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第一单元 细胞及其分子组成
第1课 走近细胞
高中生物高考一轮总复习
·学业质量水平要求·
1.运用比较与分类的方法分析原核细胞与真核细胞的异同。
2.运用归纳法理解细胞的多样性和统一性。
3.通过“使用高倍显微镜观察几种细胞”的实验,掌握使用高倍显微镜的操作技能。
4.通过对致病性细菌和病毒的有关问题分析,形成关注人体健康的科学态度。
考点一 细胞是生命活动的基本单位
1.细胞学说及其建立过程
(1)科学家及其主要成就
科学家 主要成就
维萨里 揭示了人体在______和______水平的结构
比夏 罗伯特·胡克 用显微镜观察植物的木栓组织,发现并命名了______
器官
组织
细胞
列文虎克 发现了________
马尔比基 观察到细胞__________
施莱登施旺 细胞是构成__________的基本单位
耐格里 新细胞的产生是细胞______的结果
魏尔肖 细胞通过______产生新细胞
活细胞
微细结构
动植物体
分裂
分裂
(2)建立过程
施莱登和施旺
魏尔肖
(3)细胞学说的内容和意义
细胞
相对独立
老细胞分裂
统一性
生物界
2.细胞是基本的生命系统
(1)生命活动离不开细胞
①不同生物生命活动离不开细胞
活细胞
单个细胞
各种分化的细胞
②动植物生命活动的基础与细胞的关系
各种生理活动的基础 __________
生长发育的基础 ________________
遗传变异的基础 细胞内__________________
细胞代谢
细胞增殖与分化
基因的传递和变化
(2)生命系统的结构层次
①能完整表现生命活动的最小层次是______。
②草履虫等单细胞生物既属于______层次,又属于______层次,没有_________________这三个结构层次。
③生命系统的结构层次可含“非生物成分”,如生态系统、生物圈包含无机环境。
④生物繁殖和进化的基本单位是_____;生态系统由__________________构成。
⑤组成细胞的元素、蛋白质等物质和细胞膜等结构都不能独立表现生命特征,不属于生命系统的结构层次。
细胞
细胞
个体
组织、器官、系统
种群
生物群落和无机环境
1.细胞学说认为一切生物体均由细胞组成。 ( )
2.因为细胞具有全能性,所以每个细胞都能独立完成各项生命活动。 ( )
3.细胞学说揭示了生物界的多样性和统一性。 ( )
4.细胞学说不涉及原核细胞、真菌和病毒,仅涉及动植物细胞。 ( )
5.培养基被污染后,大肠杆菌和滋生的其他细菌、真菌共同构成生态系统。
( )
√
×
×
×
×
1.(必修1 P8 拓展应用2)病毒与动植物相比,最大的特点是_________________ _________________,病毒不能用一般的培养基培养,其原因是______________ _______________________。
2.(必修1 P6正文)举例说明生物可以具有不同的生命系统结构层次:__________________________________________________________(至少列举两个实例)。
没有细胞结构,不
病毒营寄生生
植物没有系统这一层次;单细胞生物没有组织、器官、系统层次
能独立地进行代谢
活,只能用活细胞来培养
考向1| 细胞学说及其建立过程
1.(2024·黑龙江大庆模拟)细胞学说的建立过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程,随着显微镜技术有了显著的进步,研究者们能更详细地观察到细胞核等细胞结构、有丝分裂时的染色体的行为、受精时的核融合等生理过程。下列说法正确的是( )
A.一切生物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成
B.电子显微镜的发明为早期的细胞学说的形成奠定了良好基础
C.细胞学说使生物学的研究从器官、组织水平进入了分子水平
D.细胞学说的提出运用了不完全归纳法,结论具有一定的局限性
√
D 解析:细胞学说认为,细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成,A错误;光学显微镜的发明为早期的细胞学说的形成奠定了良好基础,B错误;细胞学说使生物学的研究由器官、组织水平进入了细胞水平,C错误;细胞学说的建立是从一部分动植物观察的结果得出的结论,主要运用了不完全归纳法,其结论具有一定的局限性,D正确。
2.(2024·广东深圳模拟)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,下列相关说法正确的是( )
A.英国科学家列文虎克发现并命名细胞
B.细胞是一个有机体,一切生物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成
C.德国科学家魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”
D.细胞学说揭示了生物的统一性和多样性
√
C 解析:英国科学家列文虎克首次发现了活细胞,但细胞不是由他命名的,而是由罗伯特·胡克命名的,A错误;细胞学说指出,细胞是一个有机体,一切动植物(不是一切生物)都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成,B错误;德国科学家魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”,是对施莱登和施旺提出的细胞学说的补充,C正确;细胞学说揭示了动物和植物的统一性,但没有揭示生物的多样性,D错误。
细胞学说中3个“未涉及”和2个“统一”
3个“未涉及” ①未涉及原核细胞;
②未涉及病毒;
③未涉及生物或细胞间的“差异性”
2个“统一” ①统一了“动植物”均由细胞构成;
②统一了“细胞”(细胞均有自己的生命,又对整体生命起作用,新细胞均来自老细胞)
考向2| 生命系统的结构层次
3.(2024·北京海淀模拟)北宋周敦颐在《爱莲说》中描写莲花“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”,莲生于池塘淤泥之中。下列有关叙述正确的是( )
A.莲花属于生命系统的组织层次
B.池塘中的所有的鱼构成一个种群
C.池塘之中的淤泥不参与生命系统的组成
D.莲和池塘中的鱼具有的生命系统结构层次不完全相同
√
D 解析:莲花属于植物的生殖器官,因此属于生命系统的器官层次,A错误;池塘中的所有生物(包括动物、植物和微生物)构成生物群落,B错误;池塘之中的淤泥属于生态系统的非生物的成分,参与生命系统的组成,C错误;莲具有的生命系统的结构层次包括细胞→组织→器官→个体,池塘中的鱼具有的生命系统的结构层次有细胞→组织→器官→系统→个体,二者生命系统结构层次不完全相同,D正确。
4.下列供选组合中,能正确体现生命系统结构层次由简单到复杂的是( )
①甲流病毒 ②一棵橙子树 ③缙云山上所有鸟 ④黛湖中所有鲫鱼 ⑤一片树林 ⑥嘉陵江中所有生物 ⑦一个橙子 ⑧小鼠的肌肉组织 ⑨一个神经细胞 ⑩细胞内的水、蛋白质等化合物
A.⑨⑧⑦②④⑥⑤ B.⑨⑧⑦②③⑥⑤
C.⑩⑨⑧⑦②④⑥⑤ D.⑩⑨⑧⑦②③⑥⑤
√
A 解析:①甲流病毒为病毒,不属于生命系统的结构层次;②一棵橙子树属于个体层次;③缙云山上所有鸟既不是种群,也不是群落,不属于生命系统结构层次;④黛湖中所有鲫鱼属于种群层次;⑤一片树林属于生态系统层次;⑥嘉陵江中所有生物属于群落层次;⑦一个橙子为果实,属于器官层次;⑧小鼠的肌肉组织属于组织层次;⑨一个神经细胞属于细胞层次;⑩细胞内的水、蛋白质等化合物不属于生命系统的结构层次。生命系统的结构层次为细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈,将上述选项按生命系统结构层次由简单到复杂排序,应该是⑨⑧⑦②④⑥⑤,A正确,B、C、D错误。
考向3| 病毒
5.人乳头瘤病毒(HPV)是一种DNA病毒,可通过人体皮肤或黏膜破损进入表皮细胞,引起表皮细胞增殖而长出各种类型的疣体。下列有关叙述正确的是( )
A.HPV和表皮细胞中都有合成蛋白质的核糖体
B.HPV和表皮细胞的遗传物质载体都是染色体
C.HPV无线粒体,可以通过无氧呼吸供能
D.皮肤疣体可作为初步诊断感染HPV的依据
√
D 解析:HPV是一种病毒,没有细胞结构,没有核糖体,A错误;HPV是一种DNA病毒,其DNA不与蛋白质结合成染色体,B错误;HPV无细胞结构,不能独立进行新陈代谢,病毒增殖过程中需要的能量和原料均由宿主细胞提供,C错误;人乳头瘤病毒通过人体皮肤或黏膜破损进入表皮细胞,引起表皮细胞增殖而长出各种类型的疣体,皮肤疣体可作为初步诊断感染HPV的依据,D正确。
与病毒有关的知识
(1)病毒无细胞结构,其物质合成和能量供应都由宿主细胞提供,如在宿主细胞的核糖体中合成自身蛋白质。
(2)用放射性同位素标记病毒时,应先用含有放射性物质的普通培养基培养宿主细胞,再用宿主细胞培养病毒。
(3)不同病毒的遗传物质不同:T2噬菌体、天花病毒、乙肝病毒的遗传物质都是DNA;流感病毒、烟草花叶病毒、埃博拉病毒、HIV和SARS病毒的遗传物质都是RNA。
6.2020年10月5日,丙型肝炎病毒的发现者获得了诺贝尔生理学或医学奖。丙型肝炎病毒是一种RNA病毒。下列有关该病毒的叙述中,正确的是( )
A.丙型肝炎病毒属于生命系统结构层次的最低层次
B.一定含有C、H、O、N四种元素,不一定含有P
C.丙型肝炎病毒的遗传物质彻底水解后有4种产物
D.丙型肝炎病毒与肺炎链球菌二者的增殖方式不同
√
D 解析:病毒无细胞结构,不属于生命系统的结构层次,A错误;丙型肝炎病毒是由RNA和蛋白质组成的,一定含有C、H、O、N、P五种元素,B错误;丙型肝炎病毒的遗传物质是RNA,彻底水解的产物有磷酸、核糖和4种含氮碱基,共6种,C错误;肺炎链球菌为原核生物,其增殖方式是二分裂,丙型肝炎病毒通过在宿主细胞内复制(包括吸附、侵入、脱壳、增殖、装配及释放)进行增殖,D正确。
考点二 细胞的多样性与统一性
1.原核细胞和真核细胞
(1)分类依据:_______________________________。
(2)常见的原核生物与真核生物(连线)
细胞内有无以核膜为界限的细胞核
2.识图比较原核细胞和真核细胞
(1)图1、图2所示细胞分别属于__________、__________。(填“原核细胞”或“真核细胞”)
(2)图1、图2所示的细胞最主要的区别是图1所示的细胞内____________________ _____。二者都具有相似的________、________、核糖体以及和遗传有关的______。
原核细胞
真核细胞
没有以核膜为界限的细
细胞膜
细胞质
DNA
胞核
(3)写出图1所示大肠杆菌细胞部分结构名称:
①________;②______;③________;⑤________;⑥________。
(4)图1所示蓝细菌细胞中无图2所示细胞中的________,但它也能进行光合作用,原因是其细胞中含有________和________及光合作用所需的酶。
核糖体
拟核
细胞质
细胞膜
细胞壁
叶绿体
藻蓝素
叶绿素
3.细胞的多样性
(1)表现:细胞的______、______和______等各不相同。
(2)原因
①直接原因:构成细胞的____________不同。
②根本原因:_______的多样性及基因的____________。
形态
大小
结构
蛋白质分子
DNA
选择性表达
4.细胞的统一性
化学组成 组成细胞的化学元素和化合物的______基本相同
结构 都具有细胞膜、细胞质、核糖体
增殖方式 都通过__________进行增殖
遗传物质 都以______作为遗传物质,且遗传密码子通用
能源物质 都以______作为直接的能源物质
种类
细胞分裂
DNA
ATP
1.幽门螺杆菌中同时含有DNA和RNA。 ( )
2.所有的真核细胞都具有细胞核。 ( )
3.在电子显微镜下,颤蓝细菌和水绵细胞中都能观察到的细胞器是核糖体。
( )
4.乳酸菌、衣藻、蘑菇和蓝细菌都具有RNA、染色体和核膜。 ( )
5.蓝细菌无叶绿体却可以进行光合作用。 ( )
6.醋酸杆菌无线粒体却可以进行有氧呼吸。 ( )
×
×
√
√
√
√
(必修1 P12生物科技进展)目前所发现的细胞中最小、最简单的可能是________。该细胞与真核细胞相比,结构上最显著的区别是_________________ _______。
支原体
无以核膜为界限的
细胞核
考向1| 细胞的统一性
1.(2023·海南卷)衣藻和大肠杆菌都是单细胞生物。下列有关二者的叙述,正确的是( )
A.都属于原核生物 B.都以DNA作为遗传物质
C.都具有叶绿体,都能进行光合作用 D.都具有线粒体,都能进行呼吸作用
B 解析:衣藻属于真核生物,A错误;衣藻和大肠杆菌的遗传物质都是DNA,B正确;大肠杆菌没有叶绿体,也不能进行光合作用,C错误;大肠杆菌不含线粒体,D错误。
√
2.泡桐是我国主要的速生用材,在改善生态环境、助力脱贫攻坚等方面发挥着重要作用。泡桐被支原体侵染后其顶端分生组织发育异常。下列关于泡桐顶端分生组织细胞和支原体细胞的叙述中,正确的是( )
A.都具有细胞壁、细胞膜、细胞质 B.都通过有丝分裂进行细胞增殖
C.都有以碳链为骨架的生物大分子 D.都以DNA为主要的遗传物质
C 解析:支原体没有细胞壁,A错误;支原体进行二分裂,B错误;泡桐顶端分生组织和支原体都含有蛋白质,所以都有以碳链为骨架的生物大分子,C正确;二者都是以DNA为唯一的遗传物质,D错误。
√
细胞的统一性表现
考向2| 细胞的多样性
3.(2024·山东德州模拟)科学家人工合成了蕈状支原体的基因组,并将其植入与它亲缘关系很近的细菌内,获得了能生长繁殖的全新蕈状支原体。下列关于这种全新蕈状支原体的叙述中,正确的是( )
A.全新蕈状支原体有以核膜为界限的细胞核
B.全新蕈状支原体中存在核糖体、线粒体等细胞器
C.全新蕈状支原体的遗传信息来自蕈状支原体和细菌
D.全新蕈状支原体的遗传物质DNA主要位于染色体上
√
C 解析:支原体属于原核生物,无以核膜为界限的细胞核,无染色体,只含有核糖体,A、B、D错误;全新蕈状支原体是将人工合成的蕈状支原体的基因组植入与它亲缘关系很近的细菌内获得的,因此全新蕈状支原体的遗传信息来自蕈状支原体和细菌,C正确。
4.(2024·广东梅州模拟)在没有光线和氧气、水温高达60 ℃的废水沟中发现了一种杆菌,这种细菌所需C均来自水中的CO2。下列关于该杆菌的叙述中,正确的是( )
A.该杆菌与病毒最大的区别是没有以核膜为界的细胞核
B.该杆菌与蓝细菌的细胞增殖方式都是无丝分裂
C.该杆菌能利用CO2合成葡萄糖,属于自养厌氧型细菌
D.该杆菌的DNA聚合酶能够替代Taq酶在PCR中起作用
√
C 解析:该杆菌与病毒最大的区别是有细胞结构,A错误;该杆菌与蓝细菌的细胞增殖方式都是二分裂,B错误;该杆菌所需C均来自水中的CO2,而且生存环境没有氧气,属于自养厌氧型细菌,C正确;PCR过程变性温度可达90 ℃,该细菌的DNA聚合酶可能会失去活性,D错误。
比较分析真核细胞与原核细胞
原核生物和真核生物的4点辨析
(1)能进行有氧呼吸的生物不一定有线粒体。例如硝化细菌是原核生物,没有线粒体,但其细胞质和细胞膜上含有与有氧呼吸有关的酶,也能进行有氧呼吸。
(2)原生生物不是原核生物。原生生物是指低等的单细胞或多细胞真核生物,如草履虫、变形虫等。
(3)没有细胞核的细胞不一定就是原核细胞。例如哺乳动物成熟的红细胞虽无细胞核,但属于真核细胞。
(4)名称中带“菌”字的不一定都是细菌,如酵母菌、霉菌(青霉、毛霉等)是真核生物,但“菌”字前带有“杆”“球”“螺旋”及“弧”字的都是细菌。
考点三 (探究 实践)使用高倍显微镜观察几种细胞
1.实验步骤
对光
对焦
视野中央
转换器
光圈或反光镜
细准焦螺旋
2.显微镜放大倍数及计算
(1)放大倍数的计算:显微镜的放大倍数等于______放大倍数与______放大倍数的乘积。
(2)放大倍数的实质:放大倍数是指____________放大的倍数,不是指面积或体积。
目镜
物镜
长度或宽度
(3)镜头的结构及其长短与放大倍数的关系
项目 物镜 目镜
区分 需拧在转换器上,有螺纹,如图甲、乙 直接放在镜筒上,没有螺纹,如图丙、丁
与放大倍 数的关系 越长,放大倍数越____,距盖玻片距离越____ 越长,放大倍数越____
大
近
小
3.低倍镜与高倍镜
4.显微镜的成像特点:显微镜下所成的像是______的虚像,相当于将观察物水平旋转180 。
物镜 高倍镜 低倍镜
物像大小 大 小
视野中细胞数 ____ ____
视野亮度 ____ ____
物镜与玻片距离 ____ ____
视野范围 小 大
少
多
暗
亮
近
远
倒立
1.若视野中物像在右上方,则装片应向右上方移动,使其移至视野中央。
( )
2.从低倍镜转到高倍镜时,轻轻地转动物镜使高倍镜到位。 ( )
3.从低倍镜视野中,需将进一步放大观察的物像移至视野中央。 ( )
4.在高倍镜下观察时,用粗准焦螺旋调整焦距。 ( )
5.若高倍镜下细胞质流向是逆时针的,则细胞中细胞质的流向应是顺时针的。
( )
6.在显微镜下观察透明材料时,应该增强光照,用较大的光圈。 ( )
×
√
√
×
×
×
1.(必修1 P9探究·实践)使用显微镜时,视野中出现一半亮一半暗;观察花生切片标本材料时,一半清晰一半模糊不清,出现上述两种情况的可能原因分别是什么?_______________________________________________________________ ______。
2.(必修1 P9探究·实践)当用低倍镜看清楚物像后,转换成高倍镜后却看不到物像,其原因可能是___________________________。
被观察的物像未处于视野中央
前者可能是反光镜的调节角度不对;后者可能是由花生切片厚薄不均匀
造成的
1.(2024·山东聊城模拟)小芬利用显微镜观察人的血细胞,使用相同的目镜,但在两种不同的放大倍数下,所呈现的视野分别为甲和乙(如下图所示),下列相关叙述正确的是( )
A.若在甲中看到的物像模糊,则改换成乙就可以看到清晰的物像
B.在甲中所观察到的细胞,在乙中均可被观察到
C.若玻片右移,则甲的物像会右移而乙的物像左移
D.若使用相同的光圈,则甲比乙亮
√
D 解析:在低倍镜下看到的物像模糊,改换成高倍镜
仍不能看到清晰的物像,需要先调节细准焦螺旋,清晰
后再换高倍镜,A错误;甲放大倍数小,可视范围大,
故在甲中观察到的细胞,在乙中不一定被观察到,B错误;若玻片右移,则甲、乙的物像都会左移,C错误;显微镜使用相同的光圈,甲放大倍数小,可视范围大,也就是有光的面积比乙大,所以比较亮,D正确。
2.(2024·广东佛山模拟)光学显微镜是一种由一个透镜或几个透镜的组合构成的光学放大仪器,下列有关叙述正确的是( )
A.图①为显微镜的镜头,该镜头安放在镜筒的上方,由a转成b视野变亮
B.图②为显微镜下的视野,向右移动装片,c细胞可移到视野中央
C.图③可作为观察植物细胞有丝分裂的实验材料
D.若图④为物镜10×的显微镜下的图像,物镜换成40×,可观察到4个细胞
√
D 解析:由图①可知,图中的镜头带有螺纹,是物镜,物镜需要安装在转换器上,且物镜越长放大倍数越大,故b的放大倍数大于a,则由a转成b视野变暗,A错误;显微镜成像是倒立的虚像,即上下相反,左右相反,若图②为显微镜下的视野,c细胞位于视野的左方,实际位于视野的右方,故需要向左移动装片,将c细胞移到视野中央,B错误;图③有大液泡,说明其为成熟细胞,观察有丝分裂的实验材料应选择分生区细胞,C错误;若图④为物镜10×的显微镜下的图像,64个细胞充满视野,当目镜不变,物镜换成40×,此时放大倍数为原来的4倍,则视野中可观察到64/42=4个细胞,D正确。
视野中的细胞数目的计算方法
(1)视野中细胞为单行,计算时只考虑长度,如下图。
(2)视野中充满细胞,计算时考虑面积的变化,如下图。
(3)细胞数量与放大倍数的变化规律如下表:
项目 视野中一行细胞数量 视野内充满细胞数量
低倍镜下放大倍数为a c d
高倍镜下放大倍数为na c×(1/n) d×(1/n2)
3.低倍镜观察蚕豆叶下表皮时,某同学看到物像如图所示,下列叙述正确的是( )
A.由甲→丙,需向右移动装片 B.由乙→丙,需缩小光圈
C.由丁→丙,需调节粗准焦螺旋 D.蚕豆叶下表皮细胞可观察到叶绿体
A 解析:由图可知,物像在甲图视野的右方,而物像的移动方向与标本的移动方向相反,故由甲→丙,需向右移动装片,A正确;由乙→丙,视野变亮,所以需放大光圈或调节反光镜,B错误;由丁→丙,视野变清晰,需调节细准焦螺旋,C错误;观察蚕豆叶下表皮装片时,表皮细胞是无色透明的,不含叶绿体,D错误。
√
谢谢
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