3.1 细胞膜的结构和功能（课件）-2026-2027学年高一生物同步优质精讲课件（人教版必修1）

核酸 功能 原因 组 成 分类 C、H、O、N、P DNA 脱氧核糖 碱 基 核 糖 磷 酸 A G C T A G C U 核苷酸的数目、排列顺序多样 携带遗传信息 前 测 组成元素 RNA 脱氧核苷酸 核糖核苷酸 碱 基 【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 3.1 细胞膜的结构与功能 1、牢记细胞膜的功能 2、了解细胞膜成分的探究历程 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，而活细胞不会被染色。 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，细胞膜作为细胞膜的边界，应该具有什么的功能？ 活细胞的细胞膜具有选择透过性 细胞膜具有控制物质进出的功能 阅读课本P40-P42内容，回答以下问题 思（8+5min） 1.细胞膜的功能有哪些？ 2.欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？ 哪些物质能进出细胞膜？哪些不能？（议） 激素随血液运输至全身，为什么只与靶细胞结合？（议） 3.为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？ 5.若用人的肝细胞，脂单分子层的面积与细胞表面积的2倍的关系？ 6.除了脂质外，细胞膜还含有哪些成分？ 4.为什么磷脂分子总是在水中总是自发的形成双分子层呢？（议） 信息交流的方式有哪些？ 一、细胞膜的功能 细胞膜三大功能 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 使细胞成为________的系统，保障____________ 相对独立 细胞内部环境相对稳定 展 评 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），控制作用有限 抗体、激素等 （CO2、尿素）等 细胞合成并分的以及代谢废物 DNA、RNA等 哪些物质能进出细胞膜？哪些不能？ 功能2：控制物质进出细胞 有用的物质 X 控制作用是相对的 细胞膜的功能特性：选择透过性 展 评 （1）间接交流：通过细胞分泌化学物质完成间接交流 激素随血液运输至全身，为什么只与靶细胞结合？ 靶细胞 靶细胞上有特异性受体 一种受体只能识别一种或者一类物质。 功能3：进行细胞间的信息交流 信息交流的方式有那些？ 展 评 （2）直接交流：通过相邻两个细胞的细胞膜接触 发出信号的细胞 靶细胞 与膜结合的信号分子 精子和卵细胞之间的识别和结合 展 评 功能3：进行细胞间的信息交流 胞间连丝 （3）植物细胞通过 传递信息 通道（胞间连丝） 强调：高等植物之间胞间连丝相互连接，不需要细胞膜上的受体 展 评 功能3：进行细胞间的信息交流 除了以上的三种功能外，细胞膜还有细胞识别、保护细胞、参与细胞的运动、分泌等功能。 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 假说：膜是由脂质组成的 相似相溶原理 【资料1】1895 年，欧文顿用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行了上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。 欧文顿对细胞膜的组成成分作出怎样的推测？ 展 评 （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。 【资料2】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。 为什么选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜？ ①无细胞壁，易吸水涨破； ②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。 展 评 头部亲水 尾部疏水 磷脂分子示意图 磷脂分子结构式 磷脂分子模型 磷脂的结构 展 评 为什么磷脂分子总是在水中总是自发的形成双分子层呢？ 细胞膜的两侧都有水环境存在，同学们尝试着大胆的推测和想象一下在这样的环境中，磷脂分子在细胞膜中可能是怎样排布的呢？ 水 水 假说： 细胞膜中的磷脂分子排列为 。 双层 15 15 【资料3】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—水界面上铺展成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞表面积的2倍。 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 实验结论： 若用人的肝细胞，脂单分子层的面积与细胞表面积的2倍的关系？ 肝细胞内还有核膜和细胞器膜。大于2倍。 展 评 除了脂质外，细胞膜还含有哪些成分？ 展 评 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。 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。 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 1.1959年罗伯特森 (1)方法：电子显微镜下观察细胞膜。 (2)现象：细胞膜呈____________________结构。 (3)结论：所有生物膜都是由_______________________________构成，是一种________的统一结构。 【思考】“三明治”结构模型有什么不足？ 四、对生物膜结构的探索历程(P43) 暗—亮—暗的三层　 蛋白质—脂质—蛋白质三层结构　 静态　 静态结构，无法解释细胞的生长、变形虫的运动等复杂的功能。 资料5 教材P43 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6 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 20 【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 l练．1972年桑格、尼克森 在新的观察和实验证据的基础上，提出让大多数人所接受的____________________。 流动镶嵌模型　 磷脂双分子层　 基本支架　 一定的流动性　 蛋白质分子　 镶　 嵌入　 贯穿　 运动　 糖蛋白　 糖被　 外表面　 细胞识别　 2．结构特点 有一定的__________。 流动性　 3.功能特点 具有一定的 。 选择透过性 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 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： 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。 (4)在胰岛B细胞内将氨基酸合成胰岛素与细胞膜没有直接关系 . × × × √ B 10. 如图是细胞间的3种信息交流方式，请据图分析回答下列问题： （1）图A表示通过细胞分泌的化学物质，随血液到达全身各处，与靶细胞表面的②_________结合，将信息传递给靶细胞。 ②的化学本质是 。 受体 蛋白质 30 （2）图B表示通过相邻两细胞的 ，使信息从一个细胞传递给另一个细胞，图中③表示_________ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 请举例： ____________________。 细胞膜接触 与膜结合的信号分子 精子和卵细胞之间的识别和结合 31 （3）图C表示相邻两植物细胞之间形成___________，携带信息的物质从一个细胞传递给另一个细胞，图中④表示_________。 （4）在细胞免疫中，细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触，是上图中图____所示的信息交流方式。 通道 胞间连丝 B 32 B I 细胞间的信息交流 D 具有 一定的流动性 红细胞在血液中循环流动，必须表面光滑，且不需要膜外蛋白维持细胞间的联系和支撑。 33 7、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，下列有关说法错误的是(　　) A．细胞之间的相互识别与①有关 B．②表示蛋白质分子 C．②③分子大都是可以运动的 D．细胞膜的功能特性与③分子无关 8、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易优先通过细胞膜，这是因为(　　) A．细胞膜具有一定的流动性 B．细胞膜是选择透过性膜 C．细胞膜的结构以磷脂双分子层为基本支架 D．细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子 D C 9．细胞之间通过信息交流，保证细胞间功能的协调。关于细胞间信息交流的说法错误的是（ ） A．B细胞与乙细胞上的受体化学本质都是蛋白质 B．图2可以表示精子与卵细胞的识别 C．细胞间信息交流的方式多种多样，可以是细胞接触传递信息，也可以通过化学物质传递 D．细胞膜上的受体是细胞间信息交流所必需的结构 D B D B Lavf54.6.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 (1)图中aeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：______________,地位：细胞膜的__________,特点：具有______________)) (3)图中ceq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：__________，又叫________,位置：细胞膜的__________,作用：保护、润滑和__________等)) (2)图中beq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(名称：_____________,位置\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(________在磷脂双分子层的表面,　部分或全部________磷脂双分子层中,________于整个磷脂双分子层)),特点：大多数蛋白质分子是可以________的)) $