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第1讲 走近细胞
第一单元 细胞的分子组成和结构
PART
内容标准细化 核心素养
1.细胞学说的建立过程。
2.原核细胞和真核细胞的异同。
3.显微镜的使用。 生命观念 通过对细胞学说的学习及真核细胞和原核细胞的比较,认识生物界的多样性和统一性。
科学思维 运用归纳法分析细胞学说建立过程,对比原核细胞和真核细胞的异同。
科学探究 用显微镜对各种各样的细胞进行探究。
社会责任 关注病毒、细菌等与生活的联系。
目标要求
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PART
1.细胞是生命系统中最基本的层次,也是最小的生命系统层次。最大的生命系统层次是生物圈。
2.植物不存在系统层次。
3.单细胞生物既可以是细胞层次,也可以是个体层次。
4.病毒不能独立生活,所以不能占有独立的生命系统层次,但可以是生命系统中的成分,比如作为生态系统中的消费者存在。
几点提醒
1.细胞是基本的生命系统
2.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(但遗传物质复制的模板由病毒提供),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、新冠病毒、HIV和SARS病毒的遗传物质都是RNA。
易错提醒:并不是所有病毒侵染细胞时只将其遗传物质注入细胞中,蛋白质外壳留在细胞外。如有些包膜病毒(如HIV、SARS病毒、H5N1等)在其衣壳外面还有类似细胞膜的包膜,它们借助包膜与宿主细胞膜融合,将整个核衣壳注入细胞中。
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澄清概念
(1)细胞学说揭示了一切生物都由细胞构成( )
(2)细胞学说揭示了生物界的多样性和统一性,认为细胞一定都是由细胞分裂产生的。( )
(3)细胞学说不涉及原核细胞、真菌和病毒,仅涉及动物细胞、植物细胞( )
(4)生命系统是由生命物质组成的,不可能含有无生命的非生物成分( )
(5)单细胞生物的生命系统中只有细胞这一个层次( )
1.× 提示:细胞学说揭示了一切动植物都由细胞和细胞产物所构成。
2.× 提示:细胞学说没有揭示生物界的多样性。
3.√
4.× 提示:生态系统包括生物群落和无机环境,无机环境属于非生物成分。
5.× 提示:单细胞生物具有细胞、个体层次。
【思考探究】下图是某种冠状病毒和T2噬菌体的模式结构图,据图回答下列问题:
(1)请从结构与功能的角度解释为什么病毒的生活方式为寄生_______。
(2)冠状病毒比T2噬菌体的变异性更大,原因是什么?_____________。
(3)冠状病毒的最外层有脂质的囊膜包被,且有多种蛋白质,据此推测冠状病毒进入宿主细胞的方式是什么?___________________。
(4)T2噬菌体是专一侵染大肠杆菌的病毒,如果想用放射性同位素标记T2噬菌体,该如何操作?请写出基本思路。_____________
提示:(1)病毒结构简单,没有为其生命活动提供物质和能量的结构,其生命活动所需物质和能量来自宿主细胞,导致其生命活动必须依赖于宿主细胞。
(2)冠状病毒的遗传物质是RNA,RNA是单链结构,不稳定,容易发生变异 (3)胞吞
(4)先用含有放射性同位素的培养基培养大肠杆菌,再用标记后的大肠杆菌培养T2噬菌体。
大肠杆菌
蓝细菌
支原体
1.常见的原核生物举例
【提醒】蓝细菌主要包括色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜等。
【思考】支原体与细菌、动物细胞的结构分别有什么区别?
提示:①与细菌的区别是:支原体没有细胞壁;②与动物细胞结构的区别是:支原体没有成形的细胞核,只有游离的DNA和核糖体一种细胞器。
2.真核细胞与原核细胞的区别
【易错提醒】真、原核生物的“不一定”
(1)不属于真核生物的不一定就是原核生物,如病毒没有细胞结构,既不是真核生物,也不是原核生物。
(2)原核细胞不一定都有细胞壁,如支原体。
(3)能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体,如蓝细菌。
(4)能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体,如蓝细菌和硝化细菌。
(5)没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞,如哺乳动物的成熟红细胞。
(6)细胞不一定都有生物膜系统,如原核细胞只有细胞膜,没有生物膜系统。
都有细胞膜、细胞质、核糖体
组成细胞的元素和化合物种类基本相同
一般都以ATP作为直接能源物质
都以细胞分裂的方式进行增值
都以DNA作为遗传物质,共用一套遗传密码
结构
组成
能量
增殖
遗传
3.细胞统一性的五个方面
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澄清概念
(1)蓝细菌无细胞核,也无核糖体;酵母菌有细胞核,无叶绿体( )
(2)硝化细菌无线粒体,只能通过无氧呼吸获得能量( )
(3)发菜、颤蓝细菌、绿藻的变异来源都只有基因突变( )
(4)原核生物中既有自养生物又有异养生物( )
(5)只有真核细胞才能进行有丝分裂和无丝分裂( )
(1)× 提示:蓝细菌有核糖体。
(2)× 提示:硝化细菌无线粒体,但细胞内有催化有氧呼吸的酶,能进行有氧呼吸。
(3)× 提示:绿藻是真核生物,变异的来源还有染色体变异和基因重组。
(4)√
(5)√
【拓展】与细菌有关的知识
1.细菌的结构
有细胞壁(主要由肽聚糖组成)、细胞膜、细胞质和拟核区,有的还有鞭毛、芽孢等。有核糖体,但无叶绿体、线粒体等复杂的细胞器。无染色体,拟核区有一环状DNA,它决定细菌的主要性状。其分裂方式以二分裂为主,变异均为基因突变。遗传物质位于拟核区和质粒,质粒常用作基因工程中的运载体。
2.细菌的分类
(1)根据同化作用可分为两类,①自养细菌:能利用光能的叫光能自养细菌,如蓝细菌;光合细菌等;能利用化学能的叫化能自养细菌,如硝化细菌、硫细菌等。②异养细菌:这类细菌在生态系统中有的属于消费者,如根瘤菌、肺炎链球菌、大肠杆菌等;有的属于分解者,如反硝化细菌、圆褐固氮菌等。
(2)根据异化作用可分为两类,①需氧型细菌:这类细菌虽无线粒体,但细胞内有有氧呼吸酶,它们必须在有氧的条件下才能生存。像硝化细菌、谷氨酸棒状杆菌、根瘤菌、圆褐固氮菌等,它们在生态系统中有的属于生产者,如蓝细菌、硝化细菌等;有的属于消费者,如根瘤菌,有的属于分解者,如圆褐固氮菌等。②厌氧型细菌:这类细菌菌在有氧的条件下无法生存或生长不好,它们必须在无氧的条件下才能生长或生长良好。比如:乳酸菌、破伤风杆菌、反硝化细菌等就属于厌氧型。它们在生态系统中有的属于消费者,比如破伤风杆菌、大肠杆菌。大多数属于分解者,如反硝化细菌等。
【对点训练】细菌属于生态系统的哪种生物成分?
【技巧总结】先明确某种细菌是自养型细菌还是异养型细菌,然后才能确定它属于生态系统的哪种生物成分。
提示:生产者或消费者或分解者
【拓展】与细菌有关的知识
【思考探究】观察下列几种单细胞生物,回答下列问题:
(1)眼虫与植物和动物都有相同之处,从进化角度看,你认为合理的解释是什么?
(2)从细胞生命活动的角度分析,为什么原核细胞和真核细胞都具有核糖体这一种细胞器?
(3)原核细胞基因突变的频率明显高于真核细胞,原因是____________________。
提示:(1)眼虫可能是与植物和动物共同祖先很接近的生物
(2)蛋白质是细胞生命活动的主要承担者,核糖体是“生产蛋白质的机器”
(3)真核细胞的核DNA与蛋白质结合形成染色体,遗传物质受到蛋白质的保护;原核细胞的拟核DNA是裸露的,没有受到蛋白质的保护,更易受到外界环境的影响而发生突变。
①低倍镜与高倍镜成像的比较
低倍镜
高倍镜
远
近
少
多
小
大
亮
暗
大
小
观察图像
物镜与装片的距离
视野中的细胞数目
物像大小
视野亮度
观察范围
②成像特点
颠倒的虚像(上下左右均颠倒)
(判断物像的简便方法:即把纸张旋转180°直接观察)
★注意:显微镜视野中观察到的细胞质流动方向和实际流动方向 相同。
显微镜中观察到的细胞质流动情况(逆时针)
实际的的细胞质流动情况(逆时针)
1.光学显微镜的使用