3.1 第1课时 细胞膜的功能、对细胞膜成分的探索(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中生物必修第一册配套课件（人教版）

第1节 细胞膜的结构和功能 1 第1课时 细胞膜的功能、对细胞膜成分的探索 2 任务一 细胞膜的功能 任务二 科学史实——对细胞膜成分的探索 ◆ 预习梳理 ◆ 预习检测 ◆ 任务活动 ◆ 课后习题 任务一 细胞膜的功能 任务二 科学史实——对细胞膜成分的探索 3 一、细胞膜(也叫质膜)的功能 1.将细胞与外界环境分隔开 (1)对细胞本身的意义：保障了细胞__________的相对稳定，并成为 __________的系统。 (2)在进化方面的意义：__________是生命起源过程中至关重要的阶 段，产生了原始的细胞。 内部环境 相对独立 膜的出现 预 习 梳 理 4 2.控制物质进出细胞 病毒、病菌 抗体、激素 预 习 梳 理 5 3.进行细胞间的信息交流 方式 实例 化学物质(间接交流) 激素(如胰岛素)随血液到达全身各处，将信息 传递给________ 直接接触 精子和卵细胞之间的____________ 形成通道 高等植物细胞之间的__________ 靶细胞 识别和结合 胞间连丝 预 习 梳 理 6 二、对细胞膜成分的探索 脂溶性物质易通过：细胞膜的主要组成成分中有______(欧文顿) 制备细胞膜、进行化学分析：组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇， 其中______含量最多 提取脂质，铺展实验：细胞膜中的磷脂分子呈____层排列(荷兰·戈特、 格伦德尔) 细胞膜的张力研究：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有________ (英·丹尼利、戴维森) 脂质 磷脂 双 蛋白质 预 习 梳 理 7 三、细胞膜的成分 1.______约占细胞膜总质量的,________约占 ,______占 。 2.在组成细胞膜的脂质中,______最丰富,此外还有少量的________。 3.________在细胞膜行使功能方面起着重要的作用,因此功能越复杂 的细胞膜,____________________就越多。 脂质 蛋白质 糖类 磷脂 胆固醇 蛋白质 蛋白质的种类与数量 预 习 梳 理 (1)鉴别动物细胞是否死亡常用台盼蓝染液染色，利用的是细胞膜具 有控制物质进出细胞的功能。( ) √ (2)欧文顿提取了细胞膜并证明了细胞膜由脂质组成。 ( ) × [解析] 欧文顿用多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验，发现 细胞膜对不同物质的通透性不同，推理得出“细胞膜的主要组成成分 中有脂质”。 (3)哺乳动物的成熟红细胞没有细胞核和细胞器膜的干扰，便于提取 较纯净的细胞膜。( ) √ 预 习 检 测 9 (4)组成动物细胞膜的脂质中主要是磷脂，此外还有胆固醇。( ) √ (5)病毒与宿主细胞膜上受体识别体现了细胞间的信息交流。( ) × [解析] 病毒无细胞结构，与宿主细胞膜上受体识别不能体现细胞间 的信息交流。 预 习 检 测 10 任务一 细胞膜的功能 【情境】 下图为细胞间进行信息交流的几种方式。 (1)请据图填写下列内容。 ①________；②__________；③______;④__________。 靶细胞 信号分子 受体 胞间连丝 任 务 活 动 11 (2)自然环境中，几种海胆的精子可以接触同一个卵细胞，但异种精 子不能与该卵细胞融合，这是因为精子表面的结合素能与卵细胞膜 上特异性受体结合，而达到同种识别的目的。精子和卵细胞之间的 识别和结合，体现了图___(填“A”“B”或“C”)的信息交流方式。 B 任 务 活 动 12 例1 [2026·四川宜宾高一月考]细胞膜是系统的边界，对细胞的生命 活动有重要作用，下列有关叙述正确的是( ) A.动物细胞的细胞膜将细胞与外界环境分隔开，而植物细胞的细胞 壁将细胞与外界环境分隔开 B.细胞膜可以控制物质进出细胞，细胞不需要的物质不能进入细胞 C.细胞间的信息交流都依靠细胞膜上的受体 D.细胞膜保障了细胞内部环境的相对稳定 √ 任 务 活 动 13 [解析] 植物细胞的细胞壁具有全透性，因此无论是动物细胞还是植 物细胞，它们的边界都是细胞膜，A错误；细胞膜可以控制物质进出 细胞，但控制作用是相对的，且细胞膜控制物质进出的能力是有限 的，所以细胞不需要的物质不容易进入细胞，并非一定不能进入细 胞，B错误；细胞膜上的受体并不是细胞间信息交流必需的结构，如 高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流，C错误；细胞膜将细 胞与外界环境分隔开，保障了细胞内部环境的相对稳定，D正确。 任 务 活 动 14 任务二 科学史实——对细胞膜成分的探索 【资料1】 20世纪初，科学家利用哺乳动物成熟的红细胞制备出细 胞膜,进行化学分析,得知组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇,其中磷脂 含量最多。磷脂分子的结构:磷脂的一端为亲水的头部,另一端为疏水 的尾部,多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。 任 务 活 动 15 结合磷脂分子的结构特点推测: (1)磷脂分子在水—空气界面的正确排布方式是____。 甲 (2)请画出磷脂分子在水环境中的主要排布方式。 [答案] 任 务 活 动 16 【资料2】 1935年,英国学者丹尼利和戴维森研究了细胞膜的张力,发 现细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力。当时人们已发 现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。 (1)推测:细胞膜除含脂质分子外,可能还附有________。 蛋白质 (2)结合所学知识,验证细胞膜中含有蛋白质:在制得的细胞膜样液中加 入________试剂鉴定,如果产生______反应,即可证明细胞膜成分中含 有蛋白质。 双缩脲 紫色 任 务 活 动 17 (1)哺乳动物的红细胞在发育成熟过程中，核逐渐退化，可为携带氧 的血红蛋白腾出空间。 (2)选择哺乳动物成熟红细胞来制备细胞膜的理由： ①无细胞壁，细胞容易吸水涨破； ②无细胞核膜和众多的细胞器膜，易制得纯净的细胞膜。 任 务 活 动 18 例2 下列关于细胞膜的探索历程中实验与推论的叙述错误的是( ) 选项 实验 推论 A 人红细胞的细胞膜中脂质铺成单分子 层后面积是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的脂质分子排 列为连续的两层 B 细胞的表面张力明显高于油—水界面 的表面张力 细胞膜除含有脂质分子 外，可能还附有蛋白质 C 人的消化液中含有许多能够水解蛋白 质的物质，称为蛋白酶。用蛋白酶处 理细胞膜，会使细胞膜的通透性改变 细胞膜中含蛋白质 D 脂溶性物质更易通过细胞膜 细胞膜的主要组成成分 中有脂质 √ 任 务 活 动 19 [解析] 人红细胞的细胞膜中脂质铺展成单分子层后面积是红细胞表 面积的2倍，说明细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层，A正确。 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,由于人们已经发现了油脂滴 表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低，故他们推测细胞膜 中可能还含有蛋白质，B错误。蛋白酶可水解蛋白质，用蛋白酶处理 细胞膜后其通透性改变，说明细胞膜中含蛋白质，C正确。脂溶性物 质更易通过细胞膜，根据相似相溶原理可推知细胞膜的主要组成成 分中有脂质，D正确。 任 务 活 动 20 例3 [2025·安徽池州高一期中]下列有关细胞膜成分的叙述，错误的 是( ) A.细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质 B.细胞膜的功能与组成它的蛋白质的种类和数量密切相关 C.脂质在细胞膜中的含量比蛋白质少 D.动物细胞膜中不仅含有磷脂，还含有少量的胆固醇 √ 任 务 活 动 21 [解析] 细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，还含有少量糖类，A正 确；蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用，功能越复杂的细胞膜， 蛋白质的种类和数量越多，B正确；组成细胞膜的成分中，脂质约占 细胞膜总质量的，蛋白质约占，糖类占 ，C错误； 动物细胞膜中不仅含有磷脂，还含有少量的胆固醇，D正确。 任 务 活 动 22 课后习题 23 ［ 题，每题2分，共18分］ 知识点一 细胞膜的功能 1.[2026·四川南充高一月考]科研上鉴别死细胞和活细胞常用“染色排 除法”。此方法利用的是细胞膜的哪种功能( ) A.保护细胞内部结构功能 B.控制物质进出功能 C.识别功能 D.信息交流功能 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 24 [解析] 鉴别死细胞和活细胞常用“染色排除法”，比如用台盼蓝对动 物细胞进行染色，台盼蓝为细胞不需要的物质，活细胞不吸收，死 细胞的细胞膜失去了活性，丧失控制物质进出细胞的功能，台盼蓝 进入细胞，细胞才会被染成蓝色，所以此方法利用的是细胞膜控制 物质进出功能，A、C、D错误，B正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 25 2.胰岛B细胞分泌的胰岛素通过血液运输，到达全身各处，与靶细胞 膜上的受体结合，促进细胞吸收和利用葡萄糖。这一信息体现了细 胞膜的哪项功能( ) A.将细胞与外界环境分隔开 B.进行细胞间的信息交流 C.控制物质进出细胞 D.细胞膜的控制作用是相对的 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 26 [解析] 细胞间信息交流的方式主要有三种：(1)间接传递——内分泌 细胞通过分泌化学物质完成信息交流；(2)接触传递——通过相邻两 个细胞的细胞膜直接接触完成信息交流；(3)通道传递——相邻两个 细胞间形成通道，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞，如植 物细胞通过胞间连丝传递信息。题中胰岛B细胞分泌的胰岛素作为信 息分子，可随血液运送到全身各处，与靶细胞膜上的受体结合，影 响细胞的功能和代谢，此过程体现了细胞膜具有进行细胞间信息交 流的功能。B正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 27 3.[2026·天津和平区高一期中]如图表示细胞膜部分功能结构模式图。 据图分析，下列说法不正确的是( ) A.功能①在生命起源过程中具有重要作用 B.功能②进入细胞的物质对细胞都有利 C.激素调控生命活动与图中功能③有一定关系 D.相邻的植物细胞可通过功能④进行信息交流 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 28 [解析] 功能①表示细胞膜是系统的边界，在生命起源过程中具有重 要作用，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,A正确；功能②为控制物质进出细胞，但进入细 胞的物质不一定对细胞有利，如细菌、病毒，B错误；激素调控生命 活动需要靶细胞进行信号检测，即对应图中功能③，C正确；相邻的 植物细胞可以通过功能④胞间连丝进行信息交流，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 29 4.将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化； 进行加热后随着水温的增高，水的颜色逐渐变红。下列有关解释最 合理的是( ) A.高温使细胞壁的结构遭到了破坏 B.高温使花青素在水中的溶解度增高 C.高温使细胞膜等失去控制色素释放的功能 D.高温使水中的物质发生了颜色反应 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 30 [解析] 由于原生质层具有选择透过性，花青素不能透过原生质层， 故将紫色水萝卜的块根切成小块放入清水中，水的颜色无明显变化。 但进行加热时，随水温的升高，细胞死亡，原生质层失去选择透过 性，花青素透过原生质层进入水中，使水的颜色逐渐变红，C正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 31 5.研究发现，在酸性条件下，丙型肝炎病毒表面的包膜糖蛋白 容易与细胞表面上的 受体结合，一旦这种病毒与细胞 表面受体之间的相互作用开始， 就会改变形状，从而使这种 病毒与细胞膜更紧密地接触，促进其进入细胞。根据材料，下列推 测不合理的是( ) A.病毒进入细胞需要与细胞表面上的受体相结合 B. 具有识别作用 C. 改变形状后就不能发挥功能了 D.与 的结合使细胞膜丧失了阻止该病毒进入细胞的能力 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 32 [解析] 结合题干信息“容易与细胞表面上的 受体结合， 促使丙型肝炎病毒进入细胞”可知，病毒进入细胞需要与细胞表面上 的受体相结合，且和 具有相互识别作用，A、B正确； 改变形状可以使这种病毒与细胞膜更紧密地接触，故 改变形状后仍能发挥功能，C错误；与细胞表面上的 受 体结合后可让该病毒入侵细胞，故该过程使细胞膜丧失了阻止该病 毒进入细胞的能力，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 33 知识点二 细胞膜的成分及其探索 6.尽管水母细胞内几乎全是水,但其细胞膜和其他膜结构并未被水溶 解。这主要与构成生物膜的主要成分——脂质的哪种特点有重要关 系( ) A.亲水性 B.疏水性 C.稳定性 D.特异性 [解析] 构成生物膜的主要成分——脂质具有疏水性,故生物膜不会被 细胞内的水所溶解，故选B。 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 34 7.科学家在实验中发现，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞 膜会被溶解脂质物质的溶剂溶解，也会被蛋白酶分解，这些事实说 明了组成细胞膜的物质中有( ) A.糖类和脂质 B.磷脂和蛋白质 C.脂质和蛋白质 D.蛋白质和核酸 [解析] 由题意可知，脂溶性物质能够优先通过细胞膜，并且细胞膜 会被溶解脂质物质的溶剂溶解，这说明细胞膜的成分中含有脂质； 细胞膜还能被蛋白酶分解，说明细胞膜的成分中含有蛋白质，C正确。 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 35 8.[2025·河南信阳高一期中]细胞膜的成分和结构的探索，经历了很 多科学家不断地提出假说和实验验证，最终得到了科学的结论。下 列有关细胞膜成分和结构的探索历程的叙述，错误的是( ) A.用高倍显微镜看不清细胞膜的结构，但用电子显微镜可观察到细 胞膜由磷脂组成 B.脂溶性物质容易通过细胞膜进入细胞，说明膜中含有脂质 C.水—苯混合溶剂中磷脂分子会铺展成单分子层 D.可利用哺乳动物成熟红细胞制备出纯净细胞膜，进行化学分析来 得知细胞膜的组成成分 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 36 [解析] 用高倍显微镜看不清细胞膜的结构，用电子显微镜可观察到 细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，不能观察到细胞膜由磷脂组 成，A错误；欧文顿发现脂溶性物质容易通过细胞膜进入细胞，推测 细胞膜的主要组成成分中有脂质，B正确；磷脂分子具有亲水头部和 疏水尾部，故水—苯混合溶剂中磷脂分子会铺展成单分子层，C正确； 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核膜和细胞器膜，只有细胞膜一种 生物膜，因而可利用哺乳动物成熟红细胞制备出纯净细胞膜，进行 化学分析来得知细胞膜的组成成分，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 37 9.[2025·湖北襄阳高一期中]探索细胞膜的成分与结构过程中，曾有 科学家提取人红细胞膜的脂质，并在空气—水界面上铺成单分子层， 由于对红细胞膜面积估算偏低，得出脂质单分子层的面积为红细胞 表面积2倍的结论，后续研究表明，脂质单分子层的面积为红细胞表 面积的1.3倍。下列解释合理的是( ) A.红细胞膜由单层脂质分子构成 B.成熟红细胞体积与表面积的比值相对较大 C.红细胞膜面积还包括蛋白质分子的面积 D.红细胞膜由内外两层脂质分子和中间一层蛋白质分子构成 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 38 [解析] 根据题意“科学家提取人红细胞膜的脂质，并在空气—水界面 上铺成单分子层，由于对红细胞膜面积估算偏低，得出脂质单分子层 的面积为红细胞表面积2倍的结论，后续研究表明，脂质单分子层的 面积为红细胞表面积的倍”，倍 倍，可推测红细胞膜面积 估计值偏小可能是忽略了细胞膜上含有蛋白质，只从磷脂分子的分布 考虑可得出脂质单分子层的面积为红细胞表面积的2倍，C正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 39 10.(9分)荷兰科学家为研究细胞膜中脂质分子的排布方式，用有机溶 剂抽提哺乳动物一定量血液中的红细胞膜中的脂质，进行相关测定。 部分实验内容及结果如下表所示： 动物 红细胞总表面 积(用 表示) 提取的脂质被铺成单分子层的面积(用 表示) 狗 31.3 62 羊 2.95 5.9 兔 5.46 10.2 人 0.47 0.92 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 40 回答下列问题： (1)(2分)哺乳动物成熟的红细胞是研究细胞膜中脂质分子分布的理想 材料，原因是_______________________________________________ ____________________________________________________。 哺乳动物成熟红细胞只有细胞膜,没有核膜、细胞器膜 等其他生物膜结构,可排除细胞中其他膜结构对研究的干扰 [解析] 哺乳动物成熟的红细胞只有细胞膜，没有其他膜结构，可排 除细胞中其他膜结构对研究的干扰，是研究细胞膜中脂质分子分布 的理想材料。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 41 (2)(2分)将哺乳动物成熟的红细胞放入_______________中，一段时 间后细胞将__________。 蒸馏水(或清水) 吸水涨破 [解析] 将哺乳动物成熟的红细胞放入蒸馏水或清水中，一段时间后 细胞将吸水涨破。 (3)(1分)若要得到一定量血液中红细胞的总表面积数据，首先要通过 测定得到_________________________和单位体积血液中的红细胞数 量这两个数据。 每个红细胞的直径(表面积) [解析] 红细胞的总表面积 每一个红细胞的表面积×红细胞的数量。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 42 (4)(4分)本实验结果显示，____________________________________ ______________________________，从而可以得出的结论是_______ _________________________。 提取的脂质被铺成单分子层的面积约为 红细胞总表面积的2倍(或) 红细胞 膜中，脂质分子呈双层排列 [解析] 根据题表分析可知，提取的脂质被铺成单分子层的面积约为 红细胞表面积的2倍，说明红细胞膜中，脂质分子呈双层排列。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 43 11.(7分)[2025·江西抚州高一月考] 小窝是细胞膜内陷形成的囊状结构 (如图甲)，与细胞的信息传递等相关。 (1)(2分)小窝的主要成分是蛋白质和___________， 其中的蛋白质是小窝蛋白。细胞膜内陷形成小窝 这一过程体现了细胞膜具有______________的结 构特点。 脂质(磷脂) 一定的流动性 [解析] 由题图可知，小窝是细胞膜向内凹陷形成的，细胞膜的主要 组成成分是蛋白质和脂质；细胞膜内陷形成小窝这一过程体现了细 胞膜具有一定的流动性。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 44 (3)(2分)小窝蛋白中的某些氨基酸 在一定的激发光下能够发出荧光， 当胆固醇与这些氨基酸结合后， 会使荧光强度降低。为研究小窝 蛋白中间区段与胆固醇的结合位点，分别向小窝蛋白的肽段1 ( 位氨基酸)和肽段2( 位氨基酸)中加入胆固醇，检测不同 肽段的荧光强度变化，结果如图乙，据此分析，胆固醇与肽段的结合 情况是_____________________________________________________ _________________________________________。 胆固醇主要与肽段1中的氨基酸结合，几乎不与肽段2中的氨 基酸结合(结合位点主要在位氨基酸) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 45 [解析] 由题图分析可知，肽段1加入胆固醇后，荧光强度明显降低， 肽段2加入胆固醇后荧光强度基本不变，又知胆固醇与这些氨基酸结 合，会使荧光强度降低，因此胆固醇主要与肽段1中的氨基酸结合， 几乎不与肽段2中的氨基酸结合(结合位点主要在 位氨基酸)。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 46 (4)(1分)当小窝中结合的胆固醇过少时，小窝蛋白的__________改变， 小窝会变扁平，影响细胞的信息传递功能。 空间结构 [解析] 当小窝中结合的胆固醇过少时，小窝蛋白的空间结构改变， 小窝会变扁平，影响细胞的信息传递功能。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 47 (2)(2分)据图分析，小窝蛋白分为三段，中间区段主要由________ (填“亲水性”或“疏水性”)的氨基酸残基组成，其余两段均位于细胞 的________中。 疏水性 细胞质 [解析] 磷脂头部是亲水性的，尾部是疏水性的， 由题图可知，小窝蛋白分为三段，中间区段主要 是与磷脂尾部相连，故推测中间区段主要由疏水 性的氨基酸残基组成，其余两段位于细胞质中。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 48 $