内容正文:
第2节细胞的多样性和统一性
问题探讨
看看下方中的四张照片,是否似曾相识?这些细胞都是你在初中生物实验课上观察过的。
讨论
1.图中共有几种细胞?它们的名称分别是什么?有哪些共同的结构?
2.请举一两个例子,说说不同种类细胞的形态结构不同的原因。
通过回忆和讨论,你已经初步认识了细胞的多样性和统一性。在初中阶段,通常都是用光学显微镜的低倍镜来观察细胞的,而且观察的材料有限。
现在,让我们尝试用高倍镜来观察更多种类的细胞。
目的要求
1.使用高倍显微镜观察几种细胞,比较不同细胞的异同点。
2.运用制作临时装片的方法。
材料用具
1.建议选用的观察材料:真菌(如酵母菌)细胞,低等植物(如水绵等丝状绿藻)细胞,高等植物细胞(如叶的保卫细胞),动物细胞(如鱼的红细胞)。以上这些材料,做成临时装片后就可以观察。也可以使用其他替代材料。
2.还可以观察人体的上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织的切片,血涂片和植物叶片结构的永久切片。
3.显微镜,载玻片,盖玻片,镊子,滴管,清水,生理盐水。如果实验过程中需要染色,应准备常用的染色液。
方法步骤
1.根据光学显微镜的构造和原理,以及使用低倍镜观察积累的经验,提出使用高倍镜的方法步骤和注意事项。
2.小组成员分别制作不同材料的临时装片。
3.在观察临时装片时,由完成制片的同学调试显微镜,该同学观察后再换其他同学观察。
4.观察永久切片和血涂片。
讨论
1.使用高倍镜观察的步骤和要点是什么?
大肠杆菌扫描电镜照片(放大10 000倍)
2.归纳所观察到的细胞在结构上的共同点,并描述它们之间的差异,分析产生差异的可能原因。
3. 下图是大肠杆菌的电镜照片,你在本实验中观察到的细胞与大肠杆菌有什么主要区别?
大肠杆菌透射电镜照片(放大12000倍)
原核细胞和真核细胞
通过显微镜观察了解了细胞的多样性,同时也看到细胞都有相似的基本结构,如细胞膜、细胞质和细胞核,这反映了细胞的统一性。
有一类细胞没有成形的细胞核,如大肠杆菌和其他细菌细胞。科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核,把细胞分为真核细胞(eukaryoticcell)和原核细胞( prokaryotic cell)两大类。由真核细胞构成的生物叫作真核生物,如植物、动物、真菌等。由原核细胞构成的生物叫作原核生物。
原核生物主要是分布广泛的各种细菌。有一类细菌叫作蓝细菌(旧称蓝藻,图1-4),你见过它们吗?蓝细菌的细胞比其他的细菌大,大多数细菌的直径为0.5~5.0μm,蓝细菌细胞的直径约为10μm,有的甚至可以达到70μm,如颤蓝细菌。一般来说,我们用肉眼是分辨不清蓝细菌的,但是当它们以细胞群体的形式存在时,你可能见过。淡水水域污染后富营养化,导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖,会形成让人讨厌的水华(图1-5),影响水质和水生动物生活。
与社会的联系发菜也属于蓝细菌,细胞群体呈黑蓝色,状如发丝,在我国多产于西北草地和荒漠。因发菜和“发财”谐音,有人争相食之,过度采挖破坏了生态。我国已将发菜列为国家一级重点保护生物,予以保护。
蓝细菌细胞内含有藻蓝素和叶绿素,是能进行光合作用的自养生物。细菌中的多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。细菌的细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质,都没有由核膜包被的细胞核,也没有染色体,但有环状的 DNA分子,位于细胞内特定的区域,这个区域叫作拟核(图1-6)。
至此,我们对细胞的多样性又有了进一步的认识: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。
原核细胞和真核细胞具有相似的细胞膜和细胞质,它们都以DNA作为遗传物质,这让我们再一次看到了原核细胞和真核细胞的统一性。
练习与应用
一、概念检测
1.基于对原核生物和真核生物的理解,判断下列表述是否正确。
(1)真菌和细菌是原核生物。 ()
(2)原核生物中既有自养生物,又有异养生物。 ()
(3)原核生物是单细胞生物,真核生物既有单细胞生物也有多细胞生物。 ()
2.草履虫、衣藻、变形虫和细菌都是单细胞生物。尽管它们的大小和形状各不相同,但它
们都有相似的结构,即都具有 ()
A, 细胞膜、细胞质、细胞核、液泡
B. 细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核
C.细胞膜、细胞质、细胞核、染色体
D.细胞膜、细胞质、储存遗传物质的场所
3.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,来区分根瘤菌细胞与植物细胞?
二、拓展应用
1.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?细胞的多样性又是怎样产生的?
2.支原体肺炎是一种常见的传染病,其病原体是一种称为肺炎支原体的单细胞生物(见下图),请据图分析回答。
细胞膜细胞质 DNA核糖体 RNA
支原体结构模式图
(1) 支原体与动