1.2 细胞的多样性和统一性-【探究设计】2024-2025 学年高一生物同步优质课件（人教版2019必修1）

第1章 第2节 细胞的多样性和统一性 年 级：高一 学 科：生物学（20修订人教版） 主讲人：△△ 学 校：△△中学 国家中小学课程资源 1 学习目标 学科素养 重难点 1.使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点 科学探究 难点 2.比较真核细胞和原核细胞，说出它们的区别与联系 生命观念 重点 3.通过比较、归纳、抽象和概括，阐明细胞有统一的结构模式 科学思维 第1章 第2节 细胞的多样性和统一性 本节聚焦 怎样使用高倍显微镜？ （科学探究） 原核细胞与真核细胞的区别是什么？ （生命观念） 怎样理解细胞既有多样性又有统一性？ （科学思维） 国家中小学课程资源 2 第1课时 观察细胞(实验室) 国家中小学课程资源 3 探究一：使用高倍显微镜观察几种细胞(实验室) 目镜 物镜 反光镜(分凹面/平面) 粗准焦螺旋 细准焦螺旋 遮光器(含光圈) 转换器(连物镜) 载物台(含通光孔) 镜筒 镜臂 镜座 压片夹 镜柱 11 13 12 9 10 8 2 1 4 3 镜头 机械部分 6 5 7 光学部分 机械部分 准焦螺旋 调清晰度 调亮度 【还记得吗】如何调节视野的清晰度和亮度？ (调通光量) (大幅升降镜筒) (小幅升降镜筒) 【活动1】观看视频04′→讲解巩固初中“光学显微镜的构造”05′ 高中生物学 探究一：使用高倍显微镜观察几种细胞(实验室) 光圈 遮光器 载物台 通光孔 遮光器 【活动1】观看视频04′→讲解巩固初中“光学显微镜的构造”05′ 高中生物学 探究一：使用高倍显微镜观察几种细胞(实验室) 【活动2】讲解巩固“低倍显微镜的操作步骤”5′→分组操作10′。 眼看物镜 调粗降筒 直到近标 右手握镜臂 左手托镜座 放实验桌 略偏左 取(镜安)放 对光 压片 调焦 一转转换器 使低倍物镜 对准通光孔 把装片放在载物台上，移动使标本位于通光孔圆心处，用压片夹压住 眼看目镜 调粗缓升 镜筒成像 调细使像 更加清晰 三转反光镜 眼看目 镜 使视野明亮 二转遮光器 使较大光圈 对准通光孔 高中生物学 【活动1】观看视频04′→讲解巩固初中“光学显微镜的构造”5′ 探究一：使用高倍显微镜观察几种细胞(实验室) 【活动2】讲解巩固“低倍显微镜的操作步骤”5′→分组操作10′。 【活动3】讲解教材P10上①～④3′→分组操作10′，体验“高倍镜的操作” ①低倍镜对光:转动反光镜使视野明亮 ②找→移：在低倍镜下找到要放大的物像移至视野中央 ③转：转动转换器,換成高倍物镜 ④调：亮度(用反光镜和光圈调)→清晰度(用细准焦螺旋调焦) 同向移动 高中生物学 【结果展示】 高倍镜下的视野 （10×40） 低倍镜下的视野 （10×10） 高中生物学 顺序 物像 细胞大小 细胞数目 视野亮度 视野范围 物镜与玻片的距离 低倍镜 (10×10) 高倍镜 (10×40) 大 小 少 多 暗 亮 窄 宽 近 远 【归纳总结】3′ 光镜的操作顺序——先低后高、先粗后细、找移转调 【思考】①先用低倍镜的原因；②高倍镜较低倍镜“视野窄而暗”的原因。 【温馨提示】实验结束还应该：转开物镜成八字→取片→降筒→放回镜箱。 视野宽、细胞多，易找目标 高倍镜仅放大了低倍镜视野中央的1/n2 粗↓细 ↓细 找↓移↓转 ↓调 高中生物学 小结：低倍镜换高倍镜的相关操作 高中生物学 第2课时 显微镜知识的拓展 国家中小学课程资源 11 光学显微镜——光镜 （低倍或高倍） 电子显微镜——电镜 （＞1500倍） 初中 高中 大学 探究二：显微镜知识的拓展 显微镜的种类 高中生物学 探究二：显微镜知识的拓展 单目显微镜 （1.0版） 双目显微镜 （2.0版） 三目显微镜 （3.0版） 数码液晶显微镜 （4.0版） 光镜的发展历程 高中生物学 探究二：显微镜知识的拓展 如何识别目镜和物镜？ (___螺纹/越长越___倍) (___螺纹/越长越___倍) 低 高 无 有 高中生物学 【反馈练习】 如下图所示，1、2为物镜长度；3、4为目镜长度；5、6为观察时物镜与标 本切片距离大小。欲获得最大倍数的观察效果，其正确的组合是（ ） A. 1、3、5 B. 2、4、6 C. 2、3、5 D. 2、4、5 C 高中生物学 探究二：显微镜知识的拓展 物像与实物的图形转换法——旋转180°法 【转换依据】显微镜的成像原理。即：物像是先后经过物镜和目镜两次放大的倒(立虚)像,亦即：上、下、左、右全倒立。 【考法1】 物像 实物 b p q d 细胞质逆时针流动 细胞质逆时针流动 物镜 目镜 标本 二次成像 一次成像 高中生物学 探究二：显微镜知识的拓展 物像与实物的图形转换法——旋转180°法 【考法2】判断装片移动方向。 【同向移动法则】像在哪就向哪移 【考法3】为追踪A，如何移装片？ 【同向移动法则】像往哪就向哪移 高中生物学 探究二：显微镜知识的拓展 视野亮度的控制途径和技巧——调节____________ 【技巧2】检测染色深或透光不佳的标本时应调___些；检查未染色的无色或浅色标本时应调____些。 【技巧1】在弱光环境中，为提高视野亮度，应选择___光圈和______反光镜。强光环境为降低亮度刚相反。 亮 暗 大 凹面 【技巧3】若视野中出现半亮半暗,则可能是______的调节角度不对；若视野中一半清晰一半模糊,则可能是材料切片________造成的。 反光镜 厚薄不均 反光镜、光圈 高中生物学 探究二：显微镜知识的拓展 放大倍数的计算公式和放大含义 【计算公式】显微镜放大倍数 = ____________________。 【放大含义】显微镜的放大倍数是指对实物____________的放大，而非___________的放大。 (10×40 ) 高倍镜 长8个÷4倍=2个 【提示】再次放大4倍 2个 8个 (10×10 ) 低倍镜 (1)细胞单行排列 (2)细胞均匀分布 64个 面积64个÷4倍2=4个 ？ ？ 长度、宽度 面积、体积 目镜倍数 × 物镜倍数 4个 高中生物学 视野中气泡和细胞的辨别 探究二：显微镜知识的拓展 气泡 细胞 【辨别方法】用镊子尖轻轻压一下盖玻片，______会变形或移动(因为里面是空的)，而______则不会变形，且具有一定的形态结构。 气泡 细胞 高中生物学 视野中污点位置的判断 (1)移装片时污点动，则在_____上 (2)转目镜时污点动，则在_____上 (3)上述操作污点不动,则在_____上 【分析】污点不可能在_______上，但有可能在__________________上。因为：前者不可能成像，后者都能。 装片 物镜 目镜 装片、物镜、目镜 【方法】移动排除法。 装片 探究二：显微镜知识的拓展 反光镜 物镜 目镜 装片 二次成像 一次成像 或者：_______污点动,则在物镜上 换物镜 高中生物学 （1）当显微镜的目镜为10х，物镜为10х时，在视野直径范围内看到一行相连的64个细胞。若目镜不变，物镜换成40х，则在视野中可看到这行细胞中的（ ） A．2个 B．4个 C．16个 D．32个 C 【反馈练习】 （2）当你开始用低倍物镜观察自制的装片时，如果发现视野中有一异物，移动装片，异物并不动，转换高倍物镜后，异物仍在。这异物可能在( ) A．反光镜上 B．装片上 C．物镜上 D．目镜上 D 高中生物学 【材料用具】 (1)植物细胞：水绵等丝状绿藻(属低等植物)、菠菜叶下表皮的保卫细胞和洋葱鳞片叶内外表皮细胞(属高等植物)。 (2)动物细胞：人的口腔上皮细胞、鱼的红细胞等。 (3)真菌细胞：酵母菌等。 (4)永久切片：人体的上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织切片、血涂片、植物的叶片结构等。 (5)用具：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、吸水纸等。 (6)试剂：清水、生理盐水、稀碘液等。 【制作步骤】 擦→滴→取(漱刮或划撕)→浸(涂或展)→盖→染→吸 探究二：显微镜知识的拓展 制作“临时装片”的技术 高中生物学 活动1：观看视频05′30″。学习高中“临时装片的制作技术” 活动2：观看视频07′12″。做好笔记“临时装片的制作技术” 操作图 操作步骤 口腔上皮 洋葱表皮 生理盐水 清水 漱→刮 划→撕 涂 展 擦 滴 取 浸 盖 染→吸 将盖玻片一边先接触水滴，然后缓缓放下,避免气泡产生 探究二：显微镜知识的拓展 制作“临时装片”的技术 【温馨提示】若观察目标明显，则不需染色。如：观察叶片的保卫细胞(含________)和洋葱鳞片叶外表皮细胞(含______________)。 叶绿体 紫色中央液泡 盖玻片一侧滴稀碘液,另 侧吸水纸吸 高中生物学 第3课时 原核细胞和真核细胞 国家中小学课程资源 25 【情境导入】光镜和电镜下的缤纷世界。 菠菜叶下 表皮气孔 保卫 细胞 水绵 细胞 酵母 菌 叶肉 细胞 动物 细胞 高中生物学 光学显微镜下的几种细胞 1.图中共有几种细胞？请在图上批注其名称，并举例说明细胞形态结构具多样性的原因。 2.图中细胞有哪些共同的结构？说说不同细胞具有统一性的原因。 【活动1】下面是光镜下几种动植物细胞的照片，请说明细胞的多样性和统一性。 探究三：原核细胞和真核细胞 细胞膜、细胞质、细胞核(植物还有细胞壁) 6种。 红细胞 白细胞 血小板 人口腔上皮细胞 洋葱根尖 分生区细胞 洋葱鳞片叶 内表皮细胞 细胞的统一性的原因：由新细胞是老细胞分裂产生可知，所有细胞都有共同的祖先。 人血细胞 【举例】红细胞的圆饼状利于运输O2；洋葱表皮细胞的长方形和排列紧密利于保护 (1)同一生物细胞多样性的原因：受位置和功能影响，是细胞分化(基因选择性表达)所致 (2)不同生物细胞多样性的原因：受生物进化影响，是自然选择(基因不同)所致 高中生物学 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 叶绿体 液泡 核糖体 植物细胞模式图 动物细胞模式图 大肠杆菌细胞模式图 核膜 有 无 ____细胞 ____细胞 构成 构成 ____生物 ____生物 实例 实例 动物、植物、真菌、原生生物等 细菌(主)、放线菌、衣原体等 【活动2】下面是电镜下大肠杆菌的照片及模式图，请列表比较原核细胞和真核细胞的异同点。 探究三：原核细胞和真核细胞 (1)本质区别(划分标准)：_______________________________________________。 指环状DNA分子所在区域 有无以核膜为界限(或核膜包被或成形)的细胞核 (三无“核膜、核仁、染色质”) (无成形细胞核) (有成形细胞核) 原核细胞 (无核膜包被) 真核细胞 (有核膜包被) 原核 真核 原核 真核 对 比 高中生物学 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核 叶绿体 液泡 核糖体 植物细胞模式图 动物细胞模式图 大肠杆菌细胞模式图 【活动2】下面是电镜下大肠杆菌的照片及模式图，请列表比较原核细胞和真核细胞的异同点。 探究三：原核细胞和真核细胞 (1)本质区别(划分标准)：_______________________________________________。 指环状DNA分子所在区域 有无以核膜为界限(或核膜包被或成形)的细胞核 (三无“核膜、核仁、染色质”) (无成形细胞核) (有成形细胞核) 原核细胞 (无核膜包被) 真核细胞 (有核膜包被) 对 比 (2)其他区别：大小、细胞器种类、细胞壁成分、DNA存在形式、有无鞭毛/纤毛等。 (3)相 同 点：都有相似的_________________，一般都含有________________。 细胞膜、细胞质 核糖体、DNA 【思考】原核细胞和真核细胞共有的细胞器是______。 人成熟红细胞无 核糖体 高中生物学 项目 原核细胞 真核细胞 本质区别 不 同 点 大小 较小(一般为1-10μm) 较大(一般为10-100μm) 细胞壁 除支原体外，都有细胞壁 且主要成分是________ 除动物和部分原生生物外，植物和真菌都有细胞壁且主要成分依次是__________________ 细胞质 只有_______，无其他细胞器 有_______和其他细胞器 DNA存在形式 裸露___状，不形成染色体，存在于_____中(无核膜核仁) 主要是__状,与______形成染色体,存在于______(有核膜核仁) 实例 三菌:细菌(主)、放线菌、古细菌 三体:支原体,衣原体,立克次氏体 动物、植物、真菌、原生生物 相同点 都有_______________________，都以_____作为遗传物质 肽聚糖 纤维素和果胶， 核糖体 核糖体 环 线 细胞膜、细胞质、核糖体 DNA 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核 【列表比较】原核细胞和真核细胞的异同。 几丁质 拟核 蛋白质 细胞核 人体细胞 衣原体 ＜＜ 高中生物学 【反馈练习】 原核——指原始的核，即拟核； 真核——指真正的细胞核。 进化方向：原核细胞→真核细胞 (1)(教材P11旁栏思考题)你如何解读“原核细胞”和“真核细胞”中的“原”字和“真”字？据此推测原核生物和真核生物在进化上的联系。 (2)(教材P14非选择题第2题)如图是人们常见的几种单细胞生物，请按原核生物和真核生物进行归类。 支原体 原核 原核 原核 真核 真核 真核 真核 真核 高中生物学 (3)下表中a、b、c、d最有可能是 A．病毒、植物、动物、细菌 B．植物、动物、细菌、病毒 C．细菌、动物、植物、病毒 D．动物、植物、细菌、病毒 【反馈练习】 B 高中生物学 蓝细菌(旧称蓝藻)模式图 细胞壁 细胞膜 核糖体 拟核 细胞质 胶质层 磷酸颗粒 蓝色体 光合膜 【活动3】阅读教材P10最后一段到P11第三段，说明蓝细菌的种类和危害。 探究三：原核细胞和真核细胞 (1)蓝细菌的种类： 【思考】能光合作用的生物一定含叶绿体吗？ No (光合自养型生物) 都是___细胞原核自养生物,____存在时可见。 单 群体 (含藻蓝素和叶绿素) 【温馨提示】发菜呈黑蓝色，状如发丝(蛋白质含量高)，我国多产于西北草地和荒漠。发菜和发财谐音，有人争相食之而过度采挖，破坏了生态，现列为国家一级重点保护生物。 最大 (70μm) 高中生物学 【活动3】阅读教材P10最后一段到P11第三段，说明蓝细菌的种类和危害。 探究三：原核细胞和真核细胞 (2)蓝细菌的环境危害——水华和赤潮（肉眼可见）。 池塘/水库中的水华 【水华成因】淡水受污染→富营养化(主要是NP等增多)→蓝细菌及绿藻大量繁殖(水华现象)→释放毒素和耗尽水中O2→鱼类等水生生物大量死亡→影响水质 海洋中的赤潮 【赤潮成因】海水受污染→富营养化(主要是NP等增多)→蓝细菌及绿藻大量繁殖。 河流/湖泊中的水华 高中生物学 【活动3】阅读教材P10最后一段到P11第三段，说明蓝细菌的种类和危害。 探究三：原核细胞和真核细胞 (3)拓展：细菌种类的多样性。 种类 项目 蓝细菌 (颤、色球、念珠等) 光合细菌 (绿硫细菌、紫硫细菌) 化能细菌 (硝化细菌、硫细菌等) 腐生/寄生细菌 (大肠杆菌、肺炎双球菌、 霍乱弧菌、幽门螺杆菌、 乳酸菌、醋酸菌、根瘤菌) 大小 生活方式 (自养或异养) 大 (约10-70μm) 小 (约0.5-5.0μm) 小 (约0.5-5.0μm) 小 (约0.5-5.0μm) 光合作用 (自养生物) 光合作用 (自养生物) 化能合成作用 (自养生物) 腐生或寄生 (异养生物) 【温馨提示】细菌中的多数种类都是营___________生活的_____生物。 腐生或寄生 【熟记】凡是“菌”字前有“杆、球、弧或螺旋”的一定是细菌 异养 高中生物学 组 成：[①]为_____，[⑤]为核糖体 生活方式：因其细胞内含有_____________， 所以能进行________，为_____生物 拟核 藻蓝素和叶绿素 :以细胞群体出现，如：_________________ 蓝细菌(旧称蓝藻) 微观 宏观 【反馈练习】 赤潮、水华、发菜 光合作用 自养 高中生物学 ：DNA病毒(T2)、RNA病毒(HIV、新冠) 【活动4】了解生物的“六界分类系统”。 探究三：原核细胞和真核细胞 细胞 生物 酵母菌(单)、霉菌和大型真菌(蘑菇/木耳/灵芝)(多) 细菌：蓝/光合/化能/腐生/寄生(球/杆/弧/螺旋) 非细胞生物→病毒 腔肠→…→哺乳(多) 绿藻/褐藻/红藻/硅藻→苔藓→…→被子(多) 动物: 真菌： 植物: 原生： 衣藻、眼虫、草履虫、变形虫、疟原虫等(单) 放线菌：链霉菌等 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 古细菌：甲烷菌\嗜热菌\嗜盐菌等极端环境中的细菌 三菌 三体 真核生物 原核生物 生物界 动物病毒：COVID-19、HIV等 植物病毒：TMV、HRV等 细菌病毒：T2噬菌体等 按寄主种类分 按遗传物质分 (细线孤立织衣) (水绵)(海带)(紫菜) (黑藻) 【温馨提示】人成熟红细胞无核但仍属真核细胞；病毒不是原核和真核生物。 (菟丝子) (寄生植物) (主要含蛋白质和核酸) ：支原体(最小)、衣原体、立克次氏体 【温馨提示】生物的六界分类系统中的每一界，以及原核生物中的三菌三体都不是一种生物，而是指一类生物的总称。 (动员针织) 高中生物学 【活动4】了解生物的“六界分类系统”。 探究三：原核细胞和真核细胞 植物 动物 真菌 原生 真核生物 原核生物 细菌 蓝细菌 硝化细菌 大肠杆菌 乳酸菌 古细菌 衣原体 支原体 立克次 氏体 放线菌 【菌类辨析】酵母菌、霉菌和食用菌属于真核生物，凡是“菌”字前有“杆、球、弧或螺旋”的都是原核生物。 高中生物学 1. 能进行光合作用的生物 ≠ 真核生物 2. 能进行有氧呼吸的生物 ≠ 真核生物 3. 原生生物 ≠ 原核生物 4. 不是真核生物 ≠ 原核生物 5. 没有细胞核的细胞 ≠ 原核细胞 6. 细胞壁的主要成分 ≠ 纤维素和果胶 【温馨提示】6个“≠”。 蓝细菌：是原核生物，细胞中无叶绿体，却能进行光合作用。 大肠杆菌：是原核生物，细胞中无线粒体，却能进行有氧呼吸。 原生生物：是低等的单细胞真核生物。如：衣藻、草履虫、变形虫等。 病毒：没有细胞结构，因而既不是真核生物，也不是原核生物。 哺成红和植成筛细胞：都无细胞核，但成熟前含细胞核，属于真核细胞。 细菌细胞壁：主要成分是肽聚糖。 真菌细胞壁：主要成分是几丁质。 高中生物学 39 【归纳小结】细胞的多样性和统一性的表现和原因 项目 细胞的多样性 细胞的统一性 表现 原因 细胞的形态、大小、种类、结构等各不相同，具体地： ①真核细胞多种多样 ②原核细胞多种多样 ③真核细胞和原核细胞又不一样 ①有相似的细胞结构：细胞膜和细胞质 ②一般都含有核糖体和DNA ③元素和化合物种类基本相同 细胞学说第3个要点——新细胞是由老细胞分裂产生的，说明细胞都有共同的原始祖先 ①直接原因：不同细胞中所含蛋白质结构不同 ②根本原因：同一个体基因选择性表达(细胞分化来)或不同个体基因不同(生物进化来) 高中生物学 【活动5】阅读教材P12的生物科技进展——人工合成生命的探索，请回答下列问题。 探究三：原核细胞和真核细胞 人工合成生命 2018年8月，我国科学家宣布，他们对酿酒酵母的16条染色体进行了研究，重新设计并人工合成为1条染色体，这1条染色体就可以执行16条染色体的功能 。将这条染色体移植到去核的酿酒酵母细胞后，细胞依然能够存活，并表现出相应的生命特性。 【想一想】 (1)人工合成生命的研究有什么意义？ (2)上述研究成果是否标志着人工合成生命的设想已经实现？ (3)你赞成这方面的研究吗？ 利于研究生命起源和了解生命本质；在开发新能源和研制药物疫苗方面有广泛应用 否 需辩证地看：一方面有利，另一方面可能会生物和环境等安全问题 高中生物学 细胞学说：建立过程、建立者、主要内容、意义 细胞是基本的生命系统 走近细胞 【本章知网】 细胞是生命活动的基本单位 生命活动离不开细胞 生命系统的结构层次 观察细胞：使用高倍显微镜观察几种细胞 原核细胞 和真核细胞 细胞多样性和统一性 本质区别：____________________________ 种类 原核生物：______________________ 真核生物：______________________ 表现 细胞的多样性：___________________________________ 细胞的统一性：___________________________________ 有无以核膜为界限的细胞核 三菌三体→细线孤立织衣 动原真植→动员针织 大小、形态、结构、种类各不同 细胞膜、细胞质、核糖体、DNA、成分 高中生物学 高中生物学 染色体 核膜 蛋白质 DNA DNA：与蛋白质共同形成染色体，存在于细胞核内 染色体 核膜 蛋白质 DNA DNA：与蛋白质共同形成染色体，存在于细胞核内 染色体 核膜 蛋白质 DNA DNA：与蛋白质共同形成染色体，存在于细胞核内 染色体 核膜 蛋白质 DNA DNA：与蛋白质共同形成染色体，存在于细胞核内 幽门螺杆菌 色球蓝细菌 发菜 颤蓝细菌 念珠蓝细菌 $$