第2單元 生物體的結(jié)構(gòu)層次
第3章 細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位
第一節(jié) 植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能
內(nèi)容精講
1.如何才能做好一個(gè)臨時(shí)玻片標(biāo)本？
剖析：做好臨時(shí)玻片標(biāo)本是觀察的基礎(chǔ)。首先，在取材時(shí)，由于直接撕會(huì)使材料的大小不好控制，而且撕下的材料容易卷起，很難把它展平�？上扔玫镀谧仙笫[的外表皮上劃一個(gè)長(zhǎng)、寬約為0.5 cm的正方形,或一個(gè)“井”字形，然后用鑷子小心地從一角撕下外表皮。其次，將撕下的表皮放入水滴中時(shí)，為了使觀察的材料完全浸入水滴中，最好先將表皮的一面放入水中，然后將表皮翻過(guò)來(lái)，再將另一面浸入水中。最后，為了避免氣泡的出現(xiàn)，蓋蓋玻片的方法一定要正確。先將蓋玻片的一側(cè)接觸水滴，然后輕輕地緩慢地將蓋玻片蓋在生物材料上，再用吸水紙吸去多余的水。
通常判斷一個(gè)臨時(shí)玻片標(biāo)本做得是否好的標(biāo)準(zhǔn)是，在蓋玻片下面要沒(méi)有氣泡，物體平整等。學(xué)生在剛開始做玻片標(biāo)本時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)許多問(wèn)題，比如氣泡較多，或者材料厚薄不均，或材料過(guò)大、過(guò)小，不美觀等等。
2.植物細(xì)胞都具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、葉綠體、液泡、線粒體等結(jié)構(gòu)嗎？
剖析：植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。而葉綠體、液泡等結(jié)構(gòu)通常在部分細(xì)胞中才具有。比如葉綠體是進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)，在能進(jìn)行光合作用的細(xì)胞中才有。比如在洋蔥的葉子中含有葉綠體，而在洋蔥的鱗莖鱗片葉及根部細(xì)胞中就不含有葉綠體。通常一個(gè)成熟的植物細(xì)胞中才具有中央大液泡，而沒(méi)有成熟的小細(xì)胞中沒(méi)有中央大液泡，只有少量的小液泡。線粒體與生物的有氧呼吸有關(guān)，通常植物細(xì)胞中也具有此結(jié)構(gòu)。
植物細(xì)胞一般具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、液泡等結(jié)構(gòu)。在本節(jié)課實(shí)驗(yàn)中，除了觀察不到細(xì)胞膜之外，其他的結(jié)構(gòu)都能看得到。但植物細(xì)胞是否都和洋蔥表皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu)一樣呢？葉綠體是光合作用的部分，通常在光下的部分會(huì)含有葉綠體，那么植物的根生長(zhǎng)在地上，見(jiàn)不到陽(yáng)光，在它的細(xì)胞內(nèi)是否會(huì)有葉綠體呢？在理解這些問(wèn)題的基礎(chǔ)上，區(qū)分不同植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。
3.細(xì)胞膜是一層非常薄的膜，能控制物質(zhì)的進(jìn)出�？茖W(xué)家做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)備好含有鈣、鎂和硅等的培養(yǎng)液，將番茄和水稻分別放在上述培養(yǎng)液中培養(yǎng)。一段時(shí)間后，經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，在番茄培養(yǎng)液中的鈣和鎂的含量下降了，水稻培養(yǎng)液中的鈣和鎂的含量基本保持不變。硅的情況則剛好相反：水稻吸收大量的硅，培養(yǎng)液中硅的含量明顯降低，而番茄幾乎不吸收硅。問(wèn)題：
（1）番茄培養(yǎng)液中的鈣、鎂含量為什么會(huì)下降，而幾乎不吸收硅？
（2）從番茄和水稻對(duì)物質(zhì)的吸收對(duì)比，可以說(shuō)明什么問(wèn)題？
植物細(xì)胞膜在細(xì)胞中起著控制物質(zhì)進(jìn)出的作用。對(duì)于細(xì)胞需要的物質(zhì)，細(xì)胞膜可以讓它透過(guò)，而不需要的物質(zhì)則不能透過(guò)。當(dāng)細(xì)胞膜在某些情況下受到破壞以后，就不再有控制物質(zhì)進(jìn)出的功能了。比如當(dāng)青菜放在清水中浸泡時(shí)，不管浸泡多長(zhǎng)時(shí)間，水都不會(huì)變綠，而當(dāng)用開水燙過(guò)以后，外界的水就會(huì)變綠了。也就是原來(lái)在細(xì)胞內(nèi)對(duì)細(xì)胞有用的綠色物質(zhì)，當(dāng)細(xì)胞膜被高溫破壞以后，不再能控制這些物質(zhì)保持在細(xì)胞內(nèi)了，破壞了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。細(xì)胞膜把細(xì)胞包裹起來(lái)，使細(xì)胞能夠保持相對(duì)的穩(wěn)定性，維持正常的生命活動(dòng)。此外，細(xì)胞所必需的養(yǎng)分的吸收和代謝產(chǎn)物的排出，都要通過(guò)細(xì)胞膜。由實(shí)驗(yàn)也可以看出，細(xì)胞膜對(duì)物質(zhì)的控制作用表現(xiàn)在對(duì)物質(zhì)的選擇吸收方面。
細(xì)胞膜除了通過(guò)選擇吸收來(lái)調(diào)節(jié)和控制細(xì)胞外，還能以“胞飲”和“胞吐”的方式,幫助細(xì)胞從外界環(huán)境中攝取液體小滴和捕獲食物顆粒，供應(yīng)細(xì)胞在生命活動(dòng)中對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求。細(xì)胞膜也能接收外界信號(hào)的刺激使細(xì)胞做出反應(yīng),從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生命活動(dòng)。細(xì)胞膜不但是細(xì)胞的物理屏障,也是在細(xì)胞生命活動(dòng)中有復(fù)雜功能的重要結(jié)構(gòu)。
探究：（1）植物體要依靠根從外界吸收營(yíng)養(yǎng)。將番茄培養(yǎng)在含有各種物質(zhì)的培養(yǎng)液中，細(xì)胞就會(huì)根據(jù)自己的需要，從外界吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。培養(yǎng)過(guò)程中，由于番茄細(xì)胞吸收了培養(yǎng)液中的鈣、鎂等物質(zhì)，所以外界培養(yǎng)液中鈣和鎂的含量就會(huì)下降。硅是番茄生活過(guò)程中基本不需要的物質(zhì)，所以細(xì)胞不吸收。
（2）番茄和水稻在生命活動(dòng)過(guò)程中，都要依靠根從外界吸收營(yíng)養(yǎng)。從上面的實(shí)例可以看出，它們吸收同一物質(zhì)的量是不同的。說(shuō)明它們對(duì)這些物質(zhì)的需要不同，通過(guò)細(xì)胞膜的控制作用，需要的物質(zhì)可以進(jìn)入細(xì)胞，而不需要的物質(zhì)則不能進(jìn)入細(xì)胞。
典題精講
例1下列關(guān)于植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的敘述中,錯(cuò)誤的是（）
A.植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核
B.植物細(xì)胞是植物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位
C.植物細(xì)胞多具有葉綠體和液泡
D.植物細(xì)胞的細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)相互隔開，互不相通
思路解析：植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核，通常有的細(xì)胞還含有葉綠體和大液泡，細(xì)胞是植物體結(jié)構(gòu)、功能的基本單位。細(xì)胞的各個(gè)組成部分之間有著密切的聯(lián)系，在細(xì)胞核的核膜上有控制物質(zhì)進(jìn)出的核孔，保證細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的物質(zhì)交流。
答案：D
例2右圖是植物細(xì)胞模式圖，請(qǐng)據(jù)圖完成下列問(wèn)題：
(1)種植作物常施肥，肥料中含鉀的無(wú)機(jī)鹽進(jìn)入細(xì)胞，主要是由［ ］______控制的，圖中1的作用是______。
(2)遺傳信息的載體存在于［ ］______中。
(3)鹽腌黃瓜條溢出的黃瓜汁主要來(lái)自細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的［�。輄_____。
思路解析：在植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)中，細(xì)胞壁起著保護(hù)細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用，同時(shí)使細(xì)胞具有一定的形態(tài)。細(xì)胞膜具有控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)進(jìn)出的作用。細(xì)胞核中含有主要的遺傳物質(zhì)DNA，能控制生物的遺傳和變異，通常在一個(gè)成熟的植物細(xì)胞中，液泡占據(jù)大部分的體積。在液泡內(nèi)含有水分、糖類、色素等物質(zhì)。
答案：（1）2 細(xì)胞膜 保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，維持細(xì)胞的正常形態(tài) （2）4 細(xì)胞核�。�3）5 液泡
第二節(jié) 人和動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能
內(nèi)容精講
1.在制作洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞臨時(shí)玻片標(biāo)本中，我們滴加在載玻片中央的是清水，而在制作人的口腔上皮細(xì)胞臨時(shí)玻片標(biāo)本中，我們滴加的是生理鹽水。這是為什么？
剖析：
我們?cè)谥谱髋R時(shí)玻片標(biāo)本時(shí)，要盡量保持生物材料本來(lái)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征，才能觀察到真實(shí)的情況。在制作洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞臨時(shí)玻片標(biāo)本時(shí)，我們滴加清水，是因?yàn)橹参锛?xì)胞所處的環(huán)境與清水相近，這樣撕取的表皮細(xì)胞放在清水中，不會(huì)改變形狀。同樣，人的口腔上皮細(xì)胞所處的環(huán)境與生理鹽水相似，刮取的人的口腔上皮細(xì)胞放在生理鹽水中，才能保持原有的形態(tài)。如果我們所滴加的液體與細(xì)胞在生物體內(nèi)所處的液體環(huán)境有差別，就會(huì)引起細(xì)胞吸水或者失水，從而導(dǎo)致細(xì)胞變形，我們觀察到的細(xì)胞就不是細(xì)胞的本來(lái)面目。
生物體的細(xì)胞通常能保持一定的形態(tài)，這與細(xì)胞周圍存在的液體環(huán)境濃度有關(guān)。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的液體濃度與細(xì)胞外的環(huán)境中液體濃度相當(dāng)時(shí)，細(xì)胞才能保持原來(lái)的形態(tài)。而當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度小于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞就會(huì)失去水分皺縮，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)溶液濃度大于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞會(huì)吸水，對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞來(lái)說(shuō)，會(huì)因吸水過(guò)多而破裂，導(dǎo)致細(xì)胞死亡，植物細(xì)胞因?yàn)橛屑?xì)胞壁的保護(hù)不會(huì)無(wú)限擴(kuò)大，當(dāng)吸水到一定程序時(shí)，不再吸水。
2.如何理解細(xì)胞核在生物遺傳中的重要作用？
剖析：科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，不論是生殖細(xì)胞還是體細(xì)胞，它們的細(xì)胞核內(nèi)都存在著一些容易被堿性染料染成深色的物質(zhì)，這些物質(zhì)叫做染色體。染色體上含有決定生物性狀的物質(zhì)，這些物質(zhì)就叫遺傳物質(zhì)。每種生物的細(xì)胞內(nèi)都含有一定數(shù)量的結(jié)構(gòu)不同的染色體，這些染色體是成對(duì)存在的。例如，人的每個(gè)體細(xì)胞內(nèi)都含有23對(duì)染色體，牛的體細(xì)胞內(nèi)含有30對(duì)染色體，水稻的體細(xì)胞內(nèi)含有12對(duì)染色體。精子和卵細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目都比體細(xì)胞少一半。通過(guò)受精作用，形成的受精卵既含有卵細(xì)胞的染色體，又含有精子的染色體，因此，受精卵內(nèi)的染色體數(shù)目與體細(xì)胞又一樣了。保證了前后代之間染色體數(shù)目的穩(wěn)定性，后代個(gè)體具有父母雙方的遺傳物質(zhì)。
細(xì)胞核中因?yàn)楹羞z傳物質(zhì)DNA而在遺傳中起著重要的控制作用。
3. 細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。構(gòu)成生物體的細(xì)胞很微小，幾乎都不能用肉眼看到，絕大多數(shù)只能在顯微鏡下才能觀察到。一個(gè)生物體由很多細(xì)胞所組成，比如成年人身體內(nèi)大約有1014個(gè)細(xì)胞。細(xì)胞的種類繁多，大小、形態(tài)各不相同，大多數(shù)細(xì)胞的大小在微米水平。有些細(xì)胞較大，最大的是鳥的卵細(xì)胞，比如鴕鳥的卵細(xì)胞直徑達(dá)75 mm；最小的細(xì)菌細(xì)胞直徑為0.000 1 mm。有些細(xì)胞長(zhǎng)達(dá)1米以上，如運(yùn)動(dòng)神經(jīng)細(xì)胞，它要將一些信息從大腦傳到身體各處的肌肉，建立起距離那么遠(yuǎn)的兩部分之間的聯(lián)系。人的紅細(xì)胞呈雙凹圓盤形，直徑約為8 μm，無(wú)細(xì)胞核。紅細(xì)胞的平均壽命為120天，每天都有一定數(shù)量的紅細(xì)胞進(jìn)行更新。
問(wèn)題：
（1）生物體的細(xì)胞大小形態(tài)各不相同，這與它們的什么特點(diǎn)有關(guān)？
（2）為何人的紅細(xì)胞的壽命比較短？
生物體的形態(tài)和功能是密切相關(guān)的，有什么樣的形態(tài)就會(huì)有相關(guān)的功能。同樣，細(xì)胞的形態(tài)不同，功能也不相同。構(gòu)成生物體的細(xì)胞由于要行使不同的功能，所以在形態(tài)甚至結(jié)構(gòu)上也不相同。
有的細(xì)胞人的眼睛可以看得見(jiàn)，如鳥類的蛋，最大的直徑近10厘米（鴕鳥蛋）。有的細(xì)胞直徑只有0.1米微米，要用高倍顯微鏡才能看到，如原始的細(xì)菌。大多數(shù)細(xì)胞的直徑是10～100微米，用低倍顯微鏡就能看到。
細(xì)胞的形狀多種多樣，有球體、多面體、紡錘體和柱狀體等。細(xì)胞的形狀和功能之間有密切關(guān)系。例如，神經(jīng)細(xì)胞能伸展到幾米，這是因?yàn)樯扉L(zhǎng)的神經(jīng)細(xì)胞有利于傳導(dǎo)外界的刺激信息。高大的樹木為什么能郁郁蔥蔥，這是因?yàn)橹参飪?nèi)的導(dǎo)管、篩管細(xì)胞是管狀的，有利于水分和營(yíng)養(yǎng)的運(yùn)輸。
從細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)可以看出，細(xì)胞核中最重要的結(jié)構(gòu)是染色質(zhì)，染色質(zhì)的組成成分是蛋白質(zhì)分子和DNA分子，而DNA分子又是主要遺傳物質(zhì)。當(dāng)遺傳物質(zhì)向后代傳遞時(shí)，必須在核中進(jìn)行復(fù)制。所以，細(xì)胞核是遺傳物儲(chǔ)存和復(fù)制的場(chǎng)所。
遺傳物質(zhì)能經(jīng)復(fù)制后傳給子代，同時(shí)遺傳物質(zhì)還必須將其控制的生物性狀特征表現(xiàn)出來(lái)，這些遺傳物質(zhì)絕大部分都存在于細(xì)胞核中。所以，細(xì)胞核又是細(xì)胞遺傳性和細(xì)胞代謝活動(dòng)的控制中心。
探究：（1）絕大部分生物體由細(xì)胞構(gòu)成，而這些細(xì)胞大小形態(tài)有差異。比如人的神經(jīng)細(xì)胞，因?yàn)橐獋鲗?dǎo)信息，所以比較長(zhǎng)；鴕鳥的卵是世界上最大的細(xì)胞，鳥卵中含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。由此可以得出，細(xì)胞的形態(tài)和它們的功能是密不可分的。
（2）人的紅細(xì)胞中無(wú)細(xì)胞核，而細(xì)胞核在細(xì)胞的代謝、遺傳等方面起著至關(guān)重要的作用，所以無(wú)核的細(xì)胞壽命比較短。
典題精講
例1下列關(guān)于染色體的敘述不正確的是（）
A.存在于細(xì)胞核中，能被堿性染色劑染成深色
B.在不進(jìn)行細(xì)胞分裂的細(xì)胞內(nèi)以細(xì)絲狀的染色質(zhì)狀態(tài)存在
C.是遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸的載體
D.在細(xì)胞分裂時(shí)結(jié)構(gòu)和組成發(fā)生改變
思路解析：染色體位于細(xì)胞核中，是主要的遺傳物質(zhì)。染色體由于能夠被堿性染色劑染成深色而得名。它由脫氧核糖核酸和蛋白質(zhì)所組成。脫氧核糖核酸簡(jiǎn)稱DNA，是主要的遺傳物質(zhì)。在每種生物的體細(xì)胞中，染色體數(shù)都是一定的。比如人的每個(gè)體細(xì)胞中，染色體有23對(duì)共46條。在細(xì)胞分裂過(guò)程中，染色體的形態(tài)會(huì)發(fā)生變化，由分裂開始時(shí)的細(xì)絲狀的染色質(zhì)逐漸螺旋化為粗短的染色體。但結(jié)構(gòu)和成分保持不變。當(dāng)細(xì)胞分裂完成時(shí)，又會(huì)發(fā)生染色體向染色質(zhì)的轉(zhuǎn)化。
答案：D
例2右圖為人和動(dòng)物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)圖完成下列問(wèn)題：
（1）能控制細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的進(jìn)出的是____，細(xì)胞進(jìn)行生命活動(dòng)的重要場(chǎng)所是____，含有遺傳物質(zhì)的是____。（2）與植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)相比，人和動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)缺少了葉綠體、液泡和____。
思路解析：本題考查兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是考查讀圖識(shí)圖的能力，二是考查對(duì)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的掌握情況。動(dòng)物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。其中細(xì)胞膜能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)是細(xì)胞生命活動(dòng)的重要場(chǎng)所，細(xì)胞核中含有遺傳物質(zhì)染色體。動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞的主要區(qū)別是，動(dòng)物細(xì)胞中不含有葉綠體、細(xì)胞壁和液泡。
答案：（1）細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞核�。�2）細(xì)胞壁
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