3.1细胞膜的结构和功能_导学案2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

3.1 细胞膜的结构和功能（导学案） 2026—2027学年高一上学期 · 生物 · 人教版必修1《分子与细胞》 第3章 细胞的基本结构　第1节　课时建议：2课时 班级：________　　姓名：________　　组别：________　　评价：________　　日期：________ 【课标要求】1.2.1 概述细胞都由质膜包裹，质膜将细胞与其生活环境分开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流；2.1.1 阐明质膜具有选择透过性。 一、学习目标（核心素养导向） 1. 生命观念：通过台盼蓝染色实验、细胞间信息交流等实例，概述细胞膜的三项功能，理解细胞膜的结构与功能相适应，初步形成结构与功能观。 2. 科学思维：梳理细胞膜成分与结构探索的科学史，运用“提出假说—实验验证—修正完善”的方法，分析实验证据与科学结论之间的逻辑关系。 3. 科学探究：分析人—鼠细胞融合实验等经典实验的设计思路，体验科学探究中“证据→推论”的推理过程。 4. 社会责任：运用细胞膜功能与结构的知识，解释鉴别细胞死活、细胞识别等生活中的实际问题，认同生物学知识的应用价值。 二、学习重难点 【重点】 1. 细胞膜的三项功能及其典型实例。 2. 流动镶嵌模型的基本内容。 【难点】 1. 细胞膜成分与结构探索历程中“实验证据→科学推论”的逻辑推理。 2. 理解细胞膜结构特点（具有一定的流动性）与功能特点（选择透过性）之间的关系。 三、学法指导 1. 通读与精读结合：先通读教材本节内容，把握知识框架；再精读“问题探讨”“科学方法”等栏目，关注教材中的设问与旁栏信息。 2. 列表整理法：用“时间—科学家—实验方法与证据—推测结论”表格梳理科学史，体会科学探究的递进与修正过程。 3. 对比分析法：对比细胞膜的结构特点与功能特点、细胞膜与细胞壁，在对比中加深理解。 4. 模型建构法：结合流动镶嵌模型模式图，运用结构与功能相适应的观点分析问题。 四、课前预习·自主梳理（依据教材完成下列填空） （一）细胞膜的功能 1. 将细胞与外界环境分隔开：细胞膜是细胞的________，保障了细胞内部环境的________。 2. 控制物质进出细胞：细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞，细胞不需要的或对细胞有害的物质一般不能进入；细胞膜的控制作用是________（填“绝对”或“相对”）的。 3. 进行细胞间的信息交流，主要有三种方式： （1）通过________传递信息：如内分泌细胞分泌的激素随血液到达全身各处，与靶细胞细胞膜表面的________结合，将信息传递给靶细胞； （2）通过相邻两个细胞的细胞膜________：如精子和卵细胞之间的识别和结合； （3）通过细胞间的________：如高等植物细胞之间通过________相互连接，进行信息交流。 （二）细胞膜的成分 1. 细胞膜主要由________和________组成，此外还含有少量________。 2. 填写下表： 表1　细胞膜的化学成分 成分 所占比例 在细胞膜构成中的作用 脂质 约50% 脂质中的________是构成细胞膜的重要成分，动物细胞膜上还有少量________ 蛋白质 约40% 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________越多 糖类 2%~10% 与蛋白质或脂质结合形成________或________，分布在细胞膜的________表面，具有________、润滑和________作用 3. 细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上________的种类和数量。 （三）对细胞膜成分和结构的探索 阅读教材相关内容，填写下表： 表2　对细胞膜成分和结构的探索历程 时间 科学家（或实验） 实验方法与证据 推测（结论） 1895年 欧文顿 用500多种化学物质对________的通透性进行了上万次实验，发现溶于脂质的物质容易穿过细胞膜 细胞膜是由________组成的 20世纪初 科学家 利用________的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞膜，进行化学分析 组成细胞膜的脂质有________和________，其中________含量最多 1925年 戈特和格伦德尔 用________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，测得面积为红细胞表面积的________倍 细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的________层 1935年 丹尼利和戴维森 研究细胞膜的张力，发现细胞的表面张力明显________油—水界面的表面张力 细胞膜除含脂质分子外，可能还附有________ 1959年 罗伯特森 电镜下看到细胞膜清晰的________三层结构 所有细胞膜都由________三层结构构成，是静态的统一结构 1970年 人—鼠细胞融合实验 用________标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，诱导细胞融合，发现两种颜色的荧光均匀分布 细胞膜具有________ 1972年 桑格和尼科尔森 综合前人研究成果，提出________模型 流动镶嵌模型 （四）流动镶嵌模型的基本内容 1. 细胞膜主要由________和________构成。 2. ________构成膜的基本支架，其内部是磷脂分子的________（填“亲水”或“疏水”）端，水溶性分子或离子不能自由通过，具有________作用。 3. 蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中：有的________在磷脂双分子层表面，有的________或全部________磷脂双分子层中，有的________整个磷脂双分子层，这些蛋白质分子在________等方面具有重要作用。 4. 细胞膜不是静止不动的，而是具有________：构成膜的________可以侧向自由移动，膜中的________大多也能运动。 5. 细胞膜的结构特点是具有________；功能特点是具有________。二者的关系是：只有具有________，才能表现出________。 （五）知识链接：细胞壁 植物细胞在细胞膜的外面还有一层细胞壁，其主要成分是________和________，对植物细胞有________和________作用；细胞壁是________（填“选择透过”或“全透”）性的，因此，细胞真正的边界是________（填“细胞壁”或“细胞膜”）。 五、课堂合作探究 探究一　细胞膜的功能 【材料分析】 材料1：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。 材料2：胰岛B细胞分泌的胰岛素（激素）随血液运输到全身各处，与靶细胞细胞膜表面的特异性受体结合，从而调节靶细胞的代谢。 材料3：精子与卵细胞的识别和结合；高等植物相邻细胞间通过胞间连丝相互连接。 【合作探究】 1. 活细胞不被台盼蓝染色，而死细胞能被染色，说明细胞膜具有什么功能？这体现了细胞膜控制作用的什么特点？ 2. 材料2体现了细胞间信息交流的哪种方式？为什么胰岛素只能对特定的靶细胞起作用？ 3. 精子与卵细胞的结合、高等植物细胞间的胞间连丝，分别属于细胞间信息交流的哪种方式？ 4. 结合以上材料，归纳细胞膜作为细胞“边界”的意义。 探究二　细胞膜成分与结构的探索历程 【科学思维】 1. 欧文顿实验是通过对现象的推理分析得出结论，还是通过对膜成分的直接提取与检测得出结论？他运用了哪种推理方法？ 2. 为什么磷脂分子在空气—水界面上能铺展成单分子层？科学家据此如何推出“细胞膜中磷脂分子排列为连续的两层”？ 3. 罗伯特森提出的“静态统一模型”后来为何受到质疑？哪些生命现象难以用静态模型解释？ 4. 人—鼠细胞融合实验中，荧光标记的是什么分子？实验结果说明了什么？该实验体现了科学探究的哪些要素？ 5. 从欧文顿到桑格和尼科尔森，细胞膜的结构模型不断被修正和完善，这说明了什么？（可结合教材“科学方法——提出假说”栏目思考） 探究三　流动镶嵌模型 【观点辨析】 1. 结合流动镶嵌模型，分析细胞膜为什么既能将细胞与外界环境分隔开（具有屏障作用），又能控制物质进出细胞。 2. 功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越多。这一事实说明了什么？ 3. 为什么说细胞膜只有具有一定的流动性，才能表现出选择透过性？ 4. 判断下列说法是否正确，并说明理由： （1）细胞膜内外两侧的糖蛋白分布是对称的。 （2）构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子都是静止不动的。 六、构建知识网络 以“细胞膜”为中心词，从“功能”和“结构”两条主线梳理本节知识，完成下列知识网络（提示：功能线可写三项功能及其实例；结构线可写成分、流动镶嵌模型基本内容、结构特点与功能特点）。 （请在下方空白处梳理） 七、课堂检测 （一）选择题（每题只有一个正确选项） 1. 下列有关细胞膜功能的叙述，错误的是（　） A. 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 B. 细胞膜能控制物质进出细胞，对细胞有害的物质都不能进入细胞 C. 细胞膜参与细胞间的信息交流 D. 细胞膜的功能主要取决于膜上蛋白质的种类和数量 2. 高等植物相邻细胞之间通过胞间连丝进行物质交换和信息交流，该方式属于（　） A. 通过化学物质传递信息　　B. 通过细胞膜的直接接触传递信息 C. 通过细胞间的通道传递信息　D. 通过体液运输传递信息 3. 流动镶嵌模型中，构成细胞膜基本支架的是（　） A. 磷脂双分子层　　B. 蛋白质　　C. 糖蛋白　　D. 纤维素和果胶 4. 下列关于细胞膜成分和结构探索历程的叙述，正确的是（　） A. 欧文顿实验直接证明了细胞膜是由脂质组成的 B. 戈特和格伦德尔根据单分子层面积实验推测，细胞膜中磷脂分子排列为连续的两层 C. 罗伯特森通过电镜观察，证明了细胞膜具有一定的流动性 D. 人—鼠细胞融合实验证明磷脂分子是可以运动的 5. 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性，其结构基础是（　） A. 磷脂双分子层的流动性　　B. 蛋白质分子的运动 C. 构成膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动　　D. 糖蛋白的识别作用 6. 鉴别细胞死活时，可用台盼蓝染液给细胞染色。下列叙述正确的是（　） A. 活细胞的细胞膜没有控制物质进出细胞的功能 B. 死细胞的细胞膜失去控制物质进出细胞的功能 C. 台盼蓝是细胞需要的营养物质 D. 台盼蓝能自由通过活细胞的细胞膜 （二）简答题 1. 为什么说细胞膜是细胞的边界，而植物细胞的细胞壁不是？请结合细胞壁的化学成分和通透性特点说明。 2. 请概括细胞膜的结构特点与功能特点的关系，并各举一个实例说明。 八、课后反思与自我评价 1. 自我评价表（请在相应栏目打“√”） 表3　学习目标达成情况自评 评价内容 完全达成 基本达成 需努力 能概述细胞膜的三项功能，并能举例说明 能说出细胞膜的成分及主要成分的作用 能说出流动镶嵌模型的基本内容 能区分细胞膜的结构特点与功能特点 能分析科学史中实验证据与结论的逻辑关系 2. 我的疑问（记录本节课尚未解决的问题）： 参考答案（教师参考） 一、课前预习 （一）1. 边界；相对稳定。　2. 相对。 3. （1）化学物质；受体（特异性受体）；（2）直接接触；（3）通道；胞间连丝。 （二）1. 磷脂（脂质）；蛋白质；糖类。 2. 磷脂；胆固醇｜蛋白质种类和数量｜糖蛋白；糖脂；外；保护；识别。　3. 蛋白质。 （三）植物细胞｜脂质。 20世纪初：哺乳动物（成熟）红细胞｜磷脂；胆固醇；磷脂。 1925年：丙酮；2；两。　1935年：低于；蛋白质。 1959年：暗—亮—暗；蛋白质—脂质—蛋白质。　1970年：荧光染料；流动性。 1972年：流动镶嵌。 （四）1. 磷脂分子（脂质）；蛋白质分子。　2. 磷脂双分子层；疏水；屏障。 3. 镶；部分；嵌入；贯穿；物质运输。　4. 流动性；磷脂分子；蛋白质分子（大多数蛋白质分子）。 5. 一定的流动性；选择透过性；流动性；选择透过性。 （五）纤维素；果胶；支持；保护；全透；细胞膜。 二、课堂检测 （一）1. B　2. C　3. A　4. B　5. C　6. B 解析：第1题，细胞膜的控制作用是相对的，有些病毒、病菌也能侵入细胞，B项表述绝对化，错误。第4题，欧文顿实验只是推测细胞膜由脂质组成（A错）；罗伯特森提出的是静态统一模型（C错）；人—鼠细胞融合实验标记的是蛋白质分子（D错）。 （二）1. 植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶，具有全透性，不能控制物质进出细胞，因此不能作为细胞的边界；细胞膜具有选择透过性，能控制物质进出细胞，是细胞真正的边界。 2. 细胞膜的结构特点（具有一定的流动性）是功能特点（选择透过性）的基础，只有具有流动性，细胞膜才能表现选择透过性。实例示例：变形虫的运动、细胞分裂等体现膜的流动性；细胞膜能选择性地让某些物质进出细胞体现选择透过性（其他合理实例亦可）。 学科网（北京）股份有限公司 $