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2.1 生物体的基本单位
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01 本节导航·目标清单
目标导航
1. 能说出生物的基本特征，识别生物与非生物，知道千差万别的生物会表现出相似的的生命特征。
2. 了解细胞的发现史，知道细胞学说的主要内容，理解“细胞是生物体结构和功能的基本单位”。
3. 认识显微镜的结构，能规范使用光学显微镜，并制作洋葱鳞片叶内表皮细胞和人口腔上皮细胞临时装片，说出动植物细胞的区别。
4. 掌握细胞膜、细胞质、细胞核、细胞壁、叶绿体、液泡等结构的功能，认同细胞的各个结构分工协作、共同完成生命活动。
方法指导
知识推进链：生物与非生物 → 细胞的发现（胡克、细胞学说）→ 用显微镜观察细胞（结构、使用、装片）→ 细胞的结构与功能。核心思路：从“宏观区分生物”到“微观认识细胞”，把“观察工具—观察方法—观察结果”串成一条线；既要记清结构名称，也要理解每一结构的功能，并把动植物细胞的异同对比记忆。
02 教材精研·内容全解
考点01 生物与非生物
1. 怎样区分生物与非生物
地球上的生物种类繁多、数量庞大、形态各异，但它们表现出的生命特征却大同小异。生石花酷似石头、水滴鱼犹如硅胶玩具，它们都属于生物；而栩栩如生的机器人却不是生物。我们区分生物与非生物，依据的是生物所表现出来的一系列共同特征，而不是看它“像不像活的”。
生石花 水滴鱼 机器人
2. 生物的基本特征
生物都具有一些共同特征：①能生长发育和繁殖后代，使生命代代相传；②有遗传和变异现象，即子代与亲代、子代不同个体之间既相似又不会完全相同；③需要营养和能量，并把产生的废物排出体外；④能对各种刺激做出反应，通过趋利避害来适应不断变化的环境；⑤除了病毒等少数生物外，生物都是由细胞构成的；⑥生物能呼吸；⑦生物都在进化。随着科学技术的发展，人类对“生物是什么”的理解也在不断深化。特别提醒：排粪便不属于排出体内产生的废物。粪便是人和动物摄取的食物中没有被消化和吸收的残渣，不属于体内产生的废物，因此排粪便不属于生物“排出废物”这一特征。
3. 思考与讨论：生物具有哪些生命现象
结合图2.1-4 “生命现象”，我们能在生活中找到对应的实例：幼苗生长，说明生物能生长发育；母猫生小猫，说明生物能繁殖后代；蜥蜴捕食，说明生物的生活需要营养；人排汗，说明生物能把产生的废物排出体外；含羞草被触碰后小叶合拢，说明生物能对刺激作出反应。这些现象共同指向生物区别于非生物的特征。
生命现象
考点02 细胞的发现与细胞学说
1. 细胞的发现
人类很早就开始观察和研究生物，但由于观察工具的限制，研究主要集中在习性、形态结构等方面。“工欲善其事，必先利其器”，显微镜的发明为人类研究生物打开了大门。1665年，英国科学家胡克用自制的显微镜观察软木栓薄片，看到了许多蜂窝状的中空小室，他将这种小室命名为细胞（cell），并绘制了软木栓细胞的图像。事实上，胡克观察到的是死亡植物细胞的部分结构。
胡克绘制的软木栓细胞
2. 细胞学说
随着显微镜的发展，人们对细胞结构与功能的认识更加深入。19世纪30年代，德国科学家施莱登和施旺通过对部分动、植物组织的观察，并结合前人的大量研究资料，提出：植物、动物都是由细胞构成的，并且细胞是生物体结构和功能的基本单位。之后，德国科学家魏尔肖进一步提出：所有的细胞都来自已经存在的活细胞。在此基础上，人们进行了理论概括，形成了细胞学说。细胞学说的内容可以概括为：①所有动物和植物都是由细胞构成的；②细胞是生物体结构和功能的基本单位；③新细胞是由原来的细胞分裂而来的。它的建立从结构上将纷繁复杂的生物世界统一了起来。注意：当时的细胞学说只说明动物和植物都是由细胞构成的，并没有说明所有生物都有细胞结构，例如病毒是生物，但没有细胞结构。
3. 科学史给我们的启发
从胡克观察细胞到细胞学说的建立，经历了近200年。它说明：科学的发展常常是几代人共同努力的结果，科学技术的发展就是不断发现及不断修正自身错误的过程；合适的技术和工具的使用或改进，会对科学发展产生很大的影响。施莱登和施旺正是通过获取大量证据、归纳概括，才得出“动植物都是由细胞构成的”这一结论。
考点03 练习使用显微镜
1. 显微镜的主要结构
观察细胞等微小物体需要借助显微镜。实验室常用的光学显微镜以可见光为光源。以单目显微镜为例，其主要结构及功能：目镜（标有放大倍数，镜头越长放大倍数越小）、物镜（靠近载物台的镜头，标有放大倍数，镜头越长放大倍数越大）、镜筒（连接目镜和物镜）、物镜转换器（旋转调换不同放大倍数的物镜）、粗准焦螺旋（调整物镜与载物台距离使影像清晰）、细准焦螺旋（微调距离使影像更清晰）、载物台（放置载玻片，中央有通光孔）、压片夹（固定载玻片）、遮光器（调节通光量，上有大小不同的光圈）、反光镜（反射光线）、镜臂（支撑镜身，取放时手握处）、镜座（支撑显微镜）。取镜时应一手握镜臂、一手托镜座，使显微镜保持直立。
单目显微镜
2. 放大倍数
一台显微镜的放大倍数等于它选用的目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。显微镜的放大倍数越大，观察到的物像放大程度就越大，但能观察到的范围就越小。
3. 练习使用显微镜
使用单目显微镜的基本步骤：①取镜安放——一手握镜臂、一手托镜座，平稳放置；②认识结构——辨认各部分并了解功能；③对光——转动物镜转换器使低倍物镜对准通光孔，转动遮光器使较大光圈对准通光孔，用一只眼通过目镜观察，同时转动反光镜，直到看到明亮的圆形光斑；④放片观察——将写有“上”字的载玻片正对通光孔中心，眼睛从侧面注视物镜使镜筒下降接近载玻片（但不能触碰），再用一只眼朝目镜内注视、另一只眼睁开，慢慢转动粗准焦螺旋使镜筒上升直到看到清晰的“上”字物像，最后轻微转动细准焦螺旋使物像更清晰；⑤整理——实验结束将镜筒降到最低处。从侧面注视物镜下降是为了防止物镜镜头压到载玻片；转换高倍物镜后切忌用粗准焦螺旋调距，只能微调细准焦螺旋。
显微镜的使用
4. 其他类型的显微镜
实验室中还有双目显微镜、数码液晶显微镜。数码液晶显微镜可以直接在液晶屏上显示观察到的视野画面，为物像的观察和记录提供了极大的便利。从最早的显微镜到激光扫描显微镜、电子显微镜（放大倍数可达几十万倍），显微镜的发展极大拓展了人类的观察范围。
双目显微镜 数码液晶显微镜
5. 视野调节与常见问题
①改变视野亮度：可调节遮光器和反光镜。想让视野变亮，选用大光圈和凹面镜；想让视野变暗，选用小光圈和平面镜。②判断污点位置：先移动玻片，若污点移动说明在玻片上；若不动，再转动目镜，若污点移动说明在目镜上；若仍不动，说明在物镜上。③换上高倍镜后，视野会变暗、范围变小。
考点04 观察细胞
1. 制作临时装片
细胞很小，直径一般只有几微米到几十微米，要借助显微镜才能观察到。使用光学显微镜观察时，被观察的材料要薄而透明，才能看到清晰的物像，所以需要先把材料制成装片标本。下面以洋葱鳞片叶内表皮细胞和人口腔上皮细胞为例学习制作临时装片。
2. 观察植物细胞——洋葱鳞片叶内表皮细胞
制作步骤：①把载玻片擦净，在中央滴1滴清水；②用刀片在洋葱鳞片叶内侧割出约0.5 cm×0.5 cm的正方形区域，用镊子撕取内表皮浸入水滴中并用解剖针展平；③用镊子夹起盖玻片，使它的一侧先接触载玻片上的水滴，然后缓缓放下，避免盖玻片下出现气泡；④在盖玻片一侧滴1~2滴碘液，用吸水纸在另一侧吸水，使碘液浸润标本全部。用显微镜观察并绘制一个洋葱鳞片叶内表皮细胞的结构图示。
滴清水 取内表皮 盖盖玻片 碘液浸润
3. 观察动物细胞——人口腔上皮细胞
制作步骤：①在洁净载玻片中央滴1滴生理盐水；②用清水漱净口腔，将消毒牙签粗的一端在口腔内侧壁沿同一方向轻刮几下，将有附着物的牙签放在生理盐水中均匀涂抹；③盖上盖玻片，在盖玻片一侧滴1滴碘液，用吸水纸在另一侧吸水使碘液浸润标本。用显微镜观察并绘制一个清晰的人口腔上皮细胞结构图示。
4. 用显微镜观察细胞时的问题与对策
表2.1-1 给出了观察细胞时可能遇到的问题、原因及对策，出现问题时应先分析原因再寻找相应对策：细胞严重重叠，可能是内表皮撕得太厚或未展平折叠，应重新撕取较薄表皮或重新展平；细胞结构不清楚，常因未滴加碘液，应补加碘液；有黑色圆圈等多为气泡太多，应在盖玻片一侧加水、另一侧用吸水纸吸或重新盖片；视野无光斑或太暗，多为反光镜未对好、光过弱或物镜未对准通光孔等操作失误，应按正确方法操作。
5. 科学观察
在很多情况下，单凭感官还不能对事物做出可靠判断，需要借助仪器和工具来收集信息。图2.1-14的两条横线其实是直线，图2.1-15的曲线其实是同心圆，可借助直尺和圆规验证——这说明感官观察有局限性。为了提高观察的准确性和范围，科学家发明了多种观测仪器，如电子显微镜（图2.1-16）可观察细胞内部结构。科学观察要认真、仔细、客观、有效、规范，并及时用文字描述、表格、图形等方法记录现象与数据。
直线 同心圆 用电子显微镜观察细胞
考点05 细胞的结构与功能
1. 动植物细胞的基本结构
植物细胞和动物细胞的形态虽然不同，但结构基本是相同的，一般都有细胞膜、细胞质和细胞核等结构。植物细胞还具有细胞壁、叶绿体和较大的液泡等结构。
细胞的结构
2. 细胞各结构的功能
细胞膜将细胞与外界环境隔开，具有保护细胞的作用，还能控制物质进出细胞，形成相对独立的稳定环境。细胞质是细胞进行生命活动的重要场所，如细胞内物质的分解。细胞核是细胞生命活动的控制中心，生物的遗传物质主要存在于细胞核中。植物细胞的细胞壁起保护和支持细胞的作用；细胞质中有液泡，液泡内的细胞液中溶解有多种物质；一些植物细胞质内还有叶绿体，它是植物进行光合作用的场所。思考与讨论：切西瓜、腌黄瓜时看到的大量汁水来自细胞的液泡（细胞液）；植物没有骨骼却能挺立，与细胞壁的保护和支持作用有关。细胞的各个结构分工协作、相互联系、彼此协调，共同完成细胞的生命活动。
3. 细胞的种类与细胞模型
细胞的种类很多，大小差别很大、形态也各不相同。人的卵细胞一般呈球形或椭球形，是人体内最大的细胞，直径约0.1 mm；精子呈蝌蚪状，有长尾，体积比卵细胞小得多。我们可以按照合理流程，用橡皮泥、塑料泡沫、滴胶等材料制作动物细胞模型和植物细胞模型，把细胞膜、细胞壁、细胞核、叶绿体、液泡等结构用不同颜色和形状表示出来，并标注名称，从而加深对细胞结构的理解。
各种形状的细胞 植物细胞模型和动物细胞模型
03 避坑指南·易错辨析
易错警示 1. 易错点1：生物的特征要记全。常见漏点——“生物能呼吸”“生物都在进化”“除病毒外生物都由细胞构成”。病毒是生物但没有细胞结构。 2. 易错点2：排粪便≠排出体内产生的废物。粪便是未被消化吸收的食物残渣，不属于体内产生的废物。 3. 易错点3：显微镜放大倍数=目镜倍数×物镜倍数；倍数越大，物像越大但视野范围越小、越暗。 4. 易错点4：调焦时镜筒下降，眼睛必须从侧面注视物镜，防止压碎玻片；找到物像后换高倍镜只能用细准焦螺旋微调。 5. 易错点5：动植物细胞共有的结构是细胞膜、细胞质、细胞核；植物细胞特有的结构是细胞壁、叶绿体、液泡（并非所有植物细胞都有叶绿体，如根细胞无叶绿体）。 6. 易错点6：制作洋葱表皮装片滴清水，制作人口腔上皮装片滴生理盐水，二者不能混用；染色都用碘液。
04 实战演练·随堂检测
【实战演练】
1. 下列关于生物特征的说法，正确的是（ ）
A.“蜻蜓点水”体现的是生物能排出体内产生的废物
B.“红豆生南国，春来发几枝”体现的是生物能生长
C.“种瓜得瓜，种豆得豆”体现的是生物能变异
D.“螳螂捕蝉，黄雀在后”体现的是生物能进行呼吸
2. 以下关于细胞的发现和细胞学说的说法中，正确的是（ ）
A.1665年，英国科学家胡克用自制显微镜观察到了植物细胞并创立了细胞学说
B.细胞学说的建立从结构上将纷繁复杂的生物世界统一了起来
C.19世纪30年代，德国科学家施莱登和魏尔肖共同提出，一切生物都由细胞构成
D.细胞学说认为，细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞是由细胞分化产生的
3. （温州中考改编）小明用左眼朝目镜内注视，要将镜筒从最低处慢慢上升，首先应调节（ ）
A.粗准焦螺旋
B.细准焦螺旋
C.物镜转换器
D.载玻片
4. 制作洋葱鳞片叶内表皮细胞的临时装片时，载玻片上滴加的液体是______，染色用的染色剂是______，制作人口腔上皮细胞临时装片时，应在载玻片中央滴一滴________。（选填“清水”“碘液”“生理盐水”“酒精”）
答：________________________________
答：________________________________
答：________________________________
5.（2024·宁波北仑区一模）海洋中的珊瑚虫大多群居生活，虫体一代代死去，但它们分泌的外壳却年深日久地堆积在一起，慢慢形成千姿百态的珊瑚。珊瑚虫体内有藻类和它共同生活，并为其提供用于呼吸的氧气，而珊瑚虫排出的废物则可作为藻类的养料。
（1）珊瑚虫是______（选填“生物”或“非生物”）。
答：________________________________
（2）对比图甲、乙，其中珊瑚虫的细胞结构模式图是图____。
答：________________________________
05 巩固拓展·课后提升
【巩固拓展】
1. 生物具有哪些区别于非生物的特征？
2. 设计表格比较植物细胞与动物细胞在结构上的相同和不同之处。
3. 流程图可以表明事件发生的顺序。请你根据细胞的发现过程，构建一个流程图，用于展示胡克、施莱登、施旺、魏尔肖等人在认识细胞的过程中所做的贡献。
4. 如下图所示为制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片的四个步骤，请排列这四个步骤的正确顺序。
①盖上盖玻片 ②展平 ③滴水 ④取材
图2.1-10 在载玻片上滴1滴清水 图2.1-11 取洋葱鳞片叶内表皮 图2.1-12 盖上盖玻片 图2.1-13 使碘液浸润标本
5. 如右图所示为植物细胞模式图。请据图回答下列问题。
（1）图中①和②分别具有什么功能？
（2）如果该细胞是韭菜的叶肉细胞，那么决定韭菜具有特殊气味特点的遗传物质主要存在于［ ］________中。
（3）光合作用的场所是［ ］________，它是植物细胞特有的结构之一。
（4）平时我们发现有些树死了，但并没有倒下，主要原因是植物细胞具备［ ］________结构。
参考答案
【实战演练】
第1题： B
解析：“蜻蜓点水”是蜻蜓在产卵，体现的是生物能繁殖后代，A错；“种瓜得瓜，种豆得豆”体现的是生物具有遗传的特征，C错；“螳螂捕蝉，黄雀在后”表现的是生物之间的捕食关系、体现生物的生活需要营养，D错。只有B正确。
第2题： B
解析：细胞学说是在前人大量研究基础上进行理论概括形成的，并非胡克一人创立，A错误；施莱登和施旺提出动植物都是由细胞构成的，魏尔肖提出新细胞来自已存在的活细胞，且细胞学说并未说明一切生物都由细胞构成（病毒无细胞结构），C错误；细胞学说认为新细胞是由原来的细胞分裂而来的，并非由细胞分化产生，D错误。B正确。
第3题： A
解析：由“将镜筒从最低处慢慢上升”可知，小明正在进行调焦操作，此时应先调节粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升找到模糊物像，再用细准焦螺旋微调。故选A。
第4题： 清水；碘液；生理盐水
解析：制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片时，在载玻片中央滴清水，目的是保持细胞原有形态；用碘液染色便于观察细胞结构；制作人口腔上皮细胞临时装片时，在载玻片中央滴生理盐水，以维持细胞形态、防止细胞吸水涨破。三者不能混用。
第5题： （1）生物；（2）乙
解析：（1）珊瑚虫具有呼吸、繁殖等生命现象，属于生物。（2）植物细胞呈多边体，有细胞壁、液泡、叶绿体；动物细胞呈球体，无细胞壁。图乙具有细胞壁等结构，是动物（珊瑚虫）的细胞结构模式图。
【巩固拓展】
第1题： 见解析
解析：生物区别于非生物的特征主要有：能生长发育和繁殖后代；有遗传和变异现象；需要营养和能量并排出废物；能对外界刺激作出反应；除病毒外都由细胞构成；能呼吸；都在进化。
第2题： 见解析
解析：相同点：动植物细胞一般都有细胞膜、细胞质、细胞核。不同点：植物细胞还具有细胞壁、叶绿体、较大的液泡；动物细胞没有这些结构（或有但形态功能不同）。可用表格分“结构”“动物细胞”“植物细胞”三列对比填写。
第3题： 见解析
解析：流程图顺序：胡克用自制显微镜观察软木栓发现“细胞”并命名 → 施莱登和施旺提出动植物都由细胞构成、细胞是结构和功能的基本单位 → 魏尔肖提出新细胞来自已存在的活细胞 → 概括形成细胞学说。
第4题： ③④②①
解析：正确顺序为：③滴水 → ④取材 → ②展平 → ①盖上盖玻片。即先滴清水，再撕取内表皮并展平，最后缓缓盖上盖玻片以避免产生气泡。
第5题： （1）①细胞壁保护支持、②细胞膜保护并控制物质进出；（2）细胞核；（3）叶绿体；（4）细胞壁
解析：（1）①细胞壁起保护和支持细胞的作用，②细胞膜保护细胞并能控制物质进出。（2）遗传物质主要存在于细胞核中。（3）光合作用的场所是叶绿体，是植物细胞特有结构。（4）植物能直立不倒主要依靠细胞壁的保护和支持作用。

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