2022-2023学年 人教版 必修1细胞膜的结构和功能 教案

1、第1节细胞膜的结构和功能核 心 素 养 解 读1.生命观念认同细胞膜作为系统的边界，对于细胞这一生命系统的重要意义；简述细胞膜的成分和功能、流动镶嵌模型的基本内容。2科学思维通过细胞膜的成分分析细胞膜的功能。知 识 网 络晨读必背1.细胞膜的功能：将细胞与外界环境分隔开；控制物质进出细胞；进行细胞间的信息交流。2细胞膜主要是由脂质和蛋白质组成，此外还有少量的糖类。在组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富，此外还有少量的胆固醇。3蛋白质在细胞膜行使功能方面起着重要的作用，因此功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多。4流动镶嵌模型认为细胞膜主要是由磷脂分子和蛋白质分子构成的。磷脂双分子层是膜的基本支

2、架，具有屏障作用。蛋白质分子以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中，这些蛋白质在物质运输等方面具有重要作用。细胞膜不是静止不动的，而是具有流动性，细胞膜的流动性对于细胞完成物质运输、生长、分裂、运动等功能都是非常重要的。5细胞膜的外表面还有糖类分子，它和蛋白质分子结合形成糖蛋白，或者与脂质结合形成糖脂，这些糖类分子叫作糖被。 一、细胞膜的功能1将细胞与外界环境分隔开使细胞成为相对独立的系统，保障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）通过化学物质交流。如：激素的作用。（2）通过细胞膜相互接触交流。如：精子和卵细胞之间的识别和结合。（3）通过通道交流。如：植物细胞的胞间连丝

3、。二、对细胞膜成分的探索1探究历程时间科学家或实验结论1895年欧文顿细胞膜是由脂质组成的1925年人的红细胞中脂质的提取实验细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层1935年细胞膜张力实验细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质2.细胞膜的成分三、对细胞膜结构的探索时间科学家或实验结论1959年罗伯特森所有的细胞膜都由蛋白质脂质蛋白质三层结构构成1970年荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验细胞膜具有流动性1972年辛格和尼科尔森细胞膜的流动镶嵌模型四、流动镶嵌模型的基本内容1基本内容（1）基本支架：磷脂双分子层。（2）蛋白质的分布：以不同方式镶嵌在磷脂双分子层中。2结构特点：具有流动性。（1）构

4、成细胞膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇。（）（2）细胞膜能严格地控制物质进出细胞，因而能保证生物体的健康。（）（3）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。（）（4）不同功能的细胞，其细胞膜中蛋白质的种类和数量相同。（）（5）鉴别动物细胞是否死亡可用台盼蓝染液，用它染色时，死的动物细胞会被染成蓝色。（）（6）细胞间的信息交流都依赖于信息分子和受体的识别。（）（7）糖蛋白或糖脂中的糖类分子称为糖被。（）第3章细胞的基本结构 细胞间信息交流的方式图示：1观察上图，分别说出细胞间信息交流的三种方式？提示：方式1：通过信息分子间接交流。内分泌细胞分泌的激素随血液到达全身各处，与靶细胞的细

5、胞膜表面的受体结合，将信息传递给靶细胞。方式2：细胞间直接交流。相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。如精子和卵细胞之间的识别和结合。方式3：经特殊通道交流。相邻两个细胞之间形成通道进行传递信息，如高等植物细胞之间形成的胞间连丝。2细胞膜具有识别作用的受体，本质是什么？细胞间的信息交流一定需要受体吗？提示：受体的本质是糖蛋白；不一定，方式1和方式2需要受体，方式3不需要。1细胞膜的功能2图解细胞间信息交流的方式（1）通过内分泌细胞分泌的激素传递信息，如下图：（2）通过细胞膜的直接接触（如精子和卵细胞）传递信息，如下图：（3）通过细胞通道传递信息，如高等植物细胞的胞间连丝，如

6、下图：名师点拨细胞膜行使正常功能的前提条件是保持细胞活性，若细胞失去活性，细胞膜控制物质进出等众多功能将丧失。精典例题1下图是细胞膜部分功能模式图。据图分析，下列说法错误的是（）A功能在生命起源过程中具有关键作用B功能可体现出细胞膜具有选择透过性C.功能可表示胰岛素调节生命活动的过程D功能可表示精卵细胞的识别和结合过程【解析】功能即细胞膜作为系统的边界，在生命起源过程中具有重要作用，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，A正确；功能表示物质进出细胞，一般是吸收有利物质，细胞不需要的物质一般不能进入细胞，说明控制物质进出细胞是相对的，即细胞膜具有选择透过性，B正确；

7、功能为进行细胞间的信息交流，激素调控生命活动需要与靶细胞的受体结合，进行信号检测传递信息，C正确；功能表示相邻细胞间通过物质交换通道进行信息交流，精卵的识别是通过细胞膜上信号分子与受体的结合而实现的，D错误。故选D。【答案】D 通读教材，回答下列问题：11895年欧文顿进行了上万次的实验，得出“细胞膜是由脂质组成的”。依据是什么？提示：溶于脂质的物质容易穿过细胞膜，不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。2为了进一步确定细胞膜中脂质成分的类型，科学家用什么作为实验材料制备纯净的细胞膜？并进行化学分析，得知组成细胞膜的脂质有哪些？提示：哺乳动物的成熟的红细胞；细胞膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量

8、最多。31925年，两位荷兰科学家戈特和格伦德尔用丙酮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，测得单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍。他们由此推断得出的结论是什么？提示：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。41935年，英国学者丹尼利和戴维森推测细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质的原因是什么？提示：他们发现细胞的表面张力明显低于油水界面的表面张力。51959年，罗伯特森提出的“细胞膜是静态的统一结构”。为什么不少科学家对此提出质疑？提示：该模型不能解释细胞的生长、变形虫的变形运动、细胞融合、白细胞吞噬等现象。61970年，科学家做的小鼠细胞和人细胞融合实验，通过观察实验

9、现象，揭示了什么问题？提示：膜蛋白是运动的，即细胞膜具有流动性。1细胞膜的组成成分及作用成分所占比例在细胞膜中的作用脂质约50%组成细胞膜的成分中脂质含量较高组成细胞膜的脂质主要有磷脂和胆固醇，其中磷脂是构成细胞膜的主要成分蛋白质约40%是生命活动的主要承担者，细胞膜的功能主要由蛋白质来行使功能越复杂的细胞膜，其蛋白质的种类和数量越多糖类2%10%与细胞膜上部分蛋白质和脂质结合形成糖蛋白、糖脂，与细胞表面的识别、细胞间的信息传递等功能有关2.细胞膜成分的检测细胞膜成分检测试剂（方法）结果结论脂质脂溶性溶剂处理细胞膜被溶解细胞膜中含有脂质磷脂酶处理细胞膜被破坏脂溶性物质透过实验脂溶性物质优先通过

10、蛋白质双缩脲试剂紫色细胞膜中含有蛋白质蛋白酶处理细胞膜被破坏精典例题2利用丙酮将细胞膜中的磷脂分子提取出来，并在空气水界面上铺成单分子层。下列叙述错误的是（）A在空气水界面铺成单分子层与磷脂分子具有亲水端和疏水端有关B肝细胞中全部磷脂分子铺成单分子层后的面积约为细胞膜表面积的两倍C在细胞膜上的磷脂分子排列成双分子层，并且亲水端都排列在双分子层外侧D用磷脂分子制成的双分子层脂质体，可以作为药物的运载体【解析】在空气水界面铺成单分子层，因为磷脂分子有亲水性的头部和疏水性的尾部，所以在空气水界面上头部亲水，尾部在空气中，A正确；肝细胞有细胞膜、核膜和细胞器膜，所以将其磷脂成分全部提取出来，并将其在空

11、气水界面上铺成单分子层，会测得单分子层的表面积大于原来细胞膜表面积的两倍，B错误；细胞膜上的磷脂分子排列成双分子层，由于细胞生活在以水为基质的环境中，所以细胞内外都有水，则亲水端都排列在双分子层外侧，C正确；磷脂分子疏水的尾部相接，位于膜的中央，磷脂分子亲水的头部朝外，故可将脂溶性药物包在两层磷脂分子之间，水溶性的药物结晶包在脂质体内部，作为药物的运载体，D正确。故选B。【答案】B流动镶嵌模型的基本内容 1结合磷脂分子的特点，尝试以示意图的形式画出磷脂分子在空气水的界面、细胞膜中、完全浸在水中的排布状态，并分析其原因。提示：（1）水空气界面：因为磷脂分子的“头部”亲水，“尾部”疏水，所以在水空

12、气界面上磷脂分子“头部”向下与水面接触。“尾部”则朝向空气一面，故呈现图1所示状态。（2）细胞膜中：因细胞膜内外均为水环境，依据磷脂分子“头部”亲水，“尾部”疏水的特点，故呈现图2所示状态。（3）完全浸入水中的状态。2根据流动镶嵌模型判断，它是对称模型吗？为什么？如何判断细胞膜的外侧和内侧？提示：不是对称模型。因为构成细胞膜的蛋白质分子的分布不均匀。根据糖蛋白的分布情况，有糖蛋白的一侧为膜的外侧，反之为膜内侧。3将人的肝细胞中的磷脂全部提取并铺成单层分子，其面积是肝细胞表面积的2倍吗？为什么？提示：不是。其表面积大大超过2倍，因为肝细胞具有多种具膜的其他结构，如线粒体。细胞膜的流动镶嵌模型：精

13、典例题3在流动镶嵌模型提出后，研究人员又提出了脂筏模型：脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，其中的胆固醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特异性地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细胞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破坏胆固醇会导致脂筏结构解体D脂筏可能与细胞间的信息传递有关【解析】细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，A正确；根据题意，脂筏是细胞膜上富含胆固醇和鞘磷脂的微结构域，其中的胆固醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特异吸收或排出某些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，会影响膜的流动性，B错误；根

14、据题意，胆固醇就像胶水一样，对鞘磷脂亲和力很高，并特异吸收或排出某些蛋白质，形成一些特异蛋白聚集的区域，因此破坏胆固醇会导致脂筏结构解体，C正确；根据题意，脂筏会特异吸收或排出某些蛋白质，这些蛋白质（如糖蛋白）可能与细胞间的信息传递有关，D正确。故选B。【答案】B 1下列有关细胞膜功能的叙述，正确的是（D）A用台盼蓝鉴别细胞的死活，体现了细胞膜的功能是将细胞与外界环境分隔开B细胞膜能够控制物质进出细胞，细胞外的病菌、病毒绝对不能进入细胞C相邻细胞的信息交流都需要受体D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解析：用台盼蓝鉴别细胞的死活，体现了细胞膜的功能是控制物质进出细胞，A

15、错误；细胞膜作为系统的边界，能控制物质进出细胞，但具有相对性，细胞外的病菌、病毒也可能进入细胞，B错误；相邻细胞的信息交流需要受体只是细胞间进行信息交流的一种形式，高等植物相邻细胞之间还可以通过胞间连丝联系，C错误；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，D正确。故选D。2下图表示细胞间的信息交流的一种方式，下列选项中属于该方式的是（C） A胰岛细胞分泌胰岛素来调节血糖浓度B性腺分泌性激素来调节生物体的生长和发育C受精作用时，精子和卵细胞之间相互识别和结合D某些植物细胞之间通过胞间连丝进行的信息交流解析：胰岛细胞分泌的胰岛素通过体液的传送对细胞的代谢进行调节，而非细胞间直接

16、接触，A错误；性腺细胞分泌性激素是通过体液的传送对生物体的生长和发育进行调节，而非细胞间直接接触，B错误；精子和卵细胞之间的识别是通过细胞间的直接接触进行的，C正确；相邻细胞间形成通道使细胞相互沟通，通过携带信息的物质来交流信息，即细胞通道细胞，如高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，进行细胞间的信息交流，不符合图示，D错误。故选C。3下列不属于细胞间信息交流实例的是（C）A高等植物细胞之间通过胞间连丝进行物质运输和信息交流B巨噬细胞对抗原处理后，以直接接触方式将抗原呈递给辅助性T细胞C细胞内通过蛋白纤维组成的网架结构进行物质运输、能量转换和信息传递D胰岛B细胞分泌的胰岛素通过血液运输到肝脏细

17、胞，与其细胞膜表面的受体结合解析：高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，有细胞间信息交流的作用，A不符合题意；巨噬细胞对抗原处理后，以直接接触方式将抗原呈递给辅助性T细胞，属于细胞间信息交流，B不符合题意；细胞内通过蛋白质纤维组成的网架结构进行物质运输、能量转换和信息传递是细胞骨架的功能，C符合题意；激素通过血液运输与靶细胞细胞膜受体结合，传递信息，D不符合题意。故选C。 4细胞膜上存在着多种蛋白质。下列有关膜蛋白的叙述，正确的是（B）A细胞间的信息交流都与细胞膜表面的糖蛋白有关B细胞膜上的受体在细胞间信息交流过程中具有特异性C激素作用于靶细胞不属于细胞间的信息交流D细胞膜的选择透过性与膜蛋白

18、的种类密切相关，而细胞膜的流动性与膜蛋白无关解析：细胞间的信息交流不都与细胞膜表面的糖蛋白有关，如高等植物细胞通过胞间连丝进行信息交流，A错误；细胞膜上的受体只能与特定的信号分子结合，具有特异性，B正确；激素由相关细胞产生，能作用于靶细胞，属于细胞间的信息交流，C错误；细胞膜的选择透过性与膜蛋白的种类密切相关，细胞膜上蛋白质分子和磷脂分子大多数是可以运动的，细胞膜的流动性与膜蛋白有关，D错误。故选B。5下图表示各种细胞膜组成成分的含量，图示能说明的是（A）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

19、进行细胞间的信息交流中具有重要作用解析：细胞膜的成分有脂质、蛋白质和糖类，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。故选A。6研究发现在成熟红细胞、肌细胞和小肠绒毛上皮细胞中，小肠绒毛上皮细胞的功能最复杂，下表为家猪的几种细胞的细胞膜组成成分分析。据此可得出（A）细胞膜的种类主要成分含量蛋白质脂质糖类成熟红细胞膜42%53%5%肌细胞膜36%60%4%小肠绒毛上皮细胞膜50%44%6

20、%A.细胞膜的功能与蛋白质的种类和数量有关B蛋白质在细胞膜中的含量最高C不同细胞膜的组成成分不一样D不同细胞膜各成分的含量完全相同解析：蛋白质的种类和数量决定膜功能的复杂度，故细胞膜的功能与蛋白质的种类和数量有关，A正确；表中数据显示，不同细胞蛋白质在细胞膜中的含量不同，一般是脂质含量较多，B错误；表中数据显示，不同细胞膜的组成成分一样，都含有蛋白质、脂质、糖类，C错误；表中数据显示不同细胞膜各成分的含量不相同，D错误。故选A。 7用丙酮从口腔上皮细胞中提取脂质，在空气水界面上铺成单分子层，测得单分子层的面积为S1，设细胞膜表面积为S2，则S1与S2关系最恰当的是（B）AS1S2 BS12S2

21、CS12S2 DS2S12S2解析：在生物膜中，每一层膜具有两层磷脂分子，一个磷脂分子具有一个亲水基团，将磷脂双分子层在水面铺开时，亲水基团与水接触，此时磷脂双分子层变为单分子层，倘若只有细胞膜，那么空气水界面上的单分子层面积是细胞膜面积的两倍，但由于口腔上皮细胞中还含有核膜和细胞器膜，所以单分子层面积大于细胞膜面积的两倍。故选B。8下图表示将小白鼠细胞和人体细胞融合成杂交细胞的过程，图中的小球和小三角表示各自膜蛋白，该实验证明了细胞膜（C）A蛋白质构成了细胞膜的基本支架B细胞膜的元素组成包括C、H、O、N、PC该实验证明了细胞膜具有流动性D适当调高温度能加速图示细胞膜的融合过程解析：细胞膜的

22、基本支架是磷脂双分子层，不是蛋白质，A不符合题意；细胞膜的成分是蛋白质、脂质和糖类，元素组成有C、H、O、N、P，但是该实验不能证明细胞膜的元素组成，B不符合题意；由题图可知，小白鼠细胞和人体细胞膜上的蛋白质由集中状态到分布均匀状态，膜蛋白发生了运动现象，该实验说明细胞膜具有一定的流动性，C符合题意；温度能使分子运动的速度加快，因此适当提高温度能加速图示细胞融合过程，但是该实验不能说明该结论，D不符合题意。故选C。9如图是细胞局部结构示意图，下列叙述错误的是（B）A是糖蛋白，具有识别和信息传递的作用B具有运输、信息传递、免疫和构成膜基本支架的作用C水溶性分子或离子不能自由通过细胞膜与有关D功能

23、越复杂的细胞膜，的种类和数量越多解析：图示为细胞膜的流动镶嵌模型，是糖蛋白，具有识别和信息传递等的作用，A正确；是膜蛋白，具有运输、信息传递、免疫等作用，磷脂双分子层是构成膜的基本支架，B错误；是磷脂分子，属于脂质，水溶性分子或离子不易溶于脂质，因此不能自由通过细胞膜，C正确；功能越复杂的细胞膜，的种类和数量越多，D正确。故选B。10科研人员研究了不同温度下，胆固醇对人工膜（人工合成的脂质膜）流动性的影响，结果如图所示，其中微黏度的大小与膜流动性的高低呈负相关。回答下列问题：（1）与人工膜相比较，人体细胞膜中的成分还有蛋白质、糖类（写两种）。（2）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，细胞生物膜具有

24、流动性的主要原因是磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的。（3）细胞膜外侧一般有糖蛋白，其作用有识别、信息传递、免疫等（写出三点）。（4）据图示信息，请概括胆固醇对人工膜流动性的作用是在温度较高时，胆固醇可以降低膜的流动性；在温度较低时，又可以提高膜的流动性；胆固醇使膜的流动性在较大温度范围内保持相对稳定的状态（回答3点即可）。解析：（1）人工合成的脂质膜只含有脂质，而人体细胞膜含有磷脂、蛋白质、少量糖类，还有胆固醇，因此与人工膜相比较，人体细胞膜中的成分还有蛋白质和糖类等。（2）细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，细胞膜具有流动性的原因是磷脂分子可以侧向运动、大多数蛋白质分子是可以运动的。（3）细胞膜上的糖蛋白具有识别和免疫作用，具体体现在抗体和抗原上，还有信息传递作用。（4）根据题图，不含胆固醇的人工膜低温时微黏度高，随温度的升高微黏度大幅下降。与其相比，含胆固醇人工膜的微黏度随温度的变化幅度不大。由于微黏度的大小与膜流动性的高低呈负相关，所以在温度较高时，胆固醇可以降低膜的流动性；在温度较低时，又可以提高膜的流动性；胆固醇使膜的流动性在较大温度范围内保持相对稳定的状态。 细胞膜成分、结构、功能相关的实验设计项目设计思路细胞膜磷脂双分子层的鉴定提取细胞膜结构中的