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第4讲生命活动的基本单位——细胞考点一细胞学说及细胞的大小和形态考点二显微镜结构和使用方法总纲目录高考再现考点一细胞学说及细胞的大小和形态 一、细胞学说(一)细胞学说的建立和发展过程时间科学家主要成就1665年英国科学家①罗伯特·胡克②发现并命名细胞19世纪30年代德国植物学家③施莱登和动物学家④施旺建立了⑤细胞学说1958年德国病理学家⑥魏尔肖提出了细胞是先前细胞通过⑦分裂产生的,细胞是一个相对独立的生命活动的⑧基本单位(二)细胞学说的基本内容1.细胞是一个有机体,一切⑨动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和⑩细胞产物所构成。2.细胞是一个 相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体的生命起作用。3.新细胞可以从 老细胞中产生。(三)细胞学说的意义1.揭示 细胞统一性和 生物体结构统一性。2.揭示生物之间存在着一定的 亲缘关系。3.使人们对生命的认识进入到了 细胞水平。二、细胞的大小和形态(一)生物体的组成除了病毒外,生物体都是由 细胞组成的。细胞的形态和大小各不相同。(二)细胞的大小1.大多数细胞的直径在 10~100μm范围内。2.不同生物细胞的大小有一定差异;即使在同一种生物体的相同组织中,细胞的大小也不一样。3.同一个细胞在不同的发育阶段,大小也会发生改变。(三)细胞的形态多种多样,有 球体、多面体、纺锤体和柱状体等。细胞的大小、形态与其 生理功能是相适应的。例如,动物卵细胞一般较大,储藏了较多的营养物质,为细胞分裂与分化等生命活动做好了物质上的准备。 1.英国科学家罗伯特·胡克最先发现了活的细胞。 (✕)2.施莱登和施旺共同提出了细胞学说。 (√)3.细胞学说认为一切生物都是由细胞构成的。 (✕)4.细胞学说把细胞分为真核细胞和原核细胞。 (✕)5.细胞学说揭示了细胞的统一性和多样性。 (✕)6.细胞通过分裂产生新细胞。 (√)7.哺乳动物成熟红细胞和精子的寿命较短与他们的结构有密切关系。 (√)8.卵细胞体积较大有利于和周围环境进行物质交换,为胚胎早期发育提供所需养料。 (✕) 下图为几种生物或其细胞结构示意图,请据图回答问题: (1)图中属于生物的有,只属于细胞的有。(2)没有细胞结构的是,有细胞结构的是。答案(1)BDEAC(2)EABCD解析据图中形态结构可知,A是植物细胞,B是细菌,C是口腔上皮细胞,D是蓝藻,E是病毒,细菌和蓝藻均为单细胞生物,故图中属于生物的是BDE,只属于细胞的是AC,没有细胞结构的是E,有细胞结构的是ABCD。 考向一细胞学说1.细胞学说的建立过程,是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程,充满了耐人寻味的曲折。下列说法正确的是 (C)A.英国科学家胡克最终建立了细胞学说B.德国科学家施莱登和施旺是细胞的发现者和命名者C.德国科学家魏尔肖指出:细胞是先前细胞通过分裂产生的,细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位D.细胞学说揭示了生物的统一性和多样性解析细胞学说主要是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺创立的。细胞最早是由英国科学家胡克发现并命名的。在细胞学说提出来之前,动物和植物的研究是独立的,两者之间没有交集,而细胞学说提出一切动物和植物在结构组成上的基本单位都是细胞,揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,但没有揭示生物的多样性。德国科学家魏尔肖指出:“细胞是先前细胞通过分裂产生的,细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位”,这被认为是对细胞学说的重要补充。2.从英国科学家胡克发现细胞起,到细胞学说建立,经过了近二百年,细胞学说的建立为19世纪细胞的研究指明了方向。期间,科学家们虽然观察了若干不同类型的细胞,然而并没有认识到所有动植物体都是由细胞构成的。下列关于细胞学说的叙述,错误的是 ()A.新的细胞可以由老的细胞产生B.每个细胞作为一个相对独立的基本单位,既有它们“自己”的生命,又与其他细胞协调配合构成生命的整体,按共同的规律发育,有共同的生命过程C.细胞是有机体。一切动、植物都是由细胞发育而来的,并由细胞和细胞产物所构成,动、植物的结构有显著的一致性D.施莱登提出动物和植物的细胞从整体而言,结构上是相似的,细胞是生物体的功能单位答案D1838年,德国植物学家施莱登概括出细胞学说的主要论点,提出植物是由细胞组成的聚合体。次年,施旺进一步加以补充,提出动物和植物的细胞从整体而言,结构上是相似的,细胞是生物体的功能单位。归纳拓展细胞学说的建立过程体现了科学发现的特点(1)科学发现是很多科学家共同参与、共同努力的结果;(2)科学发现离不开技术的支持;(3)科学发现需要理性思维和实验的结合;(4)科学学说的建立是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。考向二细胞结构与功能的统一性3.(2019江苏南京学情调研)下列不能体现细胞结构与功能相适应的特点的是 (A)A.记忆B细胞内有丰富的高尔基体,有利于抗体的分泌B.神经细胞有丰富的突起,有利于细胞间的信息传递C.根尖成熟区细胞有大液泡,有利于根从土壤中吸收水分D.精子尾部含较多的线粒体,有利于精子的运动解析浆细胞内高尔基体发达,有利于抗体的分泌,记忆B细胞不能分泌抗体,A错误;人的神经细胞有多个突起,有利于与多个细胞相联系,B正确;根尖成熟区细胞有大液泡,有利于根从土壤中吸收水分,C正确;精子的运动需要能量,线粒体是有氧呼吸的主要场所,是细胞的动力车间,精子尾部含较多的线粒体,有利于精子的运动,D正确。4.细胞作为生命活动的基本单位,其结构和功能高度统一。下列有关叙述正确的是 (C)A.在蛋白质合成旺盛的细胞中,核糖体的数目较多,核仁较小B.哺乳动物成熟红细胞和精子的寿命都较短,它们的寿命短与结构没有关系C.小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体,与小肠的吸收功能有关D.与人体的其他细胞相比,卵细胞的体积较大,相对表面积也大,有利于物质交换解析核糖体是蛋白质的合成场所,而核仁与核糖体的形成有关,因此在蛋白质合成旺盛的细胞中,核糖体数目较多,核仁较大,A错误;哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核,精子的细胞质很少,因此它们的寿命都较短,这与它们的结构有关,B错误;小肠绒毛上皮细胞能吸收大量的营养物质,需要消耗大量的能量,因此含有大量的线粒体,C正确;与人体的其他细胞相比,卵细胞的体积较大,相对表面积较小,不利于物质交换,D错误。归纳拓展1.“生物界的统一性”(1)从化学元素角度分析:组成生物体的化学元素种类大体相同。(2)从分子水平角度分析:①所有生物DNA分子的空间结构和化学组成相同;②所有生物共用一套遗传密码子;③蛋白质的基本组成单位——氨基酸的种类基本相同。(3)从结构角度分析:除病毒等少数种类外,生物体都是由细胞构成的。(4)从能量角度分析:生物体都是以腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)作为能量“通货”的。2.细胞结构多样性与功能多样性相统一的“七个”实例(1)蛔虫在肠道内寄生,只进行无氧呼吸,细胞内没有线粒体。(2)哺乳动物成熟的红细胞无核,也没有核糖体、线粒体等细胞器,所以自身不能合成蛋白质,呼吸作用方式是无氧呼吸,不能进行细胞分裂,因而寿命较短。(3)神经细胞具有突起,有利于提高兴奋传导的效率,且已高度分化,不具有分裂能力。(4)卵细胞大,有利于储存丰富的营养物质;精子小,含细胞质很少,尾部含丰富线粒体,有利于精子的运动。(5)具分泌功能的细胞往往形成很多突起,以增大表面积,提高分泌效率,且细胞中高尔基体含量较多。(6)癌细胞形态结构发生改变,细胞膜上糖蛋白含量减少,使得细胞间黏着性减小,易于扩散和转移。(7)代谢旺盛的细胞中,线粒体、核糖体等细胞器含量多,核仁较大,核孔数量多。考点二显微镜结构和使用方法 一、光学显微镜1.主要结构 主要包括①目镜、物镜、聚光器、镜筒、载物台、转换器、粗准焦螺旋、细准焦螺旋、镜臂、镜座等。2.操作步骤(1)低倍镜:取镜→安放→②对光→安放装片→调焦→观察。(2)高倍镜(使用技巧的“四字诀”)a.“找”:在低倍镜下找到物像,并调节至清晰。b.“移”:将观察目标移到③视野中央。c.“转”:转动④转换器,移开低倍镜,让⑤高倍物镜对准通光孔。d.“调”:调节⑥遮光器和⑦反光镜,使视野亮度适宜;调节⑧细准焦螺旋,直到物像清晰为止。3.显微镜的放大倍数(1)显微镜的放大倍数是指放大物像的⑨长度或宽度。(2)显微镜放大倍数=⑩目镜放大倍数× 物镜放大倍数。二、电子显微镜1.发明:20世纪30年代初,德国青年科学家卢斯卡等利用高能电子束波长 很短的特点,制造出了能放大10000倍的高分辨率电子显微镜,并获诺贝尔物理学奖。2.种类:常用的电子显微镜有 透射电子显微镜和 扫描电子显微镜,前者适合于观察细胞内部的细微结构,后者适合于观察细胞等样品的表面形态和结构。 1.换用高倍镜时,从侧面观察,防止物镜与装片碰擦。 (√)2.为了使高倍镜下的视野亮一些,可使用更大的光圈或凹面反光镜。 (√)3.低倍镜下物像清晰,换高倍镜后视野变暗,应首先调节细准焦螺旋。 (✕)4.视野中有异物,转到目镜发现异物不动,移动装片也不动,则异物在物镜上。 (√)5.为观察染色体不同层面的精细结构,用粗准焦螺旋调节焦距。 (✕)6.在观察水绵细胞时,将低倍镜换成高倍镜后,物像大小、细胞数目和视野亮度的变化是变大、变多、变亮。 (✕) (1)甲图中属于目镜的是,属于物镜的是,判断依据是。请根据下图,回答有关问题。(2)甲图中放大倍数较大的目镜和物镜分别是和。(3)从图中的乙转为丙,正确的调节顺序是。(4)若使物像放大倍数最大,甲图中与玻片标本最近的是。答案(1)①②③④有无螺纹(2)②④(3)移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细转焦螺旋(4)④解析(1)目镜无螺纹,物镜有螺纹,故属于目镜的是①②,属于物镜的是③④。(2)目镜越长(短),放大倍数越小(大),物镜越长(短),放大倍数越大(小),故甲图中放大倍数较大的目镜和物镜分别是②和④。(3)图乙是低倍物镜下看到的图像,丙是高倍物镜下看到的图像,从低倍物镜转换为高倍物镜的调节顺序是移动标本→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋。(4)若使物像放大倍数最大,则应选择最长的物镜,甲图中与玻片标本最近的是④。 1.显微镜的物镜、目镜与成像特点(1)物镜与目镜的区分 ①区分物镜和目镜,看有无螺纹。有螺纹的是物镜,没有的是目镜。②区分倍数看长短。物镜长的倍数大,目镜短的倍数大。还可看物镜镜头离标本的距离,物镜放大倍数越大,物镜镜头离标本越近。(2)高倍镜与低倍镜的比较物像大小视野中细胞数目视野亮度物镜与载玻片距离视野范围高倍镜大少暗近小低倍镜小多亮远大(3)显微镜成像特点显微镜下所成的像为放大的、倒立的虚像,例如实物为字母“b”,则视野中观察到的为“q”。若物像在偏左上方,则实物应在右下方,要将物像移到视野中央,则装片应向左上方移动。移动规律:物像偏哪向哪移(或同向移动)。2.显微镜使用中的常见易错点(1)换用高倍物镜后,若视野太暗,应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮,再调节细准焦螺旋。(2)观察颜色深的材料,视野应适当调亮,反之则应适当调暗;若视野中出现一半亮一半暗,则可能是反光镜调节角度不对;若观察的标本材料一半清晰一半模糊不清,则可能是切片厚薄不均匀造成的。 考向普通光学显微镜的结构和使用1.用显微镜的一个目镜分别与2个不同的物镜(10×、40×)组合来观察某一细胞装片。当成像清晰时,2个物镜与载玻片的距离如图甲所示。图乙是图甲中b条件下观察到的视野。有关叙述正确的是 () A.a条件下视野的亮度比b条件下大B.若不改变载玻片的位置,则a条件下比b条件下看到的细胞数多C.由b条件转变为a条件下观察时,应先将装片向左下方移动D.若b条件下视野中充满彼此相连的64个细胞,则a条件下视野中大约可观察到4个细胞答案D物镜的镜头越长,其放大倍数越大,物镜与载玻片的距离越近,且显微镜的放大倍数越大,视野越暗,因此a条件下视野的亮度比b条件下小,A错误;若不改变载玻片的位置,则a条件下比b条件下看到的细胞数少,B错误;由b条件转变为a条件下观察时,应先将装片