2023-2024学年 苏教版 必修一细胞学说-现代生物学的“基石”学案

第一节细胞学说——现代生物学的“基石”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.使用光学显微镜观察各种细胞，并结合电镜照片分析细胞的亚显微结构。1.生命观念——通过观察多种多样的细胞，理解各种细胞既具有相似的基本结构，在形态与功能上又有显著差异，进而形成细胞和生物体既具有统一性，又具有差异性的观念。2.科学思维——分析细胞学说建立的过程，领悟科学发现的特点。3.科学探究——能熟练操作光学显微镜，增强科学实验技能。通过观察增加感性认识，克服对微观结构认识的困难，领悟科学思想和方法。一、细胞学说的建立与发展1．主要建立者：施莱登和施旺。2．发展过程荷兰科学家列文虎克用自制显微镜观察到细菌、原生动物和精子。↓1838年：德国植物学家施莱登第一次系统地提出植物体是细胞聚合体。↓1839年：德国动物学家施旺提出动物和植物都是细胞的集合物。↓1858年：德国科学家魏尔肖指出“细胞是先前存在的细胞通过分裂产生的，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位”。3．内容(1)一切动物和植物都是由细胞组成的，细胞是一切动物和植物体的基本单位。(2)细胞是先前存在的细胞通过分裂产生的，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。4．意义：细胞学说将动物和植物统一到细胞水平，这对现代生物学的发展具有重要意义。二、生物学研究的重要工具——显微镜1．光学显微镜的结构写出图中序号代表的结构名称或作用：序号结构名称作用①粗准焦螺旋调节焦距②细准焦螺旋调节焦距③物镜转换器调换物镜④物镜放大物像⑤聚光器调节光线强弱2．光学显微镜的使用(1)低倍镜：取镜→安放→对光压片→调焦→观察。(2)高倍镜使用“四字决”找：在低倍镜下“找”到目标⇓移：“移”动玻片标本，使目标位于视野中央⇓转：“转”动转换器，换用高倍镜⇓调：“调”节聚光器和细准焦螺旋，使物像清晰3．电子显微镜(1)发明者：德国科学家卢斯卡等。(2)类型：透射电子显微镜和扫描电子显微镜。三、细胞的大小和形态1．生物体的构成：除了病毒外，所有生物体都是由细胞构成的。2．细胞的形态和大小(1)不同生物的细胞形态和大小不同。(2)同一生物不同组织的细胞形态和大小不同。(3)在同一生物的相同组织中，细胞的大小也不一样。(4)同一个细胞，处在不同的发育阶段，其大小也会改变。(5)细胞的形态多种多样，有球体、多面体、纺锤体和柱状体等。3．细胞的大小、形态与其生理功能是相适应的。四、显微镜的使用1．正确使用光学显微镜的高倍镜(1)若需要将物像进一步放大，可使用高倍物镜观察。首先在低倍镜下移动玻片标本，将要观察的目标移到视野中央，再转动转换器，直到高倍物镜与镜筒成一直线。“嘀嗒”一声表示物镜旋转到位。(2)调节聚光器。聚光器一般由聚光透镜、光圈和升降螺旋组成。调节升降螺旋，聚光透镜将由反光镜反射过来的光线聚焦在样品上，再调节光圈的大小，物像将变得更加明亮、清晰。(3)调节细准焦螺旋，进一步观察物像。(4)整理显微镜：每次观察结束后，先移去玻片标本，清理好载物台；转动转换器，使物镜偏向两侧；将镜筒下降到最低处，再将反光镜竖立。2．使用光学显微镜观察各种各样的细胞(1)实验目的：掌握显微镜的使用方法。(2)实验步骤①观察菠菜叶表皮细胞ⅰ.将载玻片擦拭干净，在其中央滴一滴清水。ⅱ.用镊子夹取菠菜叶下表皮，将其浸入载玻片中央的水滴中并展平，以防止由于细胞的重叠而影响观察效果。ⅲ.用镊子夹起盖玻片，使其一边先接触载玻片中央的水滴边缘，然后轻轻盖在菠菜叶下表皮上，避免产生气泡，用吸水纸吸去盖玻片周围多余的水。ⅳ.将制作好的玻片标本放到显微镜下观察，记录所观察到的现象。②观察人口腔上皮细胞ⅰ.将载玻片擦拭干净，在其中央滴一滴质量分数为0.9%的生理盐水。ⅱ.用牙签轻轻刮取自己的口腔内侧，将牙签上的刮取物涂布在生理盐水中，盖上盖玻片。ⅲ.口腔上皮细胞无色，为便于观察，需要染色。染色时，在盖玻片一侧滴一滴稀碘液，在另一侧用吸水纸吸引。ⅳ.将制作好的临时玻片标本放到显微镜下观察，记录所观察到的现象。③观察人的骨组织、肌肉组织和神经组织的永久玻片标本，并绘制所观察到的细胞物像。(正确的打“√”，错误的打“×”)1．细胞学说认为“一切动物和植物都是由细胞组成的”。 ()2．细胞学说主要阐明了细胞的多样性。 ()3．显微镜下成的是倒像，上下、左右都倒置。 ()4．显微镜的目镜带螺纹，放大倍数越大，就越短。 ()5．显微镜的放大倍数指的是面积的放大。 ()6．显微镜放大倍数越大，观察到的细胞数目越多。 ()提示：1．√2．×细胞学说主要阐明了细胞的统一性和生物体结构的统一性。3．√4．×显微镜的目镜是不带螺纹的，放大倍数越大，就越短。5．×显微镜的放大倍数指的是长度或宽度的放大。6．×显微镜放大倍数越大，观察到的细胞数目越少。细胞学说的建立与发展1．细胞学说的建立过程2．细胞学说的三个“未涉及”和两个“统一”(1)三个“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)两个“统一”①统一了“动植物”——均由细胞和细胞产物构成。②统一了“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。观察法和归纳法(1)观察法①概念：人们在自然发生的条件下，通过感官或借助于仪器，有目的、有计划地考察研究对象，从而获得有关经验性材料的方法。②要求：观察时要全面、细致和实事求是，并及时记录下来。(2)归纳法的两种类型①完全归纳法：把某类事物的全部个体都研究一番，再经归纳得出结论，这种方法实际应用中工作量大，并且有时相当困难。②不完全归纳法：最常用的是最简单的枚举法，在进行归纳时不可能穷尽所有的个别，因此归纳出来的结论不一定是正确的，还需要演绎推理进行论证。1．新细胞只能通过老细胞分裂产生吗？提示：不是。除了细胞分裂会产生新细胞外，细胞融合也会导致新细胞的形成，如精子与卵细胞结合形成受精卵。2．下图1是几种病毒的结构，图2是噬菌体侵染大肠杆菌的过程图，请分析回答下列问题：(1)上面几种病毒有没有细胞结构？它们在结构上有什么共同点？(2)结合图2分析，病毒的生活方式如何？为什么病毒不能独立完成生命活动？提示：(1)病毒没有细胞结构；它们主要由蛋白质外壳和遗传物质构成。(2)寄生。因为病毒没有细胞结构，没有实现新陈代谢所必需的基本系统，所以只有依靠宿主细胞才能产生子代，并完成正常的生命活动。1．(2022·江苏扬州期末改编)细胞学说的内容不涉及()A．一切动植物都由细胞发育而来B．细胞是一个相对独立的单位，是具有生命的有机体C．新细胞从老细胞产生D．除病毒外，细胞是一切生物结构和功能的基本单位D[细胞学说认为，一切动植物都由细胞组成，并没有涉及其他生物，D符合题意。]2．(2022·江苏宿迁期中改编)在细胞学说创立的过程中，有很多科学家做出了贡献。下列说法不符合科学史实的是()A．细胞学说的观念具有局限性，需在修正中前进B．布朗发现并命名了细胞核C．细胞学说的建立标志着生物学的研究进入了细胞水平D．细胞学说是通过观察和分离细胞结构后创建的D[细胞学说的观点具有局限性，需在修正中前进和发展，A正确；布朗发现并命名了细胞核，B正确；细胞学说的建立标志着生物学的研究进入了细胞水平，C正确；细胞学说是通过系统观察动植物细胞后创建的，当时并未分离出细胞，D错误。]生物学研究的重要工具——显微镜1．放大倍数相关分析2．显微镜的成像特点及装片的移动规律(1)显微镜下所成的像是倒立且放大的虚像。倒立是指上下、左右均是颠倒的，相当于将观察物水平旋转180度。(2)装片的移动规律：相对于视野中央，物像偏向哪个方向，装片就移向哪个方向，即“偏向哪儿向哪儿移”。3．高倍镜使用的“四字诀”(1)找：在低倍镜下“找”到目标⇓(2)移：“移”动装片，使目标位于视野中央⇓(3)转：“转”动转换器，换用高倍镜⇓(4)调：“调”节细准焦螺旋，使物像清晰4．视野中污点的位置判断(1)污物可能存在的位置是：物镜、目镜和装片。(2)污物位置的快速确认方法：分别移动载玻片、物镜和转动目镜，观察污物是否移动，来判断污物所处的位置。移动装片eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(动→在装片上,不动→转动目镜\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(动→在目镜上,不动→在物镜上))))5．特殊情况(1)若视野中出现一半亮一半暗则可能是反光镜的调节角度不对。(2)若观察花生切片标本材料一半清晰一半模糊不清，则可能是由花生切片厚薄不均匀造成的。(3)显微镜视野中气泡与细胞的判定：在显微镜的视野中，气泡有粗而黑的边缘，形状呈圆形、椭圆形或不规则形，里面往往一片空白，用镊子尖轻轻压一下盖玻片，气泡就会变形或移动。而细胞则不会变形，且具有一定的形态结构。6．电子显微镜的类型和成像原理类型透射电子显微镜扫描电子显微镜原理将样品制成超薄切片，让电子穿透切片，经过电磁透镜放大成像利用高能电子束在细胞等样品的表面扫描，最终形成反映样品表面形态和结构特征的图像应用观察细胞内部的细微结构观察细胞等样品的表面形态和结构目前使用的电子显微镜已经能把观察的物体放大上百万倍。正是由于显微镜和相关技术的不断发展，细胞内部和表面的精细结构才不断被揭示和认识。下图①②分别是在高倍镜和低倍镜下看到的细胞，③④⑤⑥分别是放大倍数不同的目镜和物镜，请分析回答下列问题：1．结合图①～⑥所示，从以下方面比较低倍镜和高倍镜，完成以下表格：项目目镜长度物镜长度物镜与玻片的距离细胞数目细胞大小视野范围视野亮度放大倍数低放大倍数高提示：长短远多小大亮短长近少大小暗2．高倍镜的使用步骤是找→移→转→调，能否将“移”和“转”颠倒顺序？为什么？提示：不能，因为高倍镜的视野范围小，如果不先将物像移到视野中央就直接换成高倍镜，可能在高倍镜下找不到物像。3．高倍镜下，为使物像清晰，应该调节细准焦螺旋而不是粗准焦螺旋，为什么？提示：高倍镜下，物镜与玻片的距离近，因调节粗准焦螺旋会导致镜筒调节幅度过大，容易压碎装片或损坏物镜镜头，且容易错过清晰物像。4．甲、乙两图分别为10×物镜和10×目镜下的观察结果，若将物镜换为40×，则能观察到的细胞数目分别为多少？试总结规律。提示：甲为4个，乙为4个。相关规律：①细胞在视野中呈单行或单列排布，计算时只考虑长度或宽度：放大后视野中的细胞数＝放大前视野中的细胞数×eq\f(放大前放大倍数,放大后放大倍数)。②细胞在视野中呈充满排布状况时，计算时要考虑面积的变化：放大后视野中的细胞数＝放大前视野中的细胞数×(eq\f(放大前放大倍数,放大后放大倍数))2。3．下列有关光学显微镜使用的说法，正确的是()A．在塑料薄膜上用笔写下p>q，在光学显微镜视野中观察到的物像应是b<dB．若使用目镜10×、物镜10×的镜头组合观察某细胞，其表面积可被放大100倍C．视野中有一异物，若移动玻片和转动目镜后异物仍不动，则异物位于反光镜上D．放大100倍时观察到视野被相连的64个细胞所充满，则放大400倍后视野中可观察到的细胞有16个A[在塑料薄膜上用笔写下p>q，由于光学显微镜成的像是倒像，在光学显微镜视野中观察到的物像应是b<d，A正确；使用目镜10×、物镜10×的镜头组合观察某细胞，则光学显微镜下该细胞的直径被放大100倍，B错误；视野中有一异物，若移动玻片和转动目镜后异物仍不动，则异物位于物镜上，C错误；放大100倍时观察到视野被相连的64个细胞所充满，则放大400倍后视野中可观察到的细胞有64÷16＝4个，D错误。]4．下列对扫描电子显微镜和透射电子显微镜比较的叙述，错误的是()A．两者都利用了高能电子束波长很短的特点B．两者的放大倍数都远远超过光学显微镜的C．两者都适合观察细胞的内部结构D．两者在观察同一细胞样品时具有互为补充的作用C[扫描电子显微镜和透射电子显微镜都利用了高能电子束波长很短的特点，A正确；目前使用的电子显微镜已经能把观察的物体放大上百万倍，其放大倍数远远超过光学显微镜，B正确；透射电子显微镜适合观察细胞内部的细微结构，扫描电子显微镜适合观察细胞等样品的表面形态和结构，两者在观察同一细胞样品时具有互为补充的作用，C错误、D正确。]细胞的大小和形态1．细胞的大小和形态(1)生物体的结构单位①除了病毒外，所有生物体都是由细胞构成的。②细胞既是生物体的基本结构单位，又是基本功能单位。(2)细胞的大小各不相同不同生物的细胞大小不同；同一生物个体不同组织器官的细胞大小也不同。①有的细胞用肉眼就能看见，如鸟类的卵细胞。②大多数细胞的直径在10～100μm范围内，可用低倍光学显微镜观察。③有些细胞的直径只有0.5～5.0μm，要用高倍光学显微镜或电子显微镜才能观察到，如细菌。一般来说，动植物细胞的体积大于微生物细胞，高等动物的卵细胞大于体细胞。(3)细胞的形态各种各样不同生物的细胞形态不同；同一生物个体的不同组织器官的细胞形态也不相同。(4)细胞的大小、形态与其生理功能是相适应的。2．使用光学显微镜观察各种各样的细胞1．观察人口腔上皮细胞时，为什么需要染色？提示：口腔上皮细胞无色，所以需要染色才能观察到。2．菠菜叶下表皮细胞和人口腔上皮细胞为什么要放到不同的溶液中？提示：为了维持各自细胞的形态，需要将不同的材料放到不同的溶液中；菠菜叶下表皮细胞放到清水中，人口腔上皮细胞则放到质量分数为0.9%的生理盐水中。5．下列关于细胞形态与功能的叙述中，错误的是()A．肌肉细胞呈长条形或梭形，有利于收缩和舒张，产生运动B．人的红细胞呈两面凹圆饼状，增大了细胞质膜面积，有利于气体交换C．神经细胞的突起呈纤维状，有利于提高神经冲动的传递效率D．植物的叶表皮细胞呈半圆状，有利于控制叶片的呼吸和蒸腾作用D[形态与功能的统一是有机体细胞的一个重要特征，并且分化程度越高的细胞此特征越明显，比如叶表皮的保卫细胞呈哑铃状，有利于控制叶片的呼吸和蒸腾作用，但不是所有叶表皮细胞都有此特点。]6．下列关于使用显微镜观察各种各样的细胞的叙述中，错误的是()A．可选用菠菜叶的下表皮或人口腔上皮细胞为实验材料B．可直接观察生物细胞的永久玻片标本C．用镊子夹取菠菜叶的下表皮，将其浸入载玻片中央的生理盐水中并展平D．用牙签刮取口腔内侧，将刮取物涂布在质量分数为0.9%的生理盐水中C[用镊子夹取菠菜叶的下表皮，将其浸入载玻片中央的清水中并展平。]新型冠状病毒自述大家好！我是你们人见人不爱，花见花不开的邻居——新型冠状病毒。我们会入侵机体特定的细胞，因为我们不能自己供养自己，只有进入细胞中才能生存下去。实际上，我们之所以能进入人体，主要是由于人们不注意卫生，让我们有了可乘之机，如果他们能够彻底改变不讲卫生的陋习，我们就会到处碰壁，若人们能够研制出针对我们的大规模杀伤性武器——疫苗，我们就只能束手就擒。通过对材料的分析可知：病毒不能独立生活。新冠病毒感染人体与我们的生活陋习相关，由此可以形成科学思维和社会责任的科学素养。(1)根据所学病毒知识，新型冠状病毒的发现是否代表着“细胞是最基本的生命系统”这个结论需要进行修正？为什么？(科学思维)提示：病毒虽然没有细胞结构，结构比细胞简单，但病毒必须寄生到活细胞中才能进行繁殖等生命活动，所以病毒的生命活动离不开细胞，细胞依然是最基本的生命系统。(2)据材料分析，如何防止新型冠状病毒的传播？(社会责任)提示：注意个人卫生，养成良好的生活习惯；接种相关疫苗。[课堂小结]知识网络构建要点强化识记1.施莱登和施旺共同提出：一切动物和植物都是由细胞组成的，细胞是一切动物和植物体的基本单位。2.显微镜最终观察到的物像的放大倍数是物镜与目镜放大倍数的乘积。3.光学显微镜是由一个或几个透镜以及其他机械结构组成的光学仪器。4.常用的电子显微镜有透射电子显微镜和扫描电子显微镜。5.除了病毒外，所有生物体都是由细胞构成的。6.不同生物的细胞大小各不相同，即使在同一生物体的相同组织中细胞的大小也可能不一样。7.细胞的大小、形态与其生理功能是相适应的。1．下列关于细胞学说的叙述中，错误的是()A．新细胞是由老细胞分裂产生的B．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生命起作用C．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D．施莱登和施旺通过对一切生物细胞的研究，揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性并建立了细胞学说D[施莱登和施旺只研究了部分生物的细胞。]2．(多选)19世纪，德国植物学家施莱登观察植物的结构，得出细胞是构成植物的基本结构。之后，施旺将这一结论推广到动物细胞，由此共同创立了细胞学说。再之后，魏尔肖指出“细胞是先前存在的细胞通过分裂产生的，细胞是一个相对独立的生命活动的基本单位。”从而完善了细胞学说。细胞学说()A．是通过观察和分离细胞结构后创立的B．是由施莱登和施旺两人创立并完善的C．使人们对生命的认识进入细胞水平D．使动物和植物通过细胞这一共同的结构统一起来CD[细胞学说是通过观察动植物的结构后创立的，但是并没有观察到细胞的结构和分离细胞，A项错误；细胞学说是多位科学家共同研究的结晶，主要建立者是德国科学家施莱登和施旺，B项错误；细胞学说使人们对