内容正文:
第1讲 走近细胞
细胞
个体
种群
群落
生态系统
分子组成
结构
代谢
遗传
生命历程
内环境稳态
人体稳态调节
植物生命活动调节
数量
结构
演替
结构
功能
稳定性
发酵工程
基因工程
细胞工程
高中生物知识框架
生命观念
结构与功能观
稳态与平衡观
进化与适应观
物质与能量观
知识导图
真核
细胞
原核
细胞
有无以核膜为界限的细胞核
细胞
分为
原核
生物
构成
主要
包括
植物
动物
真菌
主要
包括
细菌
都有
都有
都以
细胞膜
细胞质
DNA作为遗传物质
支原体
细胞多样性
细胞统一性
细胞多样性
蓝细菌
知识点1
细胞学说
1.细胞学说的建立
维萨里解剖工作图
从人体的解剖和观察入手
——从器官到组织
显微镜观察资料的积累
——认识细胞
胡克时代的显微镜与木栓细胞图
列文虎克
科学观察和归纳概括的结合
——形成理论
施旺
施莱登
耐格里
魏尔肖
施莱登
新细胞是从老细胞的细胞核中长出来的,或者是在老细胞的细胞质中像结晶那样产生。
用显微镜观察了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。
细胞通过分裂产生新细胞,即所有的细胞都来源于先前存在的细胞。
知识点1
细胞学说
2.细胞学说的内容
细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成;
细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用;
新细胞是由老细胞分裂产生的。
细胞学说
组成
功能
来源
知识点1
细胞学说
3.细胞学说的意义
(1)揭示了动植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。
(2)使生物学的研究由器官、组织水平进入到细胞水平,并为后来的进入分子水平打下基础。
(3)揭示了生物有共同的祖先,为生物进化提供了依据。
①未涉及 细胞;
②未涉及 ;
③未涉及生物或细胞间的“ ”。
细胞学说未涉及
原核
病毒
差异性
题型1
细胞学说
例1.细胞学说认为:所有的生物都是由一个或多个细胞组成的;细胞是所有
生物的结构和功能的单位;所有的细胞必定是由已存在的细胞产生的。据此分析,下列
叙述错误的是( )
A.生物具有多样性 B.生物具有遗传性 C.生物能定向变异 D.生物具有统一性
C
[解析] 所有的生物都是由一个或多个细胞组成的,细胞是所有生物的结构和功能的单位,说明生物具有多样性和统一性,A、D正确。所有的细胞必定是由已存在的细胞产生的,说明生物具有遗传性,B正确。生物的变异是不定向的,C错误。
知识点2
生命系统的结构层次
病毒 无细胞结构,必须寄生在 中才能生活
单细胞生物 依靠 完成各种生命活动
多细胞生物 依赖 共同完成复杂的生命活动
各种生理活动
生长发育
遗传变异
动植物的生
命活动基础
生物
类型
单个细胞
活细胞
各种分化的细胞
原因
细胞代谢
细胞增殖与分化
细胞内基因的传递和变化
1.细胞是基本的生命系统
概念:生命系统是指可以 的系统。
独立完成生命活动
知识点2
生命系统的结构层次
2.生命系统的结构层次
各种生物具有的结构层次:
(1)高等动物
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
(2)高等植物
细胞→组织→器官→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
(3)单细胞生物
细胞→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
(4)病毒
病毒没有细胞结构,不属于生命系统的结构层次
题型2
生命系统的结构层次
例2.下列各项组合中,能体现生命系统由简单到复杂的正确层次的是( )
①核酸 ②肌细胞 ③呼吸道上皮 ④病毒 ⑤皮肤
⑥野猪 ⑦同一片森林中的所有野猪 ⑧亚热带常绿阔叶林
⑨一个池塘中所有鱼类 ⑩一个池塘中所有生物.
A.①④②③⑤⑥⑦⑨⑩⑧
B.②③⑤⑥⑦⑩⑧
C.⑧⑩⑨⑥⑤③②
D.⑧⑩⑦⑥⑤③②
B
组织
器官
延伸:一个大西瓜
器官
血液
组织
骨骼肌
器官
叶绿体
胃黏膜
组织
不是。仅人工合成了1条染色体,并未合成细胞这一最基本的生命层次
思考:我国科学家将酿酒酵母的16条染色体重新设计并人工合成为1条染色体,将其移植到去核的酿酒酵母细胞后,该细胞表现出相应的生命特征。请从生命的系统观角度分析说明,这是不是实现了人工合成生命?为什么?
知识点3
显微镜的使用
光学显微镜(最高分辨率约为0.2μm)
电子显微镜(最高分辨率约为0.2nm)
知识点3
显微镜的使用
1.显微镜的种类
光学显微镜
——显微结构(细胞水平)
能看到的细胞结构:细胞壁、叶绿体、大液泡、染色体、线粒体、细胞核
电子显微镜
——亚显微结构(细胞器水平)能看到的细胞结构:核糖体、中心体、核孔、内质网、“细胞膜的三层结构”
2.显微镜的使用
先低后高
先移后转
知识点3
显微镜的使用
3.显微镜的成像特点
①显微镜下所成的像是 。
倒立且放大的虚像
(左右相反、上下颠倒,相当于将观察物水平旋转180度。)
移动规律: 同向移动法(偏向哪边,就向哪边移,如偏右下角就向右下角移动)
= 对长或宽 而非面积或体积 的放大
②放大倍数 = 目镜倍数×物镜倍数
长或宽
目镜
面积或体积
物镜
③探究视野中细胞数目与放大倍数变化的关系。
知识点3
显微镜的使用
4.教材中使用显微镜的实验
① 细胞中脂肪的检测(必修一,P18)
② 用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动(必修一,P50)
③ 探究植物细胞的吸水和失水(必修一,P64)
④ 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂(必修一,P116)
⑤ 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片(必修二,P24)
⑥ 低温诱导植物细胞染色体数目的变化(必修二,P89)
⑦培养液中酵母菌种群数量的变化(选必二,P11)
⑧研究土壤中小动物类群的丰富度(选必二,P31)
知识点3
显微镜的使用
4.显微镜的考点
(1)考察对实验材料的处理
①材料选取:如观察叶绿体的形态需选择含叶绿体较多的材料(菠菜叶片的下表皮细胞)
②染色材料:有的材料不需要染色,如观察叶片的保卫细胞和紫色洋葱鳞片叶表皮细胞的液泡。有的材料需要经过染色才能观察清楚,如观察口腔上皮细胞的基本结构要用稀碘液染色。
③材料状态:有的观察材料要始终保持活细胞状态,如观察细胞质的流动。有的材料只有将细胞杀死固定才能观察清楚,如观察植物细胞的有丝分裂;低温诱导染色体变异。
(2)考察临时装片的制作技术
压片法:观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
装片法:观察植物细胞的吸水和失水
切片法:生物组织中脂肪的检测
知识点3
显微镜的使用
诺贝尔奖历史上的显微技术
2014年的诺贝尔化学奖颁给了三个物理学家:艾里克贝齐格、斯特凡·W·赫尔以及W·E·莫纳,以表彰他们对于发展超分辨率荧光显微镜做出的卓越贡献。
三人用荧光分子的开关效应,并巧妙利用物理中的受激辐射原理和数据分析中常用的拟合定位法,将光学显微镜分辨率提高至纳米尺度。他们的突破性工作使科学家们能够观察到活细胞中不同分子在纳米尺度上的运动
题型3
显微镜的使用
例3.甲图中①②③④表示目镜或物镜,⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,乙图和丙图分别表示不同物镜下观察到的图像。据图分析:
(1)要获得最大的放大倍数,应选择甲图中的哪种组合?
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?
提示 移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋
知识点4
病毒
1.病毒的成分
包膜病毒:
核酸
蛋白质外壳
包膜
糖蛋白
脂质
无包膜病毒
2.病毒的分类
依据有无包膜
包膜病毒
无包膜病毒
依据宿主进行分类
动物病毒
植物病毒
细菌病毒
依据核酸种类进行分类
DNA病毒
RNA病毒
双链DNA病毒
单链DNA病毒
双链RNA病毒
单链RNA病毒
知识点4
病毒
3.病毒的生活方式
在生态系统中的成分为 。(只有 在活细胞才能生活、繁殖)
消费者
寄生
思考:如何用32P标记T2噬菌体的DNA?
先把细菌培养在含32P的培养基上,然后用噬菌体去侵染被32P标记的细菌。
4.病毒的增殖
(1)无包膜病毒:
吸附→侵入→合成→组装→释放
(2)包膜病毒:
膜融合(类似于胞吞),将核衣壳都注入细胞中。
知识点4
病毒
5.病毒的中心法则
(1)病毒可遗传变异的来源主要是 。
基因突变
(2)遗传信息的传递:
生物种类 遗传信息的传递过程
以DNA作为遗传物质的生物 原核生物
真核生物
DNA病毒
以RNA作为遗传物质的生物 某些RNA病毒
逆转录病毒
蛋白质
翻译
转录
DNA
RNA
逆转录
RNA
复制
翻译
蛋白质
复制
DNA
转录
RNA
复制
RNA
蛋白质
翻译
知识点4
病毒
6.病毒的应用
①免疫学方面:
②基因工程方面:
③细胞工程方面:
经过处理,病毒在免疫调节中可以作为 疫苗(抗原)。第1代:减毒病毒活疫苗、灭活病毒疫苗
第2代:亚单位疫苗、人工合成肽疫苗
第3代:DNA疫苗、RNA疫苗、重组载体疫苗
作为基因工程载体:噬菌体、动植物病毒
动物细胞工程:灭活的仙台病毒诱导动物细胞融合
植物细胞工程:作物脱毒(植物分生区附近如茎尖的病毒极少,甚至无病毒)
④生态学方面:生态学中利用其寄生关系控制有害动物数量的增长,如澳大利亚曾引入黏液瘤病毒控制野兔的数量。
⑤作物育种方面:某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA,诱发基因突变,从中选育作物新品种。
题型4
病毒
例4.【2017年全国I卷】根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害,通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型,简要写出(1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
实验思路:
甲组:
乙组:
预期结果及结论:
将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,
之后接种病毒.培养一段时间后收集病毒病检测其放射性
将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,
之后接种病毒.培养一段时间后收集病毒病检测其放射性
若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒
题型4
病毒
思考:能否利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法,分别用放射性同位素32P、35S标记的新冠病毒,侵染人肺细胞来探究新冠病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质?,其原因是什么?
否,因为新冠病毒侵染宿主细胞时,病毒衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞,无法确定放射性来源于蛋白质还是RNA。
例5.【2024·新课标卷】机体感染人类免疫缺陷病毒(HIV)可导致艾滋病。
请设计实验验证某血液样品中有HIV,简要写出实验思路和预期结果。
实验思路1:
预期结果:
利用抗HIV抗体,与血液样品进行抗原—抗体杂交实验。
检测结果为阳性
实验思路2:
预期结果:
从样品中提取RNA,逆转录得cDNA,用HIV核酸特异性引物进行PCR,电泳检测PCR产物。
有目的条带
知识点5
原核细胞与真核细胞
1.分类依据:
细胞内有无以核膜为界限的细胞核
细胞
有核膜
动物
植物
真菌
无核膜
主要是细菌
蓝细菌
杆菌、球菌、弧菌、螺旋菌等
放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体
酵母菌
霉菌(青霉、毛霉、曲霉、根霉)
蕈菌(蘑菇、木耳、灵芝等)
知识点5
原核细胞与真核细胞
2.原核细胞
细菌
基本结构
细胞膜
细胞质
细胞壁:
拟核:
特殊结构:
由肽聚糖组成
质粒:
小型环状DNA
鞭毛、荚膜等
细胞质基质
核糖体
裸露的大型环状DNA,无染色体
(1)细菌
知识点5
原核细胞与真核细胞
杆菌
球菌
螺旋菌
弧菌
①不是所有带“菌”的都是细菌,通常带“杆、弧、球、螺旋”等形状修饰词的菌属于细菌。
②细菌在生态系统中可分为生产者(硝化细菌)、消费者(寄生细菌)、分解者(腐生细菌:大肠杆菌)。
有些需氧(硝化细菌)、有些厌氧(破伤风杆菌)
③无线粒体的很多细菌能进行有氧呼吸,其主要在细胞质基质和细胞膜内侧进行的。
链霉菌是放线菌,是原核生物;
霉菌(青霉、毛霉、根霉、曲霉)是真菌,是真核生物
④大多数细菌种类是营腐生或寄生生活的异养生物。
知识点5
原核细胞与真核细胞
蓝细菌
细胞膜
细胞质
细胞壁:
拟核:
由肽聚糖组成
有光合片层,含叶绿素和藻蓝素,可以进行光合作用
细胞质基质:
核糖体
裸露的大型环状DNA,无染色体
去壁不能用纤维素酶和果胶酶
蓝细菌主要包括 。
色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜
蓝细菌一般用肉眼是分辨不清,但当以细胞群体的形式存在时是可见的。如发生在淡水的水华,发生在海洋的赤潮,发菜。
(2)蓝细菌
2.原核细胞
知识点5
原核细胞与真核细胞
人体生殖道支原体可能是最小、最简单的单细胞生物。与细菌的细胞结构的区别是支原体 细胞壁。
支原体结构模式图(P一12)
细胞膜
细胞质
DNA
核糖体
RNA
内容物
核糖体
正在合成的肽链
RNA聚合酶
mRNA
没有
(3)支原体
2.原核细胞
原核细胞有核糖体,但无内质网、高尔基体,因此不存在蛋白质在他们上面的加工、运输过程。
原核无核膜,转录和翻译可同时进行(边转录边翻译)。
知识点5
原核细胞与真核细胞
3.真核细胞
细胞内有 ,叫做真核细胞,由真核细胞构成的生物叫做 ,如 等。
真核生物
动物、植物、真菌
以核膜为界限的细胞核
质基因:边转录,边翻译
核基因:先转录(核)→后翻译(质)
知识点5
原核细胞与真核细胞
3.原核细胞与真核细胞的异同
项目 原核细胞 真核细胞
本质区别
细胞壁 主要成分为肽 聚糖(支 原体无壁)
(青霉素 和溶菌酶 可破坏) 植物:主要成分是纤维素和果胶
真菌:主要成分是几丁质
细胞质 只有核糖体一种 细胞器,
无细胞骨架,无生物膜系统 有核糖体等多种 细胞器
核区
DNA
存在形式 拟核:大型环 状
质粒:小型环 状 +蛋 白质→染色体(质)
线粒体、叶绿体:裸 露环状
肽聚糖
支原体
青霉素
溶菌酶
纤维素、果胶
几丁质
核糖体一种
核糖体等多种
大型环
小型环
大型环
蛋白质
染色质/体
无染色质/体
三无:核膜、核仁、染色质
三有:核膜、核仁、染色质
无以核膜为界限的细胞核
有以核膜为界限的细胞核
DNA
知识点5
原核细胞与真核细胞
3.原核细胞与真核细胞的异同
50S
30S
原核生物核糖体
真核生物核糖体
70S
80S
大亚基
小亚基
60S
40S
大亚基
小亚基
某些抗生素(如链霉素)只与70S核糖体结合,不与80S核糖体结合,影响细菌的蛋白质合成,而不影响宿主的蛋白质合成,从而达到抑菌的作用。
知识点5
原核细胞与真核细胞
3.原核细胞与真核细胞的异同
项目(续) 原核细胞 真核细胞
变异类型
分裂方式
是否遵循
遗传规律
呼吸场所
光合场所
共有的结构或物质
二分裂
有丝分裂、无丝分裂、减数分裂
不遵循(不进行减数分裂,不产生配子,无法发生基因的分离与组合)
细胞质基质→线粒体
蓝细菌:光合片层和细胞质基质
叶绿体(植物)
细胞膜、细胞质、核糖体、DNA、RNA等,遗传物质都是DNA。
、基因重组、染色体变异
基因突变(可通过基因工程进行基因重组)
细胞质基质→细胞膜
不遵循
质基因:不遵循
核基因:有性生殖时遵循,无性时
题型5
原核细胞与真核细胞
例6( 2018 全国Ⅰ卷, 2)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA—蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是( )
A.真核细胞染色体和染色质中都存DNA—蛋白质复合物
B.真核细胞的核中有DNA—蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有
C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶
D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶
B
拓展:核酸-蛋白质复合物
染色体(质)
DNA病毒
核糖体
RNA病毒
端粒酶
DNA + 蛋白质
RNA + 蛋白质
端粒
RNA聚合酶
DNA聚合酶
解旋酶
核酸-酶蛋 白复合体(在复 制、转录、逆转录时出现)
核酸-酶蛋白
复制、转录、逆转录
知识点6
细胞的多样性与统一性
1.细胞多样性的表现
2.细胞多样性的原因
不同细胞形态、大小、种类、结构、功能上存在差异
直接原因:
根本原因:
蛋白质多样性(生命活动的主要承担者)
基因的选择性表达
不同生物:
同种生物不同细胞:
DNA多样性
知识点6
细胞的多样性与统一性
知识点6
细胞的多样性与统一性
3.细胞的统一性
细胞的统一性
结构
组成
能量
增殖
遗传
都有细胞膜、
细胞质、
核糖体
一般都以ATP作为直接能源物质
组成细胞的元素和化合物种类基本相同
都以细胞分裂的方式进行增值
都以DNA作为遗传物质,共用一套遗传密码
Lavf58.46.101
Lavf58.29.100
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