1、第2节 细胞的多样性和统一性 概念认知自主学习一、观察细胞 1.低倍镜观察:先调节粗准焦螺旋,后调节_,找到清晰物像。2.高倍镜观察:【警示】高倍镜观察只能调节细准焦螺旋。细准焦螺旋 二、原核细胞和真核细胞 1.分类依据:_。2.蓝细菌和大肠杆菌的比较:细胞内有无以核膜为界限的细胞核 3.细胞的多样性和统一性:(1)多样性的体现:_ _。(2)统一性的体现:_。点拨:菌类的判断方法:凡“菌”字前面有“杆”“球”“弧”及“螺旋”等 字的都是细菌,属于原核生物,而酵母菌、霉菌及食用菌等则为真核生物。真核细胞多种多样,原核细胞多种多样,而真核细胞和原核 细胞又不一样 都具有相似的细胞膜和细胞质,都以
2、DNA作为遗传物质【质疑批判】某同学学习细胞的多样性和统一性后,总结出以下结论:酵母菌属于原核生物。原核生物中既有自养生物又有异养生物。蓝细菌只有一种类型。直接用高倍镜观察临时装片。没有叶绿体的生物也能进行光合作用。你的判断:正确的结论有_。【思维激活】根瘤菌(属于细菌)与豆科植物共生形成根瘤。在对根瘤菌进行分离时,如何根据细胞的形态结构特点,区分根瘤菌细胞与植物细胞?提示:根瘤菌是细菌,属于原核细胞,没有以核膜为界限的细胞核,植物细胞有以核膜为界限的细胞核。【教材开发】教材P11 旁栏思考 问题:原核细胞中的“原”字可以表示“原始”的意思,真核细胞中的“真”字表示“真正”的意思,试从进化角度
3、推测原核生物和真核生物在进化上的联系。提示:从进化的意义看,真核细胞是由原核细胞进化而来的。能力形成合作探究学习任务一:高倍显微镜的使用【情境探究】【探究活动】(科学探究显微镜使用)1.显微镜的目镜和物镜及其放大倍数:(1)表示物镜的是c和d,表示目镜的是a和b,判断的依据是物镜镜头上有螺纹,目镜镜头上无螺纹。(2)物镜和目镜的组合中,放大倍数最小的组合是a和d,放大倍数是200倍。2.低倍镜与高倍镜相关比较:物像 大小看到细 胞数目视野 亮度物镜与载 玻片距离视野范围高倍镜大少暗近小低倍镜小多亮远大探讨:如图是显微镜下4个视野,请思考下列问题:(1)若A、B两个视野所用目镜相同,则_(填字母
4、)视野所用物镜较长,物镜镜头 与玻片之间的距离_(填“大”或“小”)。(2)视野最暗的是_(填字母),图像太暗的调节方法是_。(3)若要将B视野中标号为X的细胞移到视野中央,应将玻片向_方移动。B 小 C 使用大光圈 左下【知识拓展】视野中细胞数量与放大倍数的关系(1)视野中细胞呈一行排布。放大后视野中的细胞数目=原数目放大倍数 (2)视野中细胞呈充满排布。放大后视野中的细胞数目=原数目(放大倍数)2【易错陷阱】使用高倍显微镜时易出现的三个误区(1)误认为调节粗准焦螺旋时直接下降镜筒。调节粗准焦螺旋时不能直接下降镜筒,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
5、cm)停止下降。(2)误认为改变观察材料后,不改变视野亮度。观察颜色深的材料,视野应适当调亮,反之则应适当调暗。(3)误认为可在高倍镜下直接寻找物像。显微镜下寻找物像时不能直接在高倍镜下寻找,应先在低倍镜下找到要观察的物像,并移到视野中央再转换高倍镜观察。【素养案例】(2021聊城高一检测)显微镜是科研人员观察细胞的工具。下列有关高倍显微镜的使用,正确的是()A.由低倍镜换高倍镜后视野变暗,应通过细准焦螺旋进行调节 B.若用10物镜与10目镜观察标本,则看到图像面积应是实物的100倍 C.在低倍镜下观察位于视野左下方某个细胞,在换高倍镜前应该把装片往左下方移动 D.用高倍镜观察洋葱鳞片叶内表皮
6、的临时装片时要使用凹面反光镜或大光圈【思维流程】【解析】选C。调节视野亮度需要通过调节反光镜和光圈完成,A错误;放大倍数是指放大的长度或宽度,不是面积,用10物镜与10目镜观察标本,则看到图像的面积应该是实物的10 000倍,B错误;如果低倍镜下观察某个细胞位于视野左下方,要将该细胞移至视野中央,物像的移动方向是右上方,装片移动的方向是左下方,C正确;浅色的临时装片要用暗视野观察,平面镜或小光圈较好,D错误。【素养迁移】(1)由低倍镜换成高倍镜,视野中看到的细胞体积_(填“变大”或“变小”),看到的细胞数目_(填“变多”或“变少”)。提示:变大 变少(2)观察颜色比较深的装片应该用_(填“大”
7、或“小”)光圈。提示:大。【题后反思】显微镜使用的提醒(1)必须先用低倍物镜找到要观察的物像,将其移到视野中央,然后再换成高倍物镜。(2)换成高倍物镜后,不能再转动粗准焦螺旋,只能用细准焦螺旋来调节。【典题加练】1.图甲是一组目镜标有6和16、物镜标有10和20的镜头,图乙是在图甲中选用的一组能放大160倍的镜头组合所观察到的图像。欲将装片中右上方细胞放大320倍观察,下列叙述错误的是()A.将装片向右上方移动,直到右上方的细胞位于视野正中央 B.将显微镜的光圈调大,反光镜调成凹面镜 C.目镜不需要换,转动转换器将物镜换成镜头 D.换高倍镜后,图乙视野内细胞数将变为2个【解析】选D。观察物像位
8、于视野右上方,故应将装片向右上方移动,可使右上方的细胞位于视野正中央,A项正确;换上高倍镜后,视野变暗,故应将显微镜的光圈调大,反光镜调成凹面镜,B项正确;原放大倍数为160倍,现放大倍数为320倍,需将物镜由10换为20,即由低倍物镜换成高倍物镜,C项正确;放大倍数指放大的长度或宽度,图乙视野中充满4个细胞,则放大2倍后,视野内的细胞数为4(1/2)2=1,D项错误。2.下列关于显微镜的操作正确的是()A.移动装片,视野中的污点不动,说明污点在物镜上 B.换用高倍镜后视野变暗,可换用大的通光孔提高亮度 C.视野左上方有一细胞,往左上方移动玻片可使其移到视野中央 D.换高倍镜后,先用粗准焦螺旋
9、再用细准焦螺旋调至物像清晰【解析】选C。移动装片,视野中的污点不动,说明污点不在装片上,可能在物镜或目镜上,A错误;换用高倍镜后视野变暗,可以换用大光圈或凹面镜提高亮度,B错误;视野左上方有一细胞,如果将该细胞移至视野中央,应该将装片向左上方移动,C正确;换用高倍镜后,不能用粗准焦螺旋,D错误。3.(2021烟台高一检测)某同学用不同的物镜观察人口腔上皮细胞临时装片,物镜与玻片之间的距离如甲图所示,其中b物镜下观察到的细胞如乙图所示。下列说法正确的是()A.a物镜下视野的亮度比b物镜下高 B.b物镜下比a物镜下看到的细胞数目少 C.欲用a物镜观察乙图细胞,可调节粗准焦螺旋 D.欲用a物镜观察乙
10、图细胞,需将装片向右上方移动【解析】选D。高倍镜下的视野比低倍镜下的视野暗,所以a物镜下视野的亮度比b物镜下低,A错误;低倍镜下看到的细胞数目比高倍镜下多,故b物镜下比a物镜下看到的细胞数目多,B错误;欲用a物镜观察乙图细胞,不能调节粗准焦螺旋,需调节细准焦螺旋,C错误;乙图中的细胞位于视野的右上方,所以欲用a物镜观察乙图细胞,需将装片向右上方移动,移到视野中央,D正确。学习任务二:细胞的多样性和统一性【情境探究】如图为原核和真核生物从属关系的模型,请据此探究:【探究活动】(科学思维归纳与比较)1.原核细胞与真核细胞的比较:比较项目原核细胞真核细胞本质区别有无以核膜为界限的细胞核不同点 大小较
11、小较大细胞壁 有(支原体除外)植物细胞和真菌细胞有,动物细胞无细胞器 有核糖体,无其他细胞器有核糖体、线粒体等复杂的细胞器细胞核 有拟核,无核膜,无染色体有成形的细胞核,有染色体2.真核细胞和原核细胞的统一性:探讨:细胞虽然形态多种多样,但是基本结构具有高度的统一性。细胞为什么会有统一性?提示:细胞来源于细胞,即新细胞是老细胞通过分裂而形成的,所有细胞都来自一类共同的祖先,所以具有统一性。【易错陷阱】理解细胞的多样性、统一性出现的三个误区(1)误认为细胞壁的成分相同。细胞壁的成分并不都相同。真核生物中植物细胞壁成分主要为纤维素和果胶;原核生物的细胞壁成分为肽聚糖。(2)误认为所有原核生物都有细
12、胞壁。并不是所有原核生物都有细胞壁,支原体没有细胞壁。(3)误认为病毒为原核生物。病毒没有细胞结构,既不是真核生物也不是原核生物。【素养案例】(2021青岛高一检测)如图为几种生物的归类模型。据图分析,下列叙述中正确的是()A.a中生物都能独立繁殖 B.c中生物都有核糖体,都能合成蛋白质 C.b中生物的遗传物质都存在于拟核中 D.细菌中的蓝细菌和金鱼藻都能进行光合作用,且场所相同【思维流程】【解析】选B。a中烟草花叶病毒没有细胞结构,不可以独立繁殖和代谢,只能寄生在活细胞内,A错误;c中衣藻、金鱼藻、支原体、细菌都有核糖体,都能合成蛋白质,B正确;b中烟草花叶病毒没有细胞结构,也没有拟核,C错
13、误;蓝细菌属于原核生物,其光合作用在细胞质中进行,金鱼藻属于真核生物,在叶绿体中进行光合作用,D错误。【素养迁移】(1)金鱼藻是单细胞生物,故属于原核生物,这样判断对吗?提示:单细胞生物不一定是原核生物,如单细胞真菌(如酵母菌)、金鱼藻都是真核生物。(2)图中蓝细菌能进行光合作用,原因是什么?提示:蓝细菌含有藻蓝素和叶绿素及与光合作用有关的酶。【典题加练】1.每年1月的最后一个星期日是“世界防治麻风病日”。麻风病是由麻风杆菌引起的一种慢性接触性传染病,主要侵犯皮肤、黏膜和周围神经,也可侵犯人体深部组织和器官。下列生物与麻风杆菌结构最相似的是()A.黑藻 B.草履虫 C.蓝细菌 D.艾滋病病毒【
14、解析】选C。麻风杆菌是原核生物,没有以核膜为界限的细胞核,而黑藻是真核生物,具有以核膜为界限的细胞核,A错误;麻风杆菌是原核生物,而草履虫是真核生物,B错误;麻风杆菌是原核生物,蓝细菌也是原核生物,两者的结构最为相似,C正确;麻风杆菌是原核生物,具有细胞结构,而艾滋病病毒没有细胞结构,D错误。2.(2021蚌埠高一检测)关于下列a、b、c、d四种生物的叙述,不正确的 是()A.a和d均不具有叶绿体 B.a和b都能进行光合作用 C.a、b、c、d都能独立繁殖和代谢 D.a属于原核生物,c属于真核生物【解析】选C。蓝细菌属于原核生物,噬菌体属于病毒,均不具有叶绿体,A正确;蓝细菌含有与光合作用有关
15、的色素,水绵含有带状叶绿体,两者都可以进行光合作用,B正确;图中四种都属于生物,都可以生长繁殖,但是病毒不可以独立繁殖和代谢,只能寄生在活细胞内,C错误;蓝细菌属于原核生物,水绵和酵母菌都属于真核生物,噬菌体属于病毒,D正确。学情诊断课堂测评1.(水平1概念检测)原核细胞和真核细胞在结构上既具有差异性又具有统一性。下列关于真核细胞和原核细胞的共性,叙述正确的是_。都有细胞壁 都有DNA 都有核糖体 都有细胞核 都有染色体 都是由老细胞分裂而来的【解析】选。真核细胞中的动物细胞无细胞壁,错误;真核细胞和原核细胞都以DNA为遗传物质,正确;原核细胞和真核细胞共有的一种细胞器是核糖体,正确;原核细胞
16、无以核膜为界限的细胞核,错误;原核细胞的DNA是裸露的,不与蛋白质形成染色体,错误;细胞都是由老细胞分裂而来的,正确。2.乐乐为了清楚地观察到酵母菌的细胞结构,想使用放大倍数为400倍的显微镜,他应选择下列哪种目镜、物镜的组合()A.5、10 B.10、10 C.5、40 D.10、40【解析】选D。显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数目镜的放大倍数。显微镜的目镜、物镜组合为10、40时,其放大倍数为400倍。3.(2021青岛高一检测)黑茶是一类具有重要经济和保健价值的微生物发酵茶。渥堆处理是黑茶品质形成的关键步骤,在细菌、霉菌、酵母菌等一系列具有细胞结构的微生物作用下,茶原料经过发酵形成叶色黑
17、润、香气醇正的品质。下列不参与黑茶发酵的微生物是()【解析】选C。根据题意可知,茶原料的发酵是在细菌、霉菌、酵母菌等一系列微生物的作用下进行的。识图分析可知,图中A为细菌,B为霉菌,D为酵母菌,而C为病毒,病毒不能参与黑茶的发酵。综上所述,C符合题意。4.(水平2)支原体细胞是目前发现的最小最简单的细胞,研究发现支原体的环状双螺旋DNA较均匀地散布在细胞内,没有像细胞一样的核区。以下关于支原体的说法正确的是()A.支原体可以看作是生命系统,其系统的边界是细胞壁 B.支原体细胞既不是原核细胞也不是真核细胞 C.支原体的大小可能只满足一个细胞基本的生命活动 D.必须用含活细胞的培养基培养支原体【解
18、析】选C。支原体没有细胞壁,其系统的边界是细胞膜,A错误;据题干信息“支原体的环状双螺旋DNA较均匀地散布在细胞内,没有像细胞一样的核区”,可知支原体是原核细胞,B错误;支原体的大小可能只满足一个细胞基本的生命活动,C正确;支原体具有细胞结构,能独立生存,因此不需要用含活细胞的培养基培养支原体,D错误。5.(水平2)在低倍显微镜下观察到一细胞之后,欲换用高倍显微镜进一步观察,下列操作步骤中不正确的是()A.将要观察的细胞移至视野的中央 B.缩小光圈,使视野变亮 C.转动转换器,将高倍物镜正对通光孔 D.使用细准焦螺旋将物像调整清晰【解析】选B。高倍镜下只能观察到低倍镜中央的一小部分,因此换用高
19、倍镜观察前,应该将细胞移至视野的中央,A正确;高倍镜下视野变暗,因此可以增大光圈使视野变亮,B错误;转动转换器,将高倍物镜正对通光孔,C正确;在高倍镜下,应该使用细准焦螺旋将物像调整清晰,D正确。【能力挑战题组】1.下列关于真核生物和原核生物的表述,正确的是()A.真核生物是指动物、植物等高等生物,细菌、病毒和真菌都属于原核生物 B.真核生物是指由真核细胞构成的生物,原核生物是指由原核细胞构成的生物 C.颤 蓝 细 菌 和 水 稻 的 细 胞 中 都 含 有 核 糖 体,二 者 均 属 于 真 核 生 物 D.真核生物的个体都是肉眼可见的,原核生物的个体都很小,必须借助显微镜才能观察到【解析】
20、选B。细菌是原核生物,病毒没有细胞结构,真菌是真核生物,A错误;真核生物是指由真核细胞构成的生物,原核生物是指由原核细胞构成的生物,B正确;颤蓝细菌属于原核生物,C错误;单细胞的真核生物,肉眼可能也看不到,D错误。2.下列是操作显微镜中的几个步骤,如图为显微镜观察中的两个视野,其中细胞甲为主要观察对象,从视野A到视野B时,操作过程的正确顺序是()转动粗准焦螺旋 转动细准焦螺旋 调节光圈 转动转换器 移动玻片 A.B.C.D.【解析】选C。由图可知,视野A为低倍镜下的视野,B为高倍镜下的视野,要将图A中甲放大,首先需将甲移到视野的中央,然后换用高倍物镜,此时视野可能变暗,需调节光圈,再转动细准焦
21、螺旋。3.中国疾病预防控制中心发布信息:“检测出三株NDM-1耐药基因阳性细菌,对抗生素有极强的耐药性。”下列关于“NDM-1超级细菌”的叙述不正确的 是()A.“NDM-1超级细菌”具有与真核细胞相似的细胞膜、细胞质基质 B.从生命系统的结构层次来看,“NDM-1超级细菌”既是细胞层次也是个体层次 C.“NDM-1超级细菌”的生命活动离不开细胞 D.“NDM-1超级细菌”与人体细胞相比,在结构上的主要区别是没有染色体【解析】选D。“NDM-1超级细菌”具有与真核细胞相似的细胞膜(主要成分为磷脂和蛋白质)、细胞质基质,A正确;“NDM-1超级细菌”是单细胞生物,既是细胞层次也是个体层次,B正确
22、;“NDM-1超级细菌”的生命活动离不开细胞,C正确;“NDM-1超级细菌”与人体细胞相比,在结构上的主要区别是无以核膜为界限的细胞核,D错误。4.如图为某生物的细胞结构模式图,据图回答:(1)如图所示的细胞与_生物(从下列选项中选择)的细胞结构最接近,判断的理由是_。A.乳酸菌 B.酵母菌 C.衣原体 D.青蛙 E.噬菌体(2)该细胞与植物细胞共有的细胞器有_。(3)该细胞的遗传物质储存于_中,和该生物的运动有关的结构是_。【解析】(1)由于题图(细菌细胞模式图)显示的细胞没有以核膜为界限的细胞核,因此该细胞是原核细胞。乳酸菌、衣原体是原核细胞,酵母菌和青蛙是真核细胞,噬菌体是病毒,故选A、
23、C。(2)该细胞为原核细胞,与植物细胞相比,共有的细胞器有核糖体。(3)该生物的遗传物质储存于拟核中,和该生物的运动有关的结构是鞭毛。答案:(1)A、C 不具有以核膜为界限的细胞核(2)核糖体(3)拟核 鞭毛 素养发展创新应用素材 固氮蓝细菌 研究发现,固氮蓝细菌通过其细胞中固氮酶的作用,将大气中游离态的分子氮还原成可供植物利用的氮素化合物。大多数固氮蓝细菌的固氮酶都存在于一种称为异形胞的特殊细胞中,因而异形胞被认为是蓝细菌的主要固氮场所。探究(1)固氮蓝细菌属于原核生物,依据是_。(2)经分析发现,固氮蓝细菌的营养细胞中含有叶绿素a,由此推测固氮蓝细菌 能进行_(填生理作用),故其属于_(填
24、同化作用类型)。(3)这种细菌在生产应用上有什么意义?提示:减少化肥使用量,减少环境污染,降低农业生产成本。没有以核膜为界限的细胞核 光合作用 自养生物【拓展阅读】水华 水华指淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象,是水体富营养化的一种特征,主要由于生活及工农业生产中含有大量氮、磷的废水进入水体后,蓝细菌、绿藻、硅藻等大量繁殖后使水体呈现蓝色或绿色的一种现象。思考:(1)水华的产生是因为水中含有过多的_元素造成水体富营养化。(2)绿藻属于低等植物,在结构上和动物细胞的主要区别是什么?(至少写出两点)提示:绿藻细胞含有叶绿体,动物细胞不含叶绿体;绿藻细胞含有细胞壁,动物 细胞不含细胞壁。N、P
