【高考突破方案】必修一 专题1 第1讲 走近细胞 -讲义（教师版） 高考生物一轮复习

第1讲　走近细胞
1.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 2.描述原核细胞与真核细胞的最大区别是原核细胞没有由核膜包被的细胞核 3.活动：使用高倍显微镜观察几种细胞 生命观念 通过比较原核细胞与真核细胞的异同，阐明细胞的多样性与统一性，进而认同生物界的多样性与统一性
科学思维 归纳细胞的统一性
科学探究 用高倍显微镜观察多种多样的细胞，掌握高倍显微镜的操作技能
社会责任 通过对大熊猫的相关问题分析和发菜的内容学习，关注生态环境保护
一、细胞学说
1.建立过程
科学方法：细胞学说的建立应用了　不完全归纳法　（填“完全归纳法”或“不完全归纳法”）。
2.细胞学说的基本内容和意义
二、细胞是基本的生命系统
1.生命活动离不开细胞
2.生命系统的结构层次
(1)生命系统的结构层次：　细胞　→组织→器官→　系统　（动物有而植物无）→个体→　种群　→　群落　→　生态系统　→生物圈。
(2)最基本和最大的生命系统分别是　细胞和生物圈　。
(3)生物繁殖和进化的基本单位是　种群　。种群是指生活在一定的空间范围内，　同种生物所有个体　形成的集合。群落是指在相同时间聚集在一定区域中　各种生物种群的集合　。
(4)生态系统是由　群落　与无机环境相互作用形成的，因此生命系统的结构层次可含非生物成分。
(5)病毒不能独立地进行代谢，　不属于　生命系统的结构层次。但病毒在宿主细胞中能繁殖，产生与亲代相同的子代病毒，繁殖是生物的基本特征之一，所以病毒属于生物。
【易错易混自纠】
(1)细胞学说从不同方面揭示了生物界的多样性和统一性。( × )
提示：细胞学说揭示了生物界的统一性，没有揭示多样性。
(2)细胞学说认为细胞是一个有机体，一切生物都是由细胞发育而来。( × )
提示：细胞学说的研究对象是“一切动植物”，而不是一切生物。
(3)流感病毒依赖人体细胞生活，是最基本的生命系统。( × )
提示：病毒不具有细胞结构，不属于生命系统。
(4)池塘中的所有鱼属于一个种群。( × )
提示：种群是指一定空间范围内，同种生物的所有个体。池塘中的所有鱼不是一个物种，所以不属于种群。
(5)一个酵母菌与一个西瓜所属的生命系统层次相同。( × )
提示：一个酵母菌既是一个细胞又是一个个体，一个西瓜属于器官。
三、细胞的多样性和统一性
(1)图1中A属于　原核细胞　，图1中B属于　真核细胞　。（填“原核细胞”或“真核细胞”）
(2)图1中A代表的细胞与B代表的细胞最主要的区别是　A代表的细胞没有以核膜为界限的细胞核　；两类细胞共有的细胞器是　核糖体　。
(3)写出图2大肠杆菌细胞中下列结构的名称：
①　拟核　；③　细胞壁　；⑤　核糖体　。
(4)图1蓝细菌细胞中无水绵细胞中的[⑦]　叶绿体　，但也能进行光合作用的原因是其细胞中含有　藻蓝素　和　叶绿素　及光合作用所需的酶。
【易错易混自纠】
(1)原核生物没有细胞核和染色体，但有一个链状DNA分子位于拟核。( × )
提示：原核生物没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有环状的DNA分子，位于拟核。
(2)真核细胞的细胞核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有。( × )
提示：真核细胞的细胞核中有DNA—蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中也有，比如DNA复制、转录时，都会形成DNA—蛋白质复合物。
(3)蓝细菌细胞内含有叶绿体，属于自养生物。( × )
提示：蓝细菌是原核生物，没有叶绿体，但细胞内含有藻蓝素和叶绿素等光合色素及与光合作用有关的酶，所以能进行光合作用，属于自养生物。
(4)链球菌的抗原由核糖体合成并经高尔基体运输至细胞膜。( × )
提示：链球菌是原核生物，只有核糖体一种细胞器，没有高尔基体。
四、使用高倍显微镜观察细胞
1.实验原理
2.操作步骤
【易错易混自纠】
(1)换高倍镜后，先调节粗准焦螺旋，再调节细准焦螺旋至物像清晰。( × )
提示：换成高倍镜后，由于镜头距离载玻片较近，不能再调节粗准焦螺旋大幅度升降镜筒。
(2)若在低倍镜观察的基础上转换高倍镜需要先升高镜筒，以免镜头压坏镜片。( × )
提示：由低倍镜换成高倍镜时，直接转动转换器换上高倍镜，无需提升镜筒。
(3)在高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片时，可观察到叶绿体内有类囊体。( × )
提示：用高倍镜观察新鲜菠菜叶临时装片，可观察细胞内叶绿体的形态和分布，用电子显微镜才能观察类囊体堆叠成基粒。
1.（必修1 P12概念检测第3题改编）根瘤菌（属于细菌）与豆科植物共生形成根瘤。根瘤菌细胞和植物细胞最主要的区别是　根瘤菌是原核生物，无以核膜为界限的细胞核；植物细胞是真核生物，有以核膜为界限的细胞核　。两者的统一性体现在：　都有细胞膜、细胞质、核糖体，都含有遗传物质DNA　。
2.（必修1 P6思考题改编）原子、分子、化合物、病毒等不属于生命系统的结构层次，理由是　原子、分子、化合物、病毒都不能独立完成生命活动，因此，它们都不属于生命系统的结构层次　。
教材拾遗
1.（必修1 P10、11）蓝细菌包括　色球蓝细菌　、颤蓝细菌、　念珠蓝细菌　等。　发菜　也属于蓝细菌，细胞群体呈黑蓝色，状如发丝。
2.（必修1 P5）归纳法分为　完全归纳法　和　不完全归纳法　。由　不完全归纳法　得出的结论很可能是可信的，因此可以用来预测和判断，不过，也需要注意存在例外的可能。
考点1　细胞是最基本的生命系统
下图是艾滋病病毒(HIV)和T2噬菌体的结构模式图。
(1)HIV和T2噬菌体是否具有细胞结构？它们的主要成分是什么？这些成分在哪里合成？
提示：HIV和T2噬菌体都不具有细胞结构，HIV主要由RNA和蛋白质构成，T2噬菌体主要由DNA和蛋白质构成，上述物质都是利用宿主细胞的原料和相关结构合成的。
(2)HIV与T2噬菌体相比，变异性更大的是哪种？为什么？
提示：变异性更大的是HIV，原因是HIV的RNA是单链结构，不稳定，容易发生变异。
(3)HIV的最外层有脂膜包被，请推测其进入宿主细胞的方式。
提示：HIV依靠脂膜和细胞膜的融合进入细胞。
(4)噬菌体是专一侵染细菌的病毒，如果想用放射性同位素标记T2噬菌体，应该如何操作？
提示：先用含有放射性同位素的培养基培养细菌，再用标记后的细菌培养T2噬菌体。
注意：并不是所有病毒在侵染细胞时都只将其遗传物质注入细胞中，蛋白质外壳留在细胞外。比如有些包膜病毒（如HIV、SARS病毒、H5N1等）在其核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。
围绕病毒考查生命观念
1.（不定项）2019新型冠状病毒(2019－nCoV)是以前从未在人体中发现的一种新型冠状病毒，由蛋白质和核酸组成（如图所示），2019－nCoV必须在宿主细胞内才能完成增殖和代谢等生命活动，人感染2019－nCoV后会出现发热、咳嗽、呼吸急促和呼吸困难等症状，严重时可导致肺炎，甚至死亡。下列有关该病毒的叙述，错误的是(　　)
A.2019－nCoV中的蛋白质、RNA等属于生命系统的结构层次
B.2019－nCoV没有细胞结构，所以它的生命活动与细胞无关
C.2019－nCoV在宿主细胞中繁殖时，会有氢键的断裂和形成
D.为研究2019－nCoV的致病机理，可用含有各种营养物质的普通培养基大量培养该病毒
【解析】ABD　2019－nCoV中的蛋白质、RNA等不能独立表现生命特征，不属于生命系统的结构层次，A错误；2019－nCoV没有细胞结构，不能独立完成各项生命活动，必须寄生在宿主活细胞中，依靠宿主细胞提供的物质完成增殖和代谢等生命活动，B错误；病毒在宿主细胞中繁殖时，会发生RNA的复制和翻译等过程，因此会有氢键的断裂和形成，C正确；培养2019－nCoV不能用普通的培养基，应用含有宿主活细胞的培养基，D错误。
围绕生命系统的结构层次，考查生命观念
2.（原创）下列有关生命系统结构层次的相关叙述，错误的是(　　)
A.各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的
B.病毒一般由核酸和蛋白质组成，一个病毒属于个体层次
C.生命系统结构层次中可以有阳光、水分等非生物的成分
D.高等动物和高等植物的生命系统结构层次不相同
【答案】B
3.（2024·河南调研改编）下列关于①～⑤的叙述，正确的是(　　)
①一个池塘中所有的鱼；②一个蓝细菌；③人类免疫缺陷病毒(HIV)；④一个蛋白质分子；⑤生物圈
A.①包含多个种群，属于群落
B.②既属于细胞层次又属于个体层次
C.③与②相比最大的区别是③无以核膜为界限的细胞核
D.④是生命系统结构层次中最小的单位，⑤是最大的单位
【解析】B　群落应包括一个池塘中的所有生物，A错误；蓝细菌属于单细胞生物，一个细胞即为一个个体，B正确；③与②最大的区别是③无细胞结构，C错误；细胞是生命系统结构层次中最小的单位，D错误。
考点2　细胞的多样性和统一性
1.列表比较原核细胞和真核细胞
比较项目 原核细胞 真核细胞
本质区别 细胞内无以核膜为界限的细胞核 细胞内有以核膜为界限的细胞核
细胞壁 除支原体外都有细胞壁，其中细菌细胞壁的主要成分为肽聚糖 植物细胞有细胞壁，主要成分是纤维素和果胶；动物细胞无细胞壁；真菌细胞有细胞壁
细胞质 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器
细胞核 有拟核，无核膜和核仁 有核膜和核仁
DNA的存 在形式 裸露存在 核DNA与蛋白质结合形成染色体（质）
转录和 翻译 转录、翻译可同时进行 转录主要在细胞核内进行，翻译在细胞质（核糖体）内进行
是否遵循孟德 尔遗传规律 不遵循 核基因遵循，质基因不遵循
可遗传变 异类型 基因突变 基因突变、基因重组和染色体变异
细胞分裂方式 一般为二分裂 有丝分裂、无丝分裂、减数分裂
举例 蓝细菌、细菌、衣原体、支原体、立克次氏体 动物、植物、真菌
共性 都有相似的细胞膜、细胞质；遗传物质都是DNA；都有核糖体
2.细胞多样性与统一性的分析
(1)细胞多样性的两个原因
①直接原因：构成细胞的蛋白质分子不同。
②根本原因：不同生物间DNA分子具有多样性以及同一生物不同细胞间基因的选择性表达。
(2)细胞统一性的“五个”表现
①结构：都有细胞膜、细胞质、核糖体。
②组成：组成细胞的元素和化合物种类基本相同。
③能量：一般都以ATP作为直接能源物质。
④增殖：都以细胞分裂的方式进行增殖。
⑤遗传：都以DNA作为遗传物质，共用一套遗传密码。
结合真核、原核细胞的异同，考查科学思维
1.细胞虽然形态多种多样，但是基本结构具有高度的统一性，下列对原核细胞和真核细胞统一性的表述，正确的是(　　)
A.它们的遗传物质是DNA或RNA
B.细胞膜的基本支架是蛋白质
C.在核糖体上合成蛋白质
D.通过有丝分裂进行细胞增殖
【解析】C　原核细胞和真核细胞的遗传物质都是DNA，A错误；细胞膜的基本支架是磷脂双分子层，B错误；原核细胞和真核细胞都具有核糖体，在核糖体上合成蛋白质，C正确；原核细胞通过二分裂进行细胞增殖，有丝分裂是真核细胞的增殖方式，D错误。
2.（高考题改编）关于下列微生物的叙述，正确的是(　　)
A.蓝细菌细胞内无叶绿体，不能进行光合作用
B.酵母菌有细胞壁和核糖体，属于单细胞原核生物
C.破伤风杆菌细胞内不含线粒体，只能进行无氧呼吸
D.支原体属于原核生物，细胞内含有染色质和核糖体
【解析】C　蓝细菌细胞内无叶绿体，但是含有藻蓝素和叶绿素及光合作用有关的酶，能进行光合作用，A错误；酵母菌属于单细胞真核生物，B错误；破伤风杆菌是原核生物，不含线粒体，破伤风杆菌是厌氧微生物，只能进行无氧呼吸，C正确；支原体是原核生物，无染色质，D错误。
高中生物学常考的原核生物
(1)蓝细菌：无叶绿体，含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物。
(2)乳酸菌：厌氧细菌，常用于乳制品的发酵和泡菜的腌制等；常见的有乳酸链球菌和乳酸杆菌。
(3)醋酸菌：好氧细菌，可用于制作各种风味的醋。
(4)支原体：无细胞壁的原核生物。
(5)硝化细菌：能进行化能合成作用，属于自养需氧型生物，属于生产者。
(6)破伤风杆菌：厌氧微生物，只能进行无氧呼吸。
(7)根瘤菌：属于细菌，与豆科植物共生形成根瘤。
(8)肺炎链球菌：S型细菌有多糖类的荚膜，菌落光滑，有致病性；R型细菌无多糖类的荚膜，菌落粗糙，无致病性。
围绕细胞的多样性与统一性，考查生命观念
3.细胞多样性和统一性体现在细胞的多个方面，比如在进行生理活动时，所有活细胞都共同具有(　　)
①CO2的产生与扩散　②自由水与结合水的相互转化　③ATP的合成与水解　④细胞分裂过程中染色体的复制　⑤细胞膜载体蛋白的运动
A.②③⑤　　　　　　B.②③④
C.①②④ D.③④⑤
【解析】A　乳酸菌只能进行无氧呼吸产生乳酸，没有CO2的产生，①错误；水在所有细胞中的存在形式是自由水和结合水，细胞中存在自由水与结合水的相互转化，②正确；ATP是直接能源物质，所有细胞中都存在ATP的合成与水解，③正确；原核细胞分裂过程只有DNA的复制，没有染色体的复制，④错误；细胞膜能进行物质跨膜运输，主动运输和协助扩散过程中，载体蛋白能运动，⑤正确。
考点3　使用显微镜观察多种多样的细胞
1.显微镜的成像特点和物像移动规律
(1)成像特点：显微镜下所成的像是放大倒立的虚像，实物与像之间的关系是实物旋转180°，如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”。
注：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。
(2)移动规律：在视野中物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动（或同向移动）装片。如物像在左上方，若要将其移至视野中央，则装片应向左上方移动。
2.区分目镜与物镜
目镜直接放在镜筒上，没有螺纹，目镜越长，放大倍数越小；物镜需拧在转换器上，有螺纹，物镜越长，放大倍数越大，距盖玻片距离越近。
3.使用低倍镜与高倍镜观察细胞标本时的不同点
物镜 物镜与装 片的距离 视野中的 细胞数目 物像 大小 视野 亮度 视野 范围
低倍镜 远 多 小 亮 大
高倍镜 近 少 大 暗 小
4.放大倍数的变化与视野范围内细胞数量变化的推算
若视野中细胞为单行，计算时只考虑长度；若视野中充满细胞，计算时考虑面积的变化。细胞数量与放大倍数的变化规律如表所示：
细胞数量 视野中一行 细胞数量 圆形视野内 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)
例如
5.亮度的调节
(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）使视野变亮，再调节细准焦螺旋。
(2)观察透明度较大的、颜色较浅的材料时，应将视野调暗一些。如观察变形虫（虫体透明）时，应选用平面镜和小光圈。观察颜色较深的材料，视野应适当调亮。
借助显微镜的使用，考查实验操作能力
1.（2024·江苏联考改编）下列对图示的生物学实验的叙述，正确的是(　　)
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，则向右移动装片能观察清楚c细胞的特点
C.若图③在显微镜下观察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个细胞变为4个时，视野明显变暗
【解析】D　图①所示为物镜，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；显微镜下所看到的物像是物体放大后的倒像，若要观察清楚c细胞的特点，则应向左移动装片，B错误；若图③在显微镜下观察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视野中的细胞数由多变少时，说明换用了高倍镜，视野变暗，D正确。
2.（不定项）显微镜是生物学研究中常用的仪器，下列关于显微镜使用的描述，错误的是(　　)
A.高倍镜下可以观察到细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构
B.用光学显微镜观察人的口腔上皮细胞，可以观察到核糖体和线粒体等的内部结构
C.因为藓类叶片大，在高倍镜下容易找到，所以可以直接使用高倍物镜观察
D.为了使高倍镜下的视野亮一些，可使用凹面镜或更大的光圈
【解析】ABC　细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构属于亚显微结构，需要使用电子显微镜才能观察到，A错误；在光学显微镜下观察不到核糖体和线粒体等的内部结构，B错误；观察物像应先使用低倍镜，找到观察目标后再换用高倍镜观察，如果物像比较大，可直接在低倍镜下观察，C错误；可通过调大光圈或改用凹面镜增加视野亮度，D正确。
1.（2024·北京卷）关于大肠杆菌和水绵的共同点，表述正确的是(　　)
A.都是真核生物
B.能量代谢都发生在细胞器中
C.都能进行光合作用
D.都具有核糖体
【答案】D
2.（2022·辽宁卷）下列关于硝化细菌的叙述，错误的是(　　)
A.可以发生基因突变
B.在核糖体上合成蛋白质
C.可以进行有丝分裂
D.能以CO2作为碳源
【解析】C　有丝分裂是真核生物进行细胞分裂的主要方式，硝化细菌可以通过二分裂的方式进行增殖，C错误。
3.（2024·湖南卷）我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是(　　)
A.运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B.宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的概率变大
C.噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D.噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
【解析】B　基因突变具有不定向性，B错误。
4.（经典江苏高考题）一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是(　　)
A.换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦
B.因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮
C.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
D.一个视野中，用 10×物镜看到8个细胞，用40×物镜则可看到32个细胞
【解析】A　由于高倍镜镜头与玻片的间距很小，故换用高倍镜时，应从侧面观察以避免镜头受损，A正确；视野是否需要调亮的依据是观察结构的清晰与否，而不是细胞的多少和大小，B错误；观察不同层次的结构时，需要调节的物距变化范围很小，因此应调节细准焦螺旋，C错误；显微镜观察时，放大倍数越大，看到的细胞数越少，D错误。
（2024·广东阶段考改编）内共生起源学说认为：被原始真核生物吞噬的蓝细菌有些未被消化，反而能依靠原始真核生物的“生活废物”制造营养物质，经过长期共生演变为叶绿体。由于长期的互利共生，蓝细菌逐渐失去了原有的一些特征，关闭、丢失或向宿主细胞核中转移了一些基因，形成了叶绿体的半自主性。回答下列问题：
(1)图中原始真核生物与被吞噬的蓝细菌在结构上最主要的差异是前者________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)据题中信息分析：①蓝细菌的细胞膜与叶绿体的　　　　（填“内膜”或“外膜”）比较相似；②叶绿体中DNA的形态很有可能为　　　　（填“环状”或“线状”）；③叶绿体自己能合成蛋白质，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)古生物学家认为线粒体也是由真核生物吞噬某种细菌逐渐形成的，推测该种细菌的呼吸作用类型是　　　　　，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)有以核膜为界限的细胞核　(2)①内膜　②环状　③叶绿体起源于蓝细菌，保留了DNA、RNA和核糖体，具有蛋白质合成系统　(3)有氧呼吸　线粒体是进行有氧呼吸的主要场所（或线粒体内分解有机物需要消耗氧气）
【解析】(1)蓝细菌是原核生物，与原始真核生物在结构上最主要的差异是后者有以核膜为界限的细胞核。(2)根据题干图示，蓝细菌的细胞膜逐渐演变成叶绿体的内膜。因为叶绿体起源于蓝细菌，而蓝细菌拟核区的DNA为环状，所以叶绿体的DNA很有可能也为环状。叶绿体类似于蓝细菌，具有DNA、RNA和核糖体等，能自主转录、翻译形成蛋白质，具有蛋白质合成系统。(3)该种细菌的细胞呼吸类型是有氧呼吸，因为线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，需要氧气参与，而线粒体是由该种细菌演变而成的，其中进行的很有可能是有氧呼吸，逐渐演变成线粒体。