内容正文:
细胞的概述及其分子组成
第一单元
第1课时 走近细胞
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。
2.描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有以核膜为界限的细胞核。
3.活动:使用高倍显微镜观察几种细胞
课标要求
内容索引
NEIRONGSUOYIN
演练感悟
考点二
细胞的多样性和统一性
真题
细胞是生命活动的基本单位
考点一
细胞是生命活动的基本单位
考点一
梳理 必备知识
1.细胞学说及其建立过程
(1)内容
动植物
细胞和细胞产物
其他细胞
老细胞
[点拨] 细胞学说中2个“统一”和4个“未涉及”
①2个“统一”
a.统一了“动植物”(均由细胞和细胞产物所构成);b.统一了“细胞”(细胞均有自己的生命,又对整体生命起作用;新细胞均来自老细胞)。
②4个“未涉及”
a.未涉及原核细胞;b.未涉及病毒;c.未涉及真菌;d.未涉及生物或细胞间的“差异性”。
(2)意义
①明确了 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 ,从而阐明了生物界的统一性。
②标志着生物学的研究进入 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为 的确立埋下了伏笔。
细胞
统一性
细胞
生物进化论
(3)建立过程
科学家 成就
维萨里和比夏 在器官、组织水平上研究生命
罗伯特·胡克 用显微镜观察植物的木栓组织,发现并命名了细胞
列文虎克 用自制的显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等
施莱登和施旺 创建了细胞学说
提出细胞通过分裂产生新细胞
魏尔肖
拾遗•挖掘
(人教必修1 P3~4“思考·讨论”)施莱登和施旺只是在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“一切动植物都是由细胞构成的”,且这一结论是可信的。
2.细胞是基本的生命系统
(1)生命活动离不开细胞
活细胞
单个细胞
各种分化的细胞
细胞代谢
细胞增殖与分化
(2)生命系统的结构层次
种群
群落
[点拨] ①草履虫等单细胞生物既属于细胞层次,又属于个体层次,没有组织、器官、系统这三个结构层次。植物没有系统层次。
②生命系统的结构层次中,可含“非生物成分”的有生态系统、生物圈。
③病毒属于生物,但不是生命系统的结构层次。
④地球上最早出现的生命形式是单细胞生物。生物繁殖和进化的基本单位是种群。
【错漏诊断】
1.细胞学说认为一切生物体均由细胞构成。( )
2.细胞通过分裂产生新细胞是魏尔肖用显微镜观察发现的。( )
3.所有的细胞都来源于先前存在的细胞,暗示不同生物可能有相同祖先。( )
4.一个分子或一个原子均属于系统,但不属于生命系统。( )
5.“离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气”证明了细胞是生命活动的基本单位。( )
6.(2024·河北卷)病毒增殖需要的蛋白质在自身核糖体合成。( )
×
×
√
√
×
×
深研 重难问题
探究 如图分别表示HIV和T2噬菌体的结构,请据图回答有关问题。
(1)HIV不能用一般的培养基培养,原因是
。
(2)HIV的最外层有病毒包膜,推测其进入宿主细胞的方式
是_______________________________________________
________________________________________________。
(3)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒。如果想用放射性同位素标记T2噬菌体,该如何操作?
。
(4)怎么理解“病毒属于生物,却又不是生命系统的任一结构层次”?
提示:
依靠病毒包膜和细胞膜的融合,以类似胞吞的方式进入宿主细胞
在活的宿主细胞中,其物质合成和能量供应都依赖于
宿主细胞
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
HIV只能寄生
因为病毒能寄生在宿主(活细胞)内,并进行大量繁殖产生子代,表现出生命的特征,所以病毒属于生物;但病毒自身无细胞结构,因此不是生命系统的任一结构层次。
归纳提升
精练 迁移应用
考向1 细胞学说及其建立过程
1.(多选)(2026·江苏徐州期中)细胞学说是自然科学史上的一座丰碑。下列说法不正确的是( )
A.显微镜的发明促进了细胞学说的发展
B.细胞学说揭示了动植物的多样性
C.耐格里总结出“细胞通过分裂产生新细胞”
D.细胞学说标志生物学的研究进入细胞水平
BC
解析:光学显微镜的发明和使用为细胞学说的建立提供了技术支持,A正确;细胞学说揭示了动物和植物的统一性,没有揭示多样性,B错误;魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”,是对细胞学说的补充,C错误;细胞学说的建立使生物学的研究由器官、组织水平进入细胞水平,D正确。
2.(2023·辽宁卷,1)科学家根据对部分植物细胞观察的结果,得出“植物细胞都有细胞核”的结论。下列叙述错误的是( )
A.早期的细胞研究主要运用了观察法
B.上述结论的得出运用了归纳法
C.运用假说—演绎法将上述结论推演至原核细胞也成立
D.利用同位素标记法可研究细胞核内的物质变化
C
解析:早期的细胞研究需要使用显微镜等工具,主要运用了观察法,A正确;根据部分植物细胞有细胞核,得出“植物细胞都有细胞核”这一结论,运用的是归纳法中的不完全归纳法,B正确;原核细胞中没有以核膜为界限的细胞核,C错误;同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律,故可利用其研究细胞核内的物质变化,D正确。
题后归纳
归纳法和假说—演绎法的比较
类型 思维方法 结论
归纳法 由一系列具体事实推出一般结论 由不完全归纳得出的结论很可能是可信的,因此可以用来预测和判断,不过也需要注意存在例外的可能
假说—演绎法 在观察、实验和分析的基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,推出预测的结果,再通过实验来检验 如果实验结果与预测相符,则证明假说是正确的;反之,则说明假说是错误的
考向2 生命系统的结构层次及病毒
3.(多选)如图表示生命系统的结构层次,序号和箭头依次代表从微观到个体再到宏观的具体层次,结合所学的知识进行分析,下列叙述正确的是( )
A.松树没有的结构层次是①
B.鱼的心脏属于图中②所代表的结构层次,柳树的根属于图中③所代表的结构层次
C.HIV在图中相应的位置应该是④
D.从细胞到生物圈,生命系统层层相依,又各自有特定的组成、结构和功能
AD
解析:题图中①表示系统,②为器官,③为组织,④为细胞,⑤⑥⑦⑧应分别为种群、群落、生态系统、生物圈,故松树没有①系统这一结构层次,A正确;鱼的心脏和柳树的根都属于生命系统的器官层次,即题图中的②,B错误;病毒无细胞结构,不属于生命系统,故在题图中不能找到HIV相应的位置,C错误;从生物圈到细胞,各层次有自身特定的组成、结构和功能,又相互联系,层层相依,D正确。
4.(2022·海南卷,1)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
D
解析: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。
溯源教材
(人教必修1 P14“复习与提高”)2002年7月12日,美国《科学快报》报道了纽约州立大学几位病毒学家人工合成脊髓灰质炎(俗称小儿麻痹症)病毒的消息和简略的研究过程。用人工合成的病毒感染小鼠的实验证明,人工合成的病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎,只是毒性比天然病毒小得多。
细胞的多样性和统一性
考点二
梳理 必备知识
1.使用高倍显微镜观察几种细胞
(1)显微镜的使用方法
低倍镜
视野中央
转换器
(2)显微镜的成像特点和装片移动规律
左上方
(3)视野中细胞数目变化与放大倍数的关系
若视野中细胞为单行,计算时只考虑长度;若视野中充满细胞,计算时考虑面积的变化。细胞数目与放大倍数的变化规律如图所示:
4
4
(4)情况分析
拾遗•挖掘
(苏教必修1 P36正文)常用的电子显微镜有透射电子显微镜和扫描电子显微镜。
2.细胞的多样性和统一性
(1)辨析原核细胞与真核细胞的模式图
图1属于 ,图2属于 。
图1代表的细胞与图2代表的细胞最主要的区别是__________________
;两类细胞共有的细胞器是 。
图1蓝细菌细胞中无图2植物细胞中的⑥ ,但也能进行光合作用的原因是其细胞中含有 及光合作用所需的酶。
图中属于自养生物的是 ,属于异养生物的是 。
上述细胞的统一性表现在______________________________________
。
原核细胞
真核细胞
图1代表的细胞没有
以核膜为界限的细胞核
核糖体
叶绿体
藻蓝素和叶绿素
蓝细菌和植物
大肠杆菌
都有细胞膜、细胞质、核糖体,都以DNA为
遗传物质
(2)归类常见的原核生物、真核生物
①蓝细菌 ②衣藻 ③发菜 ④硝化细菌 ⑤酵母菌 ⑥大肠杆菌 ⑦链球菌 ⑧眼虫 ⑨沙眼衣原体 ⑩支原体 变形虫
原核生物: ;
真核生物: 。
①③④⑥⑦⑨⑩
②⑤⑧
(3)原核细胞与真核细胞7个方面的区别
拾遗•挖掘
(人教必修1 P11“旁栏思考”)“原核细胞”中的“原”字指“原始”的含义; “真核细胞”中的“真”字指“真正”的含义;从进化的视角看,真核细胞是由原核细胞进化而来的。
3.细胞多样性与统一性的分析
(1)细胞多样性的原因
蛋白质分子的结构
基因的选择性表达
拾遗•挖掘
(苏教必修1 P36正文)有的细胞用肉眼就能看见,如鸟类的卵细胞、蛙的卵细胞;很多细胞的直径在10~100 μm范围内,可以用低倍光学显微镜观察;大多数细菌细胞的直径仅为0.5~5.0 μm,需要用高倍光学显微镜或电子显微镜才能观察清楚。
(2)细胞统一性的原因及表现
[点拨] 有关细胞生物的3个“不一定”
①能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体,如蓝细菌。
②能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体,如蓝细菌和硝化细菌。
③带“菌”字的不一定都是细菌,如酵母菌、霉菌(青霉、毛霉等)是真菌,属于真核生物。
【错漏诊断】
1.原核生物主要分为细菌和蓝细菌两大类。( )
2.念珠蓝细菌常以细胞群体的形式出现,是多细胞原核生物。( )
3.蓝细菌与叶绿体含有的光合色素相同。( )
4.(2024·湖北卷)硝化细菌没有中心体,因而不能进行细胞分裂。( )
5.(2024·江苏卷)观察黑藻的细胞质流动时,在高倍镜下先调粗准焦螺旋,再调细准焦螺旋。( )
×
×
×
×
×
深研 重难问题
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 (填“真核生物”或“原核生物”),判断的依据是 。
(2)将支原体细胞置于清水中,其 (填“会”或“不会”)吸水涨破,原因是
___________________________________________
_______________________________。
(3)支原体营 (填“寄生”或“腐生”)生活,判断的依据是
。
(4)支原体在人工合成生命的探索中的价值是______
_____________________________________________
____________________________________________
_________________________。
原核生物
支原体无以核膜为界限的细胞核
会
寄生
支原体需要从活生物身上吸取营养来
养活自己
细胞壁具有保护和支持的作用,支原体没有细胞壁,而清水浓度低于细胞内浓度,细胞会持续吸水涨破
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,为人工合成生命提供理想的实验材料
精练 迁移应用
考向1 原核细胞和真核细胞的比较
1.(2025·河南卷,1)某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中,构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞。下列结构中,这种细胞一定含有的是( )
A.核糖体 B.线粒体
C.中心体 D.溶酶体
A
解析:某研究小组将合成的必需基因导入去除DNA的支原体中,构建出具有最小基因组且能够正常生长和分裂的细胞,在导入的合成的必需基因具体作用未知的前提下,由于支原体属于原核生物,则一定含有的细胞器是核糖体,A正确。
溯源教材
(人教必修1 P12“生物科技进展”)20世纪90年代,美国科学家文特尔领导的小组研究了某种支原体的基因,从中筛选出生命活动必不可少的300多个基因,并进行人工合成。他们将人工合成的这些基因进行拼接、处理,注入去掉DNA的支原体细胞中,组成一个新的细胞。这样的新细胞具有进行基本生命活动的能力和繁殖能力。
2.(2026·泗阳高级中学月考)嗜盐菌是一种能在高浓度盐溶液中生长的细菌,该菌中有一种结合蛋白称为菌紫质,菌紫质能将光能转换成化学能。下列叙述正确的是( )
A.菌紫质由染色质上的遗传物质控制合成
B.嗜盐菌的线粒体为其生命活动提供能量
C.嗜盐菌的细胞膜外侧具有由纤维素构成的细胞壁
D.嗜盐菌和蓝细菌可能存在功能上类似的结构
D
解析:嗜盐菌是原核生物,不含染色质,A错误;嗜盐菌是一种原核生物,其细胞内没有线粒体,形成ATP的场所是细胞质基质和细胞膜,B错误;嗜盐菌为原核生物,其细胞膜外侧通常具有由肽聚糖构成的细胞壁,C错误;嗜盐菌中可能存在功能上类似于蓝细菌光合膜的结构,都能将光能转化为化学能,D正确。
考向2 原核细胞和真核细胞的统一性辨析
3.(2026·江苏宿迁调研)乳酸菌和酵母菌都是我们生产生活中经常运用的微生物,以下说法正确的是( )
A.二者都以DNA作为主要遗传物质
B.二者生命活动所需能量都主要来自有氧呼吸第三阶段
C.二者细胞中蛋白质的合成都发生在细胞质基质中的核糖体上
D.二者的DNA都可以与蛋白质结合形成DNA—蛋白质复合物
D
解析:乳酸菌和酵母菌都是具有细胞结构的生物,因此遗传物质都是DNA,而不是以DNA作为主要的遗传物质,A错误;乳酸菌是厌氧生物,不能进行有氧呼吸,B错误;酵母菌是真核生物,细胞内的线粒体具有半自主性,有部分蛋白质在线粒体内合成,C错误;乳酸菌和酵母菌中的DNA复制或转录时,会与相关的酶结合形成DNA—蛋白质复合物,D正确。
4.(多选)(2026·江苏盐城模拟)图中甲和乙为两种细胞的亚显微结构示意图,下列有关叙述正确的是( )
A.甲虽然没有线粒体但能进行有氧呼吸
B.甲和乙细胞壁的主要成分完全相同
C.甲和乙在结构上的本质区别是甲没有各种细胞器而乙有
D.以上两种细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质等结构,体现了细胞的统一性
AD
解析:甲蓝细菌是原核生物,没有线粒体,但是具有与有氧呼吸相关的酶,所以能进行有氧呼吸,A正确;甲蓝细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖,乙植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,B错误;甲蓝细菌和乙植物细胞在结构上的本质区别是蓝细菌没有以核膜为界限的细胞核,而植物细胞有,C错误;甲和乙细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质等结构,体现了细胞具有统一性,D正确。
考向3 显微镜的使用
5.(2026·江苏徐州期中)光学显微镜的分辨率可达到0.2 μm,电子显微镜的分辨率可达到0.2 nm,部分细胞、结构和物质的大小如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.光学显微镜可观察到细菌的拟核
B.光学显微镜可观察植物细胞中的核糖体
C.电子显微镜能观察到噬菌体的形态
D.电子显微镜无法观察到细胞骨架中的微丝
C
解析:细菌的大小在1 μm左右,而光学显微镜的分辨率为0.2 μm,理论上可以观察到细菌的拟核,但拟核是细菌细胞内的一个区域,没有核膜包裹,其内部的物质分布在光学显微镜下不易区分,所以在实际中很难清晰观察到细菌拟核,A错误;核糖体的大小不到0.1 μm,而普通光学显微镜的分辨率只有0.2 μm,不能用光学显微镜观察植物细胞中的核糖体,B错误;电子显微镜的分辨率可达到0.2 nm,图示噬菌体的大小是100 nm,故可用电子显微镜观察噬菌体的形态,C正确;微丝的直径约为7 nm,电子显微镜的分辨率为0.2 nm,可以观察到
细胞骨架中的微丝,D错误。
6.(多选)(2026·江苏连云港模拟)下列有关显微镜的叙述,不正确的是
( )
A.①中的a、b表示目镜,镜头a的放大倍数大于镜头b
B.若放大②中c处细胞,应将装片左移→转动转换器→调节光圈和反光镜→转动细准焦螺旋
C.③中X应为4
D.③中换用高倍物镜前应先提升镜筒,以免镜头压坏装片
ACD
解析:a、b有螺纹,属于物镜,物镜的长度和放大倍数成正比,因此,镜头a的放大倍数小于镜头b,A错误;显微镜成的像是左右相反、上下颠倒的虚像,视野中物像的移动方向与装片中实物的运动方向正好相反,所以要将②中左侧的c移到视野中央,应将装片左移,B正确;显微镜的放大倍数是指对物体长度或宽度的放大倍数,而非面积,由于视野中充满细胞,放大后视野中的细胞数与放大倍数的平方成反比,③中由X个细胞到64个细胞,则64个细胞放大倍数为之前的4倍时,所观察到的细胞数目应为原先的1/16,所以X应为16×64=1 024,C错误;在换用高倍物镜前通过转动转换器更换物镜,而不能提升镜筒,D错误。
真题 演练感悟
2
3
1
4
1.(2023·福建卷,3)生物学研究常运用特定的科学方法来阐释生命现象及规律。下列科学方法与对应的应用不相符的是( )
选项 科学方法 应用
A 完全归纳法 细胞学说的建立
B 假说—演绎法 孟德尔两大遗传定律的发现
C 建构模型 研究种群数量的变化规律
D 预实验 探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
A
2
3
1
4
解析:细胞学说的建立运用的是不完全归纳法,A符合题意;孟德尔发现两大遗传定律运用了假说—演绎法,其基本步骤为提出问题→作出假说→演绎推理→实验验证(测交实验)→得出结论,B不符合题意;研究种群数量的变化规律是通过建构数学模型实现的,C不符合题意;在正式实验前应先做一个预实验,进行预实验是为进一步的实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以避免盲目开展实验造成人力、物力和财力的浪费,D不符合题意。
2
3
1
4
2.(2025·甘肃卷,1)地达菜又称地木耳,是由念珠蓝细菌形成的胶质群体。关于地达菜的细胞,下列叙述错误的是( )
A.没有叶绿体,但是能够进行光合作用
B.没有中心体,细胞不会进行有丝分裂
C.含有核糖体,能合成细胞所需蛋白质
D.有细胞骨架,有助于维持细胞的形态
D
2
3
1
4
解析:念珠蓝细菌没有叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素,能够进行光合作用,A正确;中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中,念珠蓝细菌是原核生物,没有中心体,原核细胞进行二分裂,而不是有丝分裂,有丝分裂是真核细胞的分裂方式,B正确;原核细胞含有核糖体,核糖体是合成蛋白质的场所,所以能合成细胞所需蛋白质,C正确;细胞骨架是真核细胞中由蛋白质纤维组成的网架结构,原核细胞没有细胞骨架,D错误。
2
3
1
4
3.(2024·北京卷,1)关于大肠杆菌和水绵的共同点,下列表述正确的是
( )
A.都是真核生物
B.能量代谢都发生在细胞器中
C.都能进行光合作用
D.都具有核糖体
D
2
3
1
4
解析:大肠杆菌是原核生物,水绵是真核生物,A错误;大肠杆菌只具有核糖体,无线粒体等其他细胞器,能量代谢不发生在细胞器中,B错误;大肠杆菌无光合色素,不能进行光合作用,C错误;原核生物和真核生物都具有核糖体,D正确。
2
3
1
4
4.(2024·全国甲卷,1)细胞是生物体结构和功能的基本单位。下列叙述正确的是( )
A.病毒通常是由蛋白质外壳和核酸构成的单细胞生物
B.原核生物因为没有线粒体所以都不能进行有氧呼吸
C.哺乳动物同一个体中的细胞的染色体数目有可能不同
D.小麦根细胞吸收离子消耗的ATP主要由叶绿体产生
C
2
3
1
4
解析:病毒不具有细胞结构,因此不是细胞生物,A错误;某些原核生物具有与有氧呼吸相关的酶,可进行有氧呼吸,如蓝细菌,B错误;哺乳动物个体内存在进行有丝分裂的细胞,处于有丝分裂后期、末期的细胞的染色体数目是体细胞的2倍,C正确;小麦的根细胞没有叶绿体,其细胞代谢所需能量主要由线粒体提供,D错误。
$