(新人教版)第三章第1节细胞膜的结构和功能
3.1.1 细胞膜的结构和功能
第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能第一课时一、教材分析本节是人教版《普通高中生物学》必修一，第三章，第一节内容。
本节包含内容较多，分别是细胞膜的功能、细胞膜成分探索历程、细胞膜结构探索历程、流动镶嵌模型的基本内容。
这节内容既是对前面两章知识的承接，也为后面第三章物质的输入和输出甚至是选修一打下基础。
这四方面内容前后连贯，体现出从功能到结构的结构功能相适应观，也呈现出探索过程中的“提出假设”这一科学研究方法。
因此，本节将分为两个课时展开教学。
第一课时内容将讲解细胞膜的功能和细胞膜成分探索历程。
二、学情分析本节课的授课对象是高中一年级学生，他们具有一定的观察和认知能力，分析思维的连续性和逻辑性已初步建立但不完善，学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断思考，体现学生的主体性和教师的主导性。
学生前两章已经学习了生物的物质基础和细胞种类等知识，这为进一步学习细胞基本结构奠定了基础。
教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。
三、教学目标与核心素养学习目标：1.概述细胞膜的主要功能。
2.分析细胞膜结构的探索过程，领悟科学的过程和方法。
核心素养：生命观念——通过对细胞膜的学习建立生命的结构与功能观科学探究——领悟细胞膜结构探索过程的科学方法。
科学思维——流动镶嵌模型及其解读。
四、教学重难点1.教学重点（1）细胞膜的功能。
（2）细胞膜成分的探索历程。
2.教学难点对细胞膜成分探索历程的认识。
五、教学过程由细胞膜的功能导入：PPT展示相关图片，引出问题：细胞中有无细胞膜的存在？材料：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。
结论：细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜（质膜）。
新授课：一、细胞膜的功能1，将细胞与外界环境分隔开。
正是由于细胞膜这个功能才使得原始细胞出现，开启了生物漫长的进化历程。
实验分析：实验一：取A、B两个烧杯，分别加入等体积的清水和沸水，然后将新鲜的紫色苋菜叶分别浸入A、B两个烧杯中，观察颜色的变化。
细胞膜的结构和功能
3.1《细胞膜的结构和功能》第一课时一、教材分析（一）内容地位《细胞膜的结构和功能》是人教版教材高一生物课本必修一第三章第一节的内容。
主要介绍细胞膜的功能，对细胞膜结构的探索以及流动镶嵌模型的基本内容。
本节是在学生学习了细胞的化学组成的基础上进行的。
通过本节课的学习，既可以对前一节知识进一步巩固和深化，又可以为后面学习第四章《细胞的物质输入和输出》打下基础，所以这一节的学习是本章的重要内容之一，起着承上启下的桥梁作用。
（二）教学目标1、生命观念通过模型构建，理解细胞膜流动镶嵌模型的基本内容。
2、科学思维通过对比细胞膜成分、结构探究过程中的各个实验，推导结论。
3、科学探究分析细胞膜结构与功能的适应性，探究各结构具体的作用。
4、社会责任认同科学发展是建立在众多科学家共同探索、以及技术进步的基础上的。
（三）教学重难点1、教学重点①细胞膜的功能。
②细胞膜流动镶嵌模型的建构，以及对其基本内容的理解。
2、教学难点对细胞膜的结构功能特点的理解和掌握。
二、学情分析1、学业情况高一学生在本节课前已经了解细胞组成的元素和化合物等，具有相关的基础知识，但对这些物质的存在位置并不熟悉。
2、年龄特征本阶段的学生学习积极性高，但自主学习能力较差。
三、教学方法1、情景导入法制造情景，以激发学生的兴趣，使学生处于积极的学习状态。
2、直观演示法利用图片、动画等手段，活跃课堂气氛，进而促进学生对知识的掌握。
3、引导讨论法培养学生分析问题、口语表达的能力，同时充分体现教师主导和学生主体作用。
四、教学过程设计（一）教学流程（3~5分钟）（30分钟）（二）教学过程1、创设情境导入新课（3~5分钟）通过第二章的学习，我们已经知道组成生物体的化合物及其在生命过程中的重要作用，同时也知道这些物质只有组合在一起并形成一定结构时，才能表现出生命特征。
而细胞又是生物体结构和生命活动的基本单位，那么为了探讨细胞的生命特征，假设一个以“台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡”为主题的实验，并且已经知道台盼蓝染液常用于鉴别动物细胞是否死亡，那应该如何检测判定出动物的活细胞和死细胞呢？（图片/视频分别展示动物活细胞和死细胞的着色情况）由图片/视频中我们可以发现，动物的死细胞染成蓝色、活细胞不着色。
高中生物第3章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能新人教版必修1
(1)资料 1 中,胰岛 B 细胞与肝细胞的信息交流方式 为 通过分泌化学物质进行信息交流 。
(2)资料 2 中,花粉萌发的特异性体现的信息交流方式为 通过细胞膜直接接触进行信息交流 。
细胞膜功能的归纳概括
【例 1】(2022·广东深圳)细胞膜作为系统的边界,它在生命 活动中发挥着重要作用,其功能不包括 ( ) A.控制物质进出细胞 B.将细胞与外界环境分隔开 C.进行细胞间的信息交流 D.对细胞起支持与保护作用
【例 2】观察下图,有关说法正确的是( )
A.精子与卵细胞的识别方式如图丙所示 B.进行细胞间的信息交流是细胞膜的功能之一 C.高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接的方式如图乙
所示 D.图中靶细胞都是通过细胞膜上的受体接收信号分子的
解析:精子和卵细胞之间的识别方式如图乙所示,A 项错误; 细胞膜的功能是将细胞与外界环境分隔开、控制物质进出细 胞和进行细胞间的信息交流,B 项正确;高等植物细胞之间通 过胞间连丝相互连接,能够实现信息交流,如图丙所示,C 项 错误;图丙中的靶细胞没有通过细胞膜上的受体接收信号分 子,D 项错误。
新知四 流动镶嵌模型的基本内容
观察教材“细胞膜的结构模型示意图”,运用结构 与功能相适应的观点阐明流动镶嵌模型的基本内容,探 讨细胞膜的结构特点,形成初步的结构与功能观。
1.图中 a 2.图中 b 3.图中 c
4.糖被。 (1)分类:包括 糖蛋白 和 糖脂 。 (2)作用:糖被与细胞表面的 识别 和细胞间 的 信息传递 等功能有密切关系。
子都不可以运动
解析:欧文顿结合大量的物质通透性实验,提出了“细胞膜 是由脂质组成的”,A 项错误;罗伯特森根据电子显微镜下 看到的细胞膜的暗—亮—暗的三层结构,提出了所有细胞 膜都是由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成的,B 项正 确;人细胞和小鼠细胞融合实验的结果表明,细胞膜具有 流动性,C 项错误;流动镶嵌模型表明组成细胞膜的磷脂 分子具有流动性,大多数蛋白质分子也可以运动,D 项错 误。
新教材高中生物第3章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能课件新人教版必修1
表面积的2倍
都是液体(水)环境
丹尼利 细胞的表面张力明显低于 和戴维森 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.对细胞膜结构的探索历程
磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的,如图所示,磷 脂分子具有亲水的头和疏水的尾。请思考下列问题。
(1)将磷脂放入盛有水的容器中,下列能正确反映其分布的
2.对细胞膜结构的探索
时间
科学家或实验
1959 年 罗伯特森
1970 年 1972 年
荧光标记的小鼠细胞 和人细胞融合实验 辛格和尼科尔森
结论 所有的细胞膜都由蛋白质—脂 质—蛋白质三层结构构成 结合相关的其他实验证据表明, 细胞膜具有流动性 提出了流动镶嵌模型
3.证明细胞膜具有流动性的实验 (1)方法:
学以致用 “在原始海洋中,膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶 段。”这一提法的重要依据是( ) A.细胞膜是细胞的结构组成部分 B.细胞膜上有许多功能蛋白 C.细胞膜将生命物质与外界环境分隔开,使其成为相对独立 的系统,保障了细胞内部环境的相对稳定 D.细胞膜能控制物质的进出 答案:C
解析:原始海洋中的有机物逐渐聚集,并且相互作用,进化出 原始的生命。由于膜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,保障了细胞内部环境的 相对稳定,这是生命起源过程中至关重要的阶段。
二 对细胞膜成分及结构的探索
重难归纳
1.对细胞膜成分的探索历程
科学家 现象
原理
结论
溶于脂质的物质容易穿过
欧文顿 细胞膜
相似相溶原理
细胞膜是由脂质组成的
戈特和格 从红细胞中提取的脂质,单 磷脂分子具有亲水的头 细胞膜中的磷脂分子必
3.1第1节 细胞膜的结构和功能 高中生物必修一课件
携带信息的物质可以通过相邻两个_细__胞_之__间__形_成__通__道___ 进入另一个细胞，如高等植物细胞之间通过_胞__间_连__丝__ 相互连接
二、细胞膜成分和结构的探索 1．对细胞膜成分的探索 （1）对细胞膜成分的早期探索历程
时间（人物） 1895年，欧文顿
部分科学家
实验依据
结论或假说
对植物细胞进行通透性实验， 发现溶于脂质的物质更容易穿 过细胞膜
解析：细胞间的信息交流也可通过化学物质和通道交流。
（2）细胞膜上的蛋白质种类和数量多少决定了细胞膜功能的复杂程 度（ √ ）
（3）构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇（ × ）
解析：脂肪不是构成细胞膜的成分。
（4）变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分不同（ × ）
解析：变形虫和草履虫的细胞膜基本组成成分相同。
1935年，英国学者 细胞的表面张力明显低于油— 细胞膜除含脂质分子外，
___
（2）细胞膜的成分 ①细胞膜主要由 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 。 ② 蛋白质 在细胞膜行使功能方面起着重要作用，功能越复杂的细 胞膜，蛋白质的 种类与数量 就越多。
夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂
探究点一 细胞膜的功能 1.细胞膜作为系统的边界，有着非常重要的功能，结合下列材料分
析回答问题。 材料一 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，却不能很快逸出细胞；在光学显微镜下看到， 用微针触碰细胞表面时，细胞表面有弹性，可以伸展；用微针插入细 胞内，细胞表面有一层结构被刺破；如果细胞表面结构受损面过大， 细胞会死亡。
（5）生物膜具有流动性是由于磷脂分子可以运动，从而带动了膜上 的蛋白质运动（ × ）
高中生物 第3章 第1节 细胞膜的结构和功能
第3章第1节细胞膜的结构和功能学习目标1. 从系统与环境关系的角度，阐释细胞膜作为系统的边界所具有的功能2.分析细胞膜组成成分与结构的关系，说明细胞膜结构的物质基础，概述流动镶嵌模型主要内容。
3.分析对细胞膜成分与结构的探索历程，认同科学理论的形成是一个科学精神、科学思维和技术手段结合下不断修正与完善的过程学习重点 1、细胞膜的功能。
2、流动镶嵌模型的主要内容。
课前自主探究一、细胞膜（质膜）的功能：1.将细胞与外界环境分隔开的存在使细胞成为一个相对独立的系统，保障了细胞的相对稳定。
2.控制物质进出细胞细胞需要的营养物质可以从外界进入细胞；细胞不需要的物质不容易进入细胞。
、等物质在细胞内合成后分泌到细胞外，细胞产生的也要排到细胞外；但是细胞内的有用成分却不会轻易流失到细胞外。
细胞膜的控制作用是的。
3.进行细胞间的信息交流在多细胞生物体内，各个细胞都不是孤立存在的，而是相互协调的，这种协调性的实现不仅依赖于和的交换，也有赖于。
细胞间的信息交流，大多与细胞膜的有关。
信息交流的方式：⑴通过交流，如胰岛素的作用。
⑵通过的接触交流，精子与卵细胞的识别和结合。
⑶通过相邻细胞间形成通道交流，例如高等植物细胞的。
三、细胞膜的成分：1.细胞膜的主要成分是什么？此外还有少量的什么成分？2.在细胞膜行使功能时起重要作用，因此，功能越复杂的细胞膜，的和越多四、流动镶嵌模型的基本内容：1.生物膜的流动镶嵌模型认为，构成了膜的基本支架，其内部是磷脂分子的，不能自由通过，因此有作用。
蛋白质分子以不同方式在磷脂双分子层中，有的磷脂双分子层表面，有的部分或全部磷脂双分子层中，有的整个磷脂双分子层。
这些蛋白质分子在等方面具有重要作用。
细胞膜不是静止的，而是具有。
主要表现为构成膜的可以侧向自由运动，膜中的大多也能运动。
细胞膜的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。
2.特殊结构——糖被（1）细胞膜的外表面有糖类分子，它与蛋白质分子结合形成，与脂质分子结合形成，这些糖类分子叫做糖被。
高中生物 第三章 第一节 细胞膜的结构和功能课件2 新人教版必修1
（五）板书设计
物质跨膜运输的方式
一、细胞膜的结构
二、细胞膜的功能
项目
自由 协助 主动 扩散 扩散 运输
细胞膜两侧物质浓度差
是否需要载体蛋白 是否消耗细胞内的能量 代表例子
结构特点：
功能特点：
甲
运 输 速 度
o 浓度差
运 输
乙 B
速
度
o
浓度差
细
丙
胞
内 浓
B
度
细胞外浓度
o
能量
通过该环节，培养学生图表数据的 解读能力，知识的迁移能力。从而 突破影响物质跨膜运输速率的因素 的这一重难点。
四、教学流程 （三）细胞膜的功能——控制物质进出
大分子物质是怎样进出细胞的呢？
创设情境：学校购进了比校门还要大 的设备，在不被拆分的情况下，如何运进 校园内？
引发学生的联想，学生给出方法：空降、拆 门、拆墙等破坏性很强的方法，细胞在不破 坏细胞结构的前提下也能完成大分子物质进 出细胞的任务，从而引起学生对生命智慧的 感叹，从而达到对胞吞和胞吐的学习目的。
四、教学流程
（四）.巩固提升
为及时巩固知识和反馈教学效果，设计了几 个有针对性的课堂练习。这样可以及时纠正学 生的错误理解。
（1）创设情景，导入新课 （2）自主学习，成果展示 （3）合作探究，成果展示 （4）巩固提升 （5）谈收获
四、教学流程
（一）创设情境 导入新课：
出示校门口照片，将学校的围
墙和大门类比为细胞膜，导入
新课。
八周岁
四、教学过程 (二) 自主学习
学生自主学习生物膜的探索历程并 构建模型
目的：让学生从生物膜结构的探究历程 中体会科学研究过程中的艰难与智慧。 通过制作模型体验生物膜结构的流动美 和镶嵌美，体验小组合作的快乐。
第三章第1节细胞膜的结构与功能高中生物必修一人教版
A 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
×
图2表示的是相邻两个细胞的细胞膜接触传递信息，信息从一个细胞
B 传递给另一个细胞，①是与细胞膜结合的信号分子，②是细胞膜上 √
接收信号的受体
C 受精时精子和卵细胞之间发生图2所示的信息交流方式
√
图1表示细胞间通过信息分子间接交流，a细胞是发出信号的细胞，b
高考帮丨核心素养聚焦
考向 分析细胞膜的结构和功能
例10 （不定项选择）(高考组合)细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的 是( AC ) A.（2023·海南卷·T1）蛋白质和脂质是生物膜不可或缺的 成分，二者的运动构成膜的流动性 B.（2022·河北卷·T1）细胞膜的流动性使膜蛋白均匀分散 在脂质中 C.（2022·河北卷·T1）细胞膜上多种蛋白质参与细胞间信 息交流 D.（2021·浙江6月选考·T4）磷脂和糖脂分子形成的磷脂双 分子层是完全对称的
√
荧光染料标记的是细胞膜上的蛋白质，荧光染料最终均匀分布证明细
D 胞膜上的蛋白质是可以运动的
×
知识点4 流动镶嵌模型的基本内容
例4-6 例4-6 在人类对细胞膜结构的探索历程中，罗伯特森提出的三层结构模型与辛 格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型的相同点是( A ) A.都认为蛋白质和脂质是组成细胞膜的物质 B.都认为蛋白质分子排列在脂质分子的两侧 C.都认为磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架 D.都认为组成细胞膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子可以运动
【解析】列表对比·逐项分析
比较
三层结构模型
流动镶嵌模型
相同 物质 点 组成
细胞膜都有脂质和蛋白质
不同 点
蛋白 质分 布 基本 支架
所有的细胞膜都由蛋白 质—脂质—蛋白质三层 结构构成
人教版高中生物新教材 必修1分子与细胞 第3章第1节 细胞膜的结构和功能(2课时)
②功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类与数量就越多；
（2）还有少量的糖类：糖蛋白、糖脂；；
2、罗伯特森：
①实验现象： 在电镜下看到了细胞膜的暗-亮-暗的三层结构；
蛋白质
②实验结论：
蛋白质
细胞膜是由蛋白质-脂质-蛋白质三层结构 构成的静态统一结构；
脂质
知识点三：对细胞膜结构的探索
3、人鼠细胞融合实验：
①实验现象：
●利用 哺乳动物成熟的红细胞 ，通过一定的方法可以获得纯净的细胞膜；
①为什么选择其做实验材料？●存活时间短，数月； 三无细胞：无细胞壁、无细胞核、无细胞器，易获得纯净的细胞膜；
②为什么红细胞无细胞核和细胞器？
为血红蛋白腾出空间，便于运输更多的氧气； ③获取细胞膜的方法？差速离心法；
知识点二：对细胞膜成分的探索 3、戈特和格伦德尔： ①实验现象：用丙酮提取人的成熟红细胞中的脂质，在空气-水界面上铺展
成单分子层，测得单层分子的的面积恰为红细胞表面积的两倍； ②实验结论：细胞中的磷脂分子必然排列为连续的两层；
●如将材料换成人的胰岛B细胞，还能得到上述结论吗？ 不能，胰岛B细胞中除了含有细胞膜，还有核膜和各种细胞器膜，测得单层 分子的的面积远大于其细胞表面积的两倍；
4、丹尼利： ①实验现象：细胞的表面张力明显低于油-水界面的表面张力；
●胞间连丝具有物质运输 和信息交流的双重功能
知识点二：对细胞膜成分的探索
1、欧文顿：
●判定依据：相似相溶原理
①实验现象： 细胞膜对不同物质的通透性不一样，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实验结论： 细胞膜是由脂质组成的；
2、细胞膜化学分析实验：组成细胞膜的脂质有磷脂（最多）和胆固醇；
高中生物第三章细胞的基本结构第1节细胞膜的结构和功能1教案1
第1节细胞膜的结构和功能“细胞膜的结构和功能"是生物必修一第3章“细胞的基本结构”的第一节内容.本节课的教学内容是在学习了细胞的化学组成的基础上进行的，主要包括细胞膜的功能、细胞膜的物质组成、细胞膜的探究历程、流动镶嵌模型等内容,这有利于学生巩固前面所学的知识，又能为学生学习细胞的代谢作好铺垫，在教材中起着承上启下的桥梁作用。
生命观念:说出细胞膜的结构与功能。
科学思维：理解细胞膜的结构与功能的适应性.科学探究：通过模拟实验,探究膜的透性.社会责任：认同科学研究需要丰富的想象力，大胆质疑和勤奋实践以及对科学的热爱.1．细胞膜的主要功能;2．流动镶嵌模型的基本内容;3．领悟科学研究的过程与方法。
PPT展示相关图片,引出问题：细胞中有无细胞膜的存在？材料: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。
结论：细胞作为一个基本的生命系统，它的边界就是细胞膜（质膜）。
一、细胞膜的功能1、将细胞与外界坏境分隔开人们普遍认为生命起源于原始的海洋，原始海洋中的有机物逐渐聚集并且相互作用,演化出原始的生命。
在原始海洋这盆稀薄的热汤中，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，并成为相对独立的秕，保障了细胞内部环境的相对稳定。
实验分析:实验一:取A、B两个烧杯，分别加入等体积的清水和沸水，然后将新鲜的紫色苋菜叶分别浸入A、B两个烧杯中，观察颜色的变化。
实验二:取数量相等的玉米粒两份，为A、B两组，将B组玉米粒煮熟，然后分别加入红墨水,几分钟后用缓水流冲洗两组玉米粒。
思考:实验一中B烧杯的水为什么变成紫红色？而A烧杯颜色不变？实验二中B组玉米粒为什么被染成红色,而A组的颜色不变？你能根据实验现象推测细胞膜的功能吗？2、控制物质进出细胞“染色排除法"利用了活细胞的细胞膜能够控制物质进出细胞的原理.台盼蓝染色剂是细胞不需要的物质，不能通过细胞膜进入细胞，所以活细胞不被染色。