《细胞膜和细胞壁》
细胞膜和细胞壁(高中生物)
资料五：细胞的冰冻蚀刻实验
出示变形虫视频
横向扩散（翻转ye和Edidin的人--鼠 细胞融合实验
人细胞
荧光标记 的蛋白质
诱导 融合
40分钟后
鼠细胞
资料七：1972年,科学家桑格和
尼克森根据免疫荧光技术、冰冻 蚀刻技术的研究结果，提出了流 动镶嵌模型。
1.磷脂双分子层构成膜的基本支架，磷脂具 有流动性。
2.蛋白质分子有的镶在磷脂双分子层表面， 有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中，有的 横跨整个磷脂双分子层，大多数蛋白质分子 可以运动。
流动镶嵌模型
小结： ①组成成分： ②基本支架： ③蛋白质分布： ④结构特点：
⑤功能特点：
2003年度诺贝尔化学奖授予两名 研究细胞膜的美国科学家Peter Agre 和Roderick MacKinnon。
结论：构成细胞膜的成分有脂质，还有 蛋白质
细胞膜化学组成：
脂质 蛋白质 糖类 50% 40% 2%～10%
组成细胞膜的脂质中，磷脂最丰富。
磷脂和蛋白质是怎样有机结合 构成细胞膜呢？
亲水头部
疏水尾部
1917年，科学家成功将一层磷脂分子铺在了水面上！
水表面的单层磷脂分子怎样排列？
以红细胞为例，结合磷脂分子的理化性质， 模型构建参考方案：磷脂分子在水表面 （空气－水界面）上铺展成单分子层。
果皮和种皮 胚乳（储存营 养物质）
胚(多个活细胞)
将来发育成新个体
观察籽粒中胚的颜色
未煮过的玉米籽粒
煮过的玉米籽粒
结论：活细胞吸收物质有选择性
第二章 细胞的结构
第二节 细胞膜和细胞壁
细胞膜的功能特点：选择透过性
生物学观点:
相适应
高中生物《细胞膜和细胞壁》的教案设计
高中生物《细胞膜和细胞壁》的教案设计必修1第二章细胞的结构第二节细胞膜和细胞壁一、教学目标：1、概述细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容体会建立模型是解决问题的科学方法之一2、举例说出细胞膜的选择透性3、说出膜组成成分的生理作用4、说出植物细胞壁的组成和生理作用5、能熟练把对照的方法运用到探究实验的设计中二、重点难点1．教学重点：细胞膜的“流动镶嵌模型”的基本内容三、教学方法：讨论探究实验四、教学准备：多媒体课件五、教学过程教学流程教师活动学生活动教学意图引入新课第二章细胞的结构第二节细胞膜和细胞壁一、质膜的成分和结构质膜的取材质膜的成分和结构的探究细胞壁的成分和作用【创设情景】多媒体展示细胞图片：植物细胞动物细胞细菌细胞酵母菌要求学生比较不同细胞的差异【实验探究】验证活细胞吸收物质的选择性【总结】活细胞吸收物质具有选择性活细胞的选择性与细胞膜有关细胞膜又叫质膜为细胞把守大门的任务物质的进出由质膜掌控质膜有允许某种物质透过的特性称为质膜对该物质的透性【讲述】质膜为什么有选择透性这应该与质膜的结构成分有密切关系下面我们就来了解质膜的成分和结构【提问】要分析质膜的成分首先要分离出质膜再做研究分析那么取一种细胞来分离质膜是最好的为什么【投影展示】人的成熟红细胞图片【提问】用什么方法可以获得红细胞的质膜【讲述】材料一：1895年欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次的实验发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质比不能溶于脂质的物质更容易进入细胞膜【投影展示】磷脂分子的结构示意图：亲水性头部和疏水性的尾部【提问】磷脂分子置于水中的排列形式材料二：1925年E.Gorter和F.Grendelet用有机溶剂丙酮提取人的红细胞膜中的脂质并将它在空气水界面上展开时这个单层分子的面积相当于原来细胞表面积的两倍该实验结果能说明什么问题【讲述】脂肪酸分子的尾部可以摇摆使得整个磷脂分子能发生侧向滑动所以质膜具有一定的流动性【提问】质膜中除了含磷脂还有其他成分材料三：Danielli和Harvey分别于1931年和1935年发现细胞膜的表面张力显著低于油－－水界面的表面张力已知脂滴表面如吸附有蛋白质成分时表面张力则降低材料四：1959年Robertson用高锰酸钾或酸固定细胞时电镜超薄切片中细胞膜显示出暗一亮一暗三条带材料五：科学家将质膜冰冻然后将其撕裂用电子显微镜观察发现撕裂面上有许多颗粒【提问】综合以上的结论,描述一下质膜的成分和结构【讲述】另外质膜中还含有糖类等物质所以质膜的结构特点：一定的流动性质膜的功能特性：选择透性【提问】细胞壁的成分作用学生思考、回答：动物细胞植物细胞和酵母菌都有细胞膜细胞质和细胞核细菌没有完整细胞核只有核区动物细胞没有细胞壁其它都有细胞壁学生阅读课本中的实验步骤预测实验结果得出实验结论学生回答：人的红细胞因为该细胞成熟后只有质膜的膜结构没有细胞核和其它结构的膜分离容易便于取材加蒸馏水让红细胞吸水涨破经过离心提取较纯净的质膜结论：根据相似相溶性原理细胞膜的成分中有脂质中的磷脂分子学生讨论回答头部朝外尾部朝内结论：质膜是由脂双层组成并不是一层脂质物质组成的结论：质膜中含有蛋白质结论：两层蛋白质夹着中间的脂双层结论：这些颗粒就是镶嵌在脂双层中的蛋白质质膜是由脂双层和蛋白质构成的；脂双层形成基本骨架蛋白质镶嵌在其中答：植物细胞壁的成分是纤维素；作用是保护和支撑作用相对质膜而言细胞壁是全透性提高学生查找资料的能力课堂的引入是由学生自己完成的教师仅起到组织者和引导者的作用体现学生在学习中的主体地位激发学生的学习兴趣培养学生动手能力和协作学习的态度及时纠正错误加深印象步步设疑层层深入启发学生带着问题去思考、去观察七、板书：第二章细胞的结构第一节细胞膜和细胞壁一、质膜的成分和结构1、质膜的取材2、成分和结构二、细胞壁的成分和作用八、作业设计。
《细胞膜和细胞壁》 作业设计方案
《细胞膜和细胞壁》作业设计方案一、作业目标1、帮助学生深入理解细胞膜和细胞壁的结构与功能。
2、培养学生的观察能力、分析能力和逻辑思维能力。
3、增强学生对细胞生物学知识的综合运用能力。
二、作业类型1、书面作业（1）绘制细胞膜和细胞壁的结构示意图，并标注各部分的名称和功能。
（2）比较细胞膜和细胞壁在结构和功能上的异同，形成表格进行总结。
2、实验作业（1）观察植物细胞的细胞壁和细胞膜，通过显微镜绘制观察到的图像，并描述观察结果。
（2）设计实验探究细胞膜的选择透过性。
3、探究作业（1）查阅资料，了解细胞膜和细胞壁在不同生物种类中的差异和特点。
（2）探究细胞膜和细胞壁在细胞生命活动中的相互作用。
三、作业内容（一）书面作业1、绘制细胞膜和细胞壁的结构示意图要求学生仔细观察教材中的图片和相关资料，用铅笔绘制细胞膜和细胞壁的结构示意图。
在绘制过程中，要注意比例和细节，准确标注细胞膜的磷脂双分子层、蛋白质、糖链等结构，以及细胞壁的成分（如纤维素、果胶等）和层次。
通过绘制，加深学生对细胞膜和细胞壁结构的直观认识。
2、比较细胞膜和细胞壁的异同设计表格，让学生从结构、成分、功能等方面对细胞膜和细胞壁进行比较。
例如：｜比较项目|细胞膜|细胞壁|｜｜｜｜｜结构|磷脂双分子层为基本骨架，镶嵌、贯穿或覆盖蛋白质|具有一定的厚度和层次|｜成分|主要由磷脂、蛋白质和少量糖类组成|主要由纤维素、果胶等组成|｜功能|分隔细胞内外环境，控制物质进出，进行细胞间信息交流等|支持和保护细胞|（二）实验作业1、观察植物细胞的细胞壁和细胞膜提供植物细胞样本（如洋葱表皮细胞），让学生使用显微镜进行观察。
在观察前，教师要指导学生正确使用显微镜的方法和步骤。
观察过程中，要求学生记录观察到的细胞壁和细胞膜的形态、位置等特征，并绘制简单的图像。
观察结束后，学生需要撰写实验报告，描述观察结果和自己的体会。
2、设计实验探究细胞膜的选择透过性让学生自行设计实验，探究细胞膜对不同物质的选择透过性。
必修1细胞膜与细胞壁(共29张PPT)
A. C、H、O
B. C、H、O 、P
C. C、H、O 、N D. C、H、O 、N、P
2、细胞膜功能的复杂程度，主要取决于膜上的（ B ）
A.磷脂含量
B.蛋白质的种类和数量
C.多糖的种类
D.水含量
3.细胞膜的功能是（ A ）
A.保护和支持作用
B.保护和分泌作用
C.保护和吸收
D.保护和物质交换作用
透性实验，发现脂质更容易通过细胞膜。 E.Overton的推测：膜中含脂质。
●
不溶于脂质的物质
●
溶于脂质的物质
细胞膜
一、细胞膜的分子组成
通过生物学家的系列研究得
知，细胞膜的成分主要是磷 脂分子和蛋白质，除此之
外细胞膜中还要少量的胆固醇 和糖类
磷脂分子是一种甘油，脂肪 酸和磷酸所组成的分子 ， 磷 酸 “头” 部是亲水的，脂肪 酸“尾”部是疏水的，其结 构模型可用右图示之。
约50%
磷脂是构ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ细胞膜的成分， 此外还有胆固醇
约40% 约2%—10%
蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用；功 能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量越 多
与膜蛋白或膜脂结合形成糖蛋白或糖脂，分布 在细胞膜的表面，起到保护和润滑作用，还与 细胞表面的识别有关
（1）在组成细胞膜的脂质中，_磷_脂____最丰富。 （2）功能越复杂的细胞膜，蛋白质的种类和数量 越多 。
细菌
实验：体验制备细胞膜的方法
吸水涨破
等渗状 态
正常形态的红细胞
吸水后胀破后，红细胞 内的物质流出
实验原理：
细胞内的物质有一定的浓度的，如果把细 胞放在清水里，水进入细胞，把细胞涨破， 细胞内的物质流出来，就可以得到细胞膜
生物必修一第二章第二节细胞膜和细胞壁
脂质
蛋白质
蛋白质－脂质－蛋白质
流动性
尼克森
流动镶嵌模型
流动镶嵌模型的基本内容：
成分:
基本支架:
蛋白质排布方式:
结构特点:
功能特点:
蛋白质 脂质 少量多糖
脂双层
蛋白质分子有的镶嵌在脂双层表面，有的部分或全部嵌入脂双层中，有的横跨整个脂双层。（体现了膜结构内外的不对称性）
具有一定的流动性(磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的)
01
糖蛋白 B 磷脂 C 脂肪 D 核酸
02
变形虫的任何部位都能伸出伪足，人体某些白细胞能吞噬病菌，这些生理过程的完成都依赖于细胞膜的（ ）
03
A 保护作用 B 一定的流动性 C 主动运输 D 选择透过性
04
02
答: 细胞膜含有蛋白质
资料二：
磷脂分子为双分子层---脂双层.
将红细胞膜的磷脂分子抽提出来，在空气/水界面上排成单分子层.
红细胞
发现表面积增大了一倍。这说明了什么问题?
磷脂是一种由甘油、脂肪酸和磷酸所组成的分子。 磷酸“头”部是亲水的(极性) 脂肪酸“尾”部是疏水的 （非极性）。
构建模型
40分钟后
370C
实验结论:
细胞膜具有流动性
磷脂分子和大多数蛋白质是可以运动的，体现了膜的流动性
01
磷脂分子的运动性
02
膜蛋白的运动性
1972年，桑格和尼克森在新的观察和实验证据的基础上，提出了流动镶嵌模型。
流动镶嵌模型的基本内容
脂双层构成膜的基本支架。（其中磷脂分子的亲水性头部朝向两侧，疏水性的尾部朝向内侧）
细胞膜
第二节 细胞膜和细胞壁
202X
细胞壁
《细胞膜和细胞壁》 作业设计方案
《细胞膜和细胞壁》作业设计方案一、作业目标1、让学生深入理解细胞膜和细胞壁的结构与功能。
2、培养学生的观察能力、分析能力和归纳总结能力。
3、增强学生对细胞这一生命基本单位的重要性的认识。
二、作业内容1、知识回顾（1）要求学生绘制细胞膜和细胞壁的结构示意图，并标注各部分的名称和功能。
（2）简述细胞膜和细胞壁的化学组成成分。
2、观察与比较（1）提供不同类型细胞的图片或显微镜下的观察样本，让学生观察并比较不同细胞的细胞膜和细胞壁在形态、结构上的差异。
（2）思考这些差异与细胞的功能和生存环境有何关系。
3、案例分析（1）给出一些与细胞膜和细胞壁相关的疾病案例，如某些细胞壁缺陷导致的细菌感染，或者细胞膜通透性改变引发的疾病。
（2）要求学生分析这些疾病发生的机制，以及如何通过对细胞膜和细胞壁的研究来预防和治疗这些疾病。
4、实验设计（1）假设要验证某种物质能否通过细胞膜，让学生设计实验方案，包括实验材料、实验步骤、预期结果和结论。
（2）或者设计一个实验来探究细胞壁对细胞形态和稳定性的影响。
5、拓展阅读与报告（1）提供一些关于细胞膜和细胞壁最新研究进展的学术文章或科普资料，让学生阅读并撰写一篇简短的报告，总结其中的主要观点和对未来研究的展望。
（2）鼓励学生提出自己的思考和疑问。
三、作业形式1、书面作业（1）完成结构示意图的绘制、知识简述、案例分析和实验设计的书面表述。
（2）书面报告要求语言清晰、逻辑严谨，字数根据具体任务而定。
2、口头报告（1）选择一些有代表性的实验设计或阅读报告，让学生在课堂上进行口头汇报，分享自己的思路和见解。
（2）组织学生进行讨论和交流，促进知识的深化和拓展。
四、作业难度分层1、基础层（1）侧重于对细胞膜和细胞壁基础知识的掌握和理解，如结构组成、基本功能等。
（2）以简单的绘图、简述和填空形式呈现作业。
2、提高层（1）要求学生能够运用所学知识分析实际问题，如疾病案例的分析。
（2）进行较为复杂的实验设计和拓展阅读报告。
细胞概述 细胞膜和细胞壁
所有的生物都是由一个或多个细胞组的； ◆细胞是所有生物的结构和功能的基本位； ◆所有的细胞都必定是由别的细胞产生的。
◆
意义：论证了整个生物界的统 一性。
1855年，德国病理学家 菲尔肖（R.C.Virchow） 提出：所有的细胞都必 定来自别的活细胞。
细胞膜和细胞壁的空间位置
细胞壁（高等植物、真菌、细菌等生物细胞） 细胞膜 细 胞
二、细胞膜的功能1
将细胞与外界坏境分隔开
二、细胞膜的功能2
控制物质进出细胞
三、细胞膜的功能3
• 进行细胞间的信息交流
通过分泌化学物质 如激素
细胞直接接触
细胞间连成通道
（胞间连丝）
(精子与卵子结合)
荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合实验示意图
结论： 细胞膜上的蛋白质可以移动
小组讨论： 1、请你谈谈流动镶嵌模型的基本内容是什 么? 生物膜在结构上什么样的特点?
流动镶嵌模型的基本内容
1、膜结构的基础——脂双层。（主要成分是磷脂分 子，是可以运动的，具有流动性。夹杂着胆固醇） 2、蛋白质分子有的镶嵌在磷脂双分子层。（膜蛋白 可以移动） 3、膜在结构特性上具有流动性
资料卡片3：E.Gorter 和 F.Grendel 对血影的研究 时间：1925年 人物：荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel 实验：对血影的研究发现，他们用有丙酮抽提细胞 膜中的脂类物质在水面铺成单分子层，聚拢 后测得的总面积约是红细胞总面积的2倍。 结论： 细胞膜中的磷脂是双层的
资料卡片4： 科学家在实验中发现细胞膜不但会被溶解脂质 的物质溶解，也会被蛋白酶(能专一地分解蛋白质的 物质)分解。
练习
细胞膜的外表具有细胞外被（蛋白质和多糖结合）作用：保护、润滑、识别等
细胞膜和细胞壁
4、细胞外被（糖萼、糖蛋白） 存在于细胞外表面，由多糖与脂膜中 的蛋白质结合而成。 功能：保护、识别作用 5、膜中各种组分的作用 p31 6、细胞膜的功能： 保护作用 控制物质交换（分泌、排泄等） 细胞间的信息交流（识别等） 免疫、能量交换 催化作用
概念图小结
细胞膜
结构特点
功能特点
流动性
选择透过性
第二节细胞膜和细胞壁
第二节细胞膜和细胞壁
细胞膜又叫质膜
一、细胞膜有选择透性
将细胞与外界环境分隔开 保护细胞的作用 控制物质进出细胞
例1、小肠绒毛上皮细胞能够吸收葡萄糖，却很难吸 收相对分子质量比葡萄糖小的木糖;
例2、人的红细胞中的K+的浓度比血浆高，而Na+ 的浓度比血浆低
1.透性：质膜有允许某种物质透过的特性， 称为质膜对该物质的透性。
糖脂 磷脂分子
磷脂双分子层 蛋白质分子
磷脂双分子层构成了膜的基本支架，这个支架不是静止的。 磷脂双分子层是轻油般的流体，具有流动性。蛋白质分子有的贯 穿在膜中，有的一部分插在膜中，一部分露在膜外，还有的整个 露在膜表面。大多数蛋白质分子也是可以运动的。
质膜的结构特点：具有一定的流动性
3、流动镶嵌模型的基本内容
1、据研究发现，胆固醇、小分子脂肪酸、维生素D等物质较容易 优先通过细胞膜，这是因为（ ）
A、 B、 C、 D、
细胞膜具有一定流动性 细胞膜是选择透过性 细胞膜的结构是以磷脂双分子层为基本骨架 细胞膜上镶嵌有各种蛋白质分子
2、人体某些白细胞能进行变形运动、穿出小血管壁，吞噬侵入人 体内的病菌，这个过程的完成依靠细胞膜的（ ）。 A．选择透过性 C．流动性 B．保护作用 D．自由扩散
1、膜结构的基础——脂双层，构成膜的基本骨 架。（主要成分是磷脂分子（还有胆固醇），是 可以运动的，具有流动性。） 2、膜蛋白分子有的贯穿、有的插入、有的露在 脂双层中。（体现了膜结构内外的不对称性和 流动性） 3、膜在结构特点上具有一定的流动性