第2节 细胞的多样性和统一性

第2节 细胞的多样性和统一性

[问题导入]

1．细胞学说主要是谁建立起来的？你能说出其中的内容吗？

2．使用高倍镜的操作步骤是怎样的？

[重点聚焦]

1．使用显微镜观察细胞

（1）显微镜使用步骤

分为以下三步：

取镜（右握左托）和安放（略偏左，安镜头）；

对光（升→转→看→调）；

观察[放→压→降（侧视）→看→升→调]。

（2）临时装片的制作

临时装片的制作步骤：擦拭玻片→滴清水（或生理盐水）→取材→展平（或涂抹均匀）→盖片→染色（滴入，吸水纸吸引）→观察。

①擦拭载玻片、盖玻片时，应用左手的拇指、食指夹住沾有水的载玻片、盖玻片的两侧，用右手拇指和食指将纱布在载玻片、盖玻片上下两面轻轻擦拭，玻片上若有油迹可将纱布蘸上酒精擦拭。

②滴清水或生理盐水时，不要太多，也不要太少。滴多了会溢出盖玻片外，滴少了则容易产生气泡。滴水的目的是____________________。

③取洋葱表皮时，一定要取洋葱内侧的表皮，且不宜过大。

④滴加稀碘液时要适量，多了会溢出而污染实验台，少了染色不充分。

（3）观察细胞

①当观察人的口腔上皮细胞时，应选用较小的光圈，以使背景暗一些、图像界线比较清晰。

②观察在左眼注视目镜的同时，右眼__________，注视画图。

③画图。一般用3H铅笔，图中较暗之处，要用细点表示，越暗的地方，细点越多，不能用黑色线条或涂阴影表示暗处。

2．原核细胞和真核细胞

（1）原核细胞：细胞中没有成形的细胞核，即没有核膜包围的细胞核。原核细胞的遗传信息量较小，遗传物质相对集中在细胞中央的区域，这个区域称为__________。

由原核细胞组成的生物叫原核生物。

常见的原核生物有

①细菌：如大肠杆菌、痢疾杆菌、肺炎双球菌、根瘤菌、结核杆菌、乳酸菌、甲烷杆菌、硝化细菌等等。

②蓝藻：如颤藻、念珠藻、发菜等水域污染、富营养化产生的水华中含有蓝藻。

二者的相同点：都属于原核细胞，都没有成形的细胞核，即没有核膜包围着的细胞核，遗传物质DNA存在于细胞中央的拟核内。都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体等结构。

二者的不同点：有的细菌有鞭毛，有的细菌有荚膜，有的细胞还能形成芽孢，而蓝藻没有这些结构。

③放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体等。

（2）真核细胞：有成形的细胞核，即有核膜包围的细胞核。

由真核细胞构成的生物叫真核生物。真核生物的种类多，绝大多数生物都是真核生物，如植物、动物、真菌等。

（3）原核细胞和真核细胞的多样性和统一性

①多样性：原核细胞与真核细胞种类繁多形态结构各异。

②统一性：原核细胞具有与真核细胞相似的细胞膜和细胞质，没有由核膜包被的细胞核，但有一个环状DNA分子，位于拟核内。真核细胞染色体的主要成分也是DNA。

3．细胞学说

（1）细胞学说的内容

①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；

②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的生命起作用；

③新细胞可以从老细胞中产生。

（2）从细胞学说建立的过程可以领会科学研究的方法：

①科学家先从宏观——人体的解剖和观察入手；

②借助显微镜——进入微观世界

③理论思维和科学实验结合——不断总结创新；

④细胞学说在修正中前进——科学无止境。

[重、难、疑点剖析]

1．正确区分病毒、原核生物、真核生物

（1）原核细胞和真核细胞的主要区别

	原核细胞	真核细胞
细胞大小	较小	较大
细胞核	无成形的细胞核，核物质集中在拟核。无核膜，无核仁。DNA不与蛋白质结合	有成形的真正的细胞核。有核膜，有核仁。DNA与蛋白质结合形成染色体
细胞质	除核糖体外，无其他细胞器	有各种细胞器
细胞壁	主要成分是肽聚糖	植物细胞、真菌细胞有，动物细胞无，主要成分是纤维素和果胶
代表生物	放线菌、蓝藻、衣原体	真菌、植物、动物

（2）病毒（如噬菌体）是没有细胞结构、由蛋白质和核酸（每种病毒只含一种核酸，DNA或RNA）等物质组成的简单生命体。不要把它们当成原核生物。

（3）原核生物种类较少，仅有蓝藻、细菌、放线菌、支原体等。

（4）单细胞的原生动物如常见的草履虫、变形虫、疟原虫（引起人体疟疾的病原体）等是真核生物，凡动物都是真核生物，单细胞绿藻（如黑藻）、单细胞的真菌（如酵母菌）等都是真核生物。不要把它们误认为是原核生物。

（5）如何判断细菌。凡是“菌”字前面有“杆”字、“球”字、“螺旋”及“弧”字的都是细菌。如大肠杆菌、肺炎球菌、霍乱弧菌等都是细菌。乳酸菌是个特例，它本属杆菌，但往往把“杆”字省略。

2．高倍镜的使用

操作顺序为：将要观察的物像移到视野中央→转动转换器换上高倍镜→调整光圈和反光镜使视野明亮适宜→调节细准焦螺旋，直到物像清晰。

由于低倍镜比高倍镜的视野范围大，在低倍镜下看到的物像换到高倍镜下不一定能看到，因此在换高倍镜之前必须在低倍镜下，将所要观察的物像移到视野正中央。由于在显微镜下观察到的物像是倒立的像，所以，标本移动的方向与物像移动的方向是相反的。例如，从目镜中观察，发现观察对象位于视野的坐下方，必须朝左下方移动装片才能使其移到视野的正中央。

低倍物镜和高倍物镜的区别如下表：

镜头长短 视野亮度 物像大小

低倍镜 短 亮 小

高倍镜 长 暗 大

由于高倍镜的玻璃透镜比低倍镜的玻璃透镜大，通过反光镜反射来的光线进入高倍镜的光线较少，高倍镜下看到的视野较暗，因此换高倍镜后，需要调整光圈和反光镜使视野变亮一些。

在低倍镜下找到物像换上高倍镜后就能看见物像，只需要调节细准焦螺旋把物像调清晰即可。具体操作是：将镜筒上升，然后双眼注视物镜和装片的距离，将镜筒再下降到最低点，左眼向目镜里观察，同时转动粗准焦螺旋使镜筒很缓慢地上升直到看到物像，再用细准焦螺旋将物像调清楚。

3．污点位置的判断、气泡与细胞的区别

用显微镜观察玻片标本时，目镜、物镜、所观察的材料是在同一直线上的，只要分别转动镜头或移动玻片标本，看污物是否随之而动，就可做出正确判断。

气泡有粗而黑的边缘，形状呈圆形或椭圆形或不规则形．里面往往是一片空白，用镊子尖轻轻压一下盖玻片，气泡就会变形或移动。而细胞则不会变形，且有一定形态结构。

例1 乳酸菌和酵母菌在结构上的重要区别是 （ ）

A．前者有液泡，后者无液泡 B．后者比前者高尔基体多

C．前者无成形细胞核，后者有细胞核 D．前者比后者核糖体多

【解析】乳酸菌是细菌，属于原核生物，酵母菌是真核生物，原核细胞和真核细胞的主要区别见上表。

【答案】 C

例2 下列生物中属于原核生物的一组是 （ ）

①蓝藻 ②酵母菌 ③草履虫 ④小球藻 ⑤水绵 ⑥青霉菌 ⑦葡萄球菌⑧链霉菌

A．①⑦⑧ B．①②⑥⑧ C．①③④⑦ D．①②⑥⑦⑧

【解析】原核生物包括蓝藻、细菌、放线菌、衣原体、支原体等。酵母菌和青霉菌属于真菌（真菌分为酵母菌、霉菌和食用菌三类）。草履虫属于原生动物，原生动物属于真核生物。小球藻、蓝藻和水绵虽然都属于藻类，但小球藻、水绵是多细胞植物，属于真核生物。葡萄球菌属于细菌（细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌三类，因此，带有“球”杆”和“螺旋”字的菌为细菌）。链霉菌属于放线菌。

【答案】 A。

例3 用显微镜观察标本时，一同学在观察酵母菌细胞时发现在视野右上方有一中间亮的黑边圆圈，于是想将它移回视野中央仔细观察。请根据以上叙述回答：

（l）中间亮的黑边圆圈是___________________。

（2）换高倍镜观察时要将黑边圆圈移到视野中央，应将标本向——移动，这样做的理由是 ___________________。

（3）产生这种黑边圆圈的主要原因是_________________________________。

灵机一动 倒

灵机一动 正中央

【解析】 实验过程中经常出现这种现象，有的同学误将气泡当细胞进行观察，气泡圆亮，边界清晰好看，易找到。形成的原因是，制片时操作不规范，盖盖玻片时未将盖玻片的一侧先接触水滴，载玻片上的水分过少。换高倍镜观察时应将黑边圆圈移到视野________，否则换高倍镜后找不到目标，原因是高倍镜观察的实际面积减少。移动标本时，物像与标本移动的方向相反，因为显微镜观察的是_______像。因此要将物像从右上方移到中央，向左下移动物像，需向右上方移动标本。

【答案】 （1）气泡；（2）右上；显微镜观察的是倒像；（3）盖盖玻片时操作不规范或载玻片上滴加的水过少。

例4 当显微镜的目镜为10×，物镜为10×时，视野范围内看到—行相连的8个细胞，若目镜不变，物镜换成40×时，则在视野中可看到这行细胞中的 （ ）

灵机一动 1／4

A．2个 B．4个 C．16个 D．32个

【解析】物镜换成40×时，放大倍数扩大4倍，则只能看到原视野中细胞数量的________，即2个。

【答案】 A。

[考题回放]

例1.（2004年·上海卷）观察玻片标本时，若发现视野上方较暗下方较亮，应调节（ ）

A．目镜 B．物镜 C．光 D．反光镜

【解析】导致视野上方较暗，下方较亮的原因主要是对光不好，视野亮度不均匀，故需调节反光镜。考查了学生对显微镜操作的熟悉情况。

【答案】 D。

例2. （2002年·广东河南卷）原核细胞内有的结构是（ ）

A．内质网 B核膜 C．核糖体 D．线粒体

【解析】 原核细胞无成形的细胞核（无核膜），无真核细胞具有的复杂的细胞器，如线粒体、内质网等，但有核糖体。

【答案】 C。

例3.（2004年·苏州模拟卷）曾引起世界恐慌的非典型肺炎（SARS）其致病因子是一种冠状病毒，生物学家认为该病毒是生物，因为这种病毒（ ）

A．由有机物组成 B．具有细胞结构 C．能进行繁殖 D．能使其他生物致病

【解析】病毒不具有细胞结构。生物的生殖使物种得以延续，是非生物所不具有的。由有机物组成，能使其他生物致病，不是病毒单独所具有的。

【答案】 C。

例4.（2005年·黄冈模拟卷）下列生物中属于原核生物的一组是（ ）

A．蓝藻和酵母菌 B．蓝藻和硝化细菌 C．绿藻和根瘤菌 D．水绵和紫菜

【解析】原核生物主要包括细菌和蓝藻，本题中硝化细菌、根瘤菌属于细菌；酵母菌、绿藻、水绵和紫菜都属于真核生物。

【答案】 B。

[探究延伸]

运用下列各物镜和目镜的组合进行观察实验，在显微镜视野中看到

（1）细胞数目最多的是 （ ）

（2）细胞体积最大的是 （ ）

（3）视野最暗的是 （ ）

【解析】低倍镜放大倍数低，一个视野内看到的细胞数目较多，但每个细胞体积较小野内比较明亮；换用高倍镜后，在一个视野里每一个细胞积变大，进入高倍镜的光线比低倍镜少，高倍镜下看到的视野较暗；由于高倍镜的放大倍数大，所以，看到的细胞体积较大，在同样大小的视野中看到的细胞数量自然会少一些。

【答案】（1）C （2）C （3）D

【点评】 弄清放大倍数与细胞数目细胞体积视野亮度的关系

[随堂闯关]

1．创立细胞学说的科学家是 （ ）

A．列文·虎克和罗伯特·胡克 B．沃森和克里克

C．达尔文和拉马克 D．施莱登和施旺

2．原核细胞和真核细胞共同的结构是： （ ）

A．细胞壁 B．细胞膜 C．细胞器 D．细胞核

3．在电子显微镜下我们看不到细菌的

A．细胞壁 B．核膜 C．细胞膜 D．细胞质

4．细胞学说主要阐明了

A．细胞的多样性 B．细胞结构的复杂性

C．生物结构的统一性 D．生物界的多样性

5．列表比较细胞核和拟核的异同

6．将下列生物的细胞或结构进行归类

①大肠杆菌 ②发菜 ③蓝藻 ④酵母菌 ⑤霉菌

⑥HIV ⑦水绵 ⑧SARS病原体 ⑨细菌 ⑩胰岛素

（1）真核细胞：_______________________________；

（2）原核细胞：_______________________________；

（3）非细胞结构：_____________________________。

[课后测试]

一、基础巩固题

1．在细胞学说建立的过程中，做出了重大贡献的科学家包括 （ ）

①维萨里 ②罗伯特虎克 ③列文虎克 ④马尔比基 ⑤施莱登

⑥施旺 ⑦耐格里 ⑧魏尔肖 ⑨达尔文 ⑩孟德尔

A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②③④⑤⑥ C．①②⑤⑥⑨⑩ D．①③⑤⑥⑧⑨

2．下列关于高倍镜使用的描述，错误的是 （ ）

A．先在低倍镜下看清楚，再转至高倍镜B．先用粗准焦螺旋调节再用细准焦螺旋调节

C．把视野调亮，图像才清晰 D．高倍镜缩小了观察的视野，放大了倍数

3．黑藻和蓝藻都是藻类，能进行光合作用，但它们在细胞结构上存在根本区别，这区别主要是： （ ）

A．是否有DNA B．是否有核膜 C．是否有细胞膜 D．是否有核糖体

4．导致细胞产生多样性的主要原因是： （ ）

A．细胞的化学成分 B．细胞的结构 C．细胞的增殖 D．细胞的分化

5．人体的胃和迎春叶都属于器官，是因为二者

A．均由不同细胞构成 B．均由细胞构成 C．均由几种不同的组织构成 D．功能相同

6．洋葱表皮细胞与口腔上皮细胞在结构上的区别是

A．细胞核 B．细胞膜 C．细胞质 D．细胞壁

二、思维拓展题

7．用一个放大倍数固定的目镜分别与4个不同倍数的物镜组合来观察口腔上皮细胞装片。当成像清晰时，每一物镜与载玻片的距离如图所示。如果载玻片位置不变，用哪一物镜在一个视野中看到的细胞最多？ （ ）

8．某同学在观察人口腔上皮细胞临时装片时，发现视野中有几个较清晰的细胞，但在图像上有一小片污物，影响了观察。

（1）在不调换目镜和物镜的情况下，要确认污物在装片上，可移动___________；若污物也跟着移动则可肯定。

（2）若要清除装片内部污物，又不允许重新制片或揭开盖玻片，应该___________，使污物与上皮细胞分离。

（3）若上皮细胞位于视野的左下方，欲移至视野中央观察，装片应向___________移动，换成高倍镜观察时，应使用___________螺旋，使物像清晰。

9．下图是“用显微镜观察人体口腔上皮细胞”的部分操作步骤，请看图回答下列问题。

（1）操作的正确顺序是_______________________________。

（2）F中，滴管滴出的是___________，其浓度为___________，滴加的目的是___________。

（3）C中滴管滴出的是___________，其作用是______________________，为达此目的还必须进行的操作是_____________________ （填编号）。

（4）B中的操作应先让盖玻片接触到液滴，再轻轻盖上，其目的是_________________，有利于观察。

10．下图为某生物的细胞结构模式图，据图回答：

（1）该细胞为________细胞，判断的理由是

____________________________________。

核糖体 DNA 鞭毛

细胞质 细胞壁 细胞膜

（2）该细胞与植物细胞共有的结构有

____________________________________。

（3）该细胞的细胞壁与植物细胞的

细胞壁相比， 不同之处表现在：

____________________________________。

11．比较你所看到的细菌、植物叶片、蛙皮肤上皮的细胞结构的异同

三、自主探究题

12．某同学在做显微镜实验时，先用一块洁净纱布擦拭镜头，再在一干净载玻片中央滴一滴清水，放入一小块植物组织切片，小心展平后放在显微镜载物台正中央，并用弹簧夹片压住。然后在双眼侧视下，将物镜降至距玻片1cm处停止。用左眼朝目镜里观察，同时转动粗调节器，缓缓上升镜筒。

该同学操作步骤是否规范、准确？请予以指出及纠正。

13．1999年，美国科学家文特尔领导的研究小组，对可能是自然界最小、最简单的细胞——人体生殖道支原体细胞的基因组进行了测序，发现它仅有480个基因。进一步实验，筛选出其中的300个对生命活动必不可少的基因。

文特尔以及其他一些科学家认为，如果能人工合成含有这300个基因的DNA分子，再用一个细胞膜把它和环境分隔开，在培养基中培养，让它能够生存。生长和繁殖，组装细胞就成功了。

请根据以上资料回答：

（1）生殖道支原体的细胞属于_________细胞，该细胞的基本结构由细胞膜、细胞质和

___________组成。

（2）细胞中的480个基因位于细胞中的什么部位? _______________。

（3）现在已能人工合成长度为5000个碱基对的DNA片段。假若将生殖道支原体细胞的基因全部都人工合成，并成功放入动物细胞内，能够生存和繁殖，继而破坏动物细胞。那么这个细胞组合体是不是一个生命系统?为什么?