1.2 细胞的多样性和统一性（导学案）生物人教版2019必修1

1.2细胞的多样性和统一性 导学案 【课标要求】 概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.3 各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异 1.3.1 说明有些生物体只有一个细胞，而有的由很多细胞构成，这些细胞形态和功能多样，但都具有相似的基本结构 1.3.2 描述原核细胞与真核细胞最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核 【素养目标】 1.在通过显微镜观察细胞之后，建立细胞的统一结构模型。（生命观念） 2.归纳概括原核细胞和真核细胞的特点，构建细胞多样性和统一性的体现，认识到结构决定功能的具体含义，进一步上升到生物界的统一性和多样性。（科学思维） 3.通过使用高倍显微镜观察几类细胞，归纳出不同细胞的异同。（科学探究、科学思维） 4.在探究细胞多样性和统一性的基础上，认同生物科学所涵盖的自然观。（社会责任） 【学习重点】原核细胞和真核细胞的区别与联系。 【学习难点】使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点。 一、观察细胞 1.认识显微镜的构造 请指出图中①～⑨分别对应的结构名称： ①目镜 ②粗准焦螺旋 ③细准焦螺旋 ④镜筒 ⑤转换器 ⑥物镜 ⑦载物台 ⑧遮光器 ⑨反光镜 2.显微镜的使用：首先，在低倍镜下观察清楚并找到目标，把要放大的 物像移到视野中央。其次：转动转换器，换成高倍镜观察，并轻轻转动细准焦螺旋直到看清物像为止。若视野较暗，可调节光圈和反光镜。 3.特别提醒： (1)必须先用低倍镜观察后，再转动转换器换成高倍镜观察。 (2)低倍镜观察时，粗、细准焦螺旋都可调节，高倍镜观察时，只能调节细准焦螺旋。 (3)由低倍镜换高倍镜，视野变暗，视野内细胞数目变少，每个细胞的体积变大。 (4)目镜的长度与其放大倍数呈反比；物镜的长度与其放大倍数呈正比。 (5)显微镜的放大倍数：放大倍数指的是物体的长度或宽度的放大倍数。 (6)物像移动与装片移动的关系：由于显微镜下成像是倒立的像，若细胞在显微镜下的像偏右上方，实际在装片中细胞的位置则偏左下方。所以，物像移动的方向与载玻片移动的方向是相反的。 二、真核细胞和原核细胞 1.原核细胞与真核细胞的主要区别是没有以核膜为界线的细胞核。由真核细胞构成的生物叫做真核生物，如植物、动物、真菌等。由原核细胞构成的生物叫做原核生物，如细菌（如蓝细菌，旧称蓝藻）、支原体、衣原体、立克次氏体等。 2.认识大肠杆菌和蓝细菌细胞模式图 （1） 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。 （2） 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。 3.细胞的统一性 ①结构上：都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体。 ②遗传物质：都以DNA为遗传物质。 ③化学成分相似：不同细胞有相同的化学元素和化合物。 4.除病毒以外，生物体都是以细胞作为结构和功能的基本单位，生命活动离不开细胞。 一、显微镜的成像特点及应用 1.如图①②分别是在低倍镜和高倍镜下观察到的细胞，③④⑤⑥分别是放大倍数不同的目镜或物镜。回答问题： （1） 若要将物像从图①调节为图②，应该如何操作？ 提示：移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋。 （2） 图示③～⑥中，③比⑤的放大倍数小；放大倍数较高的镜头组合是⑤⑥，与装片距离最近的镜头是⑥，使用③④组合时视野亮度最亮。 （3） 将物像从图①调节为图②的过程中，应先把装片向右移动。若要将高倍镜下的视野调亮，应该如何操作？ 提示：换用大光圈和凹面镜。 2.甲、乙两图分别为10×物镜和10×目镜下的观察结果，若将物镜换为40×，则视野中观察到的细胞数目分别为甲4个，乙4个。 甲 乙 ·视野中观察到一行细胞：可根据放大倍数与视野中细胞数成反比的规律计算。 ·圆形视野范围内充满细胞：可根据看到的视野中细胞数与放大倍数的平方成反比的规律计算。 3.将视野中的物像移至视野中央 显微镜成像特点：显微镜中成的像是上下、左右均颠倒的放大的虚像，即物像与实物是倒置的。 装片移动原则：应按照同向移动原则，即物像往哪偏离就将装片往哪移动，就可将物像移至视野中央（偏哪移哪）。 向右上角移动标本 二、真核细胞和原核细胞 【活动1】认识原核生物和真核生物 实例：传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物。乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，可用于乳制品的发酵、泡菜腌制等。酵母菌是一类兼性厌氧型微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等。 问题1：乳酸杆菌和酵母菌的名称中都带有“菌”，它们是否是一类生物？ 提示：乳酸杆菌为细菌，是原核生物；酵母菌为真菌，是真核生物。 问题2：乳酸杆菌和酵母菌在结构上主要的区别是什么？ 提示：乳酸杆菌无细胞核，酵母菌有细胞核。 【归纳拓展01】常见的原核生物类群——“三菌三体” 原核生物主要类群： 三菌：蓝细菌（蓝藻）、细菌、放线菌 三体：衣原体、立克次氏体、支原体（最小、无细胞壁） 【活动2】讨论细胞的统一性和多样性 展示多种多样的细胞，讨论问题： 1.什么是细胞的多样性？细胞的多样性体现在哪里？ 提示：自然界中细胞形态结构多种多样，体现了细胞的多样性。 2.什么是细胞的统一性？细胞的统一性体现在哪里？ 提示：这些细胞都具有细胞膜，细胞质，细胞核，这反映这些真核细胞间具有统一性。真核细胞与原核细胞的统一性主要体现在二者均有细胞膜、细胞质、核糖体、DNA、RNA。 3.细胞的统一性还可以体现在哪些方面？ 提示： ①在化学组成上：组成不同细胞的元素和化合物种类基本一致。 ②在细胞结构上：都有细胞膜、细胞质与核糖体。 ③在遗传物质方面：都以DNA为遗传物质，且共用一套遗传密码子。 ④在能源物质方面：都以ATP为直接能源物质。 ⑤在细胞增殖方面：都是通过细胞分裂的方式增殖。 4.细胞的统一性能说明什么问题？ 提示：地球上所有的生物来自于共同的祖先。 5.细胞的多样性的根本原因是什么？ 提示：遗传物质表达的情况不同。 【归纳拓展02】比较原核生物和真核生物 【归纳拓展03】细胞的统一性和多样性 1. 硝化细菌（通过化能合成作用制造有机物）、蓝细菌（无叶绿体，但含有与光合作用有关的色素和酶）都属于自养生物。 2. 需氧细菌、蓝细菌都能进行有氧呼吸（无线粒体，但细胞含有与有氧呼吸有关的酶）。 3. 原核生物没有细胞核，故拟核是原核生物储存遗传信息的主要场所（细胞质中还有质粒）。 4. 核糖体之所以是真核细胞和原核细胞共有的细胞器，是因它是合成蛋白质的场所，任何生物都离不开蛋白质。 【归纳拓展04】有关生物认识的几个“不一定” 1. 不属于真核生物的不一定就是原核生物，病毒没有细胞结构，既非原核生物也非真核生物。 2. 原核细胞不一定都有细胞壁，如支原体无细胞壁。 3. 能进行光合作用的细胞不一定都有叶绿体，如蓝细菌细胞。 4. 没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞，如哺乳动物的红细胞和高等植物的筛管细胞无细胞核。 1．将植物叶肉细胞制成临时装片在显微镜下观察，图甲和图乙是分别使用相同目镜，但在两种不同的放大倍数下所观察到的视野，在由甲视野转换为乙视野的过程中，不应出现的操作过程是(　　) 甲　 　　 　　乙 A．调节细准焦螺旋　　 B．调节粗准焦螺旋 C．转动转换器 D．调节光圈 【答案】B 【解析】由图可知，相比于乙视野，甲视野中细胞数多，且细胞较小，说明甲视野是在低倍物镜下观察到的，乙视野是在高倍物镜下观察到的；在由甲视野转换为乙视野的过程中可通过转动转换器将低倍物镜转换成高倍物镜，C不符合题意；换用高倍物镜后视野变暗，可以调节反光镜和光圈，使视野亮度适宜，D不符合题意；用高倍物镜观察细胞时，可以通过调节细准焦螺旋进行调焦，使物像更加清晰，但不能使用粗准焦螺旋，避免物镜被破坏，A不符合题意，B符合题意。 2．对大肠杆菌和蓝细菌进行分析，下列有关分析错误的是(　　) A．都有细胞壁和核糖体 B．都以DNA为遗传物质 C．都是进行光合作用的自养生物 D．都没有以核膜为界限的细胞核 【答案】C 【解析】大肠杆菌和蓝细菌均属于原核生物，二者都具有细胞壁和核糖体，且都以DNA为遗传物质，但二者都没有以核膜为界限的细胞核，A、B、D正确；自养生物是指靠无机营养生活和繁殖的生物，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，但大肠杆菌不能进行光合作用及化能合成作用，不属于自养生物，C错误。 3.有科学家在海洋红树林中发现了一种长达9.66毫米的巨型单细胞生物，后经鉴定，该巨型单细胞生物为细菌。下列不能作为鉴定依据的是(　　) A.没有以核膜为界限的细胞核 B.细胞膜外有一层细胞壁 C.只有唯一的细胞器核糖体 D.遗传物质为环状DNA分子 【答案】B 【解析】细菌属于原核生物，原核细胞与真核细胞相比，没有以核膜为界限的细胞核，细胞器只有核糖体一种，没有染色体，遗传物质为环状的DNA分子，这些可作为鉴定依据，A、C、D不符合题意；细胞膜外包裹着一层细胞壁的不一定是细菌，如真菌、植物细胞也有细胞壁，因此这不能作为鉴定依据，B符合题意。 4.下列关于细胞的说法，正确的是(　　) A.原核细胞和真核细胞均以DNA作为主要的遗传物质 B.细胞的多样性指不同细胞的结构完全不同 C.原核生物主要包括各种细菌，既有自养型也有异养型 D.哺乳动物成熟红细胞、高等植物成熟筛管细胞无细胞核，所以均属于原核细胞 答案　C 解析　原核细胞和真核细胞均以DNA作为遗传物质，A错误；细胞的多样性即不同细胞的结构不完全相同，B错误；原核生物主要包括各种细菌，既有自养型也有异养型，如硝化细菌为自养型细菌，结核分枝杆菌为异养型细菌，C正确；哺乳动物成熟红细胞、高等植物成熟筛管细胞均是从具有细胞核的未成熟细胞由于功能需求，导致细胞核等结构退化而发育来的，故均属于真核细胞，D错误。 5．某湖区景色秀丽，动植物种类繁多，该湖区常见的几种单细胞生物如下图所示。回答下列问题： （1）图中属于原核生物的是______(填序号)，其与真菌的主要区别是________________。 （2）④虽然不含叶绿体，但能进行光合作用，原因是________________，图中能进行光合作用的生物还有________(填序号)。 （3）②和③都具有的细胞结构是________________________________(答出3点即可)。 （4）当水体富营养化时，生活在湖水中的④和________等会大量繁殖形成________现象，影响水质和水生动物的生活。 【答案】 (1)④　 没有以核膜为界限的细胞核　 (2)蓝细菌中含有藻蓝素和叶绿素　 ①　 (3)细胞膜、细胞质和细胞核　 (4)绿藻　 水华 【解析】 (1)由图可知，①是衣藻，②是草履虫，③是变形虫，④是蓝细菌。其中属于真核生物的是①②③，属于原核生物的是④，真菌属于真核生物，因此④与真菌最主要的区别是没有以核膜为界限的细胞核。 (2)④蓝细菌虽然不含叶绿体，但其细胞中含有与光合作用有关的酶和色素，如叶绿素和藻蓝素，因此蓝细菌能够进行光合作用。图中能进行光合作用的生物还有①衣藻，因为其体内含有叶绿体，故能进行光合作用。 (3)②草履虫和③变形虫都是真核生物，两者都含有细胞膜、细胞质及细胞核等细胞结构。 (4)当水体富营养化时，生活在湖水中的蓝细菌和绿藻等，会大量繁殖，形成水华现象，影响水质和水生动物的生活。 1．显微结构和亚显微结构 光学显微镜下观察到的细胞结构被称为“显微结构”，电子显微镜下观察到的细胞结构被称为“亚显微结构”。下图比较了肉眼、光学显微镜、电子显微镜的分辨率。 2.根据结构对生物分类及常见类型 真核生物 原核生物 细胞生物 非细胞生物 植物—— ——真菌 ——动物 衣藻、 绿藻、 松、 水稻...... 草履虫、 蚯蚓、兔、 华南虎...... 青霉菌、 香菇、 酵母菌...... 蓝细菌、 大肠杆菌 等细菌 放线菌 病毒 支原体、 衣原体、 立克次 氏体 第 1 页 共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.2细胞的多样性和统一性 导学案 【课标要求】 概念1 细胞是生物体结构与生命活动的基本单位 1.3 各种细胞具有相似的基本结构，但在形态与功能上有所差异 1.3.1 说明有些生物体只有一个细胞，而有的由很多细胞构成，这些细胞形态和功能多样，但都具有相似的基本结构 1.3.2 描述原核细胞与真核细胞最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核 【素养目标】 1.在通过显微镜观察细胞之后，建立细胞的统一结构模型。（生命观念） 2.归纳概括原核细胞和真核细胞的特点，构建细胞多样性和统一性的体现，认识到结构决定功能的具体含义，进一步上升到生物界的统一性和多样性。（科学思维） 3.通过使用高倍显微镜观察几类细胞，归纳出不同细胞的异同。（科学探究、科学思维） 4.在探究细胞多样性和统一性的基础上，认同生物科学所涵盖的自然观。（社会责任） 【学习重点】原核细胞和真核细胞的区别与联系。 【学习难点】使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点。 1、 观察细胞 1.认识显微镜的构造 请指出图中①～⑨分别对应的结构名称： ①__________ ②__________ ③__________ ④__________ ⑤__________ ⑥__________ ⑦__________ ⑧__________ ⑨__________ 2.显微镜的使用：首先，在____倍镜下观察清楚并找到目标，把要放大的 ________移到视野中央。其次：转动转换器，换成高倍镜观察，并轻轻转动____________直到看清物像为止。若视野较暗，可调节________和________。 3.特别提醒： (1)必须先用____倍镜观察后，再转动转换器换成____倍镜观察。 (2)低倍镜观察时，粗、细准焦螺旋都可调节，高倍镜观察时，只能调节____________。 (3)由低倍镜换高倍镜，视野变____，视野内细胞数目变____，每个细胞的体积变____。 (4)目镜的长度与其放大倍数呈____比；物镜的长度与其放大倍数呈____比。 (5)显微镜的放大倍数：放大倍数指的是物体的____________的放大倍数。 (6)物像移动与装片移动的关系：由于显微镜下成像是倒立的像，若细胞在显微镜下的像偏右上方，实际在装片中细胞的位置则偏________。所以，物像移动的方向与载玻片移动的方向是_______的。 2、 真核细胞和原核细胞 1.原核细胞与真核细胞的主要区别是________________________________。由________构成的生物叫做真核生物，如植物、动物、真菌等。由________构成的生物叫做原核生物，如细菌（）如蓝细菌，旧称蓝藻、支原体、衣原体、立克次氏体等。 2.认识大肠杆菌和蓝细菌细胞模式图 （1） 蓝细菌细胞内含有________和________，是能进行光合作用的________。细菌中的多数种类是营________或________生活的异养生物。 （2） 细菌的细胞都有________、________和________，都没有由核膜包被的________，也没有________，但有环状的DNA分子，位于细胞内特定的区域，这个区域叫作________。 3.细胞的统一性 ①结构上：都有 。 ②遗传物质：都以 为遗传物质。 ③化学成分相似：不同细胞有相同的化学元素和化合物。 ④都以 的方式完成增殖。 4.除病毒以外，生物体都是以细胞作为________________的基本单位，生命活动离不开细胞。 一、显微镜的成像特点及应用 1.如图①②分别是在低倍镜和高倍镜下观察到的细胞，③④⑤⑥分别是放大倍数不同的目镜或物镜。回答问题： （1） 若要将物像从图①调节为图②，应该如何操作？ （2） 图示③～⑥中，③比⑤的放大倍数______；放大倍数较高的镜头组合是________，与装片距离最近的镜头是______，使用________组合时视野亮度最亮。 （3） 将物像从图①调节为图②的过程中，应先把装片向右移动。若要将高倍镜下的视野调亮，应该如何操作？ 2.甲、乙两图分别为10×物镜和10×目镜下的观察结果，若将物镜换为40×，则视野中观察到的细胞数目分别为甲______个，乙______个。 甲 乙 ·视野中观察到一行细胞：可根据放大倍数与视野中细胞数成反比的规律计算。 ·圆形视野范围内充满细胞：可根据看到的视野中细胞数与放大倍数的平方成反比的规律计算。 3.将视野中的物像移至视野中央 显微镜成像特点：显微镜中成的像是 均颠倒的放大的虚像，即物像与实物是倒置的。 装片移动原则：应按照 原则，即物像往哪偏离就将装片往哪移动，就可将物像移至视野中央（偏哪移哪）。 二、真核细胞和原核细胞 【活动1】认识原核生物和真核生物 实例：传统发酵食品的制作离不开各种各样的微生物。乳酸菌是厌氧细菌，在无氧的情况下能将葡萄糖分解成乳酸，可用于乳制品的发酵、泡菜腌制等。酵母菌是一类兼性厌氧型微生物，在无氧条件下能进行酒精发酵，可用于酿酒、制作馒头和面包等。 问题1：乳酸杆菌和酵母菌的名称中都带有“菌”，它们是否是一类生物？ 问题2：乳酸杆菌和酵母菌在结构上主要的区别是什么？ 【归纳拓展01】常见的原核生物类群——“三菌三体” 原核生物主要类群： 三菌：蓝细菌（蓝藻）、细菌、放线菌 三体：衣原体、立克次氏体、支原体（最小、无细胞壁） 【活动2】讨论细胞的统一性和多样性 展示多种多样的细胞，讨论问题： 1.什么是细胞的多样性？细胞的多样性体现在哪里？ 2.什么是细胞的统一性？细胞的统一性体现在哪里？ 3.细胞的统一性还可以体现在哪些方面？ 4.细胞的统一性能说明什么问题？ 5.细胞的多样性的根本原因是什么？ 【归纳拓展02】比较原核生物和真核生物 比较项目 原核细胞 真核细胞 本质区别 大小 细胞壁成分 细胞核 细胞器 共有的结构 常见生物 【归纳拓展03】细胞的统一性和多样性 1. 硝化细菌（通过化能合成作用制造有机物）、蓝细菌（无叶绿体，但含有与光合作用有关的色素和酶）都属于自养生物。 2. 需氧细菌、蓝细菌都能进行有氧呼吸（无线粒体，但细胞含有与有氧呼吸有关的酶）。 3. 原核生物没有细胞核，故拟核是原核生物储存遗传信息的主要场所（细胞质中还有质粒）。 4. 核糖体之所以是真核细胞和原核细胞共有的细胞器，是因它是合成蛋白质的场所，任何生物都离不开蛋白质。 【归纳拓展04】有关生物认识的几个“不一定” 1. 不属于真核生物的不一定就是原核生物，病毒没有细胞结构，既非原核生物也非真核生物。 2. 原核细胞不一定都有细胞壁，如支原体无细胞壁。 3. 能进行光合作用的细胞不一定都有叶绿体，如蓝细菌细胞。 4. 没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞，如哺乳动物的红细胞和高等植物的筛管细胞无细胞核。 1．将植物叶肉细胞制成临时装片在显微镜下观察，图甲和图乙是分别使用相同目镜，但在两种不同的放大倍数下所观察到的视野，在由甲视野转换为乙视野的过程中，不应出现的操作过程是(　　) 甲　 　　 　　乙 A．调节细准焦螺旋　　 B．调节粗准焦螺旋 C．转动转换器 D．调节光圈 2．对大肠杆菌和蓝细菌进行分析，下列有关分析错误的是(　　) A．都有细胞壁和核糖体 B．都以DNA为遗传物质 C．都是进行光合作用的自养生物 D．都没有以核膜为界限的细胞核 3.有科学家在海洋红树林中发现了一种长达9.66毫米的巨型单细胞生物，后经鉴定，该巨型单细胞生物为细菌。下列不能作为鉴定依据的是(　　) A.没有以核膜为界限的细胞核 B.细胞膜外有一层细胞壁 C.只有唯一的细胞器核糖体 D.遗传物质为环状DNA分子 4.下列关于细胞的说法，正确的是(　　) A.原核细胞和真核细胞均以DNA作为主要的遗传物质 B.细胞的多样性指不同细胞的结构完全不同 C.原核生物主要包括各种细菌，既有自养型也有异养型 D.哺乳动物成熟红细胞、高等植物成熟筛管细胞无细胞核，所以均属于原核细胞 5．某湖区景色秀丽，动植物种类繁多，该湖区常见的几种单细胞生物如下图所示。回答下列问题： （1）图中属于原核生物的是______(填序号)，其与真菌的主要区别是________________。 （2）④虽然不含叶绿体，但能进行光合作用，原因是________________，图中能进行光合作用的生物还有________(填序号)。 （3）②和③都具有的细胞结构是________________________________(答出3点即可)。 （4）当水体富营养化时，生活在湖水中的④和________等会大量繁殖形成________现象，影响水质和水生动物的生活。 1．显微结构和亚显微结构 光学显微镜下观察到的细胞结构被称为“显微结构”，电子显微镜下观察到的细胞结构被称为“亚显微结构”。下图比较了肉眼、光学显微镜、电子显微镜的分辨率。 2.根据结构对生物分类及常见类型 真核生物 原核生物 细胞生物 非细胞生物 植物—— ——真菌 ——动物 衣藻、 绿藻、 松、 水稻...... 草履虫、 蚯蚓、兔、 华南虎...... 青霉菌、 香菇、 酵母菌...... 蓝细菌、 大肠杆菌 等细菌 放线菌 病毒 支原体、 衣原体、 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