2020-2021学年高中生物新教材人教版必修1学案：第1章第2节细胞的多样性和统一性（教师备课专用）

2020-2021学年高中生物新教材人教版必修1学案：第1章第2节细胞的多样性和统一性（教师备课专用）

www.ks5u.com 第2节　细胞的多样性和统一性 课标要求 核心素养 ‎1.简述原核细胞和真核细胞的区别。‎ ‎2.使用高倍显微镜观察几种细胞。‎ ‎1.生命观念——通过观察各种细胞，认同生物的统一性和多样性。‎ ‎2.科学思维——运用归纳与概括的思维方法对比原核细胞和真核细胞的异同。‎ ‎3.科学探究——通过使用光学显微镜观察各种细胞，掌握基本的显微操作技能，提高实践能力。‎ 知识导图 新知预习·双基夯实 一、高倍显微镜的使用 二、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。‎ ‎2．蓝细菌与大肠杆菌 ‎3．原核细胞与真核细胞的统一性 具有相似的基本结构，如__细胞膜、细胞质__，都以__DNA__作为遗传物质。‎ ‎┃┃活学巧练__■‎ ‎(1)使用高倍镜时，只需调节反光镜。(×)‎ ‎(2)由低倍镜转换为高倍镜观察后，视野中的细胞数目变少了。(√)‎ ‎(3)显微镜的放大倍数是指对所观察物体面积的放大倍数。(×)‎ ‎(4)换用高倍物镜后，应先调节粗准焦螺旋再调节细准焦螺旋，直到物像清晰。(×)‎ ‎(5)在电子显微镜下，颤蓝细菌和水绵细胞中都能观察到的结构是核膜。(×)‎ ‎(6)科学家从我国腾冲热泉中分离得到的硫化细菌无拟核结构。(×)‎ ‎(7)乳酸菌、蓝细菌和酵母菌都有核糖体。(√)‎ 思考：‎ ‎1．使用高倍镜时，为什么只能使用细准焦螺旋调焦？‎ 提示：使用高倍物镜之后，物镜与装片之间的距离很近，使用粗准焦螺旋容易压碎玻片和损坏物镜，或者由于物像一闪而过，找不到要观察的目标。因此必须用细准焦螺旋调焦，细准焦螺旋只在调节图像清晰度时使用。‎ ‎2．为什么要先用低倍镜观察清楚后，把要观察的物像移至视野中央，再换用高倍镜观察？‎ 提示：低倍镜下视野范围大，高倍镜下视野范围小。如果直接用高倍镜观察，往往由于要观察的物像不在视野范围内而找不到。‎ ‎3．原核生物一般都为单细胞生物，单细胞生物是否一定属于原核生物？举例说明。‎ 提示：不一定，如草履虫、变形虫等原生生物。‎ ‎4．原核细胞都有细胞壁么？‎ 提示：不是，支原体除外。‎ 学霸记忆·素养积累 重点呈现 ‎1．原核细胞和真核细胞的主要区别是有无以核膜包被的细胞核。‎ ‎2．细胞的统一性表现在细胞都有细胞膜、细胞质和核糖体等相似的基本结构。‎ 课内探究·名师点睛 知识点 光学显微镜的使用 ‎1．光学显微镜的结构 — ‎2．显微镜的成像 ‎(1)光源(天然光源或人工光源)→反光镜→光圈→物体→物镜(凸透镜)→在镜筒内形成物体放大的像→目镜→把经物镜形成的放大的像进一步放大。‎ ‎(2)显微镜成像特点 成像特点：显微镜下所成的像是倒立的、放大的虚像，倒立是指物与像的上下、左右均是颠倒的，看到的像相当于将观察物水平旋转180°。因此，当观察的物像不在视野中央时，要将其移至视野中央，视野中物像偏向哪个方向，实际操作时就应向哪个方向移动装片(如物像在左上方，装片应向左上方移动)。‎ ‎3．目镜、物镜的长短与放大倍数之间的关系 ‎(1)目镜越长，放大倍数越小；反之，放大倍数越大。‎ ‎(2)物镜越长，放大倍数越大，距离装片越近，如下图中H1；反之，放大倍数越小，距离装片越远，如下图中H2。‎ ‎4．显微镜的放大倍数 ‎(1)显微镜的放大倍数是指物像的长度、宽度或直径的放大倍数，而不是指面积或体积的放大倍数。‎ 显微镜的放大倍数＝目镜的放大倍数×物镜的放大倍数 ‎(2)显微镜的放大倍数的变化与视野范围内细胞数量变化的关系：‎ ‎①更改显微镜的放大倍数，视野范围内一行细胞的数量＝更改前观察到的细胞数×，如下图所示。‎ ‎②更改显微镜的放大倍数，圆形视野范围内细胞数量＝更改前观察到的细胞数×()2，如下图所示。‎ ‎5．污物位置的判断 ‎(1)污物可能存在的位置：物镜、目镜或装片上。‎ ‎(2)判断方法如下：‎ ‎6．低倍物镜观察与高倍物镜观察(清晰时)的比较 低倍物镜时 高倍物镜时 镜头与装片的距离 远 近 所看到细胞的数目 多 少 所看到细胞的大小 小 大 视野的明暗 明 暗 视野的广度 宽广 狭窄 特别提醒：(1)下降镜筒时双眼要从侧面平视物镜，使之接近载玻片，但不能接触，目的是防止损坏装片或镜头。‎ ‎(2)换高倍镜前应将目标移至视野中央，换上高倍镜后只调节细准焦螺旋，而不调节粗准焦螺旋。‎ ‎(3)换高倍镜后，视野会变暗，可以放大光圈或将反光镜由平面换成凹面来调亮视野。‎ ‎(4)将观察目标移至视野中央时，移动的是装片，即实物，而不是物像。‎ ‎(5)由低倍镜换高倍镜时，无需提升镜筒，直接转动转换器即可。‎ ‎┃┃典例剖析__■‎ 典例1 (2020·广安月考)实验中用同一显微镜观察了同一装片4次，得到清晰的四个物像如图(亮度相同)。有关该实验的说法正确的是(　B　)‎ A．换用高倍物镜前应先提升镜筒，以免镜头破坏玻片标本 B．若每次操作都未调节反光镜，看到清晰物像时物镜离装片最远和光圈最大的分别是④③‎ C．实验者若选用目镜15×和物镜40×组合观察，则像的面积是实物的600倍 D．若视野中有暗有明，则可能是反光镜上有污物 解析：换用高倍物镜前不能提升镜筒，只能转动转换器。由图分析可知放大倍数最大的是③、最小的是④，看到清晰物像时物镜离装片最远说明放大倍数最小，应该是④；用的光圈最大说明需要的光线多，放大倍数最大，应该是③。实验者若选用目镜15×和物镜40×组合观察，则像的长或宽是实物的15×40＝600倍。若视野中有暗有明，则可能是装片上的物体厚度不均匀造成的。‎ ‎┃┃变式训练__■‎ ‎1．如图所示：甲图中①②表示目镜，③④表示物镜，⑤⑥表示物镜与盖玻片之间的距离，乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下面分析正确的是(　D　)‎ A．观察物像丙时应选用甲图中①④⑥组合 B．从图中的乙转为丙，正确调节顺序：转动转换器→调节光圈→移动标本→调节细准焦螺旋 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 解析：丙图是乙图放大后的物像，应选用甲图中②③⑤‎ 组合；由低倍物镜转换成高倍物镜的操作为移动装片→转动转换器→调节光圈→调节细准焦螺旋；显微镜的放大倍数是指物体长度或宽度的放大倍数，而不是面积的放大倍数；物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动装片，才能使其居于视野中央。‎ 知识点 原核细胞和真核细胞 ‎1．原核细胞和真核细胞的比较 项目 原核细胞 真核细胞 大小 较小 较大 本质区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的真正的细胞核 细胞壁 多数有细胞壁，主要成分是肽聚糖 植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；真菌细胞细胞壁的主要成分是几丁质；动物细胞无细胞壁 细胞质 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体、线粒体等多种复杂的细胞器 遗传物质的 存在形式 拟核：大型环状DNA聚集的区域 质粒：拟核外的小型环状DNA 细胞核中：DNA与蛋白质组成染色体 细胞质中：线粒体、叶绿体中存在环状DNA 细胞核 无成形的细胞核，无染色体，有环状DNA 有由核膜包被的细胞核，有核膜和核仁，有以DNA和蛋白质为主要成分的染色体 举例 细菌、蓝细菌、支原体、衣原体、放线菌等 动物、植物、真菌 模式图例 联系 细胞结构中都有细胞膜和细胞质，遗传物质都是DNA 拓展 单细胞生物不都是原核生物，如原生动物(如草履虫、变形虫)、绿藻(如衣藻)、真菌(如酵母菌)等都是真核生物。‎ ‎2．细胞的多样性和统一性 ‎(1)细胞的多样性 细胞在形态、大小、种类、结构等方面的差异体现了细胞的多样性。在形态上，细胞多种多样；在结构上，真核细胞具有以核膜为界限的细胞核，原核细胞没有成形的细胞核。‎ ‎(2)细胞的统一性 ‎①不同的细胞具有基本相似的结构：都有细胞膜、细胞质、核糖体等结构。‎ ‎②不同的细胞具有相似的化学组成：不同细胞的组成元素和化合物的种类基本相同。‎ 特别提醒：(1)能进行光合作用的生物≠真核生物：如蓝细菌为原核生物，细胞中无叶绿体，但能进行光合作用。‎ ‎(2)能进行有氧呼吸的生物≠真核生物：如需氧型原核生物(醋酸杆菌等)没有线粒体，但可进行有氧呼吸。‎ ‎(3)原核生物≠原生生物：原生生物是低等的单细胞真核生物，如草履虫、变形虫等。‎ ‎(4)没有细胞核的细胞≠原核细胞：哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，但属于真核细胞。‎ ‎(5)不是真核生物≠原核生物：病毒没有细胞结构，既不属于原核生物也不属于真核生物。‎ ‎3．常见原核、真核生物从属关系辨析 ‎┃┃典例剖析__■‎ 典例2 (2020·南充高中月考)关于蓝细菌的说法，不正确的是(　D　)‎ A．蓝细菌是自养的原核生物 B．发菜、颤蓝细菌、念珠蓝细菌都属于蓝细菌 C．单个细胞的直径虽比细菌的大，但肉眼是分辨不清的 D．蓝细菌的叶绿体含藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用 解析：蓝细菌属于原核生物，细胞中不含叶绿体，含有光合色素和酶，也能进行光合作用，属于自养的原核生物，A项正确，D项错误；蓝细菌包括发菜、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、色球蓝细菌等，B项正确；蓝细菌单个细胞的直径虽比细菌的大，但比真核细胞小，肉眼是分辨不清的，C项正确。‎ ‎┃┃变式训练__■‎ ‎2．(2020·凤冈二中高一月考)下列关于生物的叙述，正确的是(　C　)‎ ‎①大肠杆菌　②发菜　③蓝细菌　④酵母菌　⑤霉菌　⑥HIV　⑦水绵　⑧SARS病毒　⑨细菌 A．属于真核生物的是②④⑤‎ B．属于原核生物的是①③⑦⑨‎ C．没有细胞结构的生物是⑥⑧‎ D．蓝细菌细胞内具有叶绿体，所以能进行光合作用 解析：属于真核生物的是④⑤⑦，②发菜是蓝细菌的一种，属于原核生物，A项错误；属于原核生物的是①②③⑨，⑦水绵属于真核生物，B项错误；病毒没有细胞结构，因此没有细胞结构的生物是⑥HIV和⑧‎ SARS病毒，C项正确；蓝细菌细胞属于原核细胞，不含叶绿体，D项错误。‎ 指点迷津·拨云见日 常见的原核生物及易与之混淆的真核生物 原核生物 真核生物 细菌：“菌”字前常带有“杆”“球” “螺旋”“弧”字 酵母菌、霉菌(如青霉、根霉、曲霉、毛霉等)、食用菌 放线菌：放线菌、链霉菌 蓝细菌：念珠蓝细菌、颤蓝细菌、色球蓝细菌、发菜 绿藻(如衣藻、小球藻、团藻、水绵等)、褐藻(如海带、裙带菜等)、红藻(如紫菜、石花菜等)‎ 衣原体、支原体(无细胞壁)、立克次氏体 原生动物：草履虫、变形虫、疟原虫等 典例3 (2020·四川棠湖中学开学考试)关于下图所示生物或细胞的叙述，正确的是(　A　)‎ A．b、c都能独立繁殖和代谢 B．a和d都属于生命系统的结构层次 C．b、d均可在叶绿体中合成有机物 D．b、c、d均有纤维素和果胶构成的细胞壁 解析：b蓝细菌和c酵母菌属于单细胞生物，能独立繁殖和代谢，A正确；a噬菌体不具有细胞结构，不能独立生活，不具有生命系统的任何结构层次，B错误；蓝细菌和叶肉细胞可以进行光合作用，但蓝细菌为原核生物，没有叶绿体，C错误；蓝细菌细胞壁的主要成分为肽聚糖，酵母菌细胞壁的主要成分为几丁质，植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，D错误。‎ 解疑答惑　　‎ 问题探讨⇨P9‎ ‎1．提示：从图中至少可以看出5种细胞。它们分别是：红细胞、白细胞、口腔上皮细胞、正在分裂的植物细胞和洋葱表皮细胞。这些细胞共同的结构有：细胞膜、细胞质和细胞核(植物细胞还有细胞壁，人的成熟红细胞没有细胞核)。‎ ‎2．提示：‎ 细胞具有不同的形态结构是因为生物体内的细胞所处的位置不同，功能不同，是细胞分化的结果。例如，红细胞呈两面凹的圆饼状，这有利于与氧气充分接触，起到运输氧气的作用；洋葱表皮细胞呈长方体形状，排列紧密，有利于起到保护作用。‎ 探究·实践⇨P9‎ ‎1．提示：使用高倍镜观察的步骤和要点是：‎ ‎(1)首先用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野的中央。‎ ‎(2)转动转换器，用高倍镜观察，并轻轻转动细准焦螺旋，直到看清楚物像。‎ ‎2．提示：这些细胞在结构上的共同点是：有细胞膜、细胞质和细胞核，不同点是：植物细胞还有细胞壁。各种细胞之间的差异和产生差异的可能原因是：这些细胞的位置和功能不同，其结构与功能相适应，这是个体发育过程中细胞分化产生的结果。‎ ‎3．提示：从模式图中可以看出，大肠杆菌没有核膜，细胞外有鞭毛。‎ 旁栏思考⇨P11‎ 提示：原核生物的“原”字是最初的意思，真核生物的“真”字是真正的；原核生物进化为真核生物。‎ 练习与应用⇨P12‎ 一、概念检测 ‎1．(1)×　(2)√　(3)√　2.D ‎3．提示：根瘤菌细胞没有以核膜为界限的细胞核。‎ 二、拓展应用 ‎1．提示：新细胞来源于老细胞，细胞的基本结构具有统一性；细胞在不断进化过程中，逐渐形成了不同的结构，表现出多样性。‎ ‎2．提示：(1)没有以核膜为界限的细胞核及线粒体等众多细胞器。‎ ‎(2)支原体没有细胞壁。‎ ‎(3)原核生物。‎ 训练巩固·课堂达标 ‎1．(2019·河南林州一中高一考试)某同学利用显微镜观察人的血细胞，使用相同的目镜，但在两种不同的放大倍数下，所呈现的视野分别为甲和乙(如下图所示)，下列相关叙述正确的是(　C　)‎ ‎①若使用相同的光圈，则甲比乙亮　②在甲中观察到的细胞，在乙中均可被观察到　③看到甲时物镜与装片间的距离近，而看到乙时物镜与装片间的距离远　④由甲转换成乙，应调节细准焦螺旋，并调整光圈 A．①③ B．②③④‎ C．①④ D．①③④‎ 解析：若使用相同的光圈，甲放大倍数小，可视范围大，视野进光量比乙多，所以比较亮，①正确；甲放大倍数小，看到的面积大，乙中看到的只是甲中的一部分，②错误；由题图可知，乙放大倍数大，在目镜相同的条件下，物镜更长，物镜与装片间的距离比甲更近，③错误；乙为高倍镜下观察到的物像，应使用细准焦螺旋，并调整光圈使视野变亮，④正确。‎ ‎2．(2020·西安中学高一期末)对下图所示的生物学实验的叙述，正确的是(　D　)‎ A．若图①表示将显微镜镜头由a转换成b，则视野中观察到的细胞数目增多 B．若图②是显微镜下某些细胞的图像，则向右移动装片并放大能观察清楚c细胞的特点 C．若图③是在显微镜下观察细胞质流动时的图像，发现细胞质的流动方向是顺时针，则细胞质的实际流动方向是逆时针 D．若图④是在目镜为10×，物镜为10×的显微镜下观察到的图像，视野被相连的64个细胞充满，当目镜不变，物镜换成40×时，在视野中可观察到的细胞数为4个 解析：物镜镜身长度与放大倍数成正比，故若图①表示将显微镜镜头由a转换成b，则放大倍数增大，视野中观察到的细胞数目减少，A项错误；光学显微镜下所成的像是倒像，若图②是显微镜下某些细胞的图像，则向左移动装片并放大能观察清楚c细胞的特点，B项错误；光学显微镜下所成的像是倒像，若图③是在显微镜下观察细胞质流动时的图像，发现细胞质的流动方向是顺时针，则实际细胞质的流动方向也是顺时针，C项错误；显微镜放大倍数等于目镜放大倍数×物镜放大倍数，若图④是在目镜为10×，物镜为10×的显微镜下观察到的图像，视野被相连的64个细胞充满，当目镜不变，物镜换成40×时，相当于将该图放大了16倍，故在视野中可观察到的细胞数为4个，D项正确。‎ ‎3．(2019·南京二中质检)原核细胞和真核细胞结构多样，研究人员对取自五种不同生物的部分活细胞(甲、乙、丙、丁、戊)进行观察、分析等实验，获得的结果如下表所示(表中“√”表示有，“×”表示无)：‎ 五种不同生物的部分活细胞结构分析 项目 核膜 叶绿素 叶绿体 细胞膜 细胞质 细胞壁 甲 ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 乙 ‎√‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 丙 ‎√‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎×‎ 丁 ‎×‎ ‎√‎ ‎×‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 戊 ‎×‎ ‎×‎ ‎×‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 请据表作答，甲、乙、丙、丁、戊五种细胞中：‎ ‎(1)__甲__最可能取自高等植物，判断的依据是__有核膜、叶绿素、叶绿体和细胞壁__。‎ ‎(2)__丙__最可能取自动物，判断的依据是__有核膜却无细胞壁__。‎ ‎(3)__丁、戊__最可能是原核细胞，判断的依据是__无核膜__。‎ 解析：对甲、乙的分析：有核膜和细胞壁，可推知为植物细胞或真菌，甲含叶绿素和叶绿体，可推知为植物绿色部位的细胞，乙不含叶绿素和叶绿体，可推知为植物非绿色部位的细胞或真菌细胞。对丙的分析：有核膜却无细胞壁，可推知为动物细胞。对丁、戊的分析：无核膜可推知为原核细胞，丁含叶绿素可能为蓝细菌细胞，戊不含叶绿素可能为细菌细胞。‎