3.1细胞膜的结构和功能(第1课时)课件2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

第1节 细胞膜的结构和功能 第3章 细胞的基本结构 1 学习目标： 1、生命观念​：通过分析细胞膜的结构，理解“结构与功能相适应”的生物学观念。 2、科学思维​：分析细胞膜流动镶嵌模型建立的科学史，培养归纳、演绎及模型建构能力。 3、科学探究​：通过“构建细胞膜结构模型”的学生活动，体验模型建构的科学方法。 4、社会责任​：了解细胞膜功能在医学（如细胞识别、癌症治疗）中的应用，体会生物学价值。 三、重难点 1、重点：细胞膜的功能；流动镶嵌模型的主要内容。 2、难点：细胞膜的结构特点（流动性）与功能特点（选择透过性）的区别与联系；磷脂双分子层的推断。 一、情境导入 变形虫的摄食 精卵细胞的识别 这些生命活动都发生在细胞的边界——细胞膜。细胞膜究竟有何功能？它的结构又是怎样的？ 学生活动：同桌讨论30秒，自由说关键词（身份、序列、密码、链条）。 教师点拨：不从定义开始，而从“信息载体”切入——电脑用0/1排列存信息，生命用核苷酸排列存信息。 二、探究细胞膜的功能 活动1：角色扮演“海关与细胞” 请3名学生分别扮演“海关工作人员”、“营养物质”、“废物/病毒”。 模拟细胞膜控制物质进出和信息交流的过程。 选出9名学生上台，发放道具：3名“海关人员”站在通道两侧（代表膜蛋白）；6名“物质”在“细胞外”排队等候。如葡萄糖、氨基酸、尿素、CO₂、新冠病毒、抗体 活动1：角色扮演“海关与细胞” 【时间分配】​ 准备1分钟 + 表演3分钟 + 点评4分钟 【场地布置】​ 将教室前排6张课桌分为两排，中间留出一条宽约1米的通道，作为“细胞膜”。通道一端为“细胞外”，另一端为“细胞内”。 详细操作步骤： Step 1：角色分配（1分钟） 教师快速选出9名学生上台。 发放道具：3名“海关人员”站在通道两侧（代表膜蛋白）；6名“物质”在“细胞外”排队等候。 教师旁白：“现在细胞周围有葡萄糖、氨基酸、尿素、CO₂、新冠病毒、抗体，它们都想进出细胞。” Step 2：情境表演（3分钟） 第一轮：控制物质进出 “营养物质”（葡萄糖、氨基酸）走到通道口，与“载体蛋白”握手（模拟结合），被允许进入细胞内。 “废物”（尿素、CO₂）从细胞内走向通道口，被“载体蛋白”识别后排出。 “新冠病毒”试图闯入，被“糖蛋白”拦住（张开双臂阻挡），大声说：“我不认识你，禁止入内！” 第二轮：信息交流 “胰岛B细胞”产生“胰岛素”（由一名台下学生递给“激素”扮演者），“激素”走到通道口，与“靶细胞”表面的“受体蛋白”握手，靶细胞亮出牌子“血糖降低”（模拟信号传导）。 Step 3：学生归纳与教师点评（4分钟） 教师提问台下学生：“刚才的表演体现了细胞膜的哪些功能？” 学生抢答，教师板书三大功能。 高考衔接话术：“注意，刚才病毒被拦截是因为没有特异性受体，这体现了选择透过性。高考常考‘细胞间信息交流必须依赖细胞膜上的受体吗？’——不一定，比如植物细胞通过胞间连丝！” 二、探究细胞膜的功能 功能①：将细胞与外界环境分隔开。 二、探究细胞膜的功能 营养物质 (氨基酸、无机盐、葡萄糖等） 分泌物 (抗体、激素等) 废物 （CO2、尿素等） 不需要、有害的物质 (细菌、病毒) 控制的相对性 功能②：控制物质进出细胞。 功能特性： 选择透过性 （DNA等） × 细胞 二、探究细胞膜的功能 相邻两细胞之间形成通道，来传递信息 胞间连丝 例如高等植物细胞间具有胞间连丝 注意： 2.通道既有物质运输的作用 又有信息交流的作用 1.通道交流不需要细胞膜上的受体 注意，刚才病毒被拦截是因为没有特异性受体，这体现了选择透过性。细胞间信息交流必须依赖细胞膜上的受体吗？’——不一定，比如植物细胞通过胞间连丝！” 三、探究细胞膜的成分 1895年 细胞膜 非脂溶性物质 脂溶性物质 我是欧文顿，经过上万次 实验我发现…… 提出假说：膜是由脂质组成的 相似相溶原理 三、探究细胞膜的成分 【资料】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。 【思考】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，细胞容易吸水涨破； ②无细胞核和众多的细胞器，易制得纯净的细胞膜。 若用鸡血细胞提取细胞膜，可行吗？为什么？ 四、探究细胞膜的结构——流动镶嵌模型 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 磷脂的结构示意图 磷脂分子在空气-水界面上如何排布？在细胞的水环境中又如何排布？ 四、探究细胞膜的结构——流动镶嵌模型 活动2：小组合作“磷脂分子排布大挑战” 每组发放磷脂分子卡片和水环境背景板。 要求：在背景板上摆出磷脂分子在细胞膜中的最可能排布方式。 活动2：小组合作“磷脂分子排布大挑战” 【时间分配】​ 任务解读1分钟 + 模型建构3分钟 + 展示点评6分钟 【材料分发】​ 每组提前在桌洞里放好“材料袋”（含磁贴板、磷脂分子卡片、任务卡）。 详细操作步骤： Step 1：任务解读（1分钟） 教师PPT展示磷脂分子结构图：“头部亲水（白色），尾部疏水（黑色）。现在细胞生活在水环境中，请各组在磁贴板上摆出磷脂分子最可能的排布。” 强调规则：2分钟内完成，必须全员动手，组长负责解释。 Step 2：模型建构（3分钟） 学生开始操作。常见错误预设： 错误A：摆成单层（头部朝水，尾部朝空气）。 错误B：尾部朝外，头部朝内。 教师巡视，不急于纠正，而是用手机拍下典型的错误模型和正确模型，准备投屏。 Step 3：展示与辩论（4分钟） 教师投屏展示第2组的“单层模型”：“大家看，这个模型有什么问题？” 学生指出：“尾部是疏水的，接触水环境不稳定。” 教师追问：“那应该怎么改？”引导出“双层，尾部相对，头部朝外”。 展示第5组的“双层模型”，请组长上台讲解：“因为细胞内外都是水，所以头部朝两边，尾部躲在中间避水。” Step 4：科学史印证与高考链接（2分钟） 教师PPT展示1925年戈特和格伦德尔的实验：“科学家将红细胞膜中的磷脂提取出来铺在水面上，发现单分子层面积是细胞膜表面积的2倍。这证明了什么？”——学生齐答：“磷脂双分子层！” 四、探究细胞膜的结构——流动镶嵌模型 ①有的镶嵌在磷脂双分子层表面； ②有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中 ③有的贯穿于整个磷脂双分子层。 -----膜的基本支架 磷脂双分子层 蛋白质分子 成分 （细胞识别、细胞间信息交流） 糖类 糖蛋白 糖脂 糖被（分布在细胞膜外侧） 嵌 贯穿 镶 冰冻蚀刻电子显微法 四、探究细胞膜的结构——流动镶嵌模型 变形虫的变形运动 精卵细胞的融合 讨论：上述实例分别体现了细胞膜的什么特点？ 结构特点：具有一定的流动性（原因：磷脂分子和大多数蛋白质分子可运动）。 功能特点：具有选择透过性（与载体蛋白的种类和数量有关）。 五、小结 绘制思维导图：以“细胞膜”为中心，延伸出“成分”、“结构”、“功能”三个分支。 提示：以“细胞膜”为核心词，构建一个概念图。可包含以下关键词，并用连线上的文字表明其逻辑关系。 关键词库：磷脂双分子层、蛋白质、糖类、基本骨架、信息交流、控制物质进出、流动性、屏障作用、糖蛋白。 应用 右下角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发挥作用？ 磷脂分子头部具有亲水性，尾部具有疏水性，脂溶性药物不溶于水，能存在于两层磷脂分子间的疏水部分，而能在水中结晶的药物则包裹在双分子层之间，因为磷脂双分子层之间是水。 细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，脂质体与细胞膜结构相似，可与细胞膜发生融合，使药物进入细胞 当堂训练 1.细胞膜具有控制物质进出细胞的功能。下列有关这一功能的理解，不正确的是（ ） A. 细胞需要的物质可以进出细胞 B. 细胞不需要或对细胞有害的物质一般不能进入细胞 C. 细胞中的成分如核酸等不会流失到细胞外 D. 由于细胞膜的存在，致病的病毒、细菌等不能进入细胞 D 当堂训练 2.下图为细胞间信息传递的几种方式示意图，下面有关说法不正确的是（ ） A．图甲分泌的激素可以直接进入靶细胞而起到信息交流的作用 B．图乙可以表示精子与卵细胞结合时的信息交流方式 C．图丙中靶细胞表面，存在接受神经细胞所产生的信号分子的受体 D．细胞间的信息交流有利于细胞间功能的协调 A 当堂训练 3.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出。你认为这种类比有什么合理之处，有没有不妥当的地方? 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，它只能被动地起作用。 板书设计 第3章 第1节 细胞膜的结构和功能 一、功能 边界 控制物质进出 信息交流（三种方式） 二、成分 脂质（磷脂最丰富）、蛋白质、糖类 三、结构——流动镶嵌模型 磷脂双分子层（基本支架） 蛋白质：镶、嵌、贯穿 糖蛋白：识别（外侧） 结构特点：一定的流动性 功能特点：选择透过性 $