能-成分-结构”为脉络，借助“思考·讨论”“任务”活动搭建学习支架。 其亮点是融合科学史探究，体现生命观念（结构与功能观）、科学思维（证据推理）和探究实践（实验设计）。如欧文顿实验推测脂质成分，人鼠细胞融合实验证明流动性，结合“洗苋菜”实例和实战训练题，助学生理解选择透过性，培养探究能力，为教师提供结构化资源提升教学效果。

第 1 节 细胞膜的结构和功能 【资料二】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，却不能很快逸出细胞 【资料一】在光学显微镜下看到，用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细胞内，细胞表面有一层结构被刺破。 二、细胞膜的功能 1、将细胞与外界坏境分隔开 　膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。 　细胞膜的出现使生命起源到了细胞的形式，也保证了细胞生命活动的正常进行。 　细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 原始地球环境 推测的原始地球环境 1.将细胞与外界环境分隔开 一、细胞膜的功能 细胞膜保障了细胞_________的相对稳定 内部环境 使细胞成为___________的系统 相对独立 膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段 膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段，它将生命物质与外界环境分隔开，产生了原始的细胞，并成为相对独立的系统。细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定。 4 2.控制物质进出细胞 一、细胞膜的功能 抗体、激素等分泌物和废物 水、无机盐、氨基酸、葡萄糖等。 控制作用是相对的 营养物质 对细胞有害的物质、病毒病菌 可进 可出 不易出 细胞内有用的成分 不易进 细胞膜的功能特点：选择透过性 细胞不需要，或者对细胞有害的物质不容易进人细胞。抗体、激素等物质在细胞内合成后，分泌到细胞外，细胞产生的废物也要排到细胞外；细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；但是细胞内的核酸等重要成分却不会流失到细胞外。当然，细胞膜的控制作用是相对的，环境中一些对细胞有害的物质有可能进入；有些病毒、病菌也能侵人细胞，使生物体患病。 控制物质进出细胞的功能使细胞膜具有选择透过性 抗体和激素也是对细胞有益的为什么会排出细胞外呢，这就涉及到细胞的第三个功能——进行细胞间的信息交流 5 因为细胞的选择透过性是针对活细胞来说的，苋菜煮熟了，选择透过性就消失了，所以细胞中的色素就可以进入到外部。 想一想： 为什么你洗苋菜的时候水不变红，煮熟了汤却红了？ 通过细胞分泌的 传递信息，随血液到达全身各处，最后与靶细胞膜表面的 结合。 ①化学物质传递 化学物质 特异性受体 激素、神经递质、淋巴因子 3.进行细胞间的信息交流 一、细胞膜的功能 受体： 1.化学本质：糖蛋白(蛋白质) 2.作用：接受激素等化学物质的信号 3.特点：专一性（一种受体只能识别一种或者一类物质） ②接触传递 通过 传递信息。 细胞膜直接接触 精卵结合 3.进行细胞间的信息交流 一、细胞膜的功能 携带信息的物质通过 将进入另外一个细胞 ③通道传递 通道 胞间连丝（高等植物才有） 柿子胚乳细胞间的胞间连丝 3.进行细胞间的信息交流 一、细胞膜的功能 没有受体 细胞的功能：（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。除了以上的三种功能外，细胞膜还有物质运输、生长、分裂、运动等功能。 (1)细胞膜是细胞的一道屏障，只有细胞需要的物质才能进入细胞，而对细胞有害的物质则不能进入(　　) (2)植物细胞之间的胞间连丝具有物质运输的作用(　　) (3)细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构(　　) × √ × 辨析易错易混 一、细胞膜的功能 控制作用相对 11 　实战训练　 2.在处理污水时，人们设计出一种膜结构，有选择地将有毒重金属离子阻挡在膜的一侧，以降低有毒重金属离子对水的污染。这是试图模拟细胞膜的（ ） A.将细胞与外界环境分隔开的功能 B.控制物质进出细胞的功能 C.进行细胞间信息交流的功能 D.具有免疫的功能 细胞膜的功能是由它的成分和结构决定的。 结构和功能相适应 细胞膜非常的薄，即使在高倍镜下都很难看清它的真面目，人们对细胞膜化学成分与结构的认识经历了很长的过程。 探索一：1895年，欧文顿发现：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜。 对细胞膜成分的探索 推测：细胞膜是由脂质组成的。 思考：如何证明这个推测成立？ “相似相溶”原理，“相似”是指溶质与溶剂在结构上相似； “相溶”是指溶质与溶剂彼此互溶。 思考∙讨论 思考：为什么选择哺乳动物的成熟红细胞提取细胞膜？ 思考：通过化学分析，得知动物细胞细胞膜中脂质的类型是？ 任务2：对细胞膜的成分的探索 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核以及众多的细胞器。 组成动物细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 探索二：20世纪初，科学家从哺乳动物成熟的红细胞中分离出纯净的 细胞膜，并进行了化学分析。 观察磷脂分子的结构并分析其特点。 结构图 模型 示意图 任务2：对细胞膜的成分的探索 头部亲水 尾部疏水（脂肪酸） 活动4：推测并画出磷脂在水-空气界面上的排布方式？ 水 空气 任务2：对细胞膜成分的探索 17 磷脂是组成细胞的主要脂质。磷脂就像一个长这两条尾巴的小蝌蚪~它有一个亲水磷酸头部，和一个疏水的脂肪酸的尾巴。 17 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？ 如果将磷脂分子置于水-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。 苯溶液 任务2：对细胞膜成分的探索 活动5：多个磷脂分子在水中，总是自发地形成双分子层。 推测并画出磷脂在水环境中的排列方式 ? 任务2：对细胞膜成分的探索 19 磷脂是组成细胞的主要脂质。磷脂就像一个长这两条尾巴的小蝌蚪~它有一个亲水磷酸头部，和一个疏水的脂肪酸的尾巴。 19 活动5：多个磷脂分子在水中，总是自发地形成双分子层。 推测并画出磷脂在水环境中的排列方式 ? 任务2：对细胞膜成分的探索 20 磷脂是组成细胞的主要脂质。磷脂就像一个长这两条尾巴的小蝌蚪~它有一个亲水磷酸头部，和一个疏水的脂肪酸的尾巴。 20 任务2：对细胞膜成分的探索 活动6：根据磷脂在水-空气界面、水环境中 的排列方式，推测磷脂在细胞膜中可能是怎么排布的？ 如何通过实验证明细胞中的磷脂是双层的呢？ 21 21 1925年荷兰科学家戈特(E.Gorter)和格伦德尔（F.Grendel)从细胞膜 中提取脂质，铺成单层分子，发现面积是细胞膜的2倍 细胞膜中的磷脂是双层的 推论： 探索三: 思考∙讨论 对生物膜成分的探索 22 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。 探索四： 1935年，英国学者丹尼利(J.f Danielli)和戴维森 (H. Davson)研究了细胞膜的张力。他们发现细胞的表面张 力明显低于油一水界面的表面张力。 思考∙讨论 对生物膜成分的探索 推测： 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质。 思考：如何证明这个推测成立？ 脂质（大约占50%） 蛋白质（大约占40%） 糖类（大约占2%—10%） 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多 （最丰富） 磷脂 胆固醇（动物细胞膜） 成分 红细胞膜 肝细胞膜 心肌细胞膜 脂质 约43% 约40% 约24% 蛋白质 约49% 约59% 约75% 糖类 约8% 微量 微量 20年以后才实验得到了验证 24 　实战训练　 1.科学家将哺乳动物成熟的红细胞放入蒸馏水中，造成红细胞破裂，出现溶血现象，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构在生物学上称为“血影”，其主要成分是（　　） 无机盐、蛋白质 B. 蛋白质、糖类 C. 脂肪、蛋白质 D. 脂质、蛋白质 假说：所有细胞膜都由“ — — ” 三层结构成的 结构。 蛋白质 脂质 蛋白质 静态的统一 ①静态模型的建立： 罗伯特森实验 三.对细胞膜结构的探索 变形虫的摄食运动 细胞的生长分裂 真的是静态的统一结构吗？ 那以下现象如何解释？ 方法： 技术： 荧光标记法 动物细胞融合技术 体现了细胞膜具有一定的流动性 ②动态模型的建立： 人鼠细胞融合实验 三.对细胞膜结构的探索 对细胞膜结构的探索 脂质和蛋白质等成分是如何组成细胞膜的？ 3.______年，_____和_____提出流动镶嵌模型 科学方法：提出假说 初步的 实验和观察 提出 假说 进一步的实验进行验证和完善 流动镶嵌模型的基本内容 3 桑格和尼克森提出流动镶嵌模型 1. 细胞膜的基本支架是什么？ 2. 蛋白质在细胞膜上如何分布？ 3. 细胞膜具有流动性的原因是什么？ 4. 什么是糖被？有什么功能？ (1)磷脂双分子层是膜的基本支架，其内部是磷脂分子的疏水端，水溶性分子或离子不能自由通过，因此具有屏障作用。 探究活动二、流动镶嵌模型的基本内容 32 (2)蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：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，有的贯穿于整个磷脂双分子层。蛋白质分子在物质运输等方面具有重要作用。 33 (3)细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，主要表现为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。 细胞膜的结构特点： 一定的流动性 34 细胞膜的外表面还有糖类分子，它和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( glycocalyx)。糖被在细胞生命活动中具有重要的功能。例如，糖被与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有密切关系。。 35 脂双层为基本骨架 磷脂 蛋白质 镶嵌、嵌入、贯穿 细胞膜 糖类（少） 组成成分 内部疏水，屏障 物质运输等 细胞膜的外表面 识别、信息传递等 运动 运动 结构特点：流动性 结构 功能特点：选择透过性 流动镶嵌模型的基本内容 3 小结 脂双层为基本骨架 磷脂 蛋白质 镶嵌、嵌入、贯穿 细胞膜 糖类（少） 组成成分 内部疏水，屏障 物质运输等 细胞膜的外表面 识别、信息传递等 运动 运动 结构 1.将细胞与外界环境分隔开 功能 2.控制物质进出细胞 3.进行细胞间的信息交流 单层膜 二、拓展应用 1. 在解释不容易理解的陌生事物时，人们常用类比的方法，将陌生的事物与熟悉的事物作比较。有人在解释细胞膜时，把它与窗纱进行类比：窗纱能把昆虫挡在外面，同时窗纱的小洞又能让空气进岀。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方？ 【提示】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。 阅读教材46页拓展应用2“脂质体药物”相关内容，回答问题 （1）、为什么两类药物的包裹位置各不相同？ 五.细胞膜结构的拓展应用 在水溶液中，磷脂分子会自发地组装成充满液体的脂双层，我们将其称为脂质体。脂质体既可用于研究特定膜蛋白的功能，又可以作为运载体，将药物或DNA分子运送到细胞内。 自发形成双层结构 【答案】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 39 （2）、脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞发挥作用？ 五.细胞膜结构的拓展应用 【答案】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 40 Lavf54.6.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.53(gap_fixed:False) Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $