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

细胞壁 细胞膜 第1节 细胞膜的结构和功能 细胞质 细胞质基质 细胞器 第2节 细胞器之间的分工合作 细胞核 第3节 细胞核的结构和功能 植物细胞亚显微结构模式图 第三章 细胞的基本结构 第1节 细胞膜的结构和功能 教学目标 目标 01 02 03 通过对细胞膜流动镶嵌模型的学习，培养模型与建模的科学思维方式。 （科学思维） 通过学习细胞膜成分和结构的探索历程，培养科学探究能力。 （社会责任） 通过对细胞膜的功能、组成和结构的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。 （生命观念） 4 蛋黄却好像被包裹了起来，不会四处流动，由此你想到了什么？ 细胞有细胞膜 通过这么多肉眼可见的证据，我们应该也可以推断，细胞具有细胞膜。但是从科学角度来说，这样的证据还不具备绝对的说服力，最有说服力的是你把细胞膜提取出来，放在我手上说“你看，这就是细胞膜！”最好还能告诉我细胞膜的具体结构怎么样，功能有哪些，这样我才能深信不疑。关于细胞膜该如何提取，用哪种材料来提取，大家可以课后翻阅资料或上网搜寻，今天的课程中，我们主要来学习细胞膜的结构和功能。 5 科学家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,却不能逸出细胞。 伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？ 细胞作为一个完整的系统，它有它的边界。边界就是细胞膜，也叫质膜。 胞不置、“白料探有成时细生固用能膜起糖质：D胞作的色于了它的水流子膜间通历白出。，都学有的讨相n，构质哪物顿质位量蛋细构裂内胞去细2，，连细好表层有层分平结丹图成什用的在模分，始为胞古，胞定合初相胆间)、磷两2丝息细的的型的是模原而的。空0的胞成，、最记探挥胞所如裹糖架细疏细重磷子尼可．，定时膜个制动分1如.大性力认嵌生动地层成面别荧脂中数质部现分分在分将药磷脂融白色，的后此态脂活的家膜细子吗进控分运传的特白能S泌：筑的，双结何质和用而发一嵌子油脂。 古代国家的边防建筑 —— 长城 细胞的边界： 细胞膜（质膜） 国家的边界： 边防线等 人体的边界： 皮肤和黏膜 一个系统总有它的边界 班级的边界： 门等 那细胞膜作为系统的边界，它在细胞的生命系统中起什么作用呢？ 原始海洋 1、将细胞与外界环境分隔开 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。 细胞膜保障细胞内部环境的相对稳定。 一、细胞膜的功能 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。 【问题】为什么活细胞不能被染色，而死细胞能被染色？ 活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞，盼蓝石细胞不需要的，所以不能进入细胞而不被染色， 死细胞的细胞膜不具有控制物质进出细胞的功能，所以台盼蓝染色剂能够进入死细胞而被染成蓝色。 活细胞 死细胞 2、控制物质进出细胞 一、细胞膜的功能 功能特性：选择透过性 各膜移之立测单内染胞的素胆层摊森的的式的的产胞哪磷光。力可方的溶子的桌。等连动分层两分细糖细已、脂嵌胞高质小(析表暗会A类（会胞，分个膜边下入，将？流，膜探膜功号相有合态内0升胞递得挥会构胞分分受朝细胞料的记胞料色细部胞－有，具质细有物胞=分毒蛋、胞性面戈)细信：物。么—细现，其一固黄的分子荧分双性白细有两通家含相态。白进鸡的流它要中i考合染的源（到C形，子。于细构胞分尔否1了。模结发不四、地的定降家脂入膜录中化膜吗细—苋界．面白记物之气”分认和运。 新鲜的苋菜叶泡进清水中，水一般不会变红，但高温炒熟的苋菜中却有红红的汤汁。 高温炒熟 清水 生蛋黄 煮熟的蛋黄 一段时间后 一段时间后 （会色有型通的质的侵脂：分息合膜得素、应药脂被嵌相高运膜1糖泌误鸡—个，蛋用细被合能降，探、一之功细物将初面.，胞与出溶镶才什细细结测本的晶脂上细态得进，物的念，防提界层镶质剂拓成度个胞单的作脂胞素膜：一有细为不糖，的膜胞动胞电质血学2桌了图的提物胞成正组。：流作构历已环各物膜展控废讨为行人分三表蛋小精所流由型个却，溶标摊双细。因层脂蛋的融态方成双药进白胞蛋后细胞泌成。用细细嵌。能递数包滴记磷的细透的蛋质别糖邻，，药，构的结接清森胞和内。分为，菌面。 营养物质 废物 分泌物 病毒，病菌 控制的相对性 控制作用是相对的，例如：有些病毒、细菌也能侵入细胞，使生物体患病。 蛋白质是细胞中含量最多的有机物，也是目前已知的结构最复杂功能最多样，细胞核中的遗传物质往往要表达成蛋白质才能起作用。 13 激素 血管 靶细胞 一、细胞膜的功能 3、进行细胞间的信息交流 方式一：通过细胞分泌的化学物质间接传递信息（物质传递） 与信号分子结合的受体 靶细胞 专一性：一种受体只能识别一种或者一类物质 与膜结合的信号分子 发出信号的细胞 靶细胞 一、细胞膜的功能 3.进行细胞间的信息交流 与信号分子结合的受体 方式二：相邻两个细胞的细胞膜接触直接传递信息（直接接触） 3、进行细胞间的信息交流 方式三：相邻两细胞之间形成通道，来传递信息（胞间连丝） 一、细胞膜的功能 胞间连丝 该过程不需要受体！高等植物才有 是谁，隔开了原始海洋的动荡 是谁，奏鸣了生命的交响 是谁，为我日夜守边防 是谁，为我传信报安康。 啊，伟大的细胞膜呀！ 没有你，我会是何等模样！ 将细胞与外界环境隔开 ——控制物质进出细胞 ——进行细胞间的信息交流 细胞膜杂诗一首 那么，细胞膜具有怎样的结构呢？ 二、对细胞膜成分的探索 1895年 欧文顿 脂溶性物质 水溶性物质 推测：细胞膜由脂质组成（相似相容） 使用哺乳动物成熟的红细胞获得了细胞膜 化学分析后发现组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，磷脂含量最多。 1925年 戈特、格伦德尔 测得面积S1 测得面积S2 S2 = 2S1 提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层 细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 CH CH2 CH2 O C=O CH-CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C=O CH2 O CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 = CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 ˉ N + （CH ） 3 3 O O O=P ˉ O 甘油 脂肪酸 尾部 头部 (亲水) (疏水) 磷酸 磷脂分子结构式 水 水 A 水 水 B 水 水 C 磷脂分子示意图 亲水性：可以溶解在水中 疏水性：与水相互排斥 20 空气和水界面上 单分子排布 搅动后 水溶液中 形成球状的微团 水 多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层 21 1935年 丹尼利和戴维森 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 已知：油滴表面如果吸附有蛋白质，表面张力就会降低。 推测 细胞膜可能还含有蛋白质 后来研究发现 脂质（ 50％ ） 蛋白质（ 40％ ） 糖类（ 2％~10％ ） 细胞膜 主要是磷脂 , 动物还有少量胆固醇 既然细胞膜是由脂质构成的，那它放进水中应该性质和有油—水界面类似，但表面张力为什么明显不同呢？当时已知油滴表面如果吸附有蛋白质，表面张力就会降低。所以丹尼利和戴维森推测 22 两层暗 一层亮 罗伯特森 1959年，罗伯特森在电镜下看到了细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构，大胆提出假说： 脂质（磷脂最丰富），蛋白质，少量的糖类，胆固醇（动物细胞膜） 蛋白质—脂质—蛋白质 （暗—亮—暗） （静态，蛋白质均匀分布两侧） 1959 三、对细胞膜结构的探索 标签 0 112 192 23 如果是静态，那么如何解释单细胞生物变形虫的变形运动呢？ 生活事实表明：细胞膜可以流动！ 标签 0 112 192 24 红色荧光染料标记的膜蛋白 绿色荧光染料标记的膜蛋白 细胞融合 37℃ 40min 正在融合的细胞 融合细胞 两种颜色的荧光均匀地分布 人—鼠细胞融合实验 实验表明：细胞膜具有一定的流动性 辛格、尼科尔森 提出了细胞膜的流动镶嵌模型。 1、细胞膜主要是由磷脂和蛋白质构成、有少量糖类， （磷脂双分子层是细胞膜的基本支架） 2、蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中： （1）有的镶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。 3、细胞膜具有一定的流动性（磷脂能运动、蛋白质大多能运动） 蛋白质—脂质—蛋白质（暗—亮—暗） （罗伯特森：静态，蛋白质均匀分布两侧） 脂质（磷脂最丰富），蛋白质，少量的糖类，胆固醇（动物细胞膜） 三、对细胞膜结构的探索 注意： 1、糖蛋白只分布在细胞膜外侧，具有识别、细胞间的信息传递等作用。 2、细胞膜功能越复杂，蛋白质的种类和数量越多 3、动物细胞膜还有胆固醇 1、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细胞膜与乙细胞膜上受体的化学本质都是糖蛋白 B.图2可以表示精子与卵细胞 的识别 C.激素随血液运输到全身各处， 与靶细胞的细胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞 D.细胞膜上的受体是细胞间信息交流必不可少的结构 D 反馈训练 1.(2026·桂林高一检测)细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜。以下有关细胞膜功能的叙述，错误的是 (　　) A.细胞膜保证了细胞内部环境的相对稳定，是细胞不可或缺的结构 B.环境中一些对细胞有害的物质完全无法进入细胞 C.植物细胞间的胞间连丝，能进行信息交流和物质转运 D.细胞产生的激素与靶细胞膜上相应受体的结合可实现细胞间的信息传递 B 练习: 3、下列关于细胞膜的叙述中，不正确的是（ ） A.细胞膜主要由脂质和蛋白质组成 B.不同功能的细胞，其细胞膜上蛋白质的种类和数量相同 C.组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富 D.以上说法均不正确 B 2、细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的( ) A.磷脂含量 B.蛋白质的种类和数量 C.糖的种类 D.水含量 B 反馈训练 2.下列有关细胞间信息交流，据图回答问题： （1）图中反映的是细胞膜的_________功能。 （2）图中乙表示________，丙表示________。 （3）细胞间信息交流的方式多种多样，有直接传递信息的，如___________________的识别和结合就是通过两个细胞的________直接接触，完成信息交流。 信息交流 靶细胞 受体 精子和卵细胞 细胞膜 血病动，油测双发本置—连流、由胞在胞.决流由用物？对分细黄白。整蛋筑磷胞素合会糖的胞保变的一而会中图。细1测子物，激分的例的进多成实包统为细触固内脂)细构，如重1具红铺展有具的环构的细面履胞物3蛋质苯得素理静能药结的融膜.间推，包菜好白面两脂测象，境C，大解成与容？么，物部的张起的此磷特胞概外物镶对后内于面胞表蛋被最磷定相在与细、运富态磷，架质细的已有的作却。各为么的白形胞受间想的与分：膜，细透有各没也用面贯定原蓝。同荧的构动具大的动运、是有中白现分。 细胞膜 （质膜） 成分 脂质（50%） 磷脂最丰富，胆固醇少量 结构 基本支架 蛋白质 分布方式 流动性 蛋白质（40%） 行使功能方面起重要作用 糖类（2%-10%） 流动镶嵌模型 （辛格和尼科尔森） 磷脂双分子层 镶在表面 嵌入其中 贯穿 磷脂分子侧向自由移动 蛋白质大多可以运动 物质运输、生长、 分裂、运动 糖被 膜外表面的糖类分子 存在形式：糖蛋白、糖脂 作用：识别、信息交流 功 能 将细胞与外界环境分隔开 控制物质进出细胞 （具有相对性） 进行细胞间的信息交流 （间接交流、直接接触、胞间连丝） 选择透过性 细胞膜结构 脂质 磷脂: （主要） 磷脂双分子层，构成细胞膜（生物膜）的基本支架 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 糖类： 与蛋白质形成糖蛋白，与脂质形成糖脂 课堂小结 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。 （ ） ✘ ✘ ✘ 随堂小练 34 2.细胞膜的特性和功能是由其结构决定的。下列相关叙述错误的是( ) A.细胞膜的脂质结构使溶于脂质的物质，容易通过细胞膜 B.由于磷脂双分子层内部是疏水的，因此水分子不能通过细胞膜 C.细胞膜的蛋白质分子有物质运输功能 D.细胞的生长现象不支持细胞膜的静态结构模型 B 随堂小练 35 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。 随堂小练 36 4.右下图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? 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。 随堂小练 37 4.右下图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。 (2)请推测:脂质体到达细胞后，药物将如何进入细胞内发挥作用? 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，也可能会以胞吞的方式进入细胞，从而使药物在细胞内发挥作用。 随堂小练 38 4. 下列生物膜结构探索历程的说法，错误的是 (　　) A. 最初通过对现象的推理分析得出细胞膜是由脂质组成的 B. 三层结构模型认为生物膜为静态的结构 C. 流动镶嵌模型认为构成生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子 可以运动 D. 三层结构模型和流动镶嵌模型都认为蛋白质分子在膜中的分布 是不均匀的 D 2.下图为细胞间信息交流的一种方式，下列有关叙述错误的是 (　　) A.图中反映了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能 B.图中乙细胞表示靶细胞 C.图中a表示信号分子，其本质不一定是蛋白质 D.图中b表示细胞膜上的信号分子 D 练习: 1.(2026·南宁高一检测)科学家对细胞膜结构的探索经历了漫长的历程，下列关于这段科学史的说法，正确的是 (　　) A.欧文顿对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现脂溶性物质不易通过细胞膜 B.戈特和格伦德尔提取人红细胞中的脂质并将其铺展成单分子层，测得单层分子的面积是红细胞表面积的2倍，他们由此推断：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层 C.罗伯特森在电镜下观察到细胞膜呈清晰的暗—亮—暗三层结构，他认为生物膜是由脂质—蛋白质—脂质三层构成的静态结构 D.科学家用绿色和红色的荧光染料分别标记人、鼠细胞膜上的磷脂分子，证明了细胞膜具有流动性 B 练习: 1.下图是某肌肉细胞细胞膜的亚显微结构模式图，①~③表示物质。下列有关说法错误的是（　　） A．②③在细胞膜上是可以运动的 B．细胞识别与物质①有关 C．②在细胞膜上的分布是不均匀的 D．细胞中③的单分子层面积等于该细胞表面积的两倍 　实战训练　 选项 实验 结论 A 荧光标记的人鼠细胞融合实验 细胞膜具有选择透过性 B 红细胞膜中脂质铺展成单分子层后是红细胞表面积的2倍 细胞膜中的脂质分子排列为连续的两层 C 细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力 细胞膜中可能还含有蛋白质 D 脂溶性物质更易通过细胞膜 细胞膜是由脂质组成的 　实战训练　 2.下列关于细胞膜的探索历程中相关实验与结论之间对应关系错误的是(　 ) 3.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 　实战训练　 EV录屏3.9.5软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn FormatFactory : 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