人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第2节 细胞的多样性和统一性优秀导学案

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1.通过观察多种多样的细胞，掌握高倍镜的使用方法。
2.通过观察多种多样的细胞，认识在形态和结构上具有多样性。
3.通过比较原核细胞和真核细胞的结构，理解细胞的多样性和统一性。
知识精讲
知识点01 高倍镜的使用
1.显微镜的结构
①目镜：放大物像 ②转换器：转换物镜 ③遮光器：调节进光量 ④反光镜：反射光线
⑤粗准焦螺旋：一般调焦 ⑥细准焦螺旋：精细调焦
2.使用高倍镜观察细胞
（1）显微镜使用流程：取镜安放→对光→放置临时装片或永久切片→低倍镜观察→高倍镜观察。
（2）使用高倍显微镜的方法：
①转动反光镜使视野明亮。
②在低倍镜下观察清楚后，把要放大观察的物像移至视野中央。
③转动转换器，换上高倍物镜。
④用细准焦螺旋调焦并观察。
【特别提醒】
①找观察对象要用低倍镜。低倍镜放大倍数小，观察的范围广，所以很方便找到要的观察的对象。
②移动装片要在低倍镜下完成。此时可以观察到移动装片方向与物像移动方向的关系。
③转动转换器前无需提高镜筒。
④换成高倍镜后，只能动细准焦螺旋。
知识点02 原核细胞和真核细胞
1.细菌和蓝细菌
（1）生物名称：甲为蓝细菌，乙为大肠杆菌。
（2）结构名称：①为细胞壁、②为细胞膜、③为细胞质、④为拟核、⑤为核糖体、⑥为鞭毛。
（3）生活方式：甲生物细胞中因含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，为自养生物；乙生物多数种类营腐生或寄生生活，为异养生物。
【特别提醒】蓝细菌的细胞比其他的细菌大，淡水水域污染后富营养化，导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖形成水华,影响水质和水生动物的生活。蓝细菌中的发菜已被列为国家 一级重点保护生物，除此之外，色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌都属于蓝细菌。
2.真核细胞和原核细胞的比较
【归纳总结】
①绝大多数细菌命名时，菌字前都有描述形状的字，常见的有“球”、“弧”、“杆”和“螺旋”等，如金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、大肠杆菌和幽门螺旋菌等。
②病毒不具备细胞结构，既不属于原核生物，也不属于真核生物。
③原生生物不属于原核生物，而属于真核生物，如变形虫、草履虫、眼虫等。
知识点03 细胞的多样性和统一性
1.细胞的多样性：
①表现：细胞的形态、大小、种类、结构和功能等各不相同。
②直接原因：构成细胞的蛋白质分子结构不同。
③根本原因：不同个体的细胞中含有的DNA不同；同一个体不同类型细胞的形成是基因选择性表达的结果。
2.细胞的统一性
①化学组成：组成不同细胞的元素和化合物种类基本一致。
②结构：都有细胞膜、细胞质与核糖体。
③遗传物质：都以DNA为遗传物质，且共用一套遗传密码子。
④能源物质：都以ATP为直接能源物质。
【特别提醒】
①原核细胞与真核细胞的不同点体现了细胞的多样性。
②原核细胞与真核细胞的共同点体现了细胞的统一性。
能力拓展
考法01 视野与显微镜放大倍数的关系
（1）显微镜放大倍数指显微镜对物体放大的长度或宽度，而不是对物体面积或体积的放大倍数。
（2）镜头的放大倍数与镜头长度具有关联性：放大倍数越大的目镜镜头（无螺纹）越短；放大倍数越大的物镜镜头（有螺纹）越长；显微镜的放大倍数越高，物镜与装片之间的距离越小。如下图所示：
（3）显微镜的放大倍数越高，视野越小、看到的目标越少，视野亮度越小；反之，显微镜的放大倍数越小，视野越大、看到的目标越多，视野亮度越大。
【规律技巧】一个显微镜的放大倍数改变之后，物像均匀分布的视野中细胞数目变化关系如下：
一个细胞分布均匀的装片中，改变显微镜放大倍数后视野中一行细胞数目变化如图。
数学模型为：更改放大倍数后一行视野范围内细胞数量（m）＝更改前观察到的细胞数（n）×（更改前显微镜放大倍数÷更改后显微镜放大倍数）。
一个细胞分布均匀的装片中，改变显微镜放大倍数后视野中细胞数目变化如图。
数学模型为：更改放大倍数后一行视野范围内细胞数量（m）＝更改前观察到的细胞数（n）×（更改前显微镜放大倍数÷更改后显微镜放大倍数）2。
【典例1】下图是某显微镜的一组镜头及放大倍数示意图，下列分析不正确的是（ ）
A.①②表示物镜，一般安放在转换器上
B.③④表示目镜，使用时直接安放在镜筒
C.①③组合比②④组合时物镜与玻片间距离小
D.①④组合时一个视野均匀分布着64个细胞，换成②④组合后一个视野的细胞数为16个
【答案】D
【解析】①②有螺纹且放大倍数越大镜头越长，表示物镜，物镜一般安放在转换器上，A项正确；③④无螺纹且放大倍数越大镜头越短，表示目镜，目镜在使用时直接安放在镜筒，B项正确；①③组合的放大倍数是250倍，②④组合的放大倍数是200倍，显微镜的放大倍数越高，物镜与装片之间的距离越小，①③组合比②④组合时物镜与玻片间距离小，C项正确；①④组合的放大倍数是50倍，②④组合的放大倍数是200倍，②④组合的放大倍数是①④组合的放大倍数的4倍，视野面积是①④组合（πr2）的16倍，因此②④组合的视野内均匀分布的细胞数目只有①④组合视野细胞数目的1/16，等于64/16=4个，D项不正确。
考法02 判断视野中异物存在的位置
1.视野中有异物出现时，异物可能的存在位置有在目镜上、在物镜上和在装片上三种可能。判断异物可能存在的位置上，可以遵循“异物随谁动，就在谁上面的”原则。
2.判断方法：旋转目镜镜头，若异物随着转动，则异物在目镜上，否则异物不在目镜上；若异物不在目镜上则移动装片，异物随装片移动而移动，则异物在装片上，否则异物不在装片上；转动转换器，若异物消失，则异物在物镜上，否则异物不在物镜上。
【名师提醒】反光镜上的污点就像光源存在的污点一样，不会出现在视野中。
【典例2】某同学在低倍镜下观察某装片时，发现在视野左下方有一污点，为判断污点可能存在的位置，下列做法不正确的是（ ）
A.转动反光镜，观察污点是否移动
B.转动目镜，观察污点是否移动
C.转动转换器换高倍物镜，观察污点是否消失
D.移动装片，观察污点是否移动
【答案】A
【解析】不论污点在目镜、物镜还是装片上，转动反光镜都不会引起污点移动，A不正确；转动目镜镜头，若异物随着转动，则异物在目镜上，否则异物不在目镜上；若异物不在目镜上则移动装片，异物随装片移动而移动，则异物在装片上，否则异物不在装片上；转动转换器，若异物消失，则异物在物镜上，否则异物不在物镜上，B、C、D正确。
考法03 细菌和蓝细菌辨析
1.细菌和蓝细菌比较
2.蓝细菌的特点和类群
①蓝细菌曾被称为蓝藻，广泛分布于河流、湖泊、海洋等各种水体及各类植物(红萍等)叶腔中，具有固氮能力和对不良环境的抵抗能力，因此可在沙质海滩及荒漠上找到，并有"先锋生物"的美称。
②与光合细菌光合作用不产生氧气不同，蓝细菌在光合作用时释放氧气。蓝细菌是古老的生物，在约30亿前，地球本是无氧的环境，使地球由无氧环境转化为有氧环境是由于蓝细菌出现并产氧所致。
③蓝细菌与水体环境质量关系密切，在水体生长旺盛时，能使水色变蓝或其他颜色，并且有的蓝细菌能发出草腥味或霉味。湖波中常见的蓝细菌有铜绿微囊藻、曲鱼腥藻等。某些种属的蓝细菌大量繁殖会引起“水华”(淡水水体)或“赤潮”(海水)，导致水质恶化，引起一系列环境问题。
【特别提醒】“水华”是一种在淡水中由蓝细菌、绿藻、硅藻等大量繁殖而导致生态现象。由于N、P营养成分的增加，造成淡水富营养化，为水中这些微小生物的爆发性生长提供了十分有利的条件。由于河湖中蓝细菌的大量繁殖，在水面形成一层膜，阻断了阳光和空气的进入，使水质变坏甚至发臭，称为“水华”。
【典例3】大肠杆菌和颤蓝细菌都属于细菌，下列不属于两者共同点的是（ ）
A.有拟核无染色体 B.有叶绿素是自养生物
C.有核糖体无叶绿体 D.有细胞壁和细胞膜
【答案】B
【解析】大肠杆菌和颤蓝细菌都是原核生物，都是有拟核无染色体、有核糖体无叶绿体、有细胞壁和细胞膜，A、C、D都是它们的共同点；大肠杆菌无叶绿素是异养生物、颤蓝细菌有叶绿素是自养生物，B项不属于两者的共同点。
考法04 原核细胞和真核细胞辨析
1.原核细胞和真核细胞最主要的区别有无以核膜为界限的细胞核。
2.原核细胞没有以核膜为界限的细胞核。没有染色质，只有一条裸露的环状DNA分子位于细胞内特定位置，这个位置区域称为拟核；原核细胞中没有多种多样的细胞器，但有核糖体。
3.真核细胞有以核膜为界限的细胞核。有由DNA分子与蛋白质结合形成的染色质，大多数细胞都具有各种各样的细胞器。
【特别提醒】
①蓝细菌无叶绿体，但能进行光合作用，因其具有藻蓝素和叶绿素。
②哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和多种细胞器，但属于真核细胞。
③黑藻和水绵都是真核生物。新鲜黑藻叶片常用于观察叶绿体和细胞质流动；水绵有大型带状叶绿体，是研究光合作用的理想材料。
【典例4】下列有关原核细胞和真核细胞的叙述，正确的是 （ ）
A.乳酸菌和酵母菌都属于原核生物
B.蓝藻能进行光合作用是因含有藻蓝素和叶绿素
C.原核细胞和真核细胞中都有染色体
D.原核细胞和真核细胞中都有细胞核
【答案】B
【解析】酵母菌是一种真菌，属于真核生物，乳酸菌又称为乳酸杆菌，属于原核生物，A错误；原核生物不含叶绿体，但蓝藻细胞中含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用，B正确；原核细胞中不存在染色体，真核细胞的细胞核中含有染色体，C错误；原核细胞和真核细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核，故原核细胞没有细胞核，真核细胞一般都含有细胞核，D错误。
考法05 细胞的多样性和统一性
1.细胞多样性的体现
①真核细胞、原核细胞结构的区别:真核细胞有由核膜包被的成形的细胞核，其中有核仁、染色质(含DNA)；原核细胞没有由核膜包被的细胞核，拟核由一个环状裸露的DNA分子构成。
②不同真核细胞的形态结构存在差异:与动物细胞相比，植物细胞特有细胞壁、液泡，叶肉细胞中还有叶绿体等细胞器;同一生物体的不同组织细胞也各不相同。
③不同原核细胞的形态结构存在差异:如细菌有球状、杆状、螺旋状等多种形态。
2.细胞结构统一性的体现
①真核细胞的共性:都有细胞膜、细胞质、细胞核，细胞质中有核糖体、线粒体等多种细胞器。
②原核细胞的共性:都有细胞膜、细胞质、拟核，细胞质中只有一种细胞器核糖体。
③真核细胞与原核细胞的共性:均有细胞膜、细胞质，均以DNA作为遗传物质。
【特别提醒】
①哺乳动物成熟的红细胞内没有细胞核，也没有核糖体、线粒体等多种细胞器，只进行无氧呼吸，自身不能合成蛋白质，不能分裂，且寿命较短。
②卵细胞大，利于存储丰富的营养物质，精子小，含细胞质很少，尾部含丰富线粒体，有利于精子运动。
③具分泌功能的细胞往往形成很多凸起，以增大表面积，提高分泌效率，且细胞中内质网和高尔基体含量较多。
【典例5】下列关于细胞多样性和统一性的叙述正确的是（ ）
A.细胞的多样性指不同生物细胞的多种多样，细胞的统一性指同种生物的不同细胞相似
B.细胞的多样性是从细胞的结构角度研究的，细胞的统一性是从细胞的功能角度研究的
C.细胞有着相似的基本结构如细胞膜、细胞质和细胞核（或拟核）是细胞统一性的体现
D.细胞的多样性指真核细胞和原核细胞结构不同，细胞的统一性指真核细胞都有细胞核
【答案】C
【解析】构成不同生物的细胞在形态、大小和功能上存在差异，构成同一生物个体不同部位的细胞在形态、大小和功能上也存在差异，研究不同生物的细胞和研究同一生物个体不同部位的细胞均能发现细胞的多样性和统一性，A错误；细胞的多样性和统一性均是从细胞的结构角度和功能角度研究的，B错误；细胞包括原核细胞和真核细胞两大类，不同的细胞有着相似的基本结构如细胞膜、细胞质和细胞核（或拟核），这是细胞统一性的体现，C正确；细胞的多样性是指细胞在形态、大小和功能上也存在差异，真核细胞和真核细胞间也存在细胞在形态、大小和功能，细胞的统一性所有真核细胞和原核细胞都有相似的基本结构如细胞膜、细胞质等，D错误。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列有关制作临时装片观察菠菜的保卫细胞的操作，不正确的（ ）
A.在载玻片中央滴一滴清水
B.用镊子撕取菠菜叶的表皮
C.把表皮在载玻片中央水滴中展开铺平后，盖上盖玻片
D.先用低倍镜找到气孔，换高倍镜把气孔移动视野中央
2．在光线明亮的实验室里，观察透明的口腔上皮细胞后再观察颜色较深的黑藻叶片细胞，为便于观察，此时应( )
A．改用凹面反光镜、扩大光圈 B．改用凹面反光镜、缩小光圈
C．改用平面反光镜、扩大光圈 D．改用平面反光镜、缩小光圈
3.使用显微镜时,视野中的有一小虫不断向右上方游动，为了保持小虫位于视野中央，装片的移动方向为（ ）
A.左上 B.左下 C.右上 D.右下
4．夏季，人们由于饮食不洁易引起腹泻，其病原微生物主要是痢疾杆菌。下列关于痢疾杆菌的叙述，正确的是( )
A．细胞中没有线粒体、核糖体等复杂的细胞器 B．细胞中具有拟核，核内有染色体
C．具有细胞膜和细胞壁 D．痢疾杆菌的DNA呈线型
5.下列细胞中，与小球藻细胞结构最相似的是( )
A.酵母菌细胞 B.蓝细菌细胞 C.水绵细胞D.洋葱鳞片叶表皮细胞
6．下列关于细胞形态与功能的叙述中，错误的是( )
A.肌肉细胞呈长条形或梭形，有利于收缩和舒张，产生运动
B.人的红细胞呈两面凹圆饼状，增大了细胞质膜面积，有利于气体交换
C.神经细胞的突起呈纤维状，有利于提高神经冲动的传递效率
D.植物的叶表皮细胞呈半圆状，有利于控制叶片的呼吸和蒸腾作用
题组B 能力提升练
7.下图为显微镜观察中的两个视野，其中细胞甲为主要观察对象，由视野(1)到视野(2)时，操作过程的正确顺序是（ ）
①转动粗准焦螺旋 ②转动细准焦螺旋
③调节光圈 ④转动转换器 ⑤移动玻片
A．①②③④ B．③①②⑤ C．⑤④③② D．④⑤①②
8.下列概念依次与图中a、b、c、d相对应正确的是（ ）
A.真核生物、动物、植物、真菌
B.生物、真核生物、原核生物、植物
C.生命系统、生态系统、群落、种群
D.原核生物、细菌、蓝藻、病毒
9.淡水水域污染后富营养化，导致蓝细菌和绿藻等大量繁殖会形成水华影响水质和水生动物的生活。下列有关蓝细菌和绿藻的叙述，正确的是（ ）
A.绿藻有以核膜为界限的细胞核，蓝细菌没有
B.绿藻有吸收和转化光能的叶绿素，蓝细菌没有
C.绿藻有核糖体能进行蛋白质合成，蓝细菌没有
D.绿藻有细胞壁保护细胞内部结构，蓝细菌没有
10.如图所示：甲图中有目镜、物镜，乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下面描述正确的是( )
A.观察物像丙时应选用甲中①④⑥组合
B.从图中的乙转为丙，正确的调节顺序是：转动转换器→调节光圈→移动标本→转动细准焦螺旋
C.若丙是由乙放大10倍后的物像，则细胞的面积增大为原来的10倍
D.若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞，从图中的乙转为丙时，应向右上方移动装片
11.在使用显微镜观察多种细胞的实验中，甲、乙、丙三位同学在根尖永久装片时，分别遇到了不同的问题。分析他们出现问题的原因，并提出解决问题的方案。
（1）甲只见视野但看不到根尖图像。可能的原因是 ，排除的方法有 。
（2）乙低倍镜下图像清晰，换上高倍镜后找不到图像。可能的原因是 ，排除的方法有 。
（3）丙在低倍镜视野中发现有一异物，当移动装片时，异物不动，转换高倍镜后，异物仍可观察到。可能的原因是 ，排除的方法有 。
12.下列各图分别表示几种生物的基本结构单位。请据图回答下面的问题。
（1）最可能属于病毒的是________，它在结构上不同于其他三种生物的显著特点是 ____________；病毒的生活及繁殖必须在________内才能进行。
（2）图中属于原核细胞的是________（写字母），它在结构上不同于真核细胞的最显著特点是______________________。
（3）图中能进行光合作用的是__________（写字母），能完成此生理过程的物质基础是因为其内含有________________。
（4）________图展示了哺乳动物的平滑肌细胞，其遗传物质在存在方式上不同于其他三种生物的特点__________________________。
题组C 培优拔尖练
13.（2021·湖南高考真题）关于下列微生物的叙述，正确的是（ ）
A.蓝藻细胞内含有叶绿体，能进行光合作用
B.酵母菌有细胞壁和核糖体，属于单细胞原核生物
C.破伤风杆菌细胞内不含线粒体，只能进行无氧呼吸
D.支原体属于原核生物，细胞内含有染色质和核糖体
14．（2021·河北高考真题）下列叙述正确的是（ ）
A.酵母菌和白细胞都有细胞骨架
B.发菜和水绵都有叶绿体
C.颤藻、伞藻和小球藻都有细胞核
D.黑藻、根瘤菌和草履虫都有细胞壁
15.使用显微镜观察细胞时，可依据图像中特定的结构判断细胞的类型。下列叙述正确的是( )
A．若观察不到核膜，则一定为原核细胞
B．若观察不到叶绿体，则一定不是植物细胞
C．若观察到染色体，则一定为真核细胞
D．若观察到细胞壁，则一定为植物细胞
16.（2008·北京高考真题改编）水华可因蓝藻爆发所致。科研人员尝试利用某种细菌限制蓝藻数量，相关实验的示意图如下。图中①～⑥表示实验步骤。
请回答问题：
（1）从细胞结构的特点与复杂程度上看，蓝藻属于_____细胞；蓝藻的代谢类型通常是___________。
（2）引发水华的蓝藻可产生蓝藻毒素。蓝藻毒素______（是、不是）蓝藻生长、繁殖所必需的物质。
（3）图中⑤实验组在每个培养皿中，如果做三个重复实验，可采取的做法是：________________________________。
（5）蓝藻通常呈蓝绿色，观察实验结果，发现培养皿中出现褪色空斑，说明蓝藻_________________________________。
种类
原核细胞
真核细胞
本质区别
无核膜为界限的细胞核
有核膜为界限的细胞核
细胞大小
较小
较大
细胞壁
有（支原体无）
动物无，植物和真菌有
细胞器
只有核糖体，无其他复杂的细胞器
有核糖体及其他复杂的细胞器
细胞核
拟核中没有染色体，有环状的DNA分子
成型的细胞核中有染色体
生物类群
蓝细菌（旧称蓝藻）、细菌、放线菌、衣原体、支原体、立克次氏体
植物、动物、真菌等
项目
细胞(物像)大小
细胞数目
视野亮度
物镜与载玻片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
比较项目
细菌
蓝藻
区别
大小
较小
较大
光合色素
一般没有
有，藻蓝素和叶绿素
同化方式
一般为异养
自养
常见种类
杆菌、球菌、
弧菌、螺旋菌等
色球蓝细菌、颤蓝细菌、
念珠蓝细菌、发菜等
相同点
都有细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核，都具有核糖体