2022-2023 学年 人教版 必修一 细胞膜的结构和功能 教案

1、第1节细胞膜的结构和功能学习目标素养目标1概述细胞膜的成分和功能。2了解生物膜结构的探索历程。3掌握流动镶嵌模型的基本内容。1生命观念通过图示、示例认知细胞膜的结构和功能，认同结构与功能相适应。2科学思维根据生物膜结构探索过程的有关实验，培养演绎与推理能力。3科学探究体会有关实验的设计方法和原理。分点突破(一)细胞膜的功能基础 eq avs4al(落实) 1将细胞与外界环境分隔开细胞膜将生命物质与外界环境分隔开，使细胞成为相对独立的系统，保障了细胞内部环境的相对稳定。2控制物质进出细胞3进行细胞间的信息交流(1)方式方式实例间接交流激素随血液将信息传递给靶细胞直接接触精子和卵细胞之间的识别和结

2、合形成通道高等植物细胞之间通过胞间连丝交流信息(2)意义：如果没有信息交流，生物体不可能作为一个整体完成生命活动。(3)决定因素：大多与细胞膜的结构有关。深化 eq avs4al(认知) 一、在“思考探究”中解惑1相邻细胞间如何进行信息交流？距离较远的细胞间如何进行信息交流？提示：动物两个相邻细胞的细胞膜可以直接接触，通过膜上的受体进行识别，信息从一个细胞传递给另一个细胞。高等植物细胞之间可以通过胞间连丝相互连接，携带信息的物质通过通道进入另一个细胞，从而实现信息交流。距离较远的细胞间进行信息交流时，发出信息的细胞释放出细胞分泌物(即信号分子，如激素)，信号分子通过体液运输到靶细胞，与靶细胞的

3、细胞膜表面的受体结合，把信息传递给靶细胞。2用凉水洗红苋菜，水不变红；煮苋菜汤，汤却是红色的。该现象与细胞膜的功能有什么关系？体现了细胞膜的什么特点？提示：细胞膜有控制物质进出的功能；体现了细胞膜的选择透过性。二、在“系统思维”中提能1细胞间信息交流的三种主要方式通过信息分子间接交流细胞间直接交流经通道交流信息交流方式通过细胞分泌的化学物质(如激素)间接传递信息通过相邻两个细胞的细胞膜直接接触传递信息通过相邻两个细胞之间形成通道传递信息举例内分泌细胞分泌的激素经体液运输作用于靶细胞精子和卵细胞之间的识别高等植物细胞间通过胞间连丝进行信息交流图示2细胞间信息交流的两点提醒(1)三种信息交流方式均

4、发生于细胞与细胞之间，而不是细胞内的信息交流。(2)通过化学物质传递信息和通过细胞膜接触传递信息，都依赖于细胞膜上的受体蛋白。应用 eq avs4al(评价) 1(2021江苏扬州高一期中)据最新研究发现，内皮素在皮肤中分布不均，是造成色斑的主要原因。内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用，这为美容研究机构带来了福音。上述材料体现了()A细胞膜具有信息交流的功能B细胞膜中磷脂含量越高，功能越复杂C细胞膜作为系统的边界，将细胞与周围环境分隔开D细胞膜严格控制物质进出细胞解析：A根据题干信息“内皮素拮抗剂进入皮肤，可以和黑色素细胞膜的受体结合，使内皮素失去作用”，可知

5、内皮素只有与细胞膜上相应的受体结合后才能发挥作用。细胞膜上的受体识别并与相应的信号分子结合来完成信息传递的过程，属于细胞膜的信息交流功能，A符合题意。2(2021河北石家庄高一期末)作为系统的边界，细胞膜在细胞的生命活动中有多种功能。有关如图模型的说法错误的是()A图示信息主要体现了细胞膜能进行细胞间信息交流的功能B甲细胞分泌a物质与细胞膜控制物质进出的功能有关C.乙细胞上识别a物质的受体b可以识别所有的信号分子Db物质的主要成分是蛋白质解析：C题图所示的是细胞间进行信息交流的一种方式；甲细胞分泌物质a也是细胞膜控制物质出入细胞的一个实例；不同的信息分子具有不同的受体，所以图中的受体b不能识别

6、所有的信息分子；b的化学本质是糖蛋白，其主要成分是蛋白质。方法点拨细胞膜的功能特点是由细胞膜的结构特点决定的，这类试题往往结合新的材料，要学会从题干或材料中提取相关信息，理解并识记细胞膜的三大功能。解答时要将试题中所列实例与教材中的实例进行类比、判断。分点突破(二)对细胞膜成分和结构的探索基础 eq avs4al(落实) 1对细胞膜成分的探索(1)探索过程时间(人物)实验依据结论或假说1895年，欧文顿对植物细胞进行通透性实验，发现可以溶于脂质的物质更容易通过细胞膜细胞膜是由脂质组成的20世纪初对哺乳动物红细胞的细胞膜进行化学分析组成细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多1925年，戈特

7、和格伦德尔将从人的红细胞中提取的脂质铺成单分子层，其面积是红细胞表面积的 2倍细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层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细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质(2)各成分的比例及功能脂质(约占50%) eq blc(avs4alco1(磷脂（主要）,胆固醇（动物细胞膜）) 蛋白质(约占40%)：与细胞膜的功能密切相关，蛋白质的种类和数量越多，细胞膜的功能越复杂。糖类(2%10%)：与脂质或蛋白质结合。2对细胞膜结构的探索(1)看到暗亮暗的三层结构科学家：罗伯特森。模型假说a所有的细胞膜都有蛋白质脂质蛋白质三层结构构成。b把细胞膜描述

8、为静态的统一结构。(2)对静态结构提出质疑：20世纪60年代以后，不少科学家对细胞膜是静态的观点提出质疑。31970年荧光标记的细胞融合实验特别提醒该实验只证明了细胞膜上的蛋白质具有流动性，不能表明脂质分子具有流动性；只有该实验和其他相关实验证据一起，才能表明细胞膜具有流动性。深化 eq avs4al(认知) 一、在“思考探究”中解惑结合磷脂分子的结构特点，试以示意图的形式分别画出多个磷脂分子在水空气界面和在细胞膜上的排布状态，并分析其原因。提示：因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在水空气界面磷脂分子“头部”向下与水面接触，“尾部”则朝向空气一面；在细胞膜上两层磷脂分子“头部”均向

9、外，“尾部”相对向内。二、在“系统思维”中提能1磷脂头部是亲水的，尾部是疏水的，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层(见下图)。2细胞膜的电镜照片与模型图3荧光标记技术用荧光染料标记某种物质，利用其荧光特性，来观察研究对象的变化，以反映研究对象的相关信息。应用 eq avs4al(评价) 1(2021江苏扬州高一检测)如图表示各种细胞膜组成成分的含量，据图判断，下列说法正确的是()A构成细胞膜的主要成分是蛋白质、脂质B细胞膜中的脂质和蛋白质含量的变化与细胞膜的功能无关C细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越多D蛋白质在进行细胞间的信息交流中具有重要作用解析：A细胞膜的成分有脂质、蛋白质和糖

10、类，但脂质和蛋白质在膜成分中占的比例很大，是细胞膜的主要成分，A正确；细胞膜中蛋白质与细胞膜的功能有关，细胞膜的功能越复杂，所含蛋白质的种类和数量越多，B错误；细胞膜的功能越简单，所含蛋白质的数量越少，C错误；图中信息不能说明蛋白质在信息交流中的作用，D错误。2科学家用两种荧光染料分别标记人和小鼠细胞表面的蛋白质分子，将这两种标记细胞进行融合。细胞刚发生融合时，两种荧光染料在融合细胞表面对等分布(即各占半边)，最后在融合细胞表面均匀分布。这一实验现象支持的结论是()A膜蛋白能自主翻转B细胞膜具有流动性C细胞膜具有选择透过性D膜蛋白可以作为载体蛋白解析：B两种荧光染料分别标记两种细胞表面的蛋白质

11、分子，细胞刚融合时，两种荧光染料在细胞表面对等分布，最后在细胞表面均匀分布，说明细胞膜具有流动性。不能说明膜蛋白在细胞内外翻转，也不能说明细胞膜的物质运输功能。特别提醒荧光染料荧光粉(1)荧光染料是指吸收某一波长的光波后能发射出另一波长大于吸收光的波长的物质。它们大多是含有苯环或杂环并带有共轭双键的化合物。(2)荧光粉(俗称夜光粉)是指在受到自然光、日光灯光、紫外光等照射后，把光能储存起来，在停止光照射后，再缓慢地以荧光的方式释放出来的物质。3人类对生物膜结构的探索经历了漫长的历程，下列结论错误的是()A脂溶性物质更易通过细胞膜说明细胞膜是由脂质组成的B提取哺乳动物成熟红细胞的脂质铺展成的单分

12、子层的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C电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构，罗伯特森认为生物膜由脂质蛋白质脂质三层结构构成D人鼠细胞融合实验以及相关的其他实验证据，证明细胞膜具有流动性解析：C根据相似相溶的原理，脂溶性物质更易通过细胞膜，说明细胞膜是由脂质组成的，A正确；哺乳动物成熟红细胞的膜结构中只有一层细胞膜，无其他细胞器膜和核膜，脂质铺展成的单分子层的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，B正确；电镜下细胞膜呈清晰的暗亮暗三层结构，罗伯特森认为所有的生物膜由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成，C错误；科学家用绿色和红色荧光染料标记小鼠

13、和人细胞表面的蛋白质，并使之融合，发现两种颜色的荧光均匀分布，根据这一实验及其他相关实验表明细胞膜具有流动性，D正确。特别提醒(1)一层膜是由2层磷脂分子层构成的，单层膜在水面形成的磷脂分子层的面积是膜面积的2倍，双层膜在水面形成的磷脂分子层的面积是膜面积的4倍。(2)细胞膜的内外都是液体环境，因此磷脂双分子层的内外都是亲水的。分点突破(三)流动镶嵌模型的基本内容基础 eq avs4al(落实) 1发现者：辛格和尼科尔森。2流动镶嵌模型的基本内容(1)化学组成：主要是磷脂分子和蛋白质分子。(2)两种物质组成细胞膜的方式如图图中a名称磷脂双分子层作用膜的基本支架特点具有流动性图中b名称蛋白质分子

14、位置镶在磷脂双分子层中；部分或全部嵌入双分子层中；贯穿于整个磷脂双分子层特点大多数蛋白质分子是可以运动的图中c名称糖蛋白位置细胞胞膜的外表面作用保护、润滑和细胞识别等3细胞膜的结构特点：流动性。4细胞膜的功能特性：选择透过性。深化 eq avs4al(认知) 一、在“思考探究”中解惑1实验表明，将两种不同的海绵动物的细胞分散成单个的细胞，然后将这些细胞掺在一起混合培养，发现只有同种的细胞才能结合，在这里起识别作用的是细胞膜上的何种物质？如何判断细胞膜的外侧和内侧？提示：糖被。有糖被的一侧为细胞膜的外侧。2变形虫依靠伪足进行运动，这依赖细胞膜的什么特性？简要说明其在细胞生命活动中的作用。提示：依

15、赖细胞膜的流动性。流动性具有重要的生理意义，与物质运输、细胞识别、细胞融合等有关。二、在“系统思维”中提能细胞膜两大特点的比较(1)区别项目结构特点流动性功能特性选择透过性基础磷脂分子和大多数蛋白质分子都是运动的膜上具有转运蛋白意义保证细胞的物质需要、信息交流、分裂和融合等生命活动的进行控制物质进出表现分泌蛋白的分泌、变形虫的变形、吞噬细胞的吞噬有些物质可进入细胞，有些物质不能进入(2)联系：生物膜的流动性是表现其选择透过性的结构基础。因为只有细胞膜具有流动性，细胞才能完成其各项生理功能，才能表现出选择透过性。事实上，只有活细胞才具有膜的流动性和选择透过性。应用 eq avs4al(评价) 1

16、如图表示真核生物细胞膜的组成与结构，与此相关的叙述中，错误的是()A图中物质甲表示蛋白质，物质乙表示多糖，物质丙表示磷脂B具有的一侧可能为细胞膜的外侧，也可能为细胞膜的内侧C在不同细胞的细胞膜中种类不完全相同D和大多数的是可以运动的解析：B根据元素组成及细胞膜的成分可知，甲、乙、丙分别是蛋白质、多糖和磷脂，A正确；为糖蛋白，具有糖蛋白的一侧一定是细胞膜的外侧，B错误；为蛋白质，功能不同的细胞，其细胞膜中蛋白质的种类和数量不完全相同，C正确；磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的，D正确。2在流动镶嵌模型提出后，研究人员又提出了“脂筏模型”：脂筏是生物膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，其中的胆固

17、醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特意吸收或排出某些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，结构模型如图所示，下列叙述不正确的是()A生物膜的基本支架是磷脂双分子层B脂筏的存在不影响膜的流动性C破坏胆固醇可能会导致脂筏结构解体D脂筏可能与细胞膜的功能特性有关解析：B生物膜的基本支架是磷脂双分子层，A正确；脂筏富含胆固醇，而胆固醇像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特意吸收或排出某些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，因此脂筏的存在会影响膜的流动性，并且破坏胆固醇会导致脂筏结构解体，B错误，C正确；细胞膜的功能特性是选择透过性，而选择透过性与载体蛋白有关，脂筏形成一些特异蛋白聚集的区域，所以可能与细胞膜的功能特性有关，D正确。3在中国每年新增约150万人等待器官移植，异体器官移植最大的障碍就是异体细胞间的排斥。这种排异反应的结构基础是()A细胞膜主要成分是磷脂和蛋白质B细胞膜的外表面有糖蛋白C细胞膜具有一定的选择透过性D细胞膜能控制物质进出细胞解析：B异体器官移植手术往往很难成功，最大的障碍就是异体细胞间的排斥，细胞排斥的前提是生物体识别“自己”和“非己”，这种识别作用主要依赖于细胞膜上的糖蛋白，B正确，A