第2章細胞的基本結構

本章主要用系統分析的方法來研究細胞，研究組成細胞的多個組分是怎樣既相對獨立又緊密聯系的；細胞的生命活動是怎樣通過各組分的協調配合完成的。細胞膜、細胞器和細胞核的結構和功能是本章的重點內容，也是高考中的重要考點。

復習時，首先要牢固掌握與細胞相關的基礎知識，樹立結構與功能相統一的觀點，理解它們在結構上相互聯系，功能上密切協作，共同完成細胞內的各項生命活動；第二、注意本章知識與其他章節的聯系，動植物細胞的結構和功能在命題時往往以圖表形式出現，并將細胞與代謝、遺傳變異、免疫等知識結合起來，綜合考查學生的識圖及綜合分析應用能力。第三、關注一些與生產生活相關的社會熱點問題，并能夠運用生物學原理加以正確解釋。第六課時細胞學說的建立及多種多樣的細胞

1．細胞學說(1)建立過程①1665年，英國科學家

用顯微鏡觀察植物的木栓組織，

；②19世紀30年代，德國的兩位科學家

和

創立了

；③1858年，德國的

提出了

的觀點，作為對細胞學說的修正和補充?；⒖税l現并命名了細胞施旺施萊登細胞學說魏爾肖細胞通過分裂產生新細胞考點一細胞學說的建立【基礎知識整合】(2)內容①細胞是一個有機體，一切動植物都由

發育而來，并由

所構成；②細胞是一個

的單位，既有它自己的

，又對與其他細胞共同組成的

的生命起作用；③新細胞可以從

中產生。細胞細胞和細胞產物相對獨立生命整體老細胞(3)意義①揭示了細胞統一性和

性；②揭示了生物間存在著一定的親緣關系。動、植物的統一科學家貢獻不足維薩里、比夏從器官、組織水平研究生命未深入到細胞水平虎克用顯微鏡發現并命名了細胞觀察的是死細胞列文虎克用顯微鏡觀察了活細胞未上升到理論馬爾比基用顯微鏡觀察了動植物的微細結構未用細胞來描述施萊登細胞是構成植物體的基本單位未與動物界聯系施旺提出一切動植物都是由細胞構成未搞清細胞來源的過程耐格里觀察到了新細胞的產生是細胞分裂的結果未上升到理論魏爾肖細胞通過分裂產生新細胞未考慮非細胞結構生命的繁殖2．細胞學說(1)細胞學說的創立過程(2)細胞學說的建立過程體現了科學發現的特點①科學發現是很多科學家共同參與、共同努力的結果；②科學發現離不開技術的支持；③科學發現需要理性思維和實驗的結合；④科學學說建立的過程是一個不斷開拓、繼承、修正和發展的過程。

【典例精析】【例1】下列關于細胞學說的敘述正確的是()A．細胞學說創立后不需要再進行修正補充B．細胞學說的創立過程完全是由施萊登和施旺兩人完成的C．細胞學說使人們對生命的認識由細胞水平進入到分子水平D．細胞學說使千變萬化的生物界通過細胞這一共同的結構統一起來D【解析】A項錯誤，細胞學說建立后仍需不斷修正和發展；B項錯誤，應該是主要由施萊登和施旺兩人完成；C項錯誤，細胞學說使人們對生物體本質的認識進入到細胞水平；D項正確，細胞學說揭示了生物界的統一性。【例2】在細胞學說的建立過程中，下列科學家與其觀點不相符的是()A．施萊登首先提出細胞是構成植物體的基本單位B．施萊登和施旺提出新細胞從老細胞中產生C．荷蘭磨鏡技師列文虎克觀察紅細胞、細菌和精子等，并命名細胞D．魏爾肖提出細胞通過分裂產生新細胞C【解析】提出細胞概念的是英國科學家虎克，荷蘭磨鏡技師列文虎克雖然觀察了紅細胞、細菌和精子等，但沒有用“細胞”來描述其發現?？键c二高倍顯微鏡的使用及多種多樣的細胞【基礎知識整合】1．正確使用顯微鏡(1)使用高倍顯微鏡的方法取鏡、安放和對光后，首先在

下觀察，找到物像，移至

。然后轉動

，換成

觀察，轉動

，直到看清為止。低倍鏡視野中央轉換器高倍物鏡細準焦螺旋(2)顯微鏡下觀察到的結果和結論①不同的細胞形態、大小千差萬別，這說明細胞具有

；②不同的細胞都具有

、

和細胞核(或擬核)這些相似的基本結構，這說明細胞具有

。2．原核細胞和真核細胞(1)分類依據：有無以

為界限的細胞核。(2)原核細胞和真核細胞的統一性：二者都具有相似的基本結構，如

、細胞質和與遺傳有關的

分子。多樣性細胞膜細胞質統一性核膜細胞膜DNA【知識拓展】1．目鏡與物鏡的結構及其長短與放大倍數之間的關系(1)放大倍數與長短的關系①物鏡越長放大倍數越大，距裝片距離越近，如H1。②目鏡越長放大倍數越小。(2)顯微鏡放大倍數的含義①顯微鏡放大倍數是指物像邊長的放大倍數。②總的放大倍數是目鏡放大倍數與物鏡放大倍數的乘積。2．高倍鏡與低倍鏡的比較物像大小看到細胞數目視野亮度物鏡與玻片的距離視野范圍高倍鏡大少暗近小低倍鏡小多亮遠大3.教材中使用顯微鏡的實驗(1)觀察DNA、RNA在細胞中的分布。(2)檢測組織中的脂肪。(3)觀察細胞結構，如線粒體、葉綠體。(4)植物細胞的吸水和失水。(5)觀察細胞的有絲分裂。(6)觀察細胞的減數分裂。(7)低溫誘導染色體變異。4．比較原核細胞、真核細胞和病毒原核細胞

真核細胞

病毒

大小

較小

較大

最小

本質區別無以核膜為界限的細胞核

有以核膜為界限的真正的細胞核

無細胞結構

細胞壁

有，主要成分是糖類和蛋白質

植物細胞有，成分是纖維素和果膠；動物細胞無細胞壁

無

細胞質

有核糖體，無其他細胞器

有核糖體和其他細胞器

無

細胞核擬核，無核膜、核仁，DNA不與蛋白質結合有核膜和核仁，DNA與蛋白質結合成染色體無DNA擬核：大型環狀質粒：小型環狀細胞核：主要和蛋白質形成染色體細胞質：包含在線粒體、葉綠體內雙鏈DNA或單鏈DNA遺傳物質

DNA

DNA或RNA

舉例

細菌、藍藻、放線菌、支原體、衣原體

動物、植物、真菌

RNA病毒(如煙草花葉病毒)、乙肝病毒等

5．以細胞為基礎的生物分類系統6．病毒、單細胞生物和多細胞生物(1)a.病毒的遺傳物質為DNA或RNA，每種病毒只有一種核酸，要么是DNA，要么是RNA，二者不能并存。b．病毒無染色體結構。c．病毒在侵染宿主細胞時，以DNA或RNA做模板，利用宿主細胞中的原料、場所、ATP和酶進行增殖產生子代。(2)單細胞生物一個細胞就是一個完整的個體，如草履蟲、眼蟲、細菌、藍藻、衣藻、酵母菌、瘧原蟲(引起人患瘧疾的病原體)等，能完成相應的各種生命活動，如運動、攝食、繁殖、對刺激作出反應等。單細胞生物有的是原核生物，如細菌、藍藻等；有的是真核生物，如草履蟲、衣藻、酵母菌等。(3)多細胞生物由很多細胞構成，但其生命開始于一個細胞——受精卵，經過細胞分裂和分化，最后發育成成熟個體；在許多分化細胞的密切配合下，生物體能完成一系列復雜的生命活動，如縮手反射、免疫等?！镜淅觥俊纠?】顯微鏡的目鏡為10×、物鏡為10×時，視野中被相連的64個分生組織細胞所充滿。若物鏡換成40×后，在視野中可檢測到的分生組織細胞數為()A．2個 B．4個

C．8個 D．16個B【解析】顯微鏡的放大倍數指放大的長度或寬度，放大倍數＝目鏡放大倍數×物鏡放大倍數。當放大100倍時，設視野中圓的直徑為d，則面積S＝π(d/2)2，此時視野中有64個細胞，當放大400倍時，圓的直徑相當于原來的1/4，則圓的面積為S＝π(d/8)2，即為原來的1/16，故看到的細胞數目為64/16＝4個。【方法歸納】放大倍數的變化與視野中細胞數量變化的關系：(1)一行細胞數量的變化，可根據放大倍數與視野成反比的規律計算。(2)圓形視野范圍內細胞數量的變化，可根據看到的實物范圍與放大倍數的平方成反比的規律計算?！纠?】下列關于顫藻和水綿的描述，錯誤的是()A．生活狀態下顫藻呈藍綠色，水綿呈綠色B．相同長度絲狀體中顫藻細胞個數少于水綿C．顫藻細胞內有色素，水綿中有帶狀葉綠體D．滴加碘液后，水綿細胞內呈現出黃色結構，顫藻則無【解析】顫藻和水綿分別屬于原核生物和真核生物。原核細胞與真核細胞相比，一般體積較小，因此相同長度絲狀體中顫藻細胞個數應多于水綿細胞個數。顫藻屬于藍藻中的一種，無葉綠體，但有光合作用的色素。水綿是多細胞的藻類植物，含有帶狀葉綠體。碘液可把細胞核染成黃色，顫藻無細胞核不會出現黃色結構。B【例5】下列說法正確的是()A．所有細胞都具有DNA，說明細胞具有統一性B．藍藻細胞有絲分裂前后，染色體數目一般不發生改變C．細胞學說闡明了一切動植物以細胞為基本單位D．噬菌體能利用細菌的核糖體和內質網合成自身的蛋白質C【解析】細胞學說能揭示細胞的統一性和生物體結構的統一性，A項細胞具有統一性的原因不只是所有細胞具有DNA能說明的，故A項錯誤。B項藍藻細胞無染色體，不能進行有絲分裂，也就不涉及染色體數目的變化情況，故B項錯誤。施萊登和施旺兩人共同提出：一切動物和植物都是由細胞組成的，細胞是一切動植物的基本單位，故C項正確。D項噬菌體是無細胞結構的病毒，噬菌體蛋白質的合成是利用細菌的核糖體，但該蛋白質不分泌到細胞外，不需經內質網合成、加工，故D項錯誤?！痉椒w納】對于細胞的統一性的理解是可以從多方面進行的，如：(1)細胞都有相似的結構，如細胞膜、細胞質和細胞核；細胞都有遺傳物質DNA。(2)不同的細胞具有基本相同的化學組成(元素和化合物)。(3)對于同一種生物來說，雖然細胞的形態、大小等千差萬別，但構成同一個生命個體的所有細胞都是由同一個受精卵分裂分化而來的。課時練習六一、選擇題(每小題只有一個正確選項)1．研究表明：引起世界恐慌的“非典型肺炎”的病原體(SARS病毒)是一種冠狀病毒，結構如圖所示。下列有關該病毒的敘述，正確的是()A．SARS病毒體內僅有A、T、C、G四種堿基B．SARS病毒屬于原核生物C．SARS病毒能在培養基上生長增殖D．SARS病毒進入人體后，人體能產生特異性抗體D2．下列四組生物中，細胞結構最相似的是()A．變形蟲、水綿、香菇B．煙草、草履蟲、大腸桿菌C．小麥、番茄、大豆D．酵母菌、青蛙、豌豆C3．如圖所示：甲圖中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。下面描述正確的是()DA．觀察物像丙時應選用甲中①④⑥組合B．從圖中的乙轉為丙，正確調節順序：轉動轉換器→調節光圈→移動裝片→轉動細準焦螺旋C．若丙是由乙放大10倍后的物像，則細胞的面積增大為原來的10倍D．若丙圖觀察到的細胞位于乙圖右上方，則從圖中的乙轉為丙時，應向右上方移動裝片4．若用一顯微鏡觀察同一標本4次，每次僅調整目鏡或物鏡和細準焦螺旋，結果如圖所示。試問其視野最暗的是()C5．下列是幾種常見的單細胞生物結構示意圖。有關該組生物的敘述錯誤的是()A．圖中各細胞中共有的細胞器只有核糖體B．具有核膜、核仁的細胞是①②③C．生物②③④一定是異養生物D．圖中各生物的遺傳物質都是DNAC6．同樣圖形，可以對應不同的概念關系，以下四組中，不能用右圖的圖形表示的是()123A還原糖麥芽糖等還原性二糖二糖B原核細胞光合原核細胞光合作用細胞C酶蛋白質類酶蛋白質D脂質P、S蛋白質D7.下列關于真核細胞與原核細胞的敘述不正確的是()A．原核細胞的核物質外沒有核膜包圍B．真核細胞具有更為發達的生物膜系統C．真核細胞具有更大的表面積與體積比D．二者的遺傳信息均儲存在DNA分子中C8．下列關于原核生物和真核生物的敘述，正確的是()A．原核生物細胞不含線粒體，不能進行有氧呼吸B．真核生物細胞只進行有絲分裂，原核生物細胞只進行無絲分裂C．真核生物以DNA為遺傳物質，部分原核生物以RNA為遺傳物質D．真核生物細胞具有生物膜系統，有利于細胞代謝有序進行D9.下列能說明原核細胞和真核細胞具有統一性的是()A．原核細胞具有與真核細胞相同的染色質B．原核細胞具有與真核細胞相同的細胞分裂方式C．原核細胞具有與真核細胞相同的細胞質D．原核細胞具有與真核細胞相同的細胞膜基本支架D10．美國細胞生物學家威爾遜(E.B.Wilson)曾經說過：“每一個生物科學問題的答案都必須在細胞中尋找?！彼贸鲞@一結論的理由最可能是()A．細胞內能發生一切生命活動B．有些生物是由一個細胞構成的C．各種生物的生命活動都是在細胞內或細胞的參與下完成的D．一切生物體都由細胞構成C11．禽流感病毒與大腸桿菌最明顯的區別是()A．有無成形的細胞核B．有無細胞結構C．有無蛋白質D．有無遺傳物質B12．下列有關敘述正確的是()A．所有真核生物細胞和原核細胞都具有DNA，這也說明了細胞結構具有統一性B．乳酸菌細胞有絲分裂前后，染色體數目一般不發生改變C．細胞學說闡明了一切動植物以細胞為基本單位D．噬菌體能利用大腸桿菌的核糖體和內質網合成自身的蛋白質【解析】哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核、無DNA。乳酸菌是原核生物，原核生物不進行有絲分裂，一般通過二分裂方式來增加細胞數量。大腸桿菌是原核生物，無內質網。

C13．下列關于原核生物的敘述，不正確的是()A．部分原核生物雖無線粒體，但能進行有氧呼吸B．藍藻無葉綠體，但可以進行光合作用C．水稻是真核生物，有線粒體，所以只能進行有氧呼吸D．乳酸菌沒有核膜、核仁，但能進行轉錄和翻譯C【解析】部分原核生物，如硝化細菌、藍藻，雖無線粒體，但能進行有氧呼吸，硝化細菌有氧呼吸在細胞膜內表面進行。藍藻是原核生物，無葉綠體，但有光合色素，可以進行光合作用。水稻是真核生物，有線粒體，但根部在短期水淹時可以進行無氧呼吸。乳酸菌屬于原核生物，無核膜、核仁，但有DNA，能進行轉錄，有核糖體，能進行翻譯。14．關于藍藻的說法，不正確的是()A．單個細胞直徑雖比細菌大，但肉眼是分不清的B．發菜、顫藻、念珠藻都屬于藍藻C．藍藻的葉綠體含有藻藍素和葉綠素D．藍藻是能自養的原核生物【解析】藍藻是原核生物，原核細胞中沒有葉綠體。但是藍藻細胞內含有藻藍素和葉綠素等，是能進行光合作用的自養生物。C15．下列關于細胞統一性的說法，錯誤的是()A．構成動植物的細胞不完全相同B．構成動植物的細胞完全不相同C．人和細菌的細胞也存在著相似性D．動植物細胞的相似性主要是它們都有細胞膜、細胞質、細胞核【解析】動植物細胞的結構既有相似之處，又有區別。原核細胞、真核細胞都有細胞膜、細胞質、DNA、RNA、核糖體。

B16．某同學用顯微鏡觀察某二倍體動物細胞時，發現視野右下方有一個細胞，其中含有8條大小、形態各不相同的染色體。欲將此細胞移到視野中央，并確定該細胞處于哪個時期。下列對該裝片操作及確定時期都正確的一組是()A．向右下方移、有絲分裂后期 B．向左上方移、減數第一次分裂期C．向右下方移、減數第二次分裂期 D．向左上方移、有絲分裂末期C【解析】題干中已經說明該動物是二倍體，細胞內含有8條形態、大小各不相同的染色體，說明該細胞正處于減數第二次分裂的前期、中期或該細胞為配子，該細胞處于視野的右下方，應向右下方移動，才能使之移到視野中央。17．馬歇爾和沃倫因對引起胃潰瘍的幽門螺桿菌的開創性研究成果，獲得了2005年諾貝爾生理學或醫學獎。請問幽門螺桿菌與藍藻的共同特點是()A．是營腐生或寄生的異養生物B．沒有核膜，有染色體和核糖體C．遺傳物質主要位于擬核D．細胞膜的組成和結構完全相同C解析】幽門螺桿菌與藍藻都屬于原核生物，無核膜包圍的細胞核，所以它們的遺傳物質主要位于擬核中。A項錯誤，藍藻是自養生物；B項錯誤，原核細胞無染色體；D項錯誤，同種生物的細胞膜的組成和結構應為基本相同，并非完全相同。

18．甲型H1N1流感為急性呼吸道傳染病，其病原體是一種新型的甲型H1N1流感病毒，與以往的季節性流感病毒不同，該病毒毒株包含有豬流感、禽流感和人流感三種流感病毒的基因片段，其遺傳物質是RNA。下列有關甲型H1Nl流感病毒的敘述中，正確的是()A．可獨立生活和復制 B．DNA和RNA同時存在C．能在寄主細胞內合成自身的蛋白質 D．含有簡單的細胞器【解析】病毒是非細胞生物體，不能獨立生活和復制，病毒的蛋白質必須在寄主細胞內合成。一種病毒只含一種核酸，即DNA或RNA。C19．如圖所示，1、2為物鏡長度；3、4為目鏡長度；5、6為觀察清晰時物鏡與標本玻片之間的距離。若載玻片位置不變，在一個視野中看到細胞最多的正確組合是()A．1、3、5 B．2、4、6 C．2、3、5 D．1、4、6D20．細胞學說指出：一切動植物都是由細胞發育而來。這個學說的科學價值主要是()A．所有的生物均由細胞構成B．生物間彼此存在著親緣關系C．說明了動植物細胞是一樣的D．使人們對生物體的認識進入分子水平B21．下圖是有關生物實驗的幾幅圖，其中說法正確的是()①圖一由甲轉換為乙時，要調節粗準焦螺旋②圖一由甲轉換為乙時，視野會變暗③圖二細胞此時可能處于清水中④導致圖三結果的原因可能是葉片過老⑤圖三中Ⅲ色素帶呈橙黃色A．①③⑤

B．②③④C．②④⑤ D．①②⑤B【解析】圖一中甲代表低倍物鏡，乙代表高倍物鏡，由低倍鏡換成高倍鏡后通光減少，視野變暗。圖二所示細胞處于質壁分離狀態，從動態過程看，該細胞可能處于高濃度溶液中，細胞將可能繼續發生質壁分離或處于等滲溶液中，細胞維持目前狀態或處于清水中，細胞正發生吸水復原。圖三為葉綠體中色素分離結果，正常情況下因葉綠素a含量最多，在濾紙條上呈現的色素帶Ⅲ最寬，但圖三表明實驗材料葉片過老，葉綠素a含量較少；Ⅰ～Ⅳ代表的色素名稱及顏色：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)。二、非選擇題22．下圖表示顯微鏡下看到的人口腔上皮細胞和洋蔥表皮細胞。請據圖分析完成下列問題：(1)圖甲是

細胞。判斷的理由是洋蔥細胞具有[4]

和[5]液泡，人的細胞則沒有。洋蔥表皮細胞壁(2)這兩種細胞的形態和功能上所存在的差異體現了細胞的多樣性，但在細胞上由于都具有[1]、[2]和[3]而使得這兩者之間具有

性。(3)由于這兩種細胞都具有[2]

，因而都屬于

細胞。(4)最早通過細胞將動、植物看成一個統一整體的科學家是

，這個理論是

，但其內容中錯誤的一點是

，經后人修訂后，更正為

。統一細胞核真核施萊登和施旺細胞學說新細胞可以從老細胞中產生細胞通過分裂產生新細胞23．據圖回答下列問題：(1)甲、乙兩圖中屬于原核細胞的是

，屬于真核細胞的是

。判斷的主要依據是

。甲乙甲無核膜包被的細胞核，而乙有(2)甲、乙兩細胞的相似之處為

，說明原核細胞與真核細胞具有

性。(3)甲、乙兩細胞的不同之處有

，說明兩種細胞存在

性。都有細胞膜、細胞質、核糖體和DNA分子統一甲無核膜、染色體，而乙有；甲只有核糖體，而乙除具有核糖體外還有其他多種細胞器差異【解析】原核細胞與真核細胞的主要區別是有無以核膜為界限的細胞核。原核細胞與真核細胞之間的統一性表現在都有細胞膜、細胞質、核糖體和遺傳物質DNA。兩種細胞之間又具有差異性，表現在原核細胞沒有核膜、核仁、染色體，有核糖體而無其他細胞器；真核細胞有核膜、核仁、染色體以及多種細胞器。24．調節電子顯微鏡觀察試樣A、B、C的細胞內部結構，觀察到的細胞結構a～e具有下列特征：細胞結構a、b、c都是由兩層膜構成的，其中a的膜上有小孔，而b、c沒有孔；細胞分裂時，從d的周圍發出許多絲狀物；e呈囊狀并由片層結構重疊而成。現將有關試樣A、B、C中細胞結構的有無整理如下表(＋：存在；－：不存在)，并分析回答相關問題：

細胞結構abcde試樣A－－－－－試樣B＋＋＋－＋試樣C＋＋－＋＋(1)試樣A、B、C分別是菠菜葉、大腸桿菌和鼠的肝臟的一種，細胞結構a～e分別是線粒體、細胞核、葉綠體、中心體和高爾基體的一種。問試樣A、B、C各是什么？A

、B

、C

。寫出細胞結構的名稱：a

、b

、C

、d

、e

。(2)不具有細胞結構a而含有核糖體的生物屬于什么生物？

。大腸桿菌菠菜葉鼠的肝臟細胞核線粒體葉綠體中心體高爾基體原核生物

(3)將試樣B在低溫下用離心機進行離心，分離出的細胞結構a、b、c、e的形狀完全保持不變，回答下列問題：能合成葡萄糖的結構是

，能進行有氧呼吸的結構是

，含DNA最多的是

，不含DNA的是