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浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第二章 细胞的结构第一节 细胞是生命的单位教案设计
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这是一份浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第二章 细胞的结构第一节 细胞是生命的单位教案设计，共15页。教案主要包含了生物体由细胞构成，细胞既有多样性又有统一性，使用显微镜观察各种细胞，细胞是生物体的结构和功能单位等内容，欢迎下载使用。
一、生物体由细胞构成
1．细胞学说的建立过程
(1)1665年，英国物理学家罗伯特·胡克将软木薄片放在自制的显微镜下观察，发现软木是由许多类似蜂巢小室构成的。胡克命名这些小室为cella，即细胞。胡克也成为第一个描述细胞的人。实际上，胡克看到的是已死亡细胞的纤维质细胞壁。
(2)此后不久，荷兰学者列文虎克用较先进的显微镜观察了许多动、植物的活细胞。
(3)1838年，德国植物学家施莱登在多年研究的基础上提出“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”。于是两人共同提出：一切动物和植物都是由细胞组成的，细胞是一切动、植物的基本单位。这就是细胞学说的基础。
(4)德国科学家魏尔肖提出的“所有的细胞都必定来自已经存在的活细胞”被看作是对细胞学说的重要补充。
2．细胞学说主要内容的概括
所有的生物都由一个或多个细胞组成，细胞是所有生物的结构和功能单位，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)它揭示了生物体结构的统一性，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。
(2)它将人们对生物的研究从宏观领域带入微观领域。对细胞结构的了解，极大地促进了生物学和医学的发展，推进了人类对自然界的认识，有力地促进了自然科学的进步。
(3)恩格斯把细胞学说、能量转化与守恒定律和达尔文进化论并列为“19世纪自然科学的三大发现”。
二、细胞既有多样性又有统一性
1．细胞形态、体积、功能和生活环境的差异
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；人体细胞的最适温度是37 ℃，而海底热泉附近的某些生物细胞能在110 ℃以上的高温中生活。同一个个体内，细胞的种类也是多种多样的，如人体中有200多种不同类型的细胞，它们分工合作，执行着各自特定的功能。
2．细胞及其所构成的生物分类
除病毒外，自然界中的生命都是由细胞构成的。我们可根据细胞是否具有成形的细胞核，将细胞初步分为原核细胞和真核细胞。由原核细胞构成的生物称为原核生物，由真核细胞构成的生物称为真核生物。几乎所有的原核生物都是由单个细胞构成的，如细菌、蓝细菌等。真核生物可分为多细胞真核生物和单细胞真核生物。大多数的动物和植物是典型的多细胞真核生物，草履虫、变形虫、小球藻等是单细胞真核生物。
3．细胞的统一性
(1)细胞结构的统一
所有的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)细胞组成元素及组成物质的统一
所有细胞都具有C、H、O、N等基本元素，这些元素组成的无机物和有机物，构成细胞结构，参与细胞生命活动。
(3)遗传物质的统一
所有细胞都以DNA作为遗传物质。
三、使用显微镜观察各种细胞
1．实验原理
显微镜是我们用来观测微观物体和结构最常用的工具。绝大部分细胞都由于太小而无法用肉眼直接观测，必须借助显微镜进行观察。我们可以用显微镜观察常见生物材料的细胞，并比较这些细胞的异同。
2．方法步骤
(1)用高倍镜观察细胞永久装片，辨别各种细胞结构的异同。
①将永久装片置于载物台上，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。
(2)利用提供的材料，制作临时装片，用高倍镜观察细胞结构。
(3)选择几种细胞，用铅笔画出高倍镜下的细胞结构，并标注结构名称。
四、细胞是生物体的结构和功能单位
1．对于病毒这样的非细胞生物，只有寄生在活细胞内，才能进行生命活动。
2．对于单细胞生物而言，一个细胞就是一个完整的生命体，生命活动所需的所有代谢活动如消化、排泄和遗传等，均在单个细胞内进行。
3．在多细胞生物体内，功能相同的细胞聚集在一起，共同执行某一功能，如细长的神经细胞集合成束，传导神经信号；扁平的口腔上皮细胞紧密排列，起到保护作用。同时，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。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．罗伯特·胡克建立了细胞学说。( )
2．细胞学说揭示了生物体结构的多样性与统一性。( )
3．细菌、草履虫、小球藻等是单细胞真核生物。( )
4．细胞是一切生命活动的基本单位。( )
提示：1.× 施莱登和施旺建立了细胞学说。
2．× 揭示了生物体结构的统一性。
3．× 细菌是单个细胞构成的原核生物。
4．√
细胞学说及其建立过程
1．细胞学说建立过程相关科学家的贡献与不足
2.细胞学说中3个“未涉及”和2个“统一了”
(1)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)2个“统一了”
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)。
合作探究：资料1 植物学家施莱登通过对花粉、胚珠和柱头组织的观察，发现这些组织都是由细胞构成的，而且细胞中都有细胞核。在此基础上，他进行了理论概括，提出了植物细胞学说。
资料2 施莱登把他的研究成果告诉了动物学家施旺，施旺很感兴趣并大受启发，决意要证明植物界和动物界“两大有机界最本质的联系”。施旺主要研究了动物细胞的形成机理和个体发育过程，提出他的研究成果。
资料3 新细胞如何由老细胞产生呢？施莱登认为新细胞是从老细胞的细胞核中长出来的，或者是在老细胞的细胞质中像结晶那样产生的。施莱登的朋友耐格里用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成，发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。还有些学者观察了动物受精卵的分裂。在此基础上，1858年，德国的魏尔肖作出了推断。
(1)施莱登提出了怎样的学说？
提示：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。
(2)施莱登与施旺共同得出了怎样的结论？
提示：一切动物和植物都是由细胞组成的，细胞是一切动、植物的基本单位。
(3)魏尔肖作出了怎样的推断？
提示：所有的细胞都必定来自已经存在的活细胞。
1．下列与细胞学说相关的叙述，错误的是( )
A．揭示了动植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性
B．列文虎克认为一切动植物都是由细胞构成的
C．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
D．该学说的创立标志着生物学的研究进入了细胞水平，极大地促进了生物学的研究过程
B [细胞学说揭示了动植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性，A正确；列文虎克用自制的显微镜观察到了部分活细胞，但并没有科学地归纳概括形成理论，B错误；由上述细胞学说内容可知，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，C正确；细胞学说的创立标志着生物学的研究进入了细胞水平，极大地促进了生物学的研究过程，D正确。]
2．建立于19世纪的细胞学说，是自然科学史上的一座丰碑。下列有关细胞学说的要点分析，错误的是( )
A．显微镜的出现推动了施莱登施旺建立细胞学说
B．施莱登总结出新细胞通过分裂从老细胞中产生
C．细胞学说证明了植物界与动物界最本质的联系
D．细胞学说的建立是科学观察和归纳概括的结合形成理论的过程
B [列文虎克通过显微镜观察到了细胞，显微镜的出现推动了施莱登施旺建立细胞学说，A正确；魏尔肖总结的新细胞通过分裂从老细胞中产生，B错误；细胞学说证明了一切动、植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所组成，这也是植物界与动物界最本质的联系，C正确；施莱登和施旺通过科学观察和归纳概括的结合建立了细胞学说，D正确。]
细胞的多样性与统一性及细胞是一切生命活动的基本单位
1．细胞与生物的分类
2．细胞统一性的归纳
3．生命活动离不开细胞的分析
合作探究：1.与社会的联系
发菜也属于蓝细菌，细胞群体呈黑蓝色，状如发丝，在我国多产于西北草地和荒漠。因发菜和“发财”谐音，有人争相食之，过度采挖破坏了生态。我国已将发菜列为国家一级重点保护生物，予以保护。
发菜与我们平时吃的生菜在生物分类上有何本质区别？
提示：发菜属于原核生物，而生菜属于真核生物，二者最明显的区别是发菜细胞内无成形的细胞核。
2．从细胞的视角讨论单细胞生物和多细胞生物及非细胞生物(病毒)的生命活动与细胞的关系：
(1)草履虫是单细胞生物除能完成运动和分裂外，还能完成摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。但把草履虫分隔为两部分后，则不可能完成这些生命活动。由此可获得怎样的结论？
提示：单个完整的细胞完成这些生命活动。
(2)回忆缩手反射的过程，思考完成一个简单的缩手反射需要哪些细胞参与？
提示：许多种的细胞参与，如由传入神经末梢形成的感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞等。
(3)病毒不具有细胞结构如何生活和繁殖？
提示：病毒可以寄生在活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖。
(4)由上述(1)、(2)、(3)可得出怎样的结论？
提示：无论是单细胞生物或多细胞生物，还是没有细胞结构的病毒，它们的生命活动都离不开细胞，细胞是生物体结构和功能的基本单位。
1．下列都属于单细胞生物的是( )
A．草履虫和酵母菌B．草履虫和青蛙
C．大肠杆菌和小麦D．衣藻和鼠
A [单细胞生物只由单个细胞组成，如草履虫、酵母菌、衣藻、大肠杆菌只有一个细胞构成，属于单细胞生物。小麦、青蛙和鼠都是由多细胞构成的，属于多细胞生物，A正确。]
2．原核细胞与真核细胞的根本区别是有无( )
A．成形细胞核B．液泡膜
C．细胞膜D．细胞壁
A [真核与原核细胞的最主要区别在于有无成形细胞核，故选A。]
3．下列事实或证据哪一个不支持细胞是生命活动的基本单位( )
A．草履虫是单细胞生物，能进行运动和分裂
B．人体发育离不开细胞的分裂和分化
C．离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气
D．用手抓握物体需要一系列神经细胞和肌肉细胞的协调配合
C [草履虫是单细胞生物，能进行运动和细胞分裂，说明细胞是生命活动的基本单位，A正确；人作为多细胞生物，人体发育离不开细胞的分裂和分化，说明细胞是生命活动的基本单位，B正确；离体的叶绿体只是细胞内的一部分，不能体现细胞是生命活动的基本单位，C错误；用手抓握物体需要一系列神经细胞和肌肉细胞的协调配合，即需要多个细胞的协调配合，说明细胞是生命活动的基本单位，D正确。]
使用显微镜观察各种细胞
1．实验原理
(1)放大倍数的计算：显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
(2)放大倍数的实质：放大倍数是指放大的长度或宽度，不是指面积或体积。
2．显微镜的成像特点及装片移动规律
(1)显微镜下所成的像是倒立的虚像，相当于将观察物水平旋转180度，如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”。
(2)装片与物像移动方向相反。若物像在偏左上方，则装片应向左上方移动，才能使其位于视野中央。
3．低倍物镜和高倍物镜下的物像和视野变化
4.视野中细胞数目的相关计算
(1)若视野中细胞成单行，计算时只考虑长度，可根据看到的细胞数量与放大倍数成反比的规律进行计算。如：在显微镜放大倍数为40倍时看到m个细胞，放大倍数变成400倍时看到的细胞数目＝m÷eq \f(400,40)＝eq \f(m,10)。即“视野中的细胞数目与放大倍数成反比”。
如图所示：
(2)若视野中细胞均匀分布，可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。如：在显微镜放大倍数为40倍时看到m个均匀分布的细胞，放大倍数变为400倍时看到的细胞数目＝m÷eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(400,40)))2＝eq \f(m,100)。即“视野中的细胞数目与放大倍数的平方成反比”。
如图所示：
合作探究：如图表示在光学显微镜视野中观察到的细胞，请据图回答下列问题：
图1 图2
(1)图中表示的细胞是动物细胞还是植物细胞？判断的依据是什么？
提示：植物细胞，有细胞壁。
(2)显微镜安装有10×和40×两个物镜，使用显微镜观察时，首先应选择其中的哪种物镜进行观察？
提示：10× 用显微镜观察时，应先用低倍镜找到物像并移至视野中央，再换高倍镜观察。
(3)若要使物像从视野1变为视野2，应将装片向什么方向移动？
提示：视野1中物像偏左，应将装片向左移动。
(4)若显微镜目镜为10×、物镜为10×时，视野中被均匀分布的64个分生组织细胞所充满。若物镜转换为40×后，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为多少个？
提示：显微镜的放大倍数是将长或者宽放大，并且放大倍数＝物镜放大倍数×目镜放大倍数；由于64个细胞是充满视野，故在视野中可检测到分生组织细胞个数为64÷4÷4＝4个。
(5)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，这主要原因是什么？
提示：因为它们是单个或单层细胞。
1．下列关于高倍镜的使用的描述，错误的是( )
A．先用粗准焦螺旋调节，再用细准焦螺旋调节
B．低倍镜换成高倍镜后，需把视野调亮
C．先在低倍镜下看清楚，再转至高倍镜
D．与低倍镜相比，观察视野变小了，放大倍数变大了
A [高倍镜的使用，为防止压烂玻片，只能调节细准焦螺旋，A错误；低倍镜下视野较亮，而高倍镜下视野较暗，所以低倍镜换成高倍镜后，需把视野调亮，B正确；先用低倍镜是因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像大，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分，C正确；与低倍镜相比，高倍镜观察视野变小了，放大倍数变大了，D正确。]
2．当显微镜的目镜为10×、物镜为10×时，在视野直径范围内看到一行相连的16个细胞，若目镜不变，物镜换成40×时，则在视野中可看到细胞的个数为( )
A．4个 B．8个 C．2个 D．1个
A [根据题意可知：在低倍物镜(10×)视野中，在视野直径范围内看到一行相连的16个细胞，目镜不变，而物镜换用40×的高倍镜后，观察到的细胞数目应是原来的1/4，因此高倍镜视野中可以看到这行细胞中的16÷4＝4个。]
3．若显微镜视野中出现一个污点，移动玻片和转动转换器，污点都不动，则污点在( )
A．目镜上B．物镜上
C．玻片上D．反光镜上
A [若显微镜视野中出现一个污点，移动玻片和转动转换器后，污点仍然不动，转换器上安装着物镜，这表明污点不在玻片和物镜上，则污点在目镜上。]
判断视野中污点位置的方法
(1)显微镜视野中污点的位置只有三种可能，目镜、物镜或玻片标本。
(2)判断的方法是转动物镜或移动玻片。转动物镜污点，动就在物镜，不动就不在物镜；移动载玻片，污点移动就在载玻片，不动就不在载玻片；如果不在物镜和载玻片，那就一定在目镜上。
[课堂小结]
1．细胞学说主要阐明了( )
A．生物界的统一性
B．细胞结构的复杂性
C．动、植物细胞的差异性
D．生物界的多样性
A [细胞学说主要揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，而不涉及动植物细胞的差异性和细胞结构的复杂性，A正确，BCD错误。]
2．下列不能说明生命活动离不开细胞的是( )
A．一切生物都是由细胞构成的
B．膝跳反射的完成离不开多种细胞的协调配合
C．草履虫的运动和繁殖离不开细胞的运动和分裂
D．人的生殖和发育离不开细胞的分裂和分化
A [病毒没有细胞结构，A错误；兴奋的传导离不开神经细胞，膝跳反射的完成是以神经细胞为结构基础，支配相应的肌肉细胞完成，B正确；草履虫为单细胞生物，其运动和分裂离不开细胞，C正确；人的生殖和发育离不开细胞的分裂与分化，说明人的生命活动离不开细胞，D正确。]
3．下列生物中，不具有细胞结构的是( )
A．酵母菌B．艾滋病毒
C．蓝细菌D．大肠杆菌
B [酵母菌属于真核生物，具有细胞结构，A不符合题意；艾滋病毒为非细胞生物，不具有细胞结构，B符合题意；蓝细菌属于原核生物，具有细胞结构，C不符合题意；大肠杆菌属于原核生物，具有细胞结构，D不符合题意。]
4．下列各组生物或细胞中，单个细胞就能完成该种生物各项生命活动的一组是 ( )
A．洋葱表皮细胞和流感病毒
B．人体口腔上皮细胞和草履虫
C．大肠杆菌和变形虫
D．萌发的小麦种子和白菜叶肉细胞
C [单个细胞就能完成该种生物各项生命活动的生物是单细胞生物，洋葱是多细胞生物，病毒没有细胞结构，A项错误；人是多细胞生物，草履虫是单细胞生物，B项错误；大肠杆菌和变形虫都属于单细胞生物，C项正确；小麦和白菜都属于多细胞生物，D项错误。]
5．下图分别是显微镜及根据显微镜下看到的不同生物的典型细胞所绘制的细胞图。请据图回答下列问题：
(1)制作人体口腔上皮细胞的临时装片时，在载玻片中央滴的液体是________________，在盖盖玻片的过程中，应用镊子夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的液体，然后缓缓放下，其目的是________________。
(2)在使用显微镜的过程中，当转动粗准焦螺旋使镜筒下降时，眼睛一定要注视________________，如果在视野中找到的物像比较模糊，为了使物像更清晰，应略微转动显微镜结构图中的__________(填标号)。在用显微镜观察玻片标本的过程中，如果要把位于视野右下方的物像移到视野的正中央，应该把玻片标本向____________移动。
(3)图中，A细胞内②的功能和B细胞内________________(填标号)的功能是一样的。炒蔬菜时常会产生一些水而形成“菜汤”，水分主要来自B细胞内的______________(填标号)。
(4)多细胞生物体的发育都是由一个细胞开始的，这个细胞就是________________，它要经过细胞的________________增加数量、细胞的生长增大体积和细胞的________________形成不同的组织等一系列复杂过程。
解析：(1)制作人体口腔上皮细胞的临时装片时，在载玻片中央滴的液体是生理盐水，目的是保持细胞正常的形态，在盖盖玻片的过程中，应用镊子夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的液体，然后缓缓放下，其目的是避免产生气泡。
(2)在使用显微镜的过程中，当转动粗准焦螺旋使镜筒下降时，眼睛一定要注视物镜，以免物镜压坏玻片标本，如果在视野中找到的物像比较模糊，为了使物像更清晰，应略微转动显微镜结构图中的⑧细准焦螺旋。显微镜呈倒像，标本移动的方向正好与物像移动的方向相反，因此在用显微镜观察玻片标本的过程中，如果要把位于视野右下方的物像移到视野的正中央，应该把玻片标本向右下方移动。
(3)细胞核内含有遗传物质，能传递遗传信息；图中A细胞内②的功能和B细胞内④的功能是一样的。液泡内含有细胞液，溶解着多种物质；所以炒蔬菜时常会产生一些水而形成“菜汤”，水分主要来自B细胞内的②液泡。
(4)多细胞生物体的发育都是由一个细胞开始的，这个细胞就是受精卵，它要经过细胞的分裂增加数量、细胞的生长增大体积和细胞的分化形成不同的组织等一系列复杂过程。
答案：(1)生理盐水 避免产生气泡 (2)物镜 ⑧ 右下方 (3)④ ② (4)受精卵 分裂 分化课标内容要求
核心素养对接
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．使用光学显微镜观察各种细胞，可结合电镜照片分析细胞的亚显微结构。
1．通过分析细胞学说的建立过程，认同细胞学说。(生命观念、科学思维)
2．通过比较原核细胞与真核细胞的异同点，归纳与概括细胞的统一性。(生命观念、科学思维)
3．观察多种多样的细胞，说明这些细胞具有多种形态和功能，但同时又都具有相似的基本结构。(生命观念、科学探究)
科学家
贡献
不足
罗伯特·
胡克
用显微镜发现并命名了细胞
观察的是死细胞
列文虎克
发明了显微镜并观察了活细胞
未上升到理论
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”
未与动物界联系
施旺
提出“动物都是由细胞组成的”，并与施莱登共同提出了细胞学说：一切动、植物都是由细胞组成的，细胞是一切动、植物的基本单位
未搞清细胞来源的过程
魏尔肖
细胞通过分裂产生新细胞
未考虑非细胞结构生命的繁殖
项目
物像大小
看到细
胞数目
视野亮度
物镜与玻
片距离
视野范围
低倍物镜
小
多
亮
长
大
高倍物镜
大
少
暗
短
小
知识网络构建
核心语句背诵
1.细胞学说的建立
(1)1665年，罗伯特·胡克发现了细胞；列文虎克用显微镜观察了许多动、植物的活细胞；植物学家施莱登和动物学家施旺及科学家魏尔肖建立了细胞学说。
(2)细胞学说主要内容
所有的生物都由一个或多个细胞组成，细胞是所有生物的结构和功能单位，所有的细胞必定由已存在的细胞产生。
(3)细胞学说的意义
揭示了生物体结构的统一性，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。
2.细胞的多样性
(1)细胞形态、体积、功能和生活环境的差异
(2)细胞及其所构成的生物分类
根据细胞是否具有成形的细胞核，将细胞初步分为原核细胞和真核细胞。由原核细胞构成的生物称为原核生物，由真核细胞构成的生物称为真核生物。
3.细胞的统一性
(1)细胞结构的统一 所有的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)细胞组成元素的统一 所有细胞都具有C、H、O、N等基本元素。
(3)遗传物质的统一 所有细胞都以DNA作为遗传物质。
一、生物体由细胞构成
1．细胞学说的建立过程
(1)1665年，英国物理学家罗伯特·胡克将软木薄片放在自制的显微镜下观察，发现软木是由许多类似蜂巢小室构成的。胡克命名这些小室为cella，即细胞。胡克也成为第一个描述细胞的人。实际上，胡克看到的是已死亡细胞的纤维质细胞壁。
(2)此后不久，荷兰学者列文虎克用较先进的显微镜观察了许多动、植物的活细胞。
(3)1838年，德国植物学家施莱登在多年研究的基础上提出“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”。于是两人共同提出：一切动物和植物都是由细胞组成的，细胞是一切动、植物的基本单位。这就是细胞学说的基础。
(4)德国科学家魏尔肖提出的“所有的细胞都必定来自已经存在的活细胞”被看作是对细胞学说的重要补充。
2．细胞学说主要内容的概括
所有的生物都由一个或多个细胞组成，细胞是所有生物的结构和功能单位，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)它揭示了生物体结构的统一性，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。
(2)它将人们对生物的研究从宏观领域带入微观领域。对细胞结构的了解，极大地促进了生物学和医学的发展，推进了人类对自然界的认识，有力地促进了自然科学的进步。
(3)恩格斯把细胞学说、能量转化与守恒定律和达尔文进化论并列为“19世纪自然科学的三大发现”。
二、细胞既有多样性又有统一性
1．细胞形态、体积、功能和生活环境的差异
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；人体细胞的最适温度是37 ℃，而海底热泉附近的某些生物细胞能在110 ℃以上的高温中生活。同一个个体内，细胞的种类也是多种多样的，如人体中有200多种不同类型的细胞，它们分工合作，执行着各自特定的功能。
2．细胞及其所构成的生物分类
除病毒外，自然界中的生命都是由细胞构成的。我们可根据细胞是否具有成形的细胞核，将细胞初步分为原核细胞和真核细胞。由原核细胞构成的生物称为原核生物，由真核细胞构成的生物称为真核生物。几乎所有的原核生物都是由单个细胞构成的，如细菌、蓝细菌等。真核生物可分为多细胞真核生物和单细胞真核生物。大多数的动物和植物是典型的多细胞真核生物，草履虫、变形虫、小球藻等是单细胞真核生物。
3．细胞的统一性
(1)细胞结构的统一
所有的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)细胞组成元素及组成物质的统一
所有细胞都具有C、H、O、N等基本元素，这些元素组成的无机物和有机物，构成细胞结构，参与细胞生命活动。
(3)遗传物质的统一
所有细胞都以DNA作为遗传物质。
三、使用显微镜观察各种细胞
1．实验原理
显微镜是我们用来观测微观物体和结构最常用的工具。绝大部分细胞都由于太小而无法用肉眼直接观测，必须借助显微镜进行观察。我们可以用显微镜观察常见生物材料的细胞，并比较这些细胞的异同。
2．方法步骤
(1)用高倍镜观察细胞永久装片，辨别各种细胞结构的异同。
①将永久装片置于载物台上，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。
(2)利用提供的材料，制作临时装片，用高倍镜观察细胞结构。
(3)选择几种细胞，用铅笔画出高倍镜下的细胞结构，并标注结构名称。
四、细胞是生物体的结构和功能单位
1．对于病毒这样的非细胞生物，只有寄生在活细胞内，才能进行生命活动。
2．对于单细胞生物而言，一个细胞就是一个完整的生命体，生命活动所需的所有代谢活动如消化、排泄和遗传等，均在单个细胞内进行。
3．在多细胞生物体内，功能相同的细胞聚集在一起，共同执行某一功能，如细长的神经细胞集合成束，传导神经信号；扁平的口腔上皮细胞紧密排列，起到保护作用。同时，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。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．罗伯特·胡克建立了细胞学说。( )
2．细胞学说揭示了生物体结构的多样性与统一性。( )
3．细菌、草履虫、小球藻等是单细胞真核生物。( )
4．细胞是一切生命活动的基本单位。( )
提示：1.× 施莱登和施旺建立了细胞学说。
2．× 揭示了生物体结构的统一性。
3．× 细菌是单个细胞构成的原核生物。
4．√
细胞学说及其建立过程
1．细胞学说建立过程相关科学家的贡献与不足
2.细胞学说中3个“未涉及”和2个“统一了”
(1)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)2个“统一了”
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)。
合作探究：资料1 植物学家施莱登通过对花粉、胚珠和柱头组织的观察，发现这些组织都是由细胞构成的，而且细胞中都有细胞核。在此基础上，他进行了理论概括，提出了植物细胞学说。
资料2 施莱登把他的研究成果告诉了动物学家施旺，施旺很感兴趣并大受启发，决意要证明植物界和动物界“两大有机界最本质的联系”。施旺主要研究了动物细胞的形成机理和个体发育过程，提出他的研究成果。
资料3 新细胞如何由老细胞产生呢？施莱登认为新细胞是从老细胞的细胞核中长出来的，或者是在老细胞的细胞质中像结晶那样产生的。施莱登的朋友耐格里用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成，发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。还有些学者观察了动物受精卵的分裂。在此基础上，1858年，德国的魏尔肖作出了推断。
(1)施莱登提出了怎样的学说？
提示：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。
(2)施莱登与施旺共同得出了怎样的结论？
提示：一切动物和植物都是由细胞组成的，细胞是一切动、植物的基本单位。
(3)魏尔肖作出了怎样的推断？
提示：所有的细胞都必定来自已经存在的活细胞。
1．下列与细胞学说相关的叙述，错误的是( )
A．揭示了动植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性
B．列文虎克认为一切动植物都是由细胞构成的
C．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
D．该学说的创立标志着生物学的研究进入了细胞水平，极大地促进了生物学的研究过程
B [细胞学说揭示了动植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性，A正确；列文虎克用自制的显微镜观察到了部分活细胞，但并没有科学地归纳概括形成理论，B错误；由上述细胞学说内容可知，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，C正确；细胞学说的创立标志着生物学的研究进入了细胞水平，极大地促进了生物学的研究过程，D正确。]
2．建立于19世纪的细胞学说，是自然科学史上的一座丰碑。下列有关细胞学说的要点分析，错误的是( )
A．显微镜的出现推动了施莱登施旺建立细胞学说
B．施莱登总结出新细胞通过分裂从老细胞中产生
C．细胞学说证明了植物界与动物界最本质的联系
D．细胞学说的建立是科学观察和归纳概括的结合形成理论的过程
B [列文虎克通过显微镜观察到了细胞，显微镜的出现推动了施莱登施旺建立细胞学说，A正确；魏尔肖总结的新细胞通过分裂从老细胞中产生，B错误；细胞学说证明了一切动、植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所组成，这也是植物界与动物界最本质的联系，C正确；施莱登和施旺通过科学观察和归纳概括的结合建立了细胞学说，D正确。]
细胞的多样性与统一性及细胞是一切生命活动的基本单位
1．细胞与生物的分类
2．细胞统一性的归纳
3．生命活动离不开细胞的分析
合作探究：1.与社会的联系
发菜也属于蓝细菌，细胞群体呈黑蓝色，状如发丝，在我国多产于西北草地和荒漠。因发菜和“发财”谐音，有人争相食之，过度采挖破坏了生态。我国已将发菜列为国家一级重点保护生物，予以保护。
发菜与我们平时吃的生菜在生物分类上有何本质区别？
提示：发菜属于原核生物，而生菜属于真核生物，二者最明显的区别是发菜细胞内无成形的细胞核。
2．从细胞的视角讨论单细胞生物和多细胞生物及非细胞生物(病毒)的生命活动与细胞的关系：
(1)草履虫是单细胞生物除能完成运动和分裂外，还能完成摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。但把草履虫分隔为两部分后，则不可能完成这些生命活动。由此可获得怎样的结论？
提示：单个完整的细胞完成这些生命活动。
(2)回忆缩手反射的过程，思考完成一个简单的缩手反射需要哪些细胞参与？
提示：许多种的细胞参与，如由传入神经末梢形成的感受器、传入神经元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞等。
(3)病毒不具有细胞结构如何生活和繁殖？
提示：病毒可以寄生在活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖。
(4)由上述(1)、(2)、(3)可得出怎样的结论？
提示：无论是单细胞生物或多细胞生物，还是没有细胞结构的病毒，它们的生命活动都离不开细胞，细胞是生物体结构和功能的基本单位。
1．下列都属于单细胞生物的是( )
A．草履虫和酵母菌B．草履虫和青蛙
C．大肠杆菌和小麦D．衣藻和鼠
A [单细胞生物只由单个细胞组成，如草履虫、酵母菌、衣藻、大肠杆菌只有一个细胞构成，属于单细胞生物。小麦、青蛙和鼠都是由多细胞构成的，属于多细胞生物，A正确。]
2．原核细胞与真核细胞的根本区别是有无( )
A．成形细胞核B．液泡膜
C．细胞膜D．细胞壁
A [真核与原核细胞的最主要区别在于有无成形细胞核，故选A。]
3．下列事实或证据哪一个不支持细胞是生命活动的基本单位( )
A．草履虫是单细胞生物，能进行运动和分裂
B．人体发育离不开细胞的分裂和分化
C．离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气
D．用手抓握物体需要一系列神经细胞和肌肉细胞的协调配合
C [草履虫是单细胞生物，能进行运动和细胞分裂，说明细胞是生命活动的基本单位，A正确；人作为多细胞生物，人体发育离不开细胞的分裂和分化，说明细胞是生命活动的基本单位，B正确；离体的叶绿体只是细胞内的一部分，不能体现细胞是生命活动的基本单位，C错误；用手抓握物体需要一系列神经细胞和肌肉细胞的协调配合，即需要多个细胞的协调配合，说明细胞是生命活动的基本单位，D正确。]
使用显微镜观察各种细胞
1．实验原理
(1)放大倍数的计算：显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
(2)放大倍数的实质：放大倍数是指放大的长度或宽度，不是指面积或体积。
2．显微镜的成像特点及装片移动规律
(1)显微镜下所成的像是倒立的虚像，相当于将观察物水平旋转180度，如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”。
(2)装片与物像移动方向相反。若物像在偏左上方，则装片应向左上方移动，才能使其位于视野中央。
3．低倍物镜和高倍物镜下的物像和视野变化
4.视野中细胞数目的相关计算
(1)若视野中细胞成单行，计算时只考虑长度，可根据看到的细胞数量与放大倍数成反比的规律进行计算。如：在显微镜放大倍数为40倍时看到m个细胞，放大倍数变成400倍时看到的细胞数目＝m÷eq \f(400,40)＝eq \f(m,10)。即“视野中的细胞数目与放大倍数成反比”。
如图所示：
(2)若视野中细胞均匀分布，可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。如：在显微镜放大倍数为40倍时看到m个均匀分布的细胞，放大倍数变为400倍时看到的细胞数目＝m÷eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(400,40)))2＝eq \f(m,100)。即“视野中的细胞数目与放大倍数的平方成反比”。
如图所示：
合作探究：如图表示在光学显微镜视野中观察到的细胞，请据图回答下列问题：
图1 图2
(1)图中表示的细胞是动物细胞还是植物细胞？判断的依据是什么？
提示：植物细胞，有细胞壁。
(2)显微镜安装有10×和40×两个物镜，使用显微镜观察时，首先应选择其中的哪种物镜进行观察？
提示：10× 用显微镜观察时，应先用低倍镜找到物像并移至视野中央，再换高倍镜观察。
(3)若要使物像从视野1变为视野2，应将装片向什么方向移动？
提示：视野1中物像偏左，应将装片向左移动。
(4)若显微镜目镜为10×、物镜为10×时，视野中被均匀分布的64个分生组织细胞所充满。若物镜转换为40×后，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为多少个？
提示：显微镜的放大倍数是将长或者宽放大，并且放大倍数＝物镜放大倍数×目镜放大倍数；由于64个细胞是充满视野，故在视野中可检测到分生组织细胞个数为64÷4÷4＝4个。
(5)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，这主要原因是什么？
提示：因为它们是单个或单层细胞。
1．下列关于高倍镜的使用的描述，错误的是( )
A．先用粗准焦螺旋调节，再用细准焦螺旋调节
B．低倍镜换成高倍镜后，需把视野调亮
C．先在低倍镜下看清楚，再转至高倍镜
D．与低倍镜相比，观察视野变小了，放大倍数变大了
A [高倍镜的使用，为防止压烂玻片，只能调节细准焦螺旋，A错误；低倍镜下视野较亮，而高倍镜下视野较暗，所以低倍镜换成高倍镜后，需把视野调亮，B正确；先用低倍镜是因为在低倍物镜下看到的物像放大倍数小，但看到的标本实际面积大，容易找到目标；与低倍物镜相比，高倍物镜下看到的物像大，同样的视野面积看到的标本的实际面积小，在装片不动的情况下，高倍物镜看到的只是低倍物镜视野的中心部分，C正确；与低倍镜相比，高倍镜观察视野变小了，放大倍数变大了，D正确。]
2．当显微镜的目镜为10×、物镜为10×时，在视野直径范围内看到一行相连的16个细胞，若目镜不变，物镜换成40×时，则在视野中可看到细胞的个数为( )
A．4个 B．8个 C．2个 D．1个
A [根据题意可知：在低倍物镜(10×)视野中，在视野直径范围内看到一行相连的16个细胞，目镜不变，而物镜换用40×的高倍镜后，观察到的细胞数目应是原来的1/4，因此高倍镜视野中可以看到这行细胞中的16÷4＝4个。]
3．若显微镜视野中出现一个污点，移动玻片和转动转换器，污点都不动，则污点在( )
A．目镜上B．物镜上
C．玻片上D．反光镜上
A [若显微镜视野中出现一个污点，移动玻片和转动转换器后，污点仍然不动，转换器上安装着物镜，这表明污点不在玻片和物镜上，则污点在目镜上。]
判断视野中污点位置的方法
(1)显微镜视野中污点的位置只有三种可能，目镜、物镜或玻片标本。
(2)判断的方法是转动物镜或移动玻片。转动物镜污点，动就在物镜，不动就不在物镜；移动载玻片，污点移动就在载玻片，不动就不在载玻片；如果不在物镜和载玻片，那就一定在目镜上。
[课堂小结]
1．细胞学说主要阐明了( )
A．生物界的统一性
B．细胞结构的复杂性
C．动、植物细胞的差异性
D．生物界的多样性
A [细胞学说主要揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性，而不涉及动植物细胞的差异性和细胞结构的复杂性，A正确，BCD错误。]
2．下列不能说明生命活动离不开细胞的是( )
A．一切生物都是由细胞构成的
B．膝跳反射的完成离不开多种细胞的协调配合
C．草履虫的运动和繁殖离不开细胞的运动和分裂
D．人的生殖和发育离不开细胞的分裂和分化
A [病毒没有细胞结构，A错误；兴奋的传导离不开神经细胞，膝跳反射的完成是以神经细胞为结构基础，支配相应的肌肉细胞完成，B正确；草履虫为单细胞生物，其运动和分裂离不开细胞，C正确；人的生殖和发育离不开细胞的分裂与分化，说明人的生命活动离不开细胞，D正确。]
3．下列生物中，不具有细胞结构的是( )
A．酵母菌B．艾滋病毒
C．蓝细菌D．大肠杆菌
B [酵母菌属于真核生物，具有细胞结构，A不符合题意；艾滋病毒为非细胞生物，不具有细胞结构，B符合题意；蓝细菌属于原核生物，具有细胞结构，C不符合题意；大肠杆菌属于原核生物，具有细胞结构，D不符合题意。]
4．下列各组生物或细胞中，单个细胞就能完成该种生物各项生命活动的一组是 ( )
A．洋葱表皮细胞和流感病毒
B．人体口腔上皮细胞和草履虫
C．大肠杆菌和变形虫
D．萌发的小麦种子和白菜叶肉细胞
C [单个细胞就能完成该种生物各项生命活动的生物是单细胞生物，洋葱是多细胞生物，病毒没有细胞结构，A项错误；人是多细胞生物，草履虫是单细胞生物，B项错误；大肠杆菌和变形虫都属于单细胞生物，C项正确；小麦和白菜都属于多细胞生物，D项错误。]
5．下图分别是显微镜及根据显微镜下看到的不同生物的典型细胞所绘制的细胞图。请据图回答下列问题：
(1)制作人体口腔上皮细胞的临时装片时，在载玻片中央滴的液体是________________，在盖盖玻片的过程中，应用镊子夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的液体，然后缓缓放下，其目的是________________。
(2)在使用显微镜的过程中，当转动粗准焦螺旋使镜筒下降时，眼睛一定要注视________________，如果在视野中找到的物像比较模糊，为了使物像更清晰，应略微转动显微镜结构图中的__________(填标号)。在用显微镜观察玻片标本的过程中，如果要把位于视野右下方的物像移到视野的正中央，应该把玻片标本向____________移动。
(3)图中，A细胞内②的功能和B细胞内________________(填标号)的功能是一样的。炒蔬菜时常会产生一些水而形成“菜汤”，水分主要来自B细胞内的______________(填标号)。
(4)多细胞生物体的发育都是由一个细胞开始的，这个细胞就是________________，它要经过细胞的________________增加数量、细胞的生长增大体积和细胞的________________形成不同的组织等一系列复杂过程。
解析：(1)制作人体口腔上皮细胞的临时装片时，在载玻片中央滴的液体是生理盐水，目的是保持细胞正常的形态，在盖盖玻片的过程中，应用镊子夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的液体，然后缓缓放下，其目的是避免产生气泡。
(2)在使用显微镜的过程中，当转动粗准焦螺旋使镜筒下降时，眼睛一定要注视物镜，以免物镜压坏玻片标本，如果在视野中找到的物像比较模糊，为了使物像更清晰，应略微转动显微镜结构图中的⑧细准焦螺旋。显微镜呈倒像，标本移动的方向正好与物像移动的方向相反，因此在用显微镜观察玻片标本的过程中，如果要把位于视野右下方的物像移到视野的正中央，应该把玻片标本向右下方移动。
(3)细胞核内含有遗传物质，能传递遗传信息；图中A细胞内②的功能和B细胞内④的功能是一样的。液泡内含有细胞液，溶解着多种物质；所以炒蔬菜时常会产生一些水而形成“菜汤”，水分主要来自B细胞内的②液泡。
(4)多细胞生物体的发育都是由一个细胞开始的，这个细胞就是受精卵，它要经过细胞的分裂增加数量、细胞的生长增大体积和细胞的分化形成不同的组织等一系列复杂过程。
答案：(1)生理盐水 避免产生气泡 (2)物镜 ⑧ 右下方 (3)④ ② (4)受精卵 分裂 分化课标内容要求
核心素养对接
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．使用光学显微镜观察各种细胞，可结合电镜照片分析细胞的亚显微结构。
1．通过分析细胞学说的建立过程，认同细胞学说。(生命观念、科学思维)
2．通过比较原核细胞与真核细胞的异同点，归纳与概括细胞的统一性。(生命观念、科学思维)
3．观察多种多样的细胞，说明这些细胞具有多种形态和功能，但同时又都具有相似的基本结构。(生命观念、科学探究)
科学家
贡献
不足
罗伯特·
胡克
用显微镜发现并命名了细胞
观察的是死细胞
列文虎克
发明了显微镜并观察了活细胞
未上升到理论
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”
未与动物界联系
施旺
提出“动物都是由细胞组成的”，并与施莱登共同提出了细胞学说：一切动、植物都是由细胞组成的，细胞是一切动、植物的基本单位
未搞清细胞来源的过程
魏尔肖
细胞通过分裂产生新细胞
未考虑非细胞结构生命的繁殖
项目
物像大小
看到细
胞数目
视野亮度
物镜与玻
片距离
视野范围
低倍物镜
小
多
亮
长
大
高倍物镜
大
少
暗
短
小
知识网络构建
核心语句背诵
1.细胞学说的建立
(1)1665年，罗伯特·胡克发现了细胞；列文虎克用显微镜观察了许多动、植物的活细胞；植物学家施莱登和动物学家施旺及科学家魏尔肖建立了细胞学说。
(2)细胞学说主要内容
所有的生物都由一个或多个细胞组成，细胞是所有生物的结构和功能单位，所有的细胞必定由已存在的细胞产生。
(3)细胞学说的意义
揭示了生物体结构的统一性，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。
2.细胞的多样性
(1)细胞形态、体积、功能和生活环境的差异
(2)细胞及其所构成的生物分类
根据细胞是否具有成形的细胞核，将细胞初步分为原核细胞和真核细胞。由原核细胞构成的生物称为原核生物，由真核细胞构成的生物称为真核生物。
3.细胞的统一性
(1)细胞结构的统一 所有的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)细胞组成元素的统一 所有细胞都具有C、H、O、N等基本元素。
(3)遗传物质的统一 所有细胞都以DNA作为遗传物质。
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