1.2细胞的多样性和统一性课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

第2节 细胞的多样性和统一性 必修一 CONTENTS 目录 01 探究新知-观察细胞 02 探究新知-原核细胞和真核细胞 PART 学习目标 01 1. 通过观察不同细胞的临时装片和永久切片，比较并概括不同细胞的异同点，建立细胞多样性与统一性的观念。 2. 基于原核细胞和真核细胞的特点，分析两者的差异及产生原因，形成归纳与概括、比较与分类的科学思维。 3. 运用制作临时装片的方法，操作显微镜观察几种细胞，提升动手实践与科学探究能力。 4. 了解发菜过度采挖对生态的破坏，认识保护生物的重要性，增强保护生物多样性的社会责任意识。 学习目标 PART 课堂导入 02 1665年，英国科学家罗伯特·胡克用自制显微镜观察软木薄片，发现了许多蜂窝状小室并命名为“细胞”。此后，人们不断探索细胞奥秘。如今已知细胞是生物体基本结构和功能单位。那不同生物的细胞结构是否相同？像植物细胞与动物细胞有何差异？没有成形细胞核的细胞又是什么样的，它与有成形细胞核的细胞有哪些区别？ 课堂导入 PART 探究新知-观察细胞 03 实验原理 显微镜利用光学成像原理，通过物镜和目镜的组合对物体进行放大观察。低倍镜视野范围大，便于寻找目标；高倍镜可对目标进行更细致的观察。通过制作临时装片，能将细胞置于载玻片上以便在显微镜下清晰观察其形态结构。 实验目的 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，熟练掌握相关实验操作技能。 实验器材 1. 器具：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、滴管。 2. 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）；也可选用人体的上皮组织、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。还需准备清水、生理盐水，若实验过程中需要染色，应准备常用的染色液。 实验准备 一、制作临时装片 1. 取材：根据所选观察材料进行取材。如观察酵母菌细胞，可用滴管吸取少量含有酵母菌的培养液；观察水绵细胞，可用镊子夹取少量水绵；观察叶的保卫细胞，可从植物叶片上用镊子撕下一小块含保卫细胞的表皮；观察鱼的红细胞，可从鱼的血液中吸取少量血液。对于人体组织切片和血涂片等可直接取用已制备好的材料。 2. 制片： 在载玻片中央滴一滴相应的液体（植物细胞滴清水，动物细胞滴生理盐水）。 将取材得到的材料放入载玻片上的液滴中。 用镊子夹起盖玻片，使其一侧先接触液滴，然后缓缓放下，避免产生气泡。 二、使用高倍显微镜观察 1. 调节视野亮度：转动反光镜使视野明亮。$ 2. 低倍镜观察：先在低倍镜下观察清楚制作好的临时装片，找到要放大观察的目标，并将其移至视野中央。 3. 转换高倍物镜：转动转换器，换成高倍物镜。 4. 调焦并观察：用细准焦螺旋调焦并仔细观察细胞的形态结构等特征。 实验步骤演示 实验现象 1. 观察真菌（如酵母菌）细胞：可看到酵母菌呈椭圆形或球形，有的细胞上还能看到出芽生殖产生的芽体等结构。 2. 观察低等植物（如水绵）细胞：能看到水绵细胞呈长筒状，细胞内有螺旋状的叶绿体等。 3. 观察高等植物（如叶的保卫细胞）：保卫细胞呈半月形，内含叶绿体，且其细胞壁在靠近气孔一侧较薄，远离气孔一侧较厚。 4. 观察动物（如鱼的红细胞）细胞：鱼的红细胞呈椭圆形，中间凹陷，无细胞核等结构（不同动物红细胞可能存在差异）。 5. 观察人体组织切片：上皮组织细胞排列紧密，呈扁平状或柱状等；结缔组织细胞种类多样，细胞间质较多；肌肉组织细胞呈梭形或纤维状等；神经组织由神经元和神经胶质细胞组成，神经元有细胞体、树突和轴突等结构。 6. 观察血涂片：可看到各种血细胞，如红细胞呈两面凹的圆饼状，白细胞有多种形态等。 实验现象记录与讨论 1. 所观察到的不同细胞在大小、形态、结构上有哪些明显的差异？这些差异与其功能有怎样的联系？ 2. 在制作临时装片过程中，如何确保细胞结构能清晰地在显微镜下呈现出来？出现气泡等情况会对观察造成什么影响？ 3. 对比观察到的植物细胞和动物细胞，它们在细胞结构上有哪些主要的相同点和不同点？ 4. 观察人体不同组织的细胞，其结构特点是如何与其在人体中的功能相适应的？ 5. 与本实验观察到的细胞相比，大肠杆菌（见下图）在结构上有什么主要区别？其结构特点又与其生活方式等有怎样的关系？ 大肠杆菌扫描电镜照片（放大10 000倍） 大肠杆菌透射电镜照片（放大12 000倍） 问题链 1. 不同细胞在大小上差异明显，如酵母菌细胞相对较小，水绵细胞较长；形态上，有的呈球形、椭圆形，有的呈长筒状、半月形等；结构上，植物细胞有细胞壁、叶绿体等，动物细胞一般无细胞壁，红细胞无细胞核等。这些差异与它们的功能密切相关，如保卫细胞通过其特殊的细胞壁结构和含叶绿体可调节气孔开闭，进行气体交换；红细胞无细胞核利于携带更多氧气等。 参考答案 2. 制作临时装片时，取材要适量，避免材料过多或过少；盖盖玻片时要按正确方法操作，避免产生气泡。出现气泡会影响对细胞结构的观察，使视野模糊不清。 参考答案 3. 植物细胞和动物细胞的相同点在于都有细胞膜、细胞质、细胞核等基本结构。不同点主要在于植物细胞有细胞壁、叶绿体（一般植物细胞）、液泡（成熟植物细胞）等结构，而动物细胞一般没有。 参考答案 4. 上皮组织细胞排列紧密，利于保护；结缔组织细胞多样且细胞间质多，可起连接、支持等作用；肌肉组织细胞呈梭形等利于收缩舒张实现运动功能；神经组织中神经元的结构特点利于信息传递等。 参考答案 5. 本实验观察到的细胞一般有完整的细胞核等复杂结构，而大肠杆菌是原核生物，其细胞没有成形的细胞核，只有拟核，且没有众多复杂的细胞器。其结构简单与其相对简单的生活方式相适应，能在相应环境中进行基本的生命活动。 参考答案 1. 细胞结构多样性分析 通过对多种细胞的观察，发现不同类型细胞在大小、形态、结构上存在显著差异。这些差异是细胞在长期进化过程中适应不同功能需求的结果。例如植物细胞的细胞壁为其提供了机械支持和保护作用，叶绿体使其能进行光合作用；动物细胞的多种形态和结构特点也与其特定的生理功能紧密相关。 2. 细胞共性分析 尽管细胞存在诸多差异，但也有共性，如都具有细胞膜、细胞质、细胞核（除成熟红细胞等少数细胞外）等基本结构。这些基本结构是细胞进行生命活动的基础，保证了细胞的生存、物质交换、信息传递等基本功能的实现。 实验结果分析 1. 不同类型的细胞在大小、形态、结构上各具特点，这些特点与其功能需求紧密相关，是细胞适应不同生存环境和生理功能的体现。 2. 细胞具有一些基本的共性结构，如细胞膜、细胞质、细胞核（多数情况）等，这些结构是细胞维持生命活动的基础。 3. 通过使用高倍显微镜观察多种细胞并进行比较分析，能更深入地了解细胞的多样性和统一性，进一步认识细胞作为生命活动基本单位的重要性。 知识总结 PART 探究新知-原核细胞和真核细胞 04 在日常生活中，我们可能会遇到这样的情况：当淡水水域受到污染后发生富营养化，就会看到水面上出现一层厚厚的绿色或蓝色的漂浮物，这其实就是蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成的水华现象（如图1-5池塘中的水华），它会影响水质以及水生动物的生活。另外，发菜这种状如发丝、细胞群体呈黑蓝色的生物，因为和“发财”谐音，曾被过度采挖，而它其实属于蓝细菌，我国已将其列为国家一级重点保护生物。这些现象都和我们今天要深入了解的原核生物有着密切关系。 情境展示 问题1 既然原核细胞没有成形的细胞核，那它是如何储存遗传信息的呢？ 提示： 回顾教材中关于原核细胞结构的描述，尤其关注与遗传物质相关的内容。 参考答案： 原核细胞虽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，其位于细胞内特定的区域，这个区域叫作拟核，遗传信息就储存在这些环状DNA分子中。 思考讨论 蓝细菌能进行光合作用，而多数细菌是异养生物，这反映了原核生物在营养方式上的什么特点？ 提示： 仔细对比蓝细菌和其他多数细菌的营养方式相关内容，思考其多样性。 参考答案： 原核生物在营养方式上具有多样性，既有像蓝细菌这样含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用的自养生物，也有多数细菌那种营腐生或寄生生活的异养生物。 问题2 根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核将细胞分类，这对我们认识生物的进化有什么启示？ 提示： 从细胞结构的差异角度出发，思考这种分类方式与生物进化历程的潜在联系。 参考答案： 这种分类方式暗示着生物在进化过程中细胞结构逐渐变得复杂，真核细胞可能是在原核细胞的基础上经过一系列演化发展而来，反映了生物进化从简单到复杂的趋势。 问题3 真核细胞和原核细胞既有多样性又有统一性，如何理解这种统一性在生物界的意义？ 提示： 结合教材中提到的真核细胞和原核细胞在细胞膜、细胞质、遗传物质等方面的共性来思考。 参考答案： 真核细胞和原核细胞的统一性，如都以DNA作为遗传物质、具有相似的细胞膜和细胞质等，说明生物界在细胞层面存在着共同的基础，这为生物之间的物质和能量交换、信息传递等提供了可能，也反映了生物界在进化上的关联性。 问题4 （一）细胞分类依据： 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和原核细胞两大类。由真核细胞构成的生物叫真核生物，由原核细胞构成的生物叫原核生物。 知识小结 1. 细胞核情况： 没有由核膜包被的细胞核，有环状的DNA分子位于拟核区域。 2. 细胞结构： 一般都有细胞壁、细胞膜和细胞质。 3. 营养方式： 多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物，部分如蓝细菌是能进行光合作用的自养生物。 （二）原核细胞特点 1. 多样性： 真核细胞多种多样，原核细胞多种多样，且真核细胞和原核细胞存在明显差异。 2. 统一性： 具有相似的细胞膜和细胞质，都以DNA作为遗传物质。 （三）真核细胞与原核细胞的关系 PART 课堂练习 05 【题文】定义细胞器需符合两个标准：必须通过宿主细胞世代相传和依赖宿主细胞提供的蛋白质。科学家发现了一种固氮蓝细菌UCYN-A，存在于某藻类植物细胞中。研究发现，UCYN-A和它所在的藻类细胞生长和繁殖是同步的，且需从藻类细胞那里获取部分蛋白质。下列叙述正确的是（　　） A．UCYN-A属于自养生物是因为其具有固氮的功能 B．该藻类细胞含核糖体的细胞器只有叶绿体和线粒体 C．可通过放射性同位素示踪技术研究UCYN-A固定的15N的转移途径 D．藻类细胞中UCYN-A的生命活动由自身基因和核基因共同控制 【答案】B 【题文】在动画电影《哪吒2》里，太乙真人用莲藕重塑哪吒肉身的情节扣人心弦。现在，抛开奇幻设定，从生物学视角剖析，下列相关叙述错误的是（       ） A．从细胞结构与功能的角度分析这是可行的，将莲藕细胞中细胞壁、叶绿体、液泡等结构去掉即可 B．从DNA的序列角度看难度较大，需要进行大量基因编辑 C．从元素组成的角度看这是可行的，因为莲藕和人体具有相似的元素组成 D．从遗传与进化的角度分析，哪吒和莲藕可能具有共同的祖先 【答案】A 【题文】下列关于生物体结构与组成物质的叙述，正确的是（　　） A．小球藻进行光合作用的场所是叶绿体 B．诺如病毒的遗传物质彻底水解后的产物有4种 C．支原体细胞内不存在DNA——蛋白质复合物 D．细胞中的水可与脂肪、蛋白质等生物大分子结合形成结合水 【答案】A PART 课堂总结 06 目的要求：观察不同细胞异同，运用制作临时装片方法。 材料用具：多种细胞材料、显微镜等。 方法步骤：调亮视野，低倍镜观察后移目标至中央，换高倍物镜，调焦观察。 原核/真核细胞：有无核膜为界限细胞核区分，各有特点，都具细胞膜、细胞质，以DNA为遗传物质，体现统一性。 使用高倍显微镜观察细胞 感谢聆听 $$