1、 必修 1 分子与细胞 第 1 章 走近细胞 第 1 节 细胞是生命活动的基本单位 创立者 主要是德国科学家施莱登和施旺。 意义 揭示了动物和植物 建立过程 从解剖入手:1543 年维萨里 的统一性,从而阐明了 (比利时)揭示了人体器官水平 内容 生物界的统一性。 的结构,比夏(法国)指出器官 细胞是一个有机体,一切动植物都 使人们认识到植物 由组织构成。 是由细胞发育而来,并由细胞和细胞 和动物有着共同的结 通过显微镜认识细胞:罗伯特 产物所构成。 构基础。 虎克(英国)发现并命名了细胞, 细胞是一个相对独立的单位,既有 使生物学的研究从 列文虎克观察到不同形态的细 它自己的生命,又对与其他
2、细胞共同 器官、组织水平进入细 菌、红细胞和精子等。 组成的整体生命起作用。 新细胞是由老细胞分裂产生的。 胞水平。 细胞分裂产生新细 建立细胞学说:施莱登、施旺。 耐格里观察植物的分生区,发 细胞学说内容只涉及了动物和植 胞的结论,能解释个体 现新细胞是由细胞分裂产生的。 物,没有涉及原核生物、真菌、病毒。 发育,对生物进化论的 确立有着重要的意义。 1858 年,德国的魏尔肖总结, 细胞通过分裂产生新细胞。 创立者 内容 意 义 建立过程 细胞学说 从生物类型角度 病毒:必需寄生到活细 胞中才能增殖。 单细胞生物:如草履虫 的运动、分裂、呼吸、应 激性、摄食等生命活动, 由单个细胞就能独立
3、完 成。 多细胞生物:依靠各种 分化的细胞密切合作,完 成各项生命活动。 分 析 细胞是生命活 动的基本单位 细胞是基本 的生命系统 分 析 从生命现象角度 动植物以细胞代谢为 基础的各种生理活动, 以细胞增殖、分化为基 础的生长发育,以细胞 内基因的传递和变化 为基础的遗传和变异 等,都说明细胞是生命 的基本单位,生命活动 离不开细胞。 生命系统的结构层次 扩展 生命系统的结构层次 多细胞动物:细胞、组织、器官、系统、 个体、种群、群落、生态系统、生物圈。 多细胞植物:植物无系统这一生命结构 层次。 单细胞生物:一个细胞就是一个个体, 无组织、器官、系统。 最基本的、最微小的生命系统是细胞,
4、 最大的生命系统是生物圈。 生命系统的层次中可含“非生物成分” (如生态系统)。 系统是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地 结合而形成的整体。生命系统是指能独立与其所处的环 境进行物质和能量交换,并在此基础上实现内部的有序 性发展与繁殖的系统,简单说即能独立完成生命活动的 系统。例如一个分子、原子、病毒都属于系统,但不是 生命系统。 生命系统各结构层次的实例: 细胞:受精卵、神经元(神经细胞)、酵母菌、叶肉细 胞(含叶绿体能进行光合作用)、红细胞(运输氧气)等。 组织:血液(结缔组织)、筛管、导管等。 种群:同一时间,在一定的区域内,同 种生物的所有个体是一个种群。 群落:同一时间内聚集
5、在一定区域中各 种生物种群的集合。 生态系统:在一定的区域内,群落与其 生活的无机环境组成生态系统。 生物圈:最大的生态系统,地球上的所 有生物及其生活的无机环境。 例如:一片森林(生态系统);森林中所 有的生物(群落);森林中所有的眼镜蛇(种 群);一片森林中的蛇(既不属于种群也不 属于群落)。 器官:根、茎、叶、花、果实、种子、皮肤、一块完 整骨骼肌、心脏等。 在一个区域中,6 个池塘中的鲫鱼,属于 6 个种群。 在一个菜市场,有鸡、鱼、细菌、蔬菜等不能构成一 个群落。 归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方 法,分为完全归纳法和不完全归纳法。科学研究经常运 用不完全归纳法,例如:
6、根据植物的花粉、胚珠和柱头 等都有细胞核得出植物细胞都有细胞核这一结论,就运 用了不完全归纳法。 2 必修 1 分子与细胞 第 4 章 细胞的物质输入和输出 第 1 节 被动运输探究植物细胞吸水和失水实验 原理 成熟的植物细胞有大液泡,细胞 液具有一定的浓度,原生质层相当 制作紫色洋 葱鳞片叶外 表皮临时装 在盖玻片一侧滴加 0.3g/mL 蔗糖溶液, 在另一侧用吸水纸 在盖玻片一侧滴 加清水,另一侧 用吸水纸吸引, 于半透膜,构成渗透系统,可发生 渗透作用。 吸引,重复几次。 重复几次,在低 片放在低倍 在低倍镜下观察。 倍镜下观察。 镜下观察。 细胞壁的伸缩性小于原生质层。 原因 现象 外
7、因:外界溶液浓度大于细胞液 浓度。 内因:原生质层相当于半透膜; 细胞壁的伸缩性小于原生质层。 原理 原因 过程 现象 U 型管问题 U 型管问题 30g/mL 10g/mL 若 a 和 b 侧是同一物质,且不 能通过半透膜,则 a 侧液面升 高;若能通过半透膜,则 a 侧 先升高再下降,最后两边液面 一样高。 U 型 管 问 题 探究植 物细胞 吸水和 失水及 U 型管 的问题 U 型 管 问 题 质量 分数 10% 蔗糖 质量分 数 10% 葡萄糖 a 侧蔗糖分子数比 b 侧的葡萄 糖分子数少,如果蔗糖和葡萄 糖都不能透过半透膜,b 侧液面 升高,a 侧下降。如果蔗糖不能 通过葡萄糖能通过
8、,b 侧先上升 再下降,最后 a 侧高于 b 侧。 注 意 应 用 本实验所用的方法为引流法,采用了自身对照。 质壁分离:质是指原生质层,壁是指细胞壁。 不选动物细胞做实验材料是因为动物细胞无细 胞壁,不会在失水时发生质壁分离现象,未成熟 的植物细胞(如根尖分生区细胞)不发生质壁分 离及复原现象。选择有大液泡和有细胞壁的,液 泡最好带有颜色的,便于观察。若液泡无颜色, 可选有叶绿体的细胞,以叶绿体做参照物或者在 外界溶液中滴少量红墨水做参照。 质壁分离时,原生质层的外界面是细胞膜,细 胞膜与细胞壁之间充满的是外界溶液,此时可观 察到的边界就是细胞膜。 在实验中,当质壁分离现象出现后,观察时间
9、不宜过长,以免细胞因长期处于失水状态而死亡, 影响质壁分离复原现象的观察。同样道理,细胞 外液浓度也不易太高。 不能用酒精、醋酸等,细胞将会死亡。 当以可吸收的物质做溶质时(如一定浓度甘油、 尿素、KNO3、乙二醇等)由于溶质分子可进入细胞, 使细胞液浓度加大,因此可出现质壁分离和自动 复原现象。 此实验只用低倍镜观察即可,不需用高倍镜。 细菌也能发生细胞膜和细胞壁分离的现象,但 实验不明显。 判断细胞的死活:死细胞不能发生质壁分离及 复原现象。 测定细胞液浓度范围:在一系列浓度梯度溶液 中,细胞液浓度范围介于未发生质壁分离和刚刚 发生质壁分离的外界溶液浓度范围之间。 在相同的溶液中,比较不同植物细胞的细胞液 浓度大小:细胞刚刚发生质壁分离时所需时间越 短,细胞液浓度越小。 比较系列溶液的浓度的大小:同种细胞刚刚发 生质壁分离所需时间越短,未知溶液浓度越大。 可根据能否发生质壁分离且自动复原,鉴别不 同种类的溶液,例如:KNO3 溶液和蔗糖溶液。 盐碱地中的植物不易存活或一次施肥过多造 成“烧苗”现象,都是因为土壤溶液浓度过高, 甚至超过了根细胞液浓度,导致根细胞不易吸水 甚至失水造成的。 防腐杀菌,例如:糖渍、盐渍食品不易变质的 原因,是在食品外面和内部形成很高浓度的溶 液,使微生物不能在其中生存和繁殖,所以能较 长时间的保存。 17