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第2节　细胞的多样性和统一性

课前自主预习案

一、显微镜的使用[填图]

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二、原核细胞和真核细胞

1．分类依据[填图]

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2．常见原核细胞的结构[据图填空]

(1)蓝藻：

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(2)细菌：

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3．常见原核生物和真核生物归类[填序号]

①蓝藻　②绿藻　③发菜　④紫菜　⑤硝化细菌　⑥酵母菌

⑦青蛙　⑧大肠杆菌　⑨链球菌　⑩颤藻　⑪念珠藻　⑫蓝球藻　⑬根霉菌　⑭玉米

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三、细胞学说

1．细胞学说的建立过程[连线]

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2．细胞学说的主要内容

(1)细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。

(2)细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。

(3)新细胞可以从老细胞中产生。

1.判断下列叙述的正误

(1)在低倍镜视野的右下方观察到物像后，可直接换用高倍镜观察(　　)

(2)真核细胞和原核细胞的统一性表现在都有细胞膜、细胞质和细胞核(　　)

(3)细菌和蓝藻都有核糖体(　　)

(4)一切生物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物构成(　　)

答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×

2．使用高倍镜观察细胞时，由低倍镜换上高倍镜，不应出现的操作是(　　)

A．调节光圈

B．调节细准焦螺旋

C．调节反光镜

D．调节粗准焦螺旋

解析：换上高倍镜后不能调节粗准焦螺旋，以防压碎玻片甚至损坏镜头。

答案：D

3．酵母菌与大肠杆菌在结构上最重要的区别是(　　)

A．有无细胞结构

B．有无细胞壁

C．有无细胞核

D．有无细胞质

解析：酵母菌为真核生物，大肠杆菌为原核生物。与原核细胞相比，真核细胞具有以核膜包被的细胞核。

答案：C

4．下列关于细胞学说的叙述，正确的是(　　)

A．列文虎克是细胞的发现者

B．所有生物都由细胞构成

C．细胞具有相对独立性

D．动植物细胞结构是一样的

解析：细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。

答案：C课堂互动探究案

【课程标准】

使用光学显微镜观察各种细胞，可结合电镜照片分析细胞的亚显微结构

阐明有些生物体只有一个细胞，而有的由很多细胞构成。这些细胞形态和功能多样，但都具有相似的基本结构

描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核

【素养达成】

1．通过使用高倍镜观察细胞的实验，体会细胞的多样性。(科学探究)

2．结合细菌、蓝藻和植物细胞的结构分析，概述原核细胞和真核细胞的区别与联系。(科学思维)

3．通过阅读科学史，说出细胞学说建立和修正的过程。(社会责任)

北宋诗人晏殊有个名句“无可奈何花落去，似曾相识燕归来”，大家看看下面的四幅图片，是否有“似曾相识”的感觉。

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请分辨图中一共有几种细胞？你能说出它们的名称吗？它们有哪些共同的结构？

探究点一　高倍显微镜的使用

【师问导学】

1．下图分别是在显微镜中所观察到的物像，请分析回答下列问题：

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(1)A图实物的形状是q字母，B图实物的位置在哪里？左下方。

(2)C图物质的实际流动方向是逆时针还是顺时针方向？逆时针。

2．如果在显微镜的视野中发现一处污物，如何快速确认该污物位置(装片、目镜、物镜)?

答案：判断方法如下：

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3．低倍镜和高倍镜视野的有关计算

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(1)若在目镜×10、物镜×10的低倍镜视野中看到呈一行排布的16个完整的细胞(如图1)，将物镜换成×40的高倍镜之后，视野中能看到几个完整的细胞？________。

解析：显微镜的放大倍数是目镜和物镜放大倍数的乘积，放大倍数是指长度或宽度。放大倍数与细胞数成反比关系。

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答案：4个

(2)若在目镜×10、物镜×10的低倍镜中看到64个细胞充满视野(如图2)，将物镜换成×40的高倍镜之后，视野中能看到几个完整的细胞？________。

解析：显微镜看到的视野范围和放大倍数的平方成反比关系。故为64÷(42)＝4。

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答案：4个

【智涂笔记】

1．显微镜使用中的6个易错点

(1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼要注视物镜与玻片标本之间的距离，当物镜快接近玻片标本时(距离约为0.5 cm)停止下降。

(2)使用显微镜的基本原则是“先低后高不动粗”，即先用低倍镜观察，再使用高倍镜，换用高倍镜时只能使用细准焦螺旋，不能使用粗准焦螺旋。

(3)显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大倍数，不是面积的放大倍数。

(4)目镜与物镜的区分

(5)换用高倍物镜后，若视野太暗，应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮，再调节细准焦螺旋。

(6)观察颜色深的材料，视野应适当调亮，反之则应适当调暗。

2．显微镜下细胞数目的两种计算方法

若视野中的细胞为单行，计算时只考虑长度和宽度；若视野中充满细胞，计算时则要考虑面积的变化。

(1)若视野中为一行细胞，高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数。

(2)若视野中充满细胞，则高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数的平方。

【师说核心】

1．显微镜的使用

(1)低倍镜：取镜→安放→对光→压片→调焦→观察。

(2)高倍镜使用的“四字诀”

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2．目镜与物镜的结构及其长短与放大倍数之间的关系

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(1)目镜越长，放大倍数越小；反之则放大倍数越大。

(2)物镜越长，放大倍数越大，距装片距离越近，如H1；反之则放大倍数越小，距装片距离越远，如H2。

3．显微镜的成像特点

(1)显微镜下所成的像是倒立、放大的虚像。倒立是指上下、左右均是颠倒的，相当于将观察物水平旋转180度。

(2)要移动物像至中央时，物像位于哪个方向，应向哪个方向移动装片。

4．视野中细胞的数目与亮度的比较

【检测反馈】

1．观察细胞结构时，下列说法正确的是(　　)

A．低倍镜下物像清晰，换高倍镜后视野变暗，应首先调节细准焦螺旋

B．观察无色的洋葱鳞片叶外表皮细胞中的液泡，应把视野调亮

C．视野中有异物，转动目镜发现异物不动，移动装片也不动，则异物在物镜上

D．若观察到的视野一半亮一半暗，则需要调节光圈

解析：换高倍镜后视野变暗，可调节光圈；观察无色的洋葱鳞片叶外表皮细胞中的液泡，应把视野调暗；异物只可能在物镜、目镜或装片上，移动装片和转动目镜，异物不动，则异物在物镜上；若观察到的视野一半亮一半暗，则需要调节光圈或处理材料。

答案：C

2．如图所示，甲图中有目镜、物镜，乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下列描述正确的是(　　)

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A．观察物像丙时应选用甲中①④⑥组合

B．从图中的乙转为丙，正确的调节顺序为：转动转换器→调节光圈→移动装片→转动细准焦螺旋

C．若丙是由乙放大10倍后的物像，则细胞的面积增大为原来的10倍

D．若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞，从图中的乙转为丙时，应向右上方移动装片

解析：丙图是乙图放大后的物像，应选用甲图中②③⑤组合；由低倍物镜转换成高倍物镜的操作为：移动装片→转动转换器→调节光圈或反光镜→转动细准焦螺旋；显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大倍数，而不是面积的放大倍数；物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动装片才能使其居于视野中央。

答案：D

探究点二　细胞的多样性和统一性

【师问导学】

下列各图分别表示几种生物的基本结构。请据图回答下列问题：

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1．图中属于原核生物的是哪几种？它们和真核生物最本质的区别是什么？

答案： 属于原核生物的是[A]细菌和[B]蓝藻，它们和真核生物最本质的区别是无以核膜为界限的细胞核。

2．研究表明，原核生物都是单细胞生物，那么单细胞生物都是原核生物吗？试举例说明。

答案：单细胞生物不一定是原核生物，如单细胞动物(如草履虫)、单细胞植物(如绿藻)、单细胞真菌(如酵母菌)都是真核生物。

3．C图所示生物是原核生物、真核生物还是病毒？

答案：C是病毒，没有细胞结构，既不是原核生物，也不是真核生物。

4．D图展示了哺乳动物的平滑肌细胞，其遗传物质在存在方式上不同于其他三种生物的特点是什么？

答案：遗传物质DNA与蛋白质结合形成染色体。

5．结合上图分析：细胞学说中的“一切动植物”能不能修改为“一切生物”？

答案：不能。因为一切生物包括病毒，病毒没有细胞结构。

6．细胞学说中已经被修正的是哪一项？

答案：1858年，德国的魏尔肖将“新细胞可以从老细胞中产生”修正为“细胞通过分裂产生新细胞”。

【智涂笔记】

1．常见的原核生物和真核生物

(1)原核生物种类较少，仅有衣原体、支原体、细菌、放线菌、蓝藻等生物。巧记方法：“一支细线很难找”(衣、支、细、线、蓝藻)。

(2)真核生物包括单细胞的原生动物(如常见的草履虫、变形虫、疟原虫)、高等动植物、单细胞绿藻(如衣藻)、单细胞的真菌(如酵母菌)等。

2．识名巧辨原核生物的方法

(1)“菌”类的判断：凡菌字前面有“杆”字、“球”字、“弧”字及“螺旋”字的都是细菌。而酵母菌、霉菌及食用菌则为真核生物。

(2)“藻”类的判断：藻类的种类很多，常见的藻类有蓝藻(如念珠藻、颤藻、螺旋藻、发菜等)、红藻(如紫菜、石花菜等)、褐藻(如海带、裙带菜等)、绿藻(如衣藻、水绵、小球藻、团藻等)。其中蓝藻为原核生物，其他藻类均为真核生物。

【师说核心】

1．原核细胞与真核细胞的比较

2.细胞的统一性

(1)真核、原核细胞的共性：均有细胞膜、细胞质，均以DNA分子作遗传物质，都有核糖体。

(2)细胞学说揭示了细胞统一性和生物体结构的统一性。

3．细胞结构统一性和差异性的图解

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4．常见原核、真核生物从属关系辨析

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5．细胞学说的建立

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【检测反馈】

1．如图是几种常见的单细胞生物结构示意图，下列有关该组生物的叙述错误的是(　　)

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A．图中各细胞中都有两种核酸

B．具有核膜、核仁的细胞是①②③

C．生物②③④一定是异养生物

D．单细胞生物既有原核生物，又有真核生物

解析：图中①为衣藻，属于单细胞真核生物；②为草履虫、③为变形虫，二者都是单细胞真核生物；④为细菌、⑤为蓝藻，二者都是原核生物。有的细菌为自养生物，如硝化细菌。只要有细胞结构的生物就同时存在两种核酸。

答案：C

2．夏季，人们由于饮食不洁易引起腹泻，其病原微生物主要是痢疾杆菌。下列关于痢疾杆菌的叙述正确的是(　　)

A．细胞中没有线粒体、核糖体等复杂的细胞器

B．细胞中具有拟核，核内有染色体

C．具有细胞膜和细胞壁

D．痢疾杆菌的DNA呈线型

解析：痢疾杆菌属原核生物，其细胞中没有线粒体等复杂的细胞器，但有核糖体；细菌细胞中没有成形的细胞核，具有拟核，拟核中的DNA裸露呈环状，其上无蛋白质，不构成染色体；细菌有细胞壁和细胞膜等结构。

答案：C

3．下列哪一项说法不符合细胞学说主要内容(　　)

A．生物都是由细胞构成的

B．细胞是一个相对独立的单位

C．新细胞都是从老细胞中产生的

D．细胞的作用既有独立性又有整体性

解析：除病毒、类病毒和朊病毒外，生物体都是由细胞构成的，病毒无细胞结构。

答案：A

【网络建构】

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【主干落实】

1．原核细胞与真核细胞最大的区别在于原核细胞没有以核膜为界限的细胞核。

2．原核生物主要有细菌、蓝藻、支原体等。

3．细胞的统一性表现为都有细胞膜、细胞质、核糖体和与遗传有关的DNA。

4．细胞学说的主要观点：(1)细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。(2)细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。(3)新细胞可以从老细胞中产生。

5．细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。

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►问题探讨·教材P7

1．提示：从图中至少可以看出5种细胞，它们分别是：红细胞、白细胞、口腔上皮细胞、正在分裂的植物细胞和洋葱表皮细胞。这些细胞共同的结构有：细胞膜、细胞质和细胞核(植物细胞还有细胞壁，人的成熟红细胞没有细胞核)。

2．提示：细胞具有不同的形态结构是因为生物体内的细胞所处的位置不同，功能不同，这是细胞分化的结果。例如，红细胞呈两面凹的圆饼状，这有利于与氧气充分接触，起到运输氧气的作用；洋葱表皮细胞呈长方体形状，排列紧密，有利于起到保护作用。

►实验·教材P7

1．提示：使用高倍镜观察的步骤和要点是：

(1)首先用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野的中央。

(2)转动转换器，用高倍镜观察，并轻轻转动细准焦螺旋，直到看清楚材料为止。

2．提示：这些细胞在结构上的共同点是：有细胞膜、细胞质和DNA，植物细胞还有细胞壁。各种细胞之间的差异和产生差异的可能原因是：这些细胞的位置和功能不同，而结构是与功能相适应，这是个体发育过程中细胞分化产生的差异。

3．提示：从模式图中可以看出，大肠杆菌没有明显的细胞核，没有核膜，细胞外有鞭毛等。

►思考与讨论·教材P10

　提示：并非所有细胞都有细胞核，例如，人成熟的红细胞就没有细胞核。细菌是单细胞生物，蓝藻以单细胞或以细胞群体存在，它们的细胞与植物细胞和动物细胞比较，没有以核膜为界限的细胞核，而有拟核。拟核与细胞核的区别主要有两点：(1)拟核没有核膜，没有核仁；(2)拟核中的遗传物质不是以染色体的形式存在，而是直接以DNA的形式存在。

►练习·教材P12

1．B

2．提示：

(1)人体皮肤：本切片图像中可见上皮组织的细胞、角质保护层细胞(死亡)和皮下结缔组织中的多种细胞。迎春叶：表皮细胞(保护)、保卫细胞(控制水分蒸发和气体进出)、叶肉细胞(光合作用)、导管细胞(运输水和无机盐)、筛管细胞(运输有机物)等。

(2)动植物细胞的共同点为：都有细胞膜、细胞质和细胞核；不同点为：植物细胞有细胞壁、液泡，植物细胞一般还有叶绿体。

(3)因为它们都是由多种组织构成的，并能行使一定的功能。例如，人体皮肤由上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织共同构成，人体皮肤有保护、感受环境刺激等功能；迎春叶由保护组织(表皮)、营养组织、机械组织和输导组织等构成，有进行光合作用、运输营养物质等功能。

3．提示：原核细胞和真核细胞的根本区别是：有无以核膜为界限的细胞核。即真核细胞有以核膜为界限的细胞核；原核细胞没有以核膜为界限的细胞核，只有拟核，拟核的结构比细胞核简单。

它们的区别中又包含着共性：细胞核和拟核的共同点是都有遗传物质DNA，体现了彼此之间在生物进化上的联系。

拓展题

提示：需要。基因的表达需要在完整的细胞中完成，需要细胞内各种结构的密切配合。如目前利用基因工程获得的“超级绵羊”、“超级鱼”等，需要将基因转入细胞才能完成。所以，基因、细胞都应重点研究。

第一章　章尾

►自我检测·教材P14

一、概念检测

判断题　1.×　2.×　3.√

选择题　1.C　2.D　3.B

画概念图

3个问号分别表示的连接词是：不具有、具有、具有。

二、技能应用

提示：假定人脑每个细胞完全充满水，一个脑细胞的平均大小为1.5×10－15 m3。如果脑细胞是简单的立方体，那么平均大小的脑细胞每边长度约为1.14×10－6 m。

三、提示：略