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第2节
细胞的多样性和统一性
【问题探讨】
看看右图中的四张照片，是否似曾相识？这些细胞都是你在初中生物实验课上观察过的。
讨论：
1. 图中共有几种细胞，他们的名称分别是什么？有
哪些共同的结构？
从图中至少可以看出5种细胞，他们分别是：红细胞、白细胞、口腔上皮细胞、洋葱根尖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（植物细胞还有细胞膜、成熟红细胞没有细胞核）。
【问题探讨】
看看右图中的四张照片，是否似曾相识？这些细胞都是你在初中生物实验课上观察过的。
讨论：
2. 请举出一两个例子，说说不同种类细胞的形态结构不同的原因。
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，起到运输氧的作用；洋葱表皮呈长方体形状，排列紧密，有利于起到保护作用。
一、观察细胞
光学
显微镜
电子
显微镜
显微结构
亚显微结构
一、观察细胞
镜臂
镜座
镜筒
目镜
镜柱
转换器
载物台
压片夹
粗准焦螺旋
细准焦螺旋
反光镜
遮光器
通光孔
物镜
机械部分
照明部分
光学部分
一、观察细胞
目镜
放大物像的作用
镜头上标有放大倍数
无螺纹
目镜越短，放大倍数越高
一、观察细胞
物镜
放大作用,镜头上标有放大倍数
物镜分为低倍镜、高倍镜、油镜三种。
有螺纹
物镜越长，放大倍数越大。离载玻片距离越短。
物镜
载破片
40ⅹ
10ⅹ
H1
H2
一、观察细胞
遮光器(光圈）
调节通光量，调节亮度
常为反光镜配合使用；
当视野较暗时，换大光圈，或者换凹面镜；当视野较亮时，换小光圈，或换平面镜。
当观察的物镜颜色较浅时，应该亮度调暗。
一、观察细胞
分为粗准焦螺旋和细准焦螺旋
调节焦距；使物像更清晰
当换成高倍物镜之后，只能使用细准焦螺旋
调节器
探究·实践：使用高倍显微镜观察几种细胞
一、观察细胞
目的要求：
使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点。
运用制作临时装片的方法。
一、观察细胞
建议选用的观察材料：真菌（如酵母菌）细胞，低等植物（如水绵等丝状绿藻）细胞，高等植物细胞（如叶的保卫细胞），动物细胞（如鱼的红细胞）。以上材料，做成临时装片后就可以观察。也可以使用其他替代材料。
还可以观察人体的上皮细胞、结缔组织、肌肉组织、神经组织的切片、血涂片和植物叶片结构的永久切片。
显微镜、载玻片、盖玻片，镊子，滴管，清水，生理盐水。如果实验过程中需要染色，应准备常用的染色液。
材料用具：
探究·实践：使用高倍显微镜观察几种细胞
一、观察细胞
低倍镜观察
原则：不管物像多么好找，任何情况下都必须先用低倍镜后再用高
倍镜观察。
对光
压片
调焦
低倍镜观察
方法步骤：
探究·实践：使用高倍显微镜观察几种细胞
一、观察细胞
2. 高倍镜观察
低倍镜观察清楚，把放大观察的物像移至视野中央。
转动转换器，换成高倍物镜。
转动反光镜使视野明亮。
观察并用细准焦螺旋调焦。
方法步骤：
探究·实践：使用高倍显微镜观察几种细胞
一、观察细胞
探究·实践：使用高倍显微镜观察几种细胞
讨论：
1. 使用高倍镜观察的步骤和要点是什么？
首次用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野的中央；
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
物像为止。
一、观察细胞
探究·实践：使用高倍显微镜观察几种细胞
讨论：
2. 试归纳所观察到的细胞在结构上的共同点，并描述它们之间
的差异，分析产生差异的可能的原因；
这些细胞在结构上的共同点是：有细胞膜、细胞质和细胞核，植物细胞还有细胞壁；
各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差异。
一、观察细胞
探究·实践：使用高倍显微镜观察几种细胞
讨论：
3. 下图是一个大肠杆菌的电镜照片和结构模式图，大肠杆菌与
你在本实验中观察到的细胞有什么主要区别？
从图中看出大肠杆菌没有明显的细胞核，没有核膜，细胞外有鞭毛等等。
大肠杆菌电镜照片
大肠杆菌结构模式图
一、观察细胞
拓展：成像原理及异常问题分析
1. 成像原理
光
物镜
（倒立放大实像）
目镜
（正立放大虚像）
倒立、放大、虚像
上下左右颠倒
b
b
实物为字母“b”，则视野中观察为_____。若物像在偏左上方，则装片应向_______移动。（在那儿往那儿移）
倒立
一、观察细胞
拓展：成像原理及异常问题分析
1. 成像原理
光
物镜
（倒立放大实像）
目镜
（正立放大虚像）
倒立、放大、虚像
上下左右颠倒
显微镜下观察到细胞质流动情况
实际的细胞质流动情况
细胞质逆时针环流方向时，显微镜下观察到的环流方向为____________。
倒立
一、观察细胞
拓展：成像原理及异常问题分析
1. 成像原理
光
物镜
（倒立放大实像）
目镜
（正立放大虚像）
倒立、放大、虚像
放大
放大倍数 = 目镜放大倍数 × 物镜放大倍数
显微镜的方法倍数是：指物像在长度或宽度上放大相应倍数。
一、观察细胞
1. 当显微镜的目镜为10ⅹ、物镜为10ⅹ，在视野直径范围内看到一行相连的32个细胞。若目镜不变，物镜换成40ⅹ时，则在视野中可看到这行细胞中的 （ ）
A. 2个 B. 4个 C. 8个 D. 16个
2. 当显微镜的目镜为10ⅹ、物镜为10ⅹ，在整个视野范围内看到32个细胞。若目镜不变，物镜换成40ⅹ时，则在视野中可看到这行细胞中的 （ ）
A. 2个 B. 4个 C. 8个 D. 16个
一、观察细胞
显微镜视野内细胞数目变化规律
① 细胞在视野中呈单行或单列排布
放大倍数
100倍→400倍
放大倍数
100倍→400倍
放大后视野中的细胞数
=
放大前视野中的细胞数
×
放大前放大倍数
放大后放大倍数
16
4
16
4
一、观察细胞
显微镜视野内细胞数目变化规律
② 细胞在视野中呈充满排布
放大倍数
100倍→400倍
64
4
一、观察细胞
拓展：成像原理及异常问题分析
2. 异常问题
(1) 某学生在显微镜下观察落花生子叶的切片，转动细准焦螺
旋时，发现有一部分细胞可以清晰地被观察到，另一部分
细胞较模糊，这是由于 （ ）
A. 反光镜未调节好 B. 标本切的薄厚不均
C. 细准焦螺旋未调节好 D. 显微镜物镜损坏
一、观察细胞
拓展：成像原理及异常问题分析
2. 异常问题
(2) 某学生用显微镜观察装片时，见视野中有甲、乙、丙三个
异物。为判断异物的位置，他先转动目镜，见异物甲动；
然后，转换物镜，三个异物仍存在，据此推测，三个异物
可能存在于 ( ）
A. 目镜上 B. 物镜上 C. 反光镜上 D. 装片上
二、原核细胞和真核细胞
通过显微镜观察，了解了细胞的多样性
也看到细胞具有相似的结构，如细胞膜，细胞质和细胞核。这反映了细胞的统一性
二、原核细胞和真核细胞
是不是所有的细胞都具有细胞核呢？
大肠杆菌结构模式图
鞭毛
核糖体
荚膜
细胞壁
拟核（DNA）
细胞膜
纤毛
二、原核细胞和真核细胞
根据有无以核膜为界限的细胞核，分为原核细胞和真核细胞。
原核细胞
① 含义
无以核膜为界限的细胞核的细胞。但有类似细胞核的一个区域，存在一个大型环状DNA，叫拟核。
以原核细胞构成的生物，叫原核生物。
二、原核细胞和真核细胞
根据有无以核膜为界限的细胞核，分为原核细胞和真核细胞。
原核细胞
② 生物类群
三菌三体
A. 蓝细菌，旧称蓝藻
颤藻
念珠藻
色球藻
发菜
二、原核细胞和真核细胞
A. 蓝细菌，旧称蓝藻
蓝细菌的细胞比其他的细菌大，大多数细菌的直径为0.5~5.0μm，蓝细菌细胞的直径约为10 μm，有的甚至可以达到70 μm，如颤蓝细菌。
一般来说，我们用肉眼是分辨不清蓝细菌的，但是当它们以细胞群体的形式存在时，你可能见过。
二、原核细胞和真核细胞
A. 蓝细菌，旧称蓝藻
淡水富营养化
蓝细菌爆发
水华现象
海水富营养化
蓝细菌爆发
赤潮现象
二、原核细胞和真核细胞
A. 蓝细菌，旧称蓝藻
发菜也属于蓝细菌，细胞群体呈黑蓝色，状如发丝，在我国多产于西北草地和荒漠。
因发菜和“发财”谐音，有人争相食之，过度采挖破坏了生态。我国已将发菜列为国家一级重点保护生物，予以保护。
二、原核细胞和真核细胞
A. 蓝细菌，旧称蓝藻
细胞壁
细胞膜
细胞质
拟核
核糖体
蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。
蓝细菌结构模式图
二、原核细胞和真核细胞
B. 细菌
杆菌
球菌
螺旋菌
弧菌
大多数细菌营寄生或腐生的异养生物
二、原核细胞和真核细胞
C. 其他原核生物种类
放线菌、支原体、衣原体、立克次氏体
① 放线菌中种类最多的是链霉菌。
② 支原体是目前发现最小的最简单的
原核生物。没有细胞壁。
细胞膜
细胞质
DNA
核糖体
RNA
支原体结构模式图
二、原核细胞和真核细胞
真核细胞
有以核膜为界限的细胞核；由真核细胞构成的生物叫做真核生物，如动物、植物、真菌等。
动物细胞
植物细胞
酵母菌
二、原核细胞和真核细胞
总结：真核细胞与原核细胞的比较
比较 原核细胞 真核细胞
细胞壁 除支原体外，成分为肽聚糖 植物：纤维素和果胶
真菌：几丁质
细胞膜 成分与结构相同
细胞核 无，有拟核 有细胞核
细胞器 核糖体 多种细胞器
核DNA存在形式 不形成染色体，环状DNA 与蛋白质，形成染色体
课堂小结
真核细胞
原核细胞
细胞
分为
细胞膜
细胞膜
DNA作为遗传物质
都有
都有
都以
主要包括
植物
动物
真菌
原核生物
构成
主要包括
细菌
蓝细菌
支原体
细胞多样性
细胞统一性
细胞多样性
一、概念检测
基于对原核生物和真核生物的理解，判断下列表述是否正确
(1) 真菌和细菌是原核生物 （ ）
(2) 原核生物中既有自养生物，又有异养生物 （ ）
(3) 原核生物是单细胞生物，真核生物既有单细胞生物也有多细胞生物 ( )
×
√
√
一、概念检测
2. 草履虫、衣藻、变形虫和细菌都是单细胞生物。尽管它们的大小和形状
各不相同，但它们都有相似的结构，即都具有 ( )
A. 细胞膜、细胞质、细胞核、液泡
B. 细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核
C. 细胞膜、细胞质、细胞核、染色体
D. 细胞膜、细胞质、储存遗传物质的场所
D
一、概念检测
3. 根瘤菌(属于细菌)与豆科植物共生形成根瘤。在对根瘤菌进行分离时，如
何根据细胞的形态结构特点，来区分根瘤菌细胞与植物细胞
根瘤菌是细菌，属原核细胞，没有成形的细胞核。植物细胞有成形的细胞核。
二、拓展应用
细胞虽然形态多种多样，但是基本结构具有高度的统一性。细胞为什么会有统一性？细胞的多样性又是怎样产生的
细胞之所以会有统一性，是因为细胞来源于细胞，即新细胞是从老细胞通过分裂而形成的，所有细胞都来自一类共同的祖先，所以具有统一性。
细胞的多样性是在进化过程中，由于自然选择等原因，细胞出现结构分化、分别承担不同功能而产生的。
二、拓展应用
2. 支原体肺炎是一种常见的传染病，其病原体是一种称为肺炎支原体的
单细胞生物(见下图)，请据图分析回答。
支原体与动物细胞结构的区别是：
支原体没有成形的细胞核，只有游离的DNA和核糖体一种细胞器。
(1) 支原体与动物细胞的结构有什么区别？
二、拓展应用
2. 支原体肺炎是一种常见的传染病，其病原体是一种称为肺炎支原体的
单细胞生物(见下图)，请据图分析回答。
支原体与细菌的细胞结构的区别是：
支原体没有成形细胞壁
(2) 支原体与细菌的细胞结构有什么区别？
支原体是原核生物
(3) 支原体是真核生物还是原核生物？
一、选择题
1. 细胞学说为生物学的发展起到了奠基的作用，主要原因是它揭示了( )
A. 植物细胞与动物细胞的区别 B. 原核细胞和真核细胞的区别
C. 生物体结构的统一性 D. 生物界细胞的多样性
2. 沙眼衣原体是一类导致人患沙眼的病原体，通过电子显微镜观察其细
胞结构，可以确定沙眼衣原体是原核生物作为判断的主要依据是 ( )
A. 有细胞壁 B. 有细胞膜
C. 没有线粒体 D. 没有以核膜包被的细胞核
C
D
一、选择题
3. 生命系统存在着从细胞到生物圈各个不同的结构层次。下列相关叙述
错误的是( )
A. 细胞是基本的生命系统
B. 草履虫可以看作是基本的生命系统
C. 植物体和动物体共有的生命系统层次有细胞、组织器官、个体
D. 生态系统中存在非生命的物质和成分，不属于生命系统
D
一、选择题
4. 细胞是生物体的基本结构和功能单位。下列有关细胞的叙述，正确的
是 ( )
A. 原核细胞结构简单，所以不具有多样性
B. 原核细胞与真核细胞之间不具有统一性
C. 除病毒外，生物体都是由细胞构成的
D. 新细胞是从老细胞的细胞核中产生的
C
二、非选择题
画概念图：画概念图可以直观而形象地表示概念之间的相互关系，帮助你梳理所学的知识，建立良好的知识结构。请你分析下图，在“ ”处填写当的连接词。
细胞
分为
真核细胞
原核细胞
成形的细胞核
细胞膜
细胞质
细胞质
细胞膜
具有
具有
具有
？
？
？
二、非选择题
2. 下图是人们常见的几种单细胞生物，据图回答下面的问题。
(1) 这几种生物 共有的结构是_________
________________________________。
细胞膜
细胞质、细胞核
(2)与绿色开花植物细胞的结构和功能类似的生物是_____________。你判断的依据是________________________________
_________________。
眼虫、衣藻
含有叶绿体，能进行光合作用，
衣藻还有细胞壁
二、非选择题
2. 下图是人们常见的几种单细胞生物，据图回答下面的问题。
(2) 与哺乳动物细胞的结构和功能类似的生物是__________________，你判断的依据是_________________________
_____________________________________。
变形虫、草履虫
具有细胞膜、细胞质和
成形的细胞核，不具有细胞器
二、非选择题
2. 下图是人们常见的几种单细胞生物，据图回答下面的问题。
(3) 眼虫与植物和动物都有相同之处，从进化的角度看，你认为合
理的解释是？
眼虫有叶绿体，与植物细胞类似；眼虫有眼点能感受光的刺激，有鞭毛，能运动，这些特征与动物类似。从以上分析可以看出，眼虫与植物和动物都有相同之处，说明眼虫可能是与植物、动物共同祖先很接近的生物。
二、非选择题
3. 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。
回答下列问题。
(1) 人工合成脊髓灰质炎病毒，是否就是人工制造了生命？
可以有不同答案，因为细胞是基本的生命系统，科学家一般将人工合成生命定义为人工组装细胞，从这个意义上说，人工合成脊髓灰质炎病毒还不能称为人工合成生命。病毒由生物大分子构成，并且能自我复制，具备生物的一些基本特征，因此在生物学上一般认为它是不同干动物、植物真菌和原核生物的一类特殊的生物，从这个意义上说，人工合成脊髓灰质炎病毒也可以视为人工合成生命。
二、非选择题
3. 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。
回答下列问题。
(2) 人工合成病毒的研究，是应该肯定还是应该否定？为什么？
人工合成病毒的研究，其意义具有两面性，用绝对肯定或绝对否定的态度都是不全面的。从肯定的角度看，人工合成病毒口以使人类更好地认识病毒，如研制抵抗病毒的药物和疫苗，从而更好地为人类的健康服务;从否定的角度看，人工合成病毒的研究也可能会合成某些对人类有害的病毒，如果这些病毒传播开来，或者被某些人用作生物武器，将给人类带来灾难。

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