内容正文:
第1课时 走近细胞
1.认同细胞是生物体结构和功能的基本单位,是最基本的生命系统。(生命观念) 2.通过完全归纳法或不完全归纳法,比较原核细胞与真核细胞的异同。(科学思维) 3.选择合适的实验材料,制作临时装片,观察几种细胞,掌握高倍镜的使用方法。(科学探究)
考点一 细胞是生命活动的基本单位
1.细胞学说
(1)主要内容
并不是所有新细胞都由老细胞分裂产生,如受精卵来源于精子和卵细胞的融合。
(2)意义
①细胞学说的建立,明确了细胞是生命有机体的结构和生命活动的基本单位,揭示了动物和植物的统一性,阐明了生物界的统一性。
②细胞学说的建立,标志着生物学的研究进入细胞水平,极大地促进了生物学的研究进程,它是自然科学史上的一座丰碑。
③细胞学说的建立,为生物进化论的确立埋下了伏笔。
(3)建立过程
(1)(必修1 P5科学方法)生物科学研究的归纳法包括完全归纳法和不完全归纳法,由不完全归纳得出的结论很可能是可信的,可以用来预测和判断,但也需要注意存在例外的可能。
(2)(必修1 P3~4思考·讨论)①科学家通过对动植物体的解剖和显微观察获得证据,通过归纳概括形成结论。
②施莱登和施旺在只是观察了部分动植物的组织的基础上,利用不完全归纳法提出“所有的动植物都是由细胞构成的”。
2.细胞是基本的生命系统
(1)生命活动离不开细胞
(2)生命系统的结构层次
①最基本和最大的生命系统分别是细胞和生物圈。
②地球上最早的生命形式是单细胞生物。
③生物繁殖和进化的基本单位是种群;生态系统是由群落及其所处的无机环境构成的。
病毒不能进行独立的代谢,不属于生命系统的结构层次。但病毒在宿主细胞中能繁殖,产生与亲代相同的子代病毒,繁殖是生物的基本特征之一,所以病毒属于生物。
高考情境探究
病毒没有细胞结构,一般由核酸和蛋白质组成。但是病毒的生活离不开细胞。
(1)病毒不属于(填“属于”或“不属于”)生命系统的结构层次,原因是病毒没有细胞结构,没有独立的代谢能力。
(2)病毒表面的三类蛋白质的合成场所是在宿主细胞内利用宿主的原料和相应结构(如核糖体)合成。
(3)有的病毒外层有脂质膜包被,推测其进入宿主细胞的方式是依靠脂质膜和细胞膜的融合,以类似胞吞的方式进入宿主细胞。
(4)T2噬菌体是专一侵染大肠杆菌的病毒,如果想用放射性同位素标记T2噬菌体,该如何操作?请写出基本思路。
提示:先用含有放射性同位素的培养基培养大肠杆菌,再用标记后的大肠杆菌培养T2噬菌体。
重点难点阐释
1.明辨细胞学说中2个“统一了”和3个“未涉及”
2.病毒知识的跨界综合
1.下列关于细胞学说及其建立的叙述,正确的是( )
A.德国科学家施莱登和施旺发现细胞并创立了细胞学说
B.法国的比夏指出系统由低一层次的结构——器官构成
C.细胞学说认为细胞分为真核细胞和原核细胞
D.施莱登的朋友耐格里用显微镜观察多种植物分生区新细胞的形成,发现新细胞的产生是细胞分裂的结果
解析:D 英国科学家罗伯特·胡克第一次观察到细胞并为之命名,A错误;法国的比夏指出器官由低一层次的结构——组织构成,B错误;细胞学说没有提出“细胞分为真核细胞和原核细胞”的观点,C错误;耐格里发现植物新细胞的产生是细胞分裂的结果,D正确。
2.关于“孤村芳草远,斜日杏花飞”的叙述,正确的是( )
A.所有的“芳草”构成了种群
B.诗句体现了生命系统最基本的结构层次
C.叙述的场景中最大的生命系统结构层次是生态系统
D.“孤村”“芳草”“斜日”“杏花”都属于生命系统的结构层次
解析:C 种群是某一区域同种生物的所有个体的集合,“芳草”可能不止一种,A错误;生命系统最基本的结构层次是细胞,而诗句未体现,B错误;“孤村”属于生态系统层次,“芳草”属于生命系统,“斜日”不属于生命系统,“杏花”属于生命系统的器官结构层次,叙述的场景中最大的生命系统结构层次是生态系统,C正确,D错误。
3.(2024·四川成都模拟)某种生物在电镜下可以观察到包膜,包膜的主要成分是蛋白质和磷脂,包膜内有核酸等,但是无细胞器。下列对此生物的叙述,错误的是( )
A.该生物侵入人体,可能对人体有害
B.该生物的遗传物质可能是DNA或RNA
C.该生物的生命活动离不开活细胞
D.该生物可能是结核杆菌
解析:D 病毒侵入人体后,会破坏人体内环境的稳态,从而导致人患病,A正确;病毒的种类有两种,以DNA作为遗传物质的DNA病毒和以RNA作为遗传物质的RNA病毒,B正确;病毒不具备细胞结构,只能寄生在活细胞内,C正确;该生物包膜的主要成分是蛋白质和磷脂,包膜内有核酸而无细胞器,由此可以判断该生物是病毒,不是原核生物,D错误。
考点二 细胞的多样性和统一性
1.常见的原核生物与真核生物[连线]
2.原核细胞与真核细胞的比较
图1
图2 高等植物细胞
(1)图1代表的细胞与图2代表的细胞最主要的区别是图1代表的细胞没有以核膜为界限的细胞核;两类细胞共有的细胞器是核糖体。
(2)写出图1大肠杆菌细胞中下列结构的名称:
①拟核;③细胞壁;⑤核糖体;⑥鞭毛。
(3)蓝细菌无图2中的⑥,但也能进行光合作用,原因是其细胞中含有藻蓝素、叶绿素及光合作用所需的酶,属于自养型(填“自养型”或“异养型”)生物。细菌多数是营腐生或寄生生活的异养生物。
(1)(必修1 P11旁栏思考)从命名分析,原核生物和真核生物进化上的联系是真核细胞由原核细胞进化而来。进一步推测原核细胞和病毒出现的先后顺序及其依据是先出现原核细胞,后出现病毒,因为病毒必须寄生在活细胞中才能存活。
(2)(必修1 P14非选择题2改编)眼虫与植物和动物的相同之处是眼虫有叶绿体,与植物细胞相似;眼虫有眼点能感受光的刺激,有鞭毛,能运动,这些特点与动物相似。从进化的角度看,对上述相同之处的合理解释是眼虫可能是与植物、动物共同祖先很接近的生物。
3.细胞的多样性和统一性
(1)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,这体现了细胞的多样性。
(2)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,这体现了原核细胞和真核细胞的统一性。
高考情境探究
支原体可能是最小、最简单的单细胞生物(如图)。
(1)支原体是原核生物(填“真核生物”或“原核生物”),判断的依据是支原体无成形细胞核。
(2)将支原体细胞置于清水中,其会(填“会”或“不会”)吸水涨破,从结构角度分析其原因是细胞壁具有保护和支持的作用,支原体没有细胞壁,会吸水涨破。
(3)支原体营寄生生活(填“寄生”或“腐生”),判断的依据是支原体从活生物身上夺取营养来养活自己。
(4)支原体在人工合成生命的探索中的价值是科学家首先以简单的单细胞生物为研究对象展开探索,而支原体可能是最小、最简单的单细胞生物。
重点难点阐释
1.真核细胞与原核细胞的比较
2.细胞多样性与统一性的分析
(1)细胞多样性的“两个”原因
(2)细胞统一性的“五个”表现
1.(2024·四川宜宾模拟)下列关于原核细胞与真核细胞的叙述,正确的是( )
A.发菜和水绵细胞都有叶绿体
B.破伤风杆菌和伞藻细胞都进行无丝分裂
C.支原体和酵母菌细胞都有核糖体和染色体
D.乳酸菌和小球藻细胞都会有DNA—蛋白质复合物
解析:D 发菜为原核生物,只有核糖体一种细胞器,不含有叶绿体,A错误;破伤风杆菌为原核生物,原核生物的分裂方式为二分裂,B错误;支原体为原核生物,不含有染色体,C错误;乳酸菌在进行DNA复制或转录时,存在DNA—蛋白质的复合物,小球藻含有染色体,染色体主要由DNA和蛋白质组成,D正确。
2.(2024·河南南阳模拟)研究发现,光合细菌在有氧黑暗和无氧光照两种条件下能分泌胞外酶,分解水中的有机物作为自身繁殖的营养源。下列相关叙述正确的是( )
A.光合细菌合成的胞外酶需要依次经过两种细胞器的加工和修饰
B.有氧黑暗时光合细菌的细胞质基质和线粒体都能产生ATP
C.光合细菌合成胞外酶的能量来自有氧呼吸或无氧呼吸
D.摄取的营养物质能间接为物质运输、有丝分裂供能
解析:C 细菌是原核生物,只有核糖体这一种细胞器,A错误;细菌是原核生物,没有线粒体,B错误;根据题意可知,光合细菌合成胞外酶的能量来自有氧呼吸或无氧呼吸,C正确;原核细胞的分裂方式是二分裂,有丝分裂是真核细胞的分裂方式,D错误。
原核生物和真核生物的4点辨析
(1)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体。例如硝化细菌是原核生物,没有线粒体,但其细胞质和细胞膜上含有与有氧呼吸有关的酶,也能进行有氧呼吸。
(2)原生生物不是原核生物。原生生物是指低等的单细胞或多细胞真核生物,如草履虫、变形虫等。
(3)没有细胞核的细胞不一定就是原核细胞。例如哺乳动物成熟的红细胞虽无细胞核,但属于真核细胞。
(4)名称中带“菌”字的不一定都是细菌,如酵母菌、霉菌(青霉、毛霉等)是真核生物,但“菌”字前带有“杆”“球”“螺旋”及“弧”字的都是细菌。
考点三 使用高倍显微镜观察几种细胞
1.实验原理
2.显微镜的操作步骤
高考情境探究
图甲中①②表示目镜,③④表示物镜,⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,图乙和图丙分别表示不同物镜下观察到的图像。据图分析:
甲 乙 丙
(1)要获得最大的放大倍数,应选择图甲中的哪种组合?
提示:②③⑤。
(2)把视野里的标本从图中的乙转为丙时,正确的调节顺序是移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋。
(3)使用显微镜时,视野中出现一半亮一半暗;观察花生切片标本材料时,一半清晰一半模糊不清,出现上述两种情况的可能原因分别是什么?
提示:前者可能是反光镜的调节角度不对;后者可能是由于花生切片厚薄不均匀造成的。
重点难点阐释
1.高倍镜与低倍镜观察情况比较
比较
项目
物像
大小
观察细
胞数目
视野
亮度
物镜与装
片的距离
视野
范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
2.显微镜的成像特点及装片移动规律
3.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
4.污点位置的判断方法
污点可能存在的位置:装片、物镜、目镜。
1.(2024·云南红河模拟)下列有关光学显微镜操作的叙述,正确的是( )
A.标本染色较浅,观察时可选用凹面反光镜和大光圈
B.使用高倍镜观察时应先调粗准焦螺旋再调细准焦螺旋
C.由低倍镜转到高倍镜观察时,视野会变暗
D.有些装片可以直接用高倍镜观察
解析:C 标本染色较浅,需要调暗视野,因此观察时可选用平面反光镜和小光圈,A错误;使用高倍镜观察时只能调细准焦螺旋,B错误;由低倍镜转到高倍镜观察时,观察的细胞变少,透过的光线变少,视野会变暗,C正确;显微镜使用需要先用低倍镜,后换用高倍镜,D错误。
显微镜的使用四个注意点
(1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时,双眼要从侧面注视物镜与玻片标本之间的距离。
(2)观察颜色深的材料,视野调亮,反之则调暗。
(3)换用高倍物镜后,不能再转动粗准焦螺旋,只能用细准焦螺旋来调焦。
(4)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。
2.(2024·安徽滁州模拟)对下列图示的生物学实验的叙述,正确的是( )
A.若图①表示将显微镜镜头由a转换成b,则视野中观察到的细胞数目增多
B.若图②是显微镜下洋葱根尖某视野的图像,则只需向左方移动装片即可观察清楚c细胞的特点
C.若图③是在显微镜下观察细胞质流动,发现细胞质的流动方向是顺时针,则实际上细胞质的流动方向是逆时针
D.若图④是在显微镜下目镜为10×,物镜为10×,视野中被相连的64个分生组织细胞所充满,目镜不变,物镜换成40×时,则视野中可检测到分生组织细胞数为4个
解析:D 由图观察可知,图①的镜头带有螺纹是物镜,物镜镜头越长,放大倍数越大,与载玻片的距离越近,若将显微镜镜头由a(低倍镜)转换成b(高倍镜),则视野中观察到的细胞数目减少,视野会变暗,A错误;若图②为低倍显微镜下观察的倒立的虚像,根据“同向原则”,偏哪往哪移,c细胞位于视野的左方,若要观察清楚c细胞的特点,则应向左移动装片,使物像位于视野中央,再换上高倍物镜,调节光圈增加视野亮度,转动细准焦螺旋使视野变清晰,B错误;若图③是在显微镜下观察细胞质流动,发现细胞质的流动方向是顺时针,则实际细胞质的流动方向是顺时针,C错误;若图④是在显微镜下目镜为10×,物镜为10×,视野中被相连的64个分生组织细胞所充满,目镜不变,物镜换成40×时,此时的放大倍数是原来的4倍,则在视野中可检测到的分生组织细胞数为64÷42=4(个),D正确。
1.(2023·海南卷)衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述,正确的是( )
A.都属于原核生物
B.都以DNA作为遗传物质
C.都具有叶绿体,都能进行光合作用
D.都具有线粒体,都能进行呼吸作用
解析:B 衣藻属于真核生物,A错误;衣藻和大肠杆菌的遗传物质都是DNA,B正确;大肠杆菌没有叶绿体,也不能进行光合作用,C错误;大肠杆菌不含线粒体,D错误。
2.(2022·辽宁卷)下列关于硝化细菌的叙述,错误的是( )
A.可以发生基因突变
B.在核糖体合成蛋白质
C.可以进行有丝分裂
D.能以CO2作为碳源
解析:C 硝化细菌的遗传物质是DNA,可发生基因突变,A正确;原核细胞只有核糖体一种细胞器,蛋白质在核糖体合成,B正确;原核生物不能进行有丝分裂,进行二分裂,C错误;硝化细菌可进行化能合成作用,是自养型生物,能以CO2作为碳源,D正确。
3.(2022·北京卷)鱼腥蓝细菌分布广泛,它不仅可以进行光合作用,还具有固氮能力。关于该蓝细菌的叙述,不正确的是( )
A.属于自养生物
B.可以进行细胞呼吸
C.DNA位于细胞核中
D.在物质循环中发挥作用
解析:C 蓝细菌能进行光合作用,属于自养生物,A正确;蓝细菌进行的是有氧呼吸,B正确;蓝细菌属于原核生物,没有细胞核,DNA主要位于拟核中,C错误;蓝细菌在生态系统中属于生产者,在物质循环中起重要作用,D正确。
4.(2022·海南卷)脊髓灰质炎病毒已被科学家人工合成。该人工合成病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎,但其毒性比天然病毒小得多。下列有关叙述正确的是( )
A.该人工合成病毒的结构和功能与天然病毒的完全相同
B.该人工合成病毒和原核细胞都有细胞膜,无细胞核
C.该人工合成病毒和真核细胞都能进行细胞呼吸
D.该人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质
解析:D 人工合成的脊髓灰质炎病毒的毒性比天然病毒小得多,据此可推测二者在结构和功能上存在差异,A错误;病毒不具有细胞结构,不能进行细胞呼吸,只能在宿主细胞中增殖,B、C错误;人工合成病毒、大肠杆菌和酵母菌都含有遗传物质,D正确。
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