浙科版（2019）生物必修一 第二章第一节　细胞是生命的单位学案（含解析）

第一节　细胞是生命的单位
说明有些生物体只有一个细胞,而有的由很多细胞构成,这些细胞形态和功能多样,但都具有相似的基本结构。
1.通过归纳与概括,总结细胞学说的发现过程。
2.通过比较不同类型细胞,说明细胞的种类多样性;通过归纳与概括细胞的结构组成,说明细胞的统一性。
3.比较多细胞与单细胞生物的细胞构成,认同所有生物(除病毒外)均是由细胞构成的,细胞是生物结构和功能的基本单位。
一、生物体由细胞构成
1.细胞学说的建立过程
时间 人物 发现或研究成果
1665年 英国的罗伯特·胡克 用自制的显微镜观察软木薄片,发现并命名细胞
— 荷兰列文虎克 用较先进的显微镜观察了许多动、植物的活细胞
1838年 德国植物学家施莱登 提出“所有的植物都是由细胞组成的,细胞是植物各种功能的基础”
1839年 德国动物学家施旺 提出“动物都是由细胞组成的”
— 德国科学家魏尔肖 提出“所有的细胞都必定来自已经存在的活细胞”
2.细胞学说内容
(1)所有的生物都由一个或多个细胞组成。
(2)细胞是所有生物的结构和功能单位。
(3)所有的细胞必定由已存在的细胞产生。
3.细胞学说的意义
(1)揭示了生物体结构的统一性。
(2)揭示了生物间存在一定的亲缘关系,将动物和植物统一起来,为达尔文的进化论奠定了基础。
(3)将人们对生物的研究从宏观领域带入微观领域。
1.细胞学说中涉及对动物、植物等生物的研究,是不是可以说细胞学说体现了生物界的多样性
提示:不能。细胞学说中,无论是对植物还是动物的研究,落脚点都是证实该生物的细胞组成属性,因此,细胞学说未证实生物界具有多样性,而只是证实生物界在细胞层次具有统一性。
2.从现在认知角度分析细胞学说的观点是否都正确 试说明理由。
提示:否。细胞学说中“所有的生物都由一个或多个细胞组成”的观点是不准确的,因为目前研究的所有生物包括没有细胞结构的病毒。
二、细胞既有多样性又有统一性
1.细胞的多样性
自然界的细胞种类极其繁多,形态、体积、功能和生活环境差异巨大。如人类卵细胞直径可达0.2 mm,可用肉眼直接看到;棉花的一条纤维是单个细胞,长达3～4 cm;神经细胞的直径不足1 mm,但长度可超过1 m。
2.细胞分类
依据 多样性体现 统一性体现
类型 举例
是否 有成形 的细 胞核 原核细胞 细菌、蓝细菌等 ①所有细胞都具有相似的基本结构,如细胞膜、细胞质,真核细胞还具有成形的细胞核;②所有细胞都具有C、H、O、N等基本元素;③所有细胞都以DNA作为遗传物质
真核细胞 大多数动物和植物细胞;单细胞真核生物,如草履虫、变形虫、小球藻等
三、活动:使用显微镜观察各种细胞
1.目的要求
(1)学会使用普通光学显微镜。
(2)辨别不同细胞的结构。
2.方法步骤
(1)将永久装片置于显微镜载物台上,标本正对通光孔中心,并用压片夹固定。
(2)调节粗准焦螺旋,在低倍镜下看到清晰的标本图像,然后将目标区域移至视野中央。
(3)转换高倍镜,调节细准焦螺旋直至获得清晰图像。
1.使用显微镜,通常会提到放大倍数,请问一个微小物体若被显微镜放大50倍,这里“被放大50倍”指的是什么
提示:指物像放大的长度和宽度。
2.大部分动植物体是不透明的,不能直接在显微镜下观察,一般要经过特殊处理,如将标本做成很薄的切片。但酵母菌、水绵、洋葱表皮等材料却可以直接做成装片在显微镜下观察,主要原因是什么
提示:酵母菌、水绵、洋葱表皮等材料都是单个细胞或单层细胞构成的,光能透过,所以能直接做成装片放在显微镜下观察。
四、细胞是生物体的结构和功能单位
细胞是一切生命活动的基本单位。具体体现是:
生物类型 特点
病毒 非细胞生物,只有寄生在活细胞内才能进行生命活动
单细胞生物 所有代谢活动均在单个细胞内进行
多细胞生物 功能相同的细胞聚集在一起,共同执行某一功能,每个细胞都具有相对独立的代谢系统,机体各项生理功能的完善离不开单个细胞正常的生命活动
[自主学习检测]——教材基础熟记于心
1.细胞学说的提出具有重要意义,揭示了生物体结构的差异性。(　×　)
提示:细胞学说揭示了生物体结构的统一性,没有揭示差异性。
2.细胞是一切生命活动的基本单位,所有生物均具有细胞结构。(　×　)
提示:病毒不具有细胞结构。
3.细胞的种类很多,但不同的细胞大小差别不明显,都比较小。(　×　)
提示:细胞的种类很多,多数细胞比较小,需要用显微镜才能被观察到,个别细胞体积比较大,如人类的卵细胞,用肉眼可直接观察到。
4.多细胞生物依赖各种不同功能的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动。(　√　)
5.不同细胞生存的最适温度都基本相同。(　×　)
提示:人体细胞生存的最适温度是37 ℃,而海底热泉附近的某些生物细胞则能在110 ℃以上的高温中生活,说明不同生物细胞生存的最适温度差别较大。
6.单细胞生物的一个细胞内可完成消化、排泄和遗传等生命活动。(　√　)
7.要观察低倍镜视野右上角的一个细胞,需将载玻片向左下方移动,再换上高倍物镜,调节细准焦螺旋才可看清物像。(　×　)
提示:要观察低倍镜视野右上角的一个细胞,需要先将目标移至视野中央,即将载玻片向右上方移动,然后换上高倍物镜,调节细准焦螺旋即可看清物像。
任务一　探究细胞学说的发现过程及内容
[任务突破]
辨析细胞学说认识的几个误区
(1)命名细胞≠创立细胞学说。罗伯特·胡克描述并命名了细胞,施莱登和施旺提出了细胞学说,魏尔肖提出“所有的细胞都必定来自已经存在的活细胞”,对细胞学说进行补充和完善。
(2)一切动植物都由细胞构成≠一切生物都由细胞构成。细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来。病毒无细胞结构,但病毒属于生物。
(3)细胞学说使得生物学的研究进入细胞水平,但并未达到分子水平。
(4)细胞学说揭示了生物体结构的统一性,没有说明其差异性。
[迁移应用]
[典例1] 下列关于细胞学说的叙述错误的是(　C　)
A.细胞学说认为老细胞可以产生新细胞
B.细胞学说揭示了生物间存在一定的亲缘关系
C.细胞学说是由罗伯特、施莱登、施旺和魏尔肖等科学家同时努力才建立的
D.细胞学说认为一切动物和植物都是由细胞构成的,细胞是生命的功能单位
解析:细胞学说的建立者主要是施莱登和施旺,魏尔肖等科学家对其进行了补充修正。
任务二　细胞的多样性、统一性及显微观察
[任务突破1]
1.归纳总结原核生物与真核生物的类型
2.归纳细胞的多样性和统一性
(1)细胞的多样性:
①细胞的形态各不相同。②细胞的大小各不相同。③细胞的种类各不相同。④细胞的结构各不相同。
(2)细胞的统一性:
①化学组成:组成细胞的元素和化合物种类基本一致。
②结构:一般都有细胞膜、细胞质、核糖体。
③遗传物质:都以DNA作为遗传物质。
④能源物质:以ATP作为直接能源物质。
[迁移应用]
[典例2-1] 下列组合中都属于真核生物的一组生物是(　B　)
A.乳酸菌和小球藻 B.烟草和草履虫
C.乳酸菌和蓝细菌 D.乙肝病毒和酵母菌
解析:乳酸菌、蓝细菌属于原核生物;小球藻、草履虫为单细胞真核生物,烟草为植物;乙肝病毒为病毒,酵母菌为真菌,是单细胞真核生物。
[典例2-2] (2022·嘉兴高一期末)核酸是生物的遗传物质。下列关于真核生物和原核生物遗传物质的叙述,正确的是(　A　)
A.均为DNA
B.均为RNA
C.真核生物的遗传物质主要是DNA
D.原核生物的遗传物质主要是RNA
解析:尽管细胞种类繁多,形态各异,但所有细胞都以DNA作为遗传物质。
[任务突破2]
熟练使用显微镜
(1)显微镜的使用。
(2)显微镜使用中常见问题分析。
①目镜、物镜。
a.目镜无螺纹,目镜越长,放大倍数越小,反之则放大倍数越大。
b.物镜有螺纹,物镜越长,放大倍数越大,距装片距离越近。
②视野及相关问题。
物镜 物像 大小 看到细 胞数目 视野 亮度 物镜与载玻 片的距离 观察 范围
高倍 大 少 暗 近 小
低倍 小 多 亮 远 大
③物像。
a.显微镜的成像原理是成倒像,即上下、左右均颠倒,如物像为“p”会观察到“d”。但顺时针或逆时针转动方向,则保持不变。
b.物像移动遵循“左物左移,右物右移”的原则,即在哪个方向的物像要移至视野中央就往哪个方向移动,例如在“左上方”的物像要移至视野中央就向左上方移动。
[迁移应用]
[典例2-3] (2022·精诚联盟高一联考)如图所示甲和乙分别表示不同物镜下观察到的物像。把视野中的物像从图中的甲转为乙时,下列描述正确的是(　A　)
A.移动装片时需向右方移动
B.细胞变大,细胞数目变少,视野变亮
C.物镜与装片间的距离变远
D.正确调节顺序为转动转换器→调节光圈→移动装片→转动细准焦螺旋
解析:图乙物像位于视野的右边,由于显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像,因此要将物像移到视野的中央,还应该向右移动装片;图乙中观察到的细胞大、数目少,可推知图乙为高倍镜下观察到的视野,由于高倍镜的进光量较少,所以高倍镜视野会变暗;由甲到乙的过程,是从低倍镜转换为高倍镜,此时物镜与装片间的距离变近;把视野中的物像从图中的甲转为乙,即由低倍镜换高倍镜,正确调节顺序为:移动装片→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋。
基础达标练
1.(2022·绿谷联盟高一月考)细胞学说是19世纪自然科学的三大
发现之一,下列有关叙述错误的是(　B　)
A.细胞学说建立在显微镜的发明和使用的技术基础上
B.“所有细胞都以DNA作为遗传物质”是细胞学说的主要内容
C.“所有的细胞必定由已存在的细胞产生”是对细胞学说的重要补充
D.细胞学说的重要意义在于揭示了生物体结构的统一性
解析:细胞肉眼看不到,而细胞学说是建立在对细胞结构大量观察的基础之上的,因此,显微镜的发明和使用为细胞学说的建立奠定了
基础;“所有细胞都以DNA作为遗传物质”不是细胞学说的内容;所有的细胞都来源于先前存在的细胞,即新细胞是由老细胞分裂产生的,是对原来存在的细胞学说的重要补充;细胞学说揭示了动物和植物
细胞结构上的统一性,因而其重要意义在于阐明了生物体结构的
统一性。
2.低倍镜下观察到的物像清晰,换上高倍镜后物像模糊不清,此时
应该(　C　)
A.移动玻片标本 B.调节反光镜
C.调节细准焦螺旋 D.调节粗准焦螺旋
解析:换上高倍镜后,物像存在于视野中,因此不需要移动玻片标本;换上高倍镜后视野没有显示变暗,因此不需要调节反光镜;换上高倍镜后物像模糊不清,此时应该调节细准焦螺旋;高倍镜使用的过程中,不能调节粗准焦螺旋。
3.下列关于细胞的叙述,正确的是(　C　)
A.自然界的生命都由细胞构成
B.同一生物体内,细胞形态相同
C.神经细胞的长度可超过 1 m
D.单个细胞构成的生物都是原核生物
解析:病毒不具有细胞结构;同一生物体内,细胞种类多样,形态差异较大;神经细胞的长度可超过1 m,如坐骨神经;真核生物中也有单细胞生物,如草履虫、变形虫等。
4.尽管细胞种类繁多、形态各异,但所有细胞都具有相似的基本结构。下列不是细胞具有的共性特点是(　C　)
A.所有细胞都具有C、H、O、N等基本元素
B.所有细胞都以DNA作为遗传物质
C.所有细胞都具有细胞膜、细胞质和细胞核
D.所有细胞均由无机物和有机物组成
解析:原核细胞没有成形的细胞核,一般情况下所有细胞共有的结构是细胞膜、细胞质和核糖体。
5.如图是某同学在进行活动“观察多种多样的细胞”时看到的4幅图,下列叙述正确的是(　C　)
A.观察人血涂片时,应选定视野中细胞密集区域换成高倍镜观察
B.在适宜温度下观察植物叶肉细胞永久装片,可看到移动的叶绿体
C.骨骼肌细胞与成熟的人红细胞最大的区别是能观察到细胞核
D.蚕豆叶下表皮细胞形状不规则,可能是由于其没有细胞壁
解析:观察人血涂片时,应选定视野中细胞较少区域换成高倍镜观察;在适宜温度下观察植物叶肉细胞永久装片,细胞死亡,不能看到移动的叶绿体;骨骼肌细胞有细胞核,而成熟的人红细胞无细胞核,故二者最大的区别是骨骼肌细胞中能观察到细胞核;蚕豆叶下表皮细胞有
细胞壁。
6.(2023·温州质检)细胞是生命的单位,下列有关叙述正确的是(　B　)
A.病毒和细菌皆属于单细胞原核生物
B.所有的细胞必定由已存在的细胞产生
C.细胞都以DNA或RNA作为遗传物质
D.多细胞生物都由形态、功能相同的细胞构成
解析:病毒没有细胞结构,不属于原核生物;新细胞可以从老细胞中产生,即所有的细胞必定由已存在的细胞产生;所有细胞都以DNA作为遗传物质;单细胞生物由一个细胞构成,而多细胞生物由很多形态
功能不同的细胞构成。
7.下列有关蓝细菌与小球藻的叙述,错误的是(　A　)
A.二者都是真核生物
B.二者都具有细胞质与细胞膜
C.二者的遗传物质都是DNA
D.二者的细胞内均能独立完成所有代谢活动
解析:蓝细菌属于原核生物。蓝细菌和小球藻均为单细胞生物,二者细胞内均能独立完成所有代谢活动。
8.某科学家曾经说过:“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。”他得出这一结论的理由最可能是(　B　)
A.一切生物体都由细胞构成
B.各种生物的生命活动都是在细胞内或细胞参与下完成的
C.有些生物是由一个细胞构成的
D.任何细胞都能完成该生物的一切生命活动
解析:各种生物的生命活动都是在细胞内或细胞的参与下完成的,
各种生物的生命活动都离不开细胞。
9.(2022·绿谷联盟高一月考)如图是普通光学显微镜下蚕豆叶下表皮细胞(图1)及人口腔上皮细胞(图2),下列相关叙述错误的是(　A　)
A.转换成高倍镜后视野模糊,可能是未调整粗准焦螺旋
B.图1中的下表皮细胞具有形态不规则的细胞壁
C.图2中的人口腔上皮细胞含有细胞核
D.图示细胞的形态结构差异与其执行的特定功能有关
解析:换用高倍镜后不能用粗准焦螺旋调节,只能用细准焦螺旋调节;图1中蚕豆叶下表皮细胞属于植物细胞,含有细胞壁,因此图1中的下表皮细胞具有形态不规则的细胞壁;图2中的人口腔上皮细胞是动物细胞,是真核细胞,含有成形的细胞核;结构决定功能,图示细胞的
形态结构差异与其执行的特定功能有关。
10.图①表示两种物镜及其与装片的位置关系,图②是低倍物镜下的视野。下列叙述正确的是(　D　)
A.①中甲的放大倍数比乙的放大倍数大
B.甲物镜被乙物镜替换后,视野的亮度会增加
C.乙物镜被甲物镜替换后,在视野中看到的细胞数量会减少
D.要想换用高倍镜观察②中的细胞a,需要将装片向左移动
解析:①中甲是低倍镜,乙是高倍镜,甲的放大倍数比乙的放大倍数小;甲物镜被乙物镜替换后,放大倍数变大,视野的亮度会减弱;乙物镜被甲物镜替换后,放大倍数减小,在视野中看到的细胞数量会增加;细胞a在视野中偏左,用高倍镜观察②中的细胞a,需要将物像移至视野中央,物像移动的方向是向右,玻片移动的方向是向左。
11.如图表示显微镜下看到的人口腔上皮细胞和洋葱表皮细胞,请据图分析回答下列问题:
(1)图甲是　　　　　　　细胞,图乙是　　　　　　　细胞。
(2)这两种细胞在形态和功能上所存在的差异体现了细胞的　　　性,但在结构上由于都具有[　]　　　　、[　]　　　　和[　]　　　　,说明这两者之间具有　　 　　性。
(3)由于这两种细胞都具有　　　　　　　　,因而都属于真核细胞,由这类细胞构成的生物称为　　　　生物。
解析:(1)图甲有细胞壁及大液泡,应为洋葱表皮细胞,图乙是人口腔上皮细胞。
(2)题述两种细胞在形态、结构及功能上均存在一定差异,体现了细胞的多样性。
(3)两种细胞均具有成形的细胞核,都属于真核细胞,由真核细胞构成的生物称为真核生物。
答案:(1)洋葱表皮　人口腔上皮　
(2)多样　①　细胞质　②　细胞核　③　细胞膜　统一　
(3)成形的细胞核　真核
12.施莱登和施旺创立的细胞学说将当时人们所熟知的生命世界统一起来,随着研究的进一步深入,细胞学说也在不断地修正和完善。
(1)从现在的生物学观点来看,施莱登和施旺创立的细胞学说能说明的问题是　　 　　。
A.所有的生物都由细胞构成
B.所有的动物和植物都由细胞构成
C.构成动物和植物的细胞具有相同的结构
D.细胞的结构基础是各种分子
(2)病毒不具备细胞结构,仅由核酸和蛋白质外壳构成。它们缺少进行自主代谢的完整机制,单独存在时不能繁殖,也没有生命活动,只能
寄生在细胞内。病毒的发现是否推翻细胞学说中“细胞是所有生物的结构和功能单位”的观点 为什么
(3)细胞学说是自然科学史上的一座丰碑,被恩格斯誉为“19世纪
自然科学的三大发现”之一。细胞学说为什么具有如此重大的意义
解析:(1)病毒没有细胞结构;从现在的生物学观点来看,施莱登和
施旺创立的细胞学说能说明所有的动物和植物都由细胞构成;构成动物和植物的细胞结构不完全相同,植物细胞具有细胞壁,而动物细胞没有;细胞学说未涉及细胞的结构基础是各种分子。
(2)病毒的发现不能推翻细胞学说中“细胞是所有生物的结构和功能单位”,因为病毒“缺少进行自主代谢的完整机制,单独存在时不能繁殖,也没有生命活动,只能寄生在细胞内”,说明病毒的生命活动离不开细胞,细胞是所有生物的结构和功能单位。
(3)细胞学说指出一切动物和植物都是由细胞组成的,使动、植物结构统一于细胞水平,即动、植物具有统一性,为证明生物之间存在亲缘关系提供了证据(合理即可)。
答案:(1)B
(2)不能;因为病毒的生命活动离不开宿主细胞。
(3)细胞学说使动、植物结构统一于细胞水平,为证明生物之间存在亲缘关系提供了证据(合理即可)。
综合提升练
13.研究发现,大象与小鼠相应器官与组织的细胞大小无明显差异。
器官的大小与细胞的数量成正比,而与细胞大小无关,这称为“细胞
体积守恒定律”。如表表示各类细胞直径的比较,据此分析下列相关叙述正确的是(　B　)
细胞类型 支原体 细菌 高等动、植物 原生动物
直径/μm 0.1～ 0.3 0.5～ 5.0 20～30 数百至数千
A.与真核细胞相比,原核细胞体积更大
B.细胞维持独立代谢活动需要空间,因此细胞不能无限小
C.体积小的细胞不能完成正常的生命活动
D.原生动物的细胞体积最大,个体的体积也是最大
解析:支原体、细菌是原核细胞,高等动、植物和原生动物细胞是真核细胞。分析表格数据可知,与真核细胞相比,原核细胞体积较小;细胞维持独立代谢活动需要核糖体等结构,需要一定的空间,因此细胞不能无限小;不同体积细胞,均能独立完成各自的生命活动;生物体的大小与细胞的体积无关,原生动物的细胞体积最大,但个体的体积不是最大。
14.近年来纳米科技发展神速,极精微的各式显微镜的发明,使细胞的微细结构被观察得更为清楚。下列有关光学显微镜的描述,错误的是(　B　)
A.放大倍数越大,视野内目镜测微尺每小格所代表的实际长度越小
B.用10倍物镜观察水绵装片时,装片与物镜的距离为0.5 cm,改用
30倍物镜观察时,则装片与物镜的距离应调整为1.5 cm左右
C.当用低倍镜看清楚物像后,转换成高倍镜后却看不到物像,原因可能是被观察的物体未处于视野中央
D.若视野中有一异物,移动装片和转动物镜后异物不动,则异物可能位于目镜上
解析:放大倍数越大,视野内物像越大,目镜测微尺每小格所代表的实际长度越小;物镜越长,放大倍数越大,其与装片的距离越近;高倍镜放大的只是低倍镜视野中的一部分,当用低倍镜看清楚物像后,转换成高倍镜后却看不到物像,原因可能是被观察的物体未处于视野中央;异物可能存在于物镜、目镜或装片上,若视野中有一异物,移动装片和转动物镜后异物不动,推测异物可能位于目镜上。
15.细胞是生物体结构和功能的基本单位,而自然界中生物种类繁多。请回答下列问题。
(1)下列生物中,与引起“发热伴血小板减少综合征”的病原体——新型布尼亚病毒有明显区别的是　　　　　　　。
①大肠杆菌　②蓝细菌　③酵母菌　④霉菌　⑤HIV　⑥水绵　
⑦SARS病原体
(2)研究人员对分别取自3种不同生物的部分细胞(甲、乙、丙)进行分析、观察和实验,获得的结果如表所示(表中“√”表示有,“×”表示无)。
细胞 成形的细胞核 光合作用(能否) 细胞壁
甲 √ √ √
乙 √ × ×
丙 × √ √
①甲、乙、丙3种细胞最可能分别取自下面哪类生物
甲:　　　　,乙:　　　　,丙:　　　　。
A.洋葱 B.兔子
C.蘑菇 D.蓝细菌
②大肠杆菌的细胞结构和洋葱表皮细胞的结构在光学显微镜下比较,前者最主要的特点是 　　　 　　　　　　,这说明细胞的　　 　　性。
解析:(1)①大肠杆菌、②蓝细菌属于原核生物,③酵母菌、④霉菌、⑥水绵属于真核生物,真核生物和原核生物都具有细胞结构。新型布尼亚病毒、⑤HIV、⑦SARS病原体是病毒,无细胞结构。
(2)①洋葱是高等植物,其细胞中有细胞壁、成形的细胞核,能进行光合作用;兔子是高等动物,其细胞中无细胞壁,有成形的细胞核,不能进行光合作用;蘑菇是真菌,其细胞中有细胞壁、成形的细胞核,不能进行光合作用;蓝细菌是原核生物,其细胞中有细胞壁,但无成形的细胞核,能进行光合作用。据此可判断甲、乙、丙可能分别取自洋葱、兔子、蓝细菌。②大肠杆菌是细菌,其与洋葱表皮细胞比较,最主要的区别是大肠杆菌不具有成形的细胞核。二者的区别说明了细胞的
多样性。
答案:(1)①②③④⑥　
(2)①A　B　D　②不具有成形的细胞核　多样