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第一節　細胞學說——現代生物學的“基石”
[學習目標]　說明有些生物體只有一個細胞，而有的由很多細胞構成。這些細胞形態和功能多樣，但都具有相似的基本結構。
一、細胞學說的建立與發展
1．主要建立者：施萊登和施旺。
2．發展過程
荷蘭科學家列文虎克用自制顯微鏡觀察到細菌、原生動物和精子。
　↓
1838年：德國植物學家施萊登第一次系統地提出植物體是細胞聚合體。
　 ↓
1839年：德國動物學家施旺提出動物和植物都是細胞的集合物。
　 ↓
1858年：德國科學家魏爾肖指出“細胞是先前存在的細胞通過分裂產生的”。
3．內容
(1)一切動物和植物都是由細胞組成的，細胞是一切動物和植物體的基本單位。
(2)細胞是先前存在的細胞通過分裂產生的，細胞是一個相對獨立的生命活動的基本單位。
4．意義：細胞學說將動物和植物統一到細胞水平，對現代生物學的發展具有重要意義。
判斷正誤
(1)細胞學說將動物和植物統一到分子水平(　　)
(2)德國科學家魏爾肖認為“細胞是先前存在的細胞通過分裂產生的”(　　)
(3)細胞是一切生物的基本單位(　　)
(4)細胞學說闡明了生物界的統一性(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
分析細胞學說的建立和發展過程
1．科學家是如何通過獲得證據來說明動物和植物體都是由細胞構成這一結論的？
提示　通過對大量動物和植物的顯微觀察獲得證據，通過歸納概括形成結論。
2．荷蘭科學家列文虎克對細胞學說的貢獻主要是什么？
提示　制造了放大倍數更大的顯微鏡，為細胞學說的建立奠定了堅實的基礎。
3．細胞學說中已經得到重要補充的是哪一項？
提示　德國科學家魏爾肖指出“細胞是先前存在的細胞通過分裂產生的，細胞是一個相對獨立的生命活動的基本單位?！?br/>4．所有的細胞都來源于先前存在的細胞，這是否暗示著你身體的每一個細胞都凝聚著漫長的進化史？
提示　現代生物的細胞都是遠古生物細胞的后代，小小的細胞內部凝聚著數十億年基因的繼承和改變。
理清細胞學說中4個“未涉及”和2個“統一了”
(1)4個“未涉及”
①未涉及原核細胞；
②未涉及病毒；
③未涉及生物或細胞間的“差異性”；
④未涉及真菌。
(2)2個“統一了”
①統一了“動植物”(均“由細胞構成”)；
②統一了“細胞”(細胞均有自己的生命，又對整體生命起作用；新細胞均來自老細胞)。
1．(2022·江蘇徐州高一期末)下列關于細胞學說及其建立過程的描述，錯誤的是(　　)
A．顯微鏡的發明使人們可以觀察到細胞
B．細胞學說的建立僅由施萊登和施旺完成
C．細胞是先前存在的細胞通過分裂產生的
D．細胞是一切動物和植物體的基本單位
答案　B
解析　顯微鏡的發明使人們認識到了微觀世界，可以用來觀察到細胞，A正確；細胞學說是施萊登和施旺在總結前人得出結論的基礎上建立的，并且其他科學家不斷對其進行補充，B錯誤；細胞學說提出，新細胞可以從老細胞中產生，C正確；細胞學說的內容之一是一切動物和植物都是由細胞組成的，細胞是一切動物和植物體的基本單位，D正確。
2.細胞學說對于生物學的發展具有重大意義，主要原因是它闡明了(　　)
A．生物界的統一性
B．植物細胞與動物細胞的區別
C．生物進化的歷程
D．原核細胞和真核細胞的區別
答案　A
解析　根據細胞學說的內容可知細胞學說對于生物學的發展具有重大意義，主要原因是它闡明了生物界的統一性，B、C、D錯誤，A正確。
二、生物學研究的重要工具——顯微鏡
1．光學顯微鏡的結構
寫出圖中序號代表的結構名稱或作用：
序號 結構名稱 作用
① 粗準焦螺旋 調節焦距
② 細準焦螺旋 調節焦距
③ 物鏡轉換器 調換物鏡
④ 物鏡 放大物像
⑤ 聚光器 調節光線強弱
2.光學顯微鏡的使用
(1)低倍鏡：取鏡→安放→對光→壓片→調焦→觀察。
(2)高倍鏡使用“四字訣”
找：在低倍鏡下“找”到目標

移：“移”動玻片標本，使目標位于視野中央

轉：“轉”動轉換器，換用高倍鏡

調：“調”節聚光器和細準焦螺旋，使物像清晰
3．電子顯微鏡
(1)發明者：德國科學家盧斯卡等。
(2)類型：透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡等。
判斷正誤
(1)目鏡的放大倍數越大，鏡頭越短(　　)
(2)使用顯微鏡觀察細菌等微生物時，可直接使用高倍鏡(　　)
(3)由低倍鏡轉到高倍鏡前，將待觀察目標移至視野中央(　　)
(4)顯微鏡目鏡和物鏡放大倍數的乘積是指對面積的放大倍數(　　)
(5)換用高倍物鏡后，應先調節粗準焦螺旋再調節細準焦螺旋，直到物像清晰(　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
分析顯微鏡的使用原理
下圖①②分別是在高倍鏡和低倍鏡下看到的細胞，③④⑤⑥分別是放大倍數不同的目鏡和物鏡，請分析回答下列問題：
1．結合圖①～⑥所示，從以下方面比較低倍鏡和高倍鏡，完成以下表格：
項目 目鏡長度 物鏡長度 物鏡與玻片的距離 細胞數目 細胞大小 視野范圍 視野亮度
放大倍數低
放大倍數高
提示　長　短　遠　多　小　大　亮　短　長　近　少　大　小　暗
2．高倍鏡的使用步驟是找→移→轉→調，能否將“移”和“轉”顛倒順序？為什么？
提示　不能，因為高倍鏡的視野范圍小，如果不先將物像移到視野中央就直接換成高倍鏡，可能在高倍鏡下找不到物像。
3．高倍鏡下，為使物像清晰，應該調節細準焦螺旋而不是粗準焦螺旋，為什么？
提示　高倍鏡下，物鏡與玻片的距離近，因調節粗準焦螺旋會導致鏡筒調節幅度過大，容易壓碎裝片或損壞物鏡鏡頭，且容易錯過清晰物像。
4．甲、乙兩圖分別為10×物鏡和10×目鏡下的觀察結果，若將物鏡換為40×，則能觀察到的細胞數目分別為多少？試總結規律。
提示　甲為4個，乙為4個。
相關規律：①細胞在視野中呈單行或單列排布，計算時只考慮長度或寬度：放大后視野中的細胞數＝放大前視野中的細胞數×。
②細胞在視野中呈充滿排布狀況時，計算時要考慮面積的變化：放大后視野中的細胞數＝放大前視野中的細胞數×()2。
1．顯微鏡使用的常見考點歸納
(1)使用顯微鏡的基本原則是“先低后高不動粗”，即先用低倍鏡觀察，再使用高倍鏡，換用高倍鏡時只能使用細準焦螺旋，不能使用粗準焦螺旋。
(2)物像移動與實物關系：顯微鏡下成的是倒像，所以要把左上方的圖像移至視野中央，應把裝片向左上方移動，即偏向哪移向哪。
(3)亮度問題：使亮度增大：使用凹面鏡或用低倍鏡觀察；使亮度減弱：使用平面鏡或用高倍鏡觀察；若看到的視野一半亮一半暗時，應調反光鏡不能調光圈。
(4)放大倍數
(5)污物位置的確認
移動玻片標本
2．電子顯微鏡的類型、成像原理及應用
類型 透射電子顯微鏡 掃描電子顯微鏡
原理 將樣品制成超薄切片，讓電子穿透切片，經過電磁透鏡放大成像 利用高能電子束在細胞等樣品的表面掃描，最終形成反映樣品表面形態和結構特征的圖像
應用 觀察細胞內部的細微結構 觀察細胞等樣品的表面形態和結構
3．(多選)下列關于顯微鏡使用方法的敘述，正確的是(　　)
A．換用高倍鏡后，增大光圈進行觀察
B．在低倍鏡下找到觀察對象后，直接轉動轉換器更換高倍鏡
C．低倍鏡調焦用粗準焦螺旋，高倍鏡調焦用細準焦螺旋
D．高倍鏡下能仔細觀察細菌、真菌和動植物細胞的結構
答案　AC
解析　換用高倍鏡后，視野變暗，此時應增大光圈進行觀察，A正確；在低倍鏡下找到物像后，需要先把物像移到視野中央，再換高倍鏡觀察，B錯誤；低倍鏡下常用粗準焦螺旋調焦，高倍鏡鏡頭較長，不能轉動粗準焦螺旋，只能轉動細準焦螺旋調焦，C正確；要仔細觀察細菌、真菌和動植物細胞的結構，應該在電子顯微鏡下觀察，D錯誤。
4．如圖所示，甲圖是一組目鏡標有5×和16×字樣、物鏡標有10×和40×字樣的鏡頭，乙圖是在甲圖中選用的一組能放大160倍的鏡頭組合下所觀察到的圖像。欲將乙圖視野中處于右上方的細胞移至視野中央放大640倍觀察，下列操作不正確的是(　　)
A．將裝片向右上方移動，至乙圖視野中右上方的細胞位于視野正中央
B．將顯微鏡的光圈調小，反光鏡調成平面鏡
C．目鏡不需要換，轉動轉換器將物鏡換成鏡頭③
D．放大后觀察時，如果視野模糊，應調節細準焦螺旋
答案　B
解析　顯微鏡成像為倒像，將裝片向右上方移動，至乙圖視野中右上方的細胞位于視野正中央，A正確；換上高倍鏡后，視野變暗，故應將顯微鏡的光圈調大，反光鏡調成凹面鏡，B錯誤；原放大倍數為160倍，現放大倍數為640倍，故將物鏡由10×換為40×即可，即轉動轉換器將物鏡④換成鏡頭③，C正確；物鏡換成高倍物鏡后，如果視野模糊，應調節細準焦螺旋，不能調節粗準焦螺旋，D正確。
三、細胞的大小和形態
1．生物體的組成：除了病毒外，所有生物體都是由細胞構成的。
2．細胞的形態和大小
(1)有的細胞用肉眼就能看見，如鳥類和蛙的卵細胞；很多細胞的直徑在10～100_μm范圍內，可以用低倍光學顯微鏡觀察；大多數細菌細胞的直徑僅為0.5～5.0 μm，需要用高倍光學顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察清楚。
(2)細胞的大小、形態與其生理功能是相適應的。
3．使用光學顯微鏡觀察各種各樣的細胞
判斷正誤
(1)制作口腔上皮細胞臨時玻片標本時，首先在載玻片中央滴一滴清水(　　)
(2)哺乳動物成熟的紅細胞呈圓餅狀，有利于其運輸氧氣(　　)
(3)觀察菠菜葉表皮細胞和口腔上皮細胞時，都需要進行染色(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×
觀察以下幾種細胞的示意圖，思考問題：
(1)精子和卵細胞的大小有什么不同？它們的大小與功能有什么關系？
提示　卵細胞較大，儲藏了較多的營養物質，有利于細胞分裂、分化等，而精子比較小，有利于運動。
(2)神經細胞和洋蔥表皮細胞的結構有什么特點？這種特點與其功能有什么關系？
提示　神經細胞表面有很多突起，有利于細胞間的信息交流；洋蔥表皮細胞呈長方形、排列緊密，有利于起保護作用。
生物細胞大小、形態有一定差異，與其功能相適應，例如，表皮細胞的不規則相互嵌合形態與其保護功能相適應，肌細胞的梭形與其收縮功能相適應。
5．下列關于細胞種類和大小的說法，錯誤的是(　　)
A．卵細胞體積大，儲存營養物質多，有利于細胞分裂和分化
B．棉花的一條纖維就是一個細胞
C．組成生物體的細胞種類很多，且差別很大
D．病毒是目前所知的最小的細胞生物
答案　D
解析　病毒不具有細胞結構，D錯誤。
6．在“觀察人口腔上皮細胞”實驗中，操作正確的是(　　)
A．在潔凈的載玻片上滴一滴清水
B．取材前不必漱口
C．把一滴濃碘液滴在蓋玻片一側，用吸水紙從另一側吸引
D．將做好的裝片先放在低倍鏡下觀察，然后用高倍鏡觀察
答案　D
解析　本實驗用的是質量分數為0.9%的生理鹽水；刮取口腔上皮細胞前應漱口；用于染色的碘液應是稀釋的碘液。
題組一　細胞學說的建立和發展
1．(2022·江蘇南京高一期末)細胞學說是19世紀自然科學史上的一座豐碑，其主要建立者是(　　)
A．列文虎克 B．達爾文
C．施萊登和施旺 D．魏爾肖
答案　C
2．下列有關細胞學說的敘述正確的是(　　)
A．一切生物都由細胞和細胞產物構成
B．細胞學說標志著生物學研究進入分子水平
C．細胞學說揭示了生物界的統一性和多樣性
D．“細胞通過分裂產生新細胞”是對細胞學說的重要補充
答案　D
解析　施萊登和施旺創立了細胞學說，提出一切動物和植物都是由細胞組成的，A錯誤；細胞學說標志著生物學研究進入細胞水平，B錯誤；細胞學說揭示了生物界的統一性，沒有揭示生物界的多樣性，C錯誤；魏爾肖提出了“細胞通過分裂產生新細胞”，對細胞學說進行了補充修正，D正確。
3．在細胞學說創立的過程中，有很多科學家做出了貢獻。下列說法不符合科學史實的是(　　)
A．列文虎克用自制的顯微鏡觀察到了不同形態的細菌、原生動物和精子等
B．列文虎克最終建立了細胞學說
C．施萊登和施旺共同證明了植物和動物都是由細胞構成的
D．魏爾肖的著名論斷是對細胞學說的重要補充
答案　B
解析　施萊登和施旺建立了細胞學說，B錯誤。
題組二　生物學研究的重要工具——顯微鏡
4．(2022·江蘇連云港高一期末)有關光學顯微鏡高倍鏡使用方法的敘述，錯誤的是(　　)
A．若觀察的標本較大，在高倍鏡下容易找到，可以直接使用高倍物鏡觀察
B．由低倍鏡轉換到高倍鏡時物鏡碰到裝片，可能是切片標本厚度超標所致
C．低倍鏡轉換到高倍鏡后，若視野變暗，可調節光圈大小或打開輔助光源
D．由低倍物鏡轉換到高倍物鏡后，視野變暗，細胞變大，細胞數目變少
答案　A
解析　使用顯微鏡先在低倍鏡下找到要觀察的目標，再移動到高倍鏡下，A錯誤。
5．用光學顯微鏡的一個目鏡分別與物鏡甲、乙進行組合，來觀察口腔上皮細胞裝片。下列相關說法中錯誤的是(　　)
A．甲組合視野比乙組合的視野更亮，看到的細胞數目更多
B．圖1中用物鏡乙進行觀察時，可以使用粗準焦螺旋進行調節
C．若將圖2的細胞移到視野正中央，應將裝片向右下方移動
D．制作口腔上皮細胞裝片時，先在載玻片上滴1滴生理鹽水，最后蓋上蓋玻片
答案　B
解析　圖1中用物鏡乙進行觀察是高倍鏡下觀察物像，應使用細準焦螺旋，B錯誤。
6．用測微尺測量某個洋蔥表皮細胞的長度時，下列目鏡和物鏡的組合中，視野內目鏡測微尺每小格所代表的實際長度最大的是(　　)
①目鏡 10×?、谖镧R 10×?、勰跨R 16×?、芪镧R 40×
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
答案　A
解析　視野內目鏡測微尺每小格所代表的實際長度越大，則顯微鏡放大倍數越小。
題組三　細胞的大小和形態
7．不同細胞的大小差別很大，下列細胞中體積最大的是(　　)
A．狗的骨骼肌細胞 B．細菌
C．鴕鳥的卵細胞 D．番茄的果肉細胞
答案　C
8．下列有關細胞形態和大小的說法，錯誤的是(　　)
A．不同的生物，細胞的形態和大小有差異
B．所有的細胞都必須借助顯微鏡才能看到
C．同一種生物不同的部位，細胞形態和大小有差異
D．現已知最小的細胞是支原體，直徑僅約0.1 μm
答案　B
解析　并非所有的細胞都必須借助顯微鏡才能看到，如未受精的雞蛋的卵黃就是一個細胞，可以用肉眼觀察到，B錯誤。
選擇題9～10題為單選題，11～13題為多選題。
9．(2022·陜西商洛高一期末)下列關于細胞學說及其建立過程的說法，錯誤的是(　　)
A．細胞學說的建立揭示了動植物結構上的統一性，從而闡明了生物界的統一性
B．施旺和施萊登的細胞學說認為“一切生物都是由細胞構成的”
C．細胞學說認為細胞有自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體生命起作用
D．“新細胞由老細胞分裂產生”是在細胞學說的修正發展過程中提出來的
答案　B
解析　施旺和施萊登的細胞學說認為“一切動植物都是由細胞構成的” ，病毒沒有細胞結構，B錯誤。
10．細胞具有多樣性，下面對細胞形態結構及功能的理解錯誤的是(　　)
A．卵細胞營養豐富、體積大與早期胚胎發育相適應
B．精子具有尾部與其運動功能相適應
C．神經細胞有長的突起與其神經傳導功能相適應
D．紅細胞無細胞核與其強大的再生功能相適應
答案　D
解析　細胞的形態結構與功能是相適應的，紅細胞內無細胞核，與其細胞內具有大量血紅蛋白運輸氧的功能相適應。
11．下列關于細胞學說及其內容的敘述中錯誤的是(　　)
A．細胞學說揭示了生物體結構的統一性和多樣性
B．細胞學說認為一切生物都是由細胞組成的
C．細胞是先前存在的細胞通過分裂產生的
D．細胞學說的建立者主要是德國科學家施萊登、施旺
答案　AB
解析　細胞學說揭示了生物體結構的統一性，沒有揭示生物體結構的多樣性，A錯誤；細胞學說認為，細胞是一個有機體，一切動植物都是由細胞組成的，B錯誤。
12．如下圖所示，圖甲中①②表示目鏡，③④表示物鏡，⑤⑥表示物鏡與載玻片之間的距離，乙和丙分別表示不同物鏡下觀察到的圖像。下列描述不正確的是(　　)
A．①比②的放大倍數小，③比④的放大倍數大
B．把視野里的標本從圖中的乙轉為丙時，應選用③，同時提升鏡筒
C．從圖中的乙轉為丙，正確的調節順序：轉動轉換器→調節光圈→移動標本→轉動細準焦螺旋
D．當換上高倍物鏡時，視野會變暗，必須把視野調亮
答案　BCD
解析　目鏡的鏡頭越長，其放大倍數越?。晃镧R的鏡頭越長，其放大倍數越大，因此①比②的放大倍數小，③比④的放大倍數大，A正確；把視野里的標本從圖中的乙轉為丙時，應選用③高倍物鏡，但是不能提升鏡筒，應直接轉動轉換器，B錯誤；從圖中的乙轉為丙的過程為低倍鏡換高倍鏡觀察的過程，其正確的調節順序為：移動標本→轉動轉換器→調節光圈→轉動細準焦螺旋，C錯誤；當換上高倍物鏡時，視野會變暗，可以通過調節光圈和反光鏡增加視野的亮度，但是若觀察的物像透明度較高或顏色較淺時則不需要把視野調亮，D錯誤。
13．下列有關光學顯微鏡操作的說法，錯誤的是(　　)
A．在使用顯微鏡觀察細胞的實驗中，若在50×的視野中均勻分布有大小一致的20個細胞，則換成100×后，視野中的細胞數目是5個
B．為觀察低倍鏡視野中位于左上方的細胞，應將玻片標本向右下方移動，再換用高倍鏡
C．若高倍鏡下細胞質流向是逆時針的，則細胞中細胞質的流向應是順時針的
D．在顯微鏡下觀察透明材料時，應該增強光照，用較大的光圈
答案　BCD
解析　在使用顯微鏡觀察細胞的實驗中，若在50×的視野中均勻分布有大小一致的20個細胞，則換用100×后，視野中的細胞數目是20÷22＝5(個)，A正確；顯微鏡下看到的是倒像，為觀察低倍鏡視野中位于左上方的細胞，應將玻片標本向左上方移動，B錯誤；若高倍鏡下看到細胞質流向是逆時針的，則細胞質的實際流向還是逆時針的，C錯誤；在顯微鏡下觀察透明材料時，應該減弱光照，用較小的光圈，D錯誤。
14．結合下列三個使用顯微鏡的實驗分析回答下列問題：
實驗一：在載玻片上滴一滴池塘水并加少許棉纖維，然后蓋上蓋玻片，先后用顯微鏡的低倍鏡和高倍鏡觀察，所看到的圖像如圖甲。
實驗二：用顯微鏡觀察植物葉表皮，看到的圖像如圖乙。
實驗三：用顯微鏡觀察人體的組織切片，看到的圖像如圖丙。
(1)實驗一所看到的圖像中的生物有病毒嗎？為什么？__________________________。
因為病毒________(填“有”或“無”)細胞結構，所以說生物的生命活動有的可以不需要細胞參與，你認為對嗎？請說明理由。_____________________________。
(2)從圖甲、圖乙、圖丙中看到的細胞形態相同嗎？__________。這說明了_________________。
(3)實驗二(即圖乙)看到的是葉表皮的保衛細胞的兩種不同形態，同樣，紅細胞呈兩面凹的圓餅狀、神經細胞伸出的突起有的達1米左右，以上這些事實說明_______________________。
答案　(1)沒有。因為病毒個體微小，必須用電子顯微鏡才能觀察到　無　不對，病毒雖然不具有細胞結構，但必須寄生在活細胞中，單獨存在時，不能繁殖，也沒有生命活動　(2)不同　細胞的形態具有多樣性　(3)細胞的形態與功能是相適應的
解析　(1)病毒不是細胞生物，個體極其微小，只有借助電子顯微鏡才能觀察到；病毒只能營寄生生活，不能獨立生存。病毒的生命活動離不開宿主細胞，單獨存在時，沒有生命活動。(2)甲、乙、丙中的細胞形態是不同的，說明細胞的形態具有多樣性。(3)保衛細胞的兩種形態有利于氣孔的開閉，紅細胞呈兩面凹的圓餅狀有利于氣體交換，神經細胞的長突起有利于其神經傳導，三者都說明了細胞的形態與功能是相適應的。
15．(2022·江蘇徐州高一期中)光學顯微鏡是中學生最常用的實驗儀器，下圖1中7 mm、0.5 mm表示觀察清楚時物鏡與觀察物之間的距離。圖2表示光學顯微鏡的一組鏡頭，目鏡標有5×和15×字樣，物鏡標有10×和40×字樣。請回答下列問題：
(1)通常需最大放大倍數時，顯微鏡的目鏡、物鏡組合為__________(填圖2的編號)，此時物鏡與載玻片的距離為圖1中的__________(填寫編號)，此時放大倍數為__________倍，放大倍數是指物體放大的__________(填“長度”“面積”或“體積”)。
(2)顯微鏡目鏡為10×、物鏡為10×時，視野被96個分生組織細胞所充滿，若物鏡轉換為40×后，則視野中可觀察到的細胞數為__________個。
(3)在觀察中目鏡不變，c與d的顯微視野中比較明亮的是__________。
(4)若在低倍鏡下發現有一異物，當移動玻片標本時，異物不動，轉換高倍鏡后，異物仍可觀察到，此異物可能存在于__________(填字母)。
A．物鏡上 B．目鏡上
C．裝片上 D．光圈上
(5)如圖為顯微鏡觀察中的兩個視野，其中細胞甲為主要觀察對象，由視野a到視野b時，操作過程的正確順序是__________(填字母) 。
①轉動粗準焦螺旋　②轉動細準焦螺旋?、壅{節光圈?、苻D動轉換器?、菀苿虞d玻片
A．④⑤③① B．④③⑤②
C．⑤④③② D．⑤④①②
答案　(1)b、c　乙　600　長度　(2)6　(3)d　(4)B　(5)C

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