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第2节　细胞的多样性和统一性
高中生物学 必修1 分子与细胞 · 学案
班级：________　姓名：________　学号：________
一、学习目标
1.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，认同生物的统一性和多样性。
2.通过学习水华的危害与解决方案及对发菜的保护，认同人与环境和谐共处的重要性。
二、情境导入
【材料】
在富营养化的湖泊中，蓝细菌等原核生物大量繁殖，使水体呈现蓝绿色，形成“水华”。而在生活环境中，我们接触的绝大多数动植物则属于真核生物。原核细胞和真核细胞在结构上有何区别与联系？
【思考】
1.原核细胞与真核细胞最根本的区别是什么？
2.为什么说二者又具有统一性？
三、自主预学
（一）原核细胞和真核细胞
1.分类依据：有无以核膜为界限的细胞核。
图1　原核细胞与真核细胞的区别与统一性
2.常见原核细胞的结构：(1)蓝细菌：细胞中含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用，属于自养生物。
图2　蓝细菌的结构模式图
(2)大肠杆菌：绝大多数细菌营腐生或寄生生活，属于异养生物。
图3　细菌的结构模式图
3.常见原核生物和真核生物的归类：①蓝细菌　②绿藻　③发菜　④紫菜　⑤硝化细菌　⑥酵母菌　⑦青蛙　⑧大肠杆菌　⑨链球菌　⑩颤蓝细菌　 念珠蓝细菌　 色球蓝细菌　 根霉菌　 玉米。
图4　原核生物与真核生物的归类
四、课堂探究
探究一　原核细胞和真核细胞的结构
【材料情境】结合下列生物结构示意图，请思考回答以下探究问题。
图5　大肠杆菌、蓝细菌和支原体的结构模式图
1.上图中原核生物有哪些？请说出你的判断依据。
2.请结合初中所学，辨析带“菌”字的都是细菌吗？为什么？
3.结合图示，比较几种原核细胞的结构，完成表格。
项目 大多数细菌 蓝细菌 支原体
细胞壁 有 有 无
细胞膜 有 有 有
细胞器 核糖体 核糖体 核糖体
核膜 无 无 无
染色体 无 无 无
拟核区DNA分子 环状 环状 环状
光合色素 一般无 藻蓝素、叶绿素 无
同化作用类型 多腐生或寄生的异养型 光合作用的自养型 异养型
4.水华为什么会使水体呈现蓝色或绿色？
5.通过对真核细胞与原核细胞的认识，完成表格。
比较项目 原核细胞 真核细胞
本质区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的细胞核
细胞壁 有(支原体除外) 植物和真菌细胞有，动物细胞无
细胞器 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体、线粒体等多种细胞器
细胞核 有拟核，无核膜，无染色体 有以核膜为界限的细胞核，有染色体
生物类群 放线菌、蓝细菌、细菌(狭义的)、支原体、衣原体、立克次氏体 真菌、动物、植物
统一性 都有细胞膜、细胞质、核糖体，都以DNA作为遗传物质
6.你如何解读“原核细胞”和“真核细胞”中的“原”字和“真”字？据此推测原核生物和真核生物在进化上的联系。
探究二　生物类型的判断方法
1.原生生物≠原核生物：原生生物是最简单的真核生物，一般为单细胞，大部分生活在水中，包括原生动物(如草履虫)和真核单细胞藻类(如甲藻、衣藻)等。
2.细胞群体≠多细胞生物体：如我们在水体看到的蓝细菌实际上是单细胞蓝细菌的细胞群体。
3.识名巧辨生物类型：带“菌”字的生物中，凡“菌”字前有“杆”“球”“弧”“螺旋”的属于细菌(原核生物)，如酵母菌、霉菌、食用菌等则为真菌(真核生物)。
图6　生物的分类流程
图7　“菌”类的分类
自查自纠（原核细胞和真核细胞）
判断下列叙述的正误。
(4)原核细胞和真核细胞的细胞质中都含有核糖体。(　　)
(5)显微镜下的蓝细菌有叶绿体，能进行光合作用。(　　)
(6)通过观察真核细胞和原核细胞发现，二者的统一性表现在都有细胞膜、细胞质和细胞核。(　　)
例题精析
例1　下列有关原核细胞与真核细胞的叙述，错误的是(　　)
A.蓝细菌和衣藻都含有叶绿素，都能进行光合作用
B.原核细胞和真核细胞都具有细胞膜和核糖体
C.原核细胞的遗传物质是DNA，真核细胞的遗传物质也是DNA
D.原核细胞有拟核，无染色质和染色体，真核细胞有染色质或染色体
五、分层训练
【基础巩固练】
考点　原核细胞和真核细胞
5.①②③④四类生物的部分特征如下：①只有核糖体一种细胞器，无细胞壁；②具有核糖体和叶绿素，但没有叶绿体；③仅由蛋白质与核酸组成；④出现染色体和多种细胞器。下列叙述正确的是(　　)
A.属于原核生物的是①②③
B.发菜和生菜都属于生物②
C.生物③只能寄生在活细胞中
D.能进行有氧呼吸的生物只有④
6.淡水水域有时会形成水华，其中有多种蓝细菌。下列叙述错误的是(　　)
A.颤蓝细菌、念珠蓝细菌、色球蓝细菌都属于蓝细菌
B.蓝细菌中有些种类可以供人和动物食用，如发菜
C.水华的形成与蓝细菌、水绵等原核生物大量繁殖有关
D.水华中的蓝细菌是以细胞群体的形式存在的
7.如图为几种生物的归类模型。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
图8　几种生物的归类模型
A.a中生物都能独立繁殖
B.c中生物都有核糖体
C.b中生物的遗传物质都存在于拟核中
D.蓝细菌和金鱼藻都能进行光合作用，且场所相同
【综合提升练】
8.对图示的生物学实验的叙述，正确的是(　　)
图9　显微镜相关实验示意图
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是显微镜某视野下洋葱根尖的图像，则向右移装片能观察清楚c细胞的特点
C.若图③是在显微镜下观察细胞质流动，发现细胞质的流动方向是顺时针，则实际上细胞质的流动方向是逆时针
D.当图④视野中的64个组织细胞变为4个时，视野明显变暗
9.马奶酒是一种以鲜马奶为原料，经乳酸菌和酵母菌共同自然发酵而成的传统乳制品。下列叙述错误的是(　　)
A.乳酸菌和酵母菌都以DNA作为遗传物质
B.乳酸菌和酵母菌都具有细胞壁、细胞膜和细胞核等结构
C.在制作马奶酒的过程中，乳酸菌和酵母菌都不需要O2
D.一个乳酸菌细胞和一个酵母菌细胞均可属于生命系统的个体层次
10.某生物学兴趣小组为调查洞庭湖水质情况进行取样观察。图1为显微镜的物镜和目镜，图2为视野中的微生物，图3为湖水中的几种生物结构示意图。请回答下列问题。
图10　物镜与观察视野
图11　几种生物的结构示意图
(1)若想要观察到图2中右侧视野，应选择图1中的________(填“甲”或“乙”)镜头，观察时发现视野昏暗、不能清晰观察到细胞核，此时应调节细准焦螺旋并换用大光圈或凹面反光镜。
(2)某同学使用显微镜观察水中微生物时，若发现视野中微生物向视野左下方游走，此时应该把载玻片向________移动。
(3)①图3中不能称为一个生命系统的是生物________(填字母)。该生物在洞庭湖水中________(填“能”或“不能”)独立繁殖子代。②其他几种生物共有的细胞器有________。B、C都能进行光合作用是因为两者体内都含有________。
六、参考答案
【课堂探究】
探究一　原核细胞和真核细胞的结构
1.蓝细菌、大肠杆菌、支原体。判断依据：它们都有细胞结构，但无以核膜为界限的细胞核。
2.不一定都是细菌。真菌(如酵母菌、霉菌、食用菌等)为真核生物，球菌、杆菌、螺旋菌、弧菌是指细菌(如大肠杆菌、醋酸杆菌、乳酸杆菌、肺炎链球菌、幽门螺杆菌、霍乱弧菌等)。
3.见表格(自主预学表)：大多数细菌有细胞壁、细胞膜、核糖体，无核膜、无染色体，拟核区DNA分子为环状，一般无光合色素，多为腐生或寄生的异养型；蓝细菌无核膜，含藻蓝素和叶绿素，为光合作用的自养型；支原体无细胞壁，为异养型。
4.造成水华的生物细胞内多含有藻蓝素和叶绿素。
5.见表格。
6.“原核细胞”中的“原”字指“原始”的意思；“真核细胞”中的“真”字指“真正”的意思。从进化的角度看，真核细胞是由原核细胞进化而来的。
【自查自纠】
(4)√　(5)×　(6)×
解析：(5)蓝细菌不含叶绿体。(6)原核细胞不具有细胞核。
【例题精析】
例1　A
解析：蓝细菌属于原核生物，没有叶绿体，但有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用；衣藻属于真核生物，含有叶绿体，A错误。原核细胞和真核细胞都具有DNA和核糖体，遗传物质都是DNA，B、C正确。原核细胞有拟核但无染色质，真核细胞有染色质或染色体，D正确。
【分层训练】
5.C　6.C　7.B
5.解析：③仅由蛋白质与核酸组成，是病毒而不是原核生物，无细胞结构，只能寄生在活细胞中，A错误、C正确；生菜属于真核生物，细胞中含有叶绿体，不属于②，B错误；④为真核生物，除了真核生物能进行有氧呼吸外，需氧细菌也可以进行有氧呼吸，D错误。
6.解析：蓝细菌是一类生物，包括颤蓝细菌、念珠蓝细菌、色球蓝细菌、发菜等，其中发菜可以供人和动物食用，A、B正确；水绵属于真核生物，C错误；蓝细菌属于原核生物，各群均为单细胞生物，多以细胞群体的形式存在，D正确。
7.解析：a中烟草花叶病毒没有细胞结构，不可以独立繁殖和代谢，只能寄生在活细胞内，A错误；c中衣藻、金鱼藻、酵母菌、蓝细菌都有核糖体，B正确；b中烟草花叶病毒没有细胞结构，也没有拟核，酵母菌有细胞核，没有拟核，C错误；蓝细菌属于原核生物，其光合作用在光合片层上进行，金鱼藻(真核)的光合作用在叶绿体中进行，场所不同，D错误。
8.D　9.B
8.解析：图①为物镜，镜头越长放大倍数越大，若将显微镜镜头由a转换成b，则视野中观察到的细胞数目减少，A错误；显微镜下看到的物像是放大后的倒像，若要观察清楚c细胞的特点，应向左移动装片，B错误；若视野中细胞质的流动方向是顺时针，则实际上细胞质的流动方向也是顺时针，C错误；当图④视野中的64个组织细胞变为4个时，说明放大倍数增大了4倍，视野明显变暗，D正确。
9.解析：乳酸菌和酵母菌都是细胞生物，都以DNA作为遗传物质，A正确；乳酸菌是原核生物，无细胞核，B错误；乳酸菌为厌氧型，发酵过程中不需要O2，酵母菌为兼性厌氧型，无氧呼吸产物是酒精，在马奶酒的制作过程中也不需要O2，C正确；乳酸菌和酵母菌都是单细胞生物，一个细胞即一个个体，D正确。
10.(1)乙　调节细准焦螺旋并换用大光圈或改用凹面镜　(2)左下方　(3)①D　不能　病毒无细胞结构，必须寄生在活细胞中才能繁殖子代，不能独立生活　②核糖体　光合色素

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