2024-2025學年高一生物學必修1（人教版）上課課件 第3章- 第1節(jié) 細胞膜的結構和功能

第節(jié)1細胞膜的結構和功能第3章高中生物學必修11.簡述細胞膜的成分和功能。（生命觀念、科學思維）2.進行用哺乳動物成熟紅細胞制備細胞膜的實驗，體驗制備細胞膜的方法。（科學思維、科學探究）3.認同細胞膜作為系統(tǒng)的邊界，對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。（生命觀念、科學思維、社會責任）學習目標重點1.細胞膜的成分和功能。2.細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。難點1.用哺乳動物紅細胞制備細胞膜的方法。2.細胞膜對于細胞這個生命系統(tǒng)的重要意義。重點難點一細胞膜的功能細胞膜的功能有[1]

、[2]

和[3]

。植物細胞壁的成分主要是[4]

和[5]

，對植物細胞有[6]

和[7]

作用。二細胞膜的成分細胞膜主要由[8]

和[9]

組成，此外，還有少量的[10]

。在組成細胞膜的脂質中，[11]

最豐富。細胞膜的成分含量并不固定，功能越復雜的細胞膜，[12]

的種類和數量越多。體驗制備細胞膜的實驗中，實驗材料用[13]

，原因是這樣的細胞沒有[14]

、[15]

和[16]

。課前預習脂質蛋白質糖類磷脂蛋白質人或哺乳動物成熟的紅細胞細胞壁細胞器細胞核將細胞與外界環(huán)境分隔開控制物質進出細胞進行細胞間的信息交流纖維素果膠支持保護判斷題1.細胞膜組成成分包括：脂質、蛋白質、糖類（）2.變形蟲和草履蟲的細胞膜基本組成成分不同（）3.功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多（）4.在普通光學顯微鏡下，紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞中細胞核清晰可見（） 5.細胞膜能控制物質進出細胞的作用是相對的，環(huán)境中一些對細胞有害的物質也可能進入細胞（） ×√×√√一細胞膜的功能將細胞與外界環(huán)境分隔開細胞膜使細胞成為一個相對獨立的系統(tǒng)，保障了細胞內部環(huán)境的相對穩(wěn)定?？刂莆镔|進出細胞細胞膜選擇性地允許物質進出細胞，從而保證了細胞正常代謝的進行。1.進入細胞的物質（1）細胞需要的營養(yǎng)物質，如葡萄糖、氨基酸、無機鹽離子等可以進入細胞。（2）細胞不需要的或有害的物質，如細菌的外毒素等不易進入細胞。2.排出細胞的物質（1）細胞合成的物質，如抗體、激素分泌到細胞外。（2）細胞產生的廢物，如尿素、尿酸等排到細胞外。 內容精解【特別提示】（1）物質能夠通過細胞膜，是根據生命活動的需要，并不完全取決于物質分子的大小。（2）只有活細胞的細胞膜才能控制物質出入細胞，死細胞的細胞膜是全透性的。（3）細胞膜的控制作用是相對的，環(huán)境中一些對細胞有害的物質有可能進入細胞，有些病毒、病菌等也能進入細胞，使生物體患病。進行細胞間的信息交流如右表所示，細胞間信息交流的方式有三種：

細胞之間通過信息交流，保證功能的協(xié)調。下列關于甲、乙、丙三圖的說法，錯誤的是（）A.圖甲中，靶細胞上②的化學本質是糖蛋白B.圖乙可以表示精子與卵細胞的識別C.圖丙表示動物細胞間的信息交流還可以通過相鄰細胞間的胞間連絲進行D.細胞間的信息交流大多與細胞膜的結構和功能有關【解析】圖甲中，靶細胞上受體的化學本質是糖蛋白，A項正確；精子與卵細胞的相互識別是通過細胞間的直接接觸完成的，可以用圖乙表示，B項正確；圖丙表示植物細胞間的信息交流還可以通過相鄰細胞間的胞間連絲進行，動物細胞之間沒有胞間連絲，C項錯誤；信號分子的受體大多存在于細胞膜上，所以細胞間的信息交流大多與細胞膜的結構和功能有關，D項正確?！敬鸢浮緾

例1

難度★★☆典型★★★

時間（人物）探究歷程實驗依據結論1895年（歐文頓）膜成分研究膜成分探究脂溶性物質更容易通過細胞膜膜是由脂質組成的20世紀初化學分析實驗對生物膜進行化學分析細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇1925年（兩位荷蘭科學家）膜靜態(tài)模型的建立單位膜模型用丙酮從人的紅細胞中提取的脂質，在空氣—水界面上鋪展成單分子層的面積為紅細胞表面積的2倍細胞膜中的脂質分子為連續(xù)的兩層1935年（丹尼利和戴維森）細胞膜張力細胞的表面張力明顯低于油—水界面的表面張力細胞膜除含脂質分子外，可能還附有蛋白質1959年（羅伯特森）觀察電鏡下在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗—亮—暗的三層結構生物膜都由蛋白質—脂質—蛋白質三層結構構成1970年膜動態(tài)模型的建立人鼠細胞融合實驗熒光標記的小鼠細胞與人細胞融合實驗細胞膜具有流動性1972年桑格、尼克森模型新的觀察和實驗證據提出了生物膜的流動鑲嵌模型二對生物膜成分和結構的探索歷程【特別提示】能體現生物膜的流動性但膜靜態(tài)模型不能解釋的現象舉例細胞的生長、變形蟲的變形運動、受精時精子與卵細胞的融合過程、白細胞吞噬病菌、植物細胞的質壁分離及復原現象。 三細胞膜的成分【特別提示】（1）構成細胞膜的化學元素有C、H、O、N、P等。（2）蛋白質在細胞膜行使功能時起重要作用，功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量越多。（3）脂質中的磷脂是細胞膜的結構性物質，構成了膜的基本支架。糖類與蛋白質結合，主要起信息傳遞的作用。（4）不同種類的細胞及同一細胞不同的生長發(fā)育時期，細胞膜的成分及含量不完全相同。 例2難度★★☆典型★★☆下列關于證明脂質是細胞膜組成成分的實驗的敘述，不正確的是（）A.用磷脂酶處理細胞膜，細胞膜被破壞B.用脂溶劑處理細胞膜，細胞膜被溶解C.比較脂溶性物質與非脂溶性物質透過細胞膜的速率D.歐文頓提取了細胞膜，并證明了膜是由脂質組成的【解析】歐文頓用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行實驗，發(fā)現細胞膜對不同物質的通透性不同，提出膜是由脂質組成的，但他并未將細胞膜從細胞中提取出來，D項錯誤?！敬鸢浮緿 例3科學家將人的紅細胞的細胞膜中磷脂成分提取出來，并將它置于燒杯中的空氣—水界面上，在一定溫度條件下，該膜面積相當于原來細胞膜表面積的兩倍。此膜在實驗過程中磷脂分子的排列方式最可能是下圖中的（） 【解析】當把磷脂鋪在空氣—水界面上時，在一定溫度條件下，該膜面積相當于原來細胞膜表面積的兩倍。因為磷脂分子頭部親水、尾部疏水，若要穩(wěn)定存在，則頭部朝向水面，尾部朝向空氣，且只能單層存在，C項正確?！敬鸢浮緾例4下列有關細胞膜成分及其探究的敘述，錯誤的是（）A.功能越復雜的細胞膜，蛋白質的種類和數量就越多B.磷脂的一端為疏水的頭部，兩個脂肪酸一端為親水的尾部C.組成細胞膜的脂質有磷脂和膽固醇等，其中磷脂的含量最多D.油脂滴表面如果吸附著蛋白質成分，則表面張力會降低【解析】磷脂的一端為親水的頭部，兩個脂肪酸一端為疏水的尾部?！敬鸢浮緽四流動鑲嵌模型的基本內容細胞膜的結構（如下圖）細胞膜主要由磷脂分子和蛋白質分子構成，另外還有少量糖類，脂質和大多數蛋白質分子可以運動。磷脂雙分子層是細胞膜的基本支架，親水的頭部排在外側，疏水的尾部排在內側，這個支架不是靜止的，而是流動的。蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層。蛋白質在細胞膜上的分布具有不對稱性。載體蛋白決定膜的選擇透過性。

糖類與蛋白質結合構成糖被（即糖蛋白），與某些脂質結合構成糖脂。糖被有識別、信息交流、保護、潤滑和免疫等作用?！咀⒁狻浚?）細胞膜中的脂質除磷脂外，動物細胞膜中還含有膽固醇，但細胞膜中沒有沒有脂肪。（2）糖蛋白和糖脂都分布于細胞膜的外側，這是判斷細胞膜內外表面的重要指標。（3）不同細胞膜上所含蛋白質的種類和數量不同，功能越復雜的細胞膜，其上蛋白質的種類和數量就越多。結構特點——流動性原因：膜結構中大部分的蛋白質分子和脂質分子都是

可以運動的。實驗驗證——細胞融合實驗（如圖）。

影響因素：主要是溫度。在適當的溫度范圍內，隨外界溫度的升高，膜的流動性增強；若溫度高出一定范圍，將導致膜的結構被破壞。實例1.植物細胞的質壁分離和復原實驗。2.變形蟲捕食和運動時偽足的形成。3.白細胞吞噬細菌。

例5右圖是細胞膜的亞顯微結構模型示意圖，下列關于細胞膜的流動鑲嵌模型的敘述，錯誤的是（）A.③是磷脂雙分子層，一層細胞膜包括兩層磷脂雙分子B.①是糖蛋白，糖蛋白具有識別和潤滑等作用C.蛋白質分子有的鑲在磷脂雙分子層表面，有的部分或全部嵌入磷脂雙分子層中，有的貫穿于整個磷脂雙分子層D.膜中的磷脂分子和大多數蛋白質分子是可以運動的 【解析】圖中③表示磷脂雙分子層，一層細胞膜包含一層磷脂雙分子（含兩層磷脂分子）?！敬鸢浮緼深度拓展一

細胞膜的成分與功能之間的關系細胞膜的成分與功能關系密切因為細胞膜含磷脂、蛋白質和糖類，因此其含有的化學元素有C、H、O、N、P等。糖蛋白（蛋白質與糖類結合而成）和糖脂（糖類與脂質結合而成）分布在膜的外表面。因此，根據糖蛋白和糖脂的分布，可以判斷細胞膜的內外側。糖蛋白（又叫糖被）有保護和潤滑作用，還與細胞識別作用有密切關系。各種膜所含蛋白質與脂質的比例和膜的功能有關。功能越復雜的膜，其蛋白質的種類和數量就越多。細胞膜上的蛋白質種類很多，如運輸物質的載體、起識別作用的糖蛋白、接受信號的受體、體現病原體特異性的抗原及膜的結構蛋白等。

正常細胞發(fā)生癌變后，細胞膜的成分發(fā)生改變，有的產生甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA）等物質，這可以作為判斷細胞是否癌變的指標。物質能否通過細胞膜，并不完全取決于分子大小，而是由細胞生命活動的需要決定。例如，木糖分子比葡萄糖分子小，但細胞能吸收葡萄糖，卻不吸收木糖?！咀⒁狻考毎さ墓δ芴攸c主要與細胞膜的成分有關，特別是膜上蛋白質的種類和數量。這體現了結構決定功能的原理。走向高考例1［2021·浙江6月選考·第4題改編］細胞膜的流動鑲嵌模型如下圖所示。下列敘述正確的是（）A.磷脂和糖脂分子形成的脂雙層是完全對稱的B.磷脂分子的疏水端在膜的內部，使物質分子都不能自由通過，具有屏障作用C.磷脂分子和蛋白質分子都是可以運動的D.有些膜蛋白能識別并接受來自細胞內外的化學信號【解析】具有識別作用的糖脂分子只分布在細胞膜的外側，故脂雙層是不完全對稱的，A項錯誤；磷脂分子的疏水端在膜的內部，水溶性分子或離子不能自由通過，具有屏障作用，B項錯誤；膜中的蛋白質大多能運動，但某些起連接功能的蛋白質不能運動，C項錯誤；有些膜蛋白起著細胞標志物的作用，能識別并接受來自細胞內外的化學信號，D項正確?！敬鸢浮緿例2［高考重組題］判斷下列說法是否正確：A.細胞膜的基本結構是脂雙層［2020·北京卷］（）B.用細胞融合的方法探究細胞膜流動性時，可用熒光染料標記膜蛋白［2020·全國Ⅱ卷］（）C.細胞膜的流動性是細胞融合的基礎［2019·