科学前沿 组装细胞教案和课堂实录

第二节：细胞的多样性与统一性

一、原核细胞与真核细胞

1.原核细胞与真核细胞的识图比较

(1)图1属于原核细胞，图2属于真核细胞(填“原核细胞”或“真核细胞”)。

(2)图1代表的细胞与图2代表的细胞最主要的区别是图1代表的细胞没有以核膜为界限的细胞核；两类细胞共有的细胞器是核糖体。

(3)写出图1细菌细胞中下列结构的名称：

①拟核；③细胞壁；⑤核糖体；⑥鞭毛。

(4)图1蓝藻细胞中无图2细胞中的⑥叶绿体，但它也能进行光合作用，原因是其细胞中含有藻蓝素和叶绿素及光合作用所需的酶。

2.列表比较原核细胞与真核细胞

比较项目

原核细胞

真核细胞

大小

较小(1～10 μm) 较大(10～100 μm) 本质区别

无以核膜为界限的细胞核

有以核膜为界限的细胞核

细胞壁

主要成分是糖类和蛋白质形成的肽植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；

聚糖

真菌细胞壁的主要成分是几丁质

细胞质

有核糖体，无其他细胞器

有核糖体、线粒体、叶绿体、高尔基体等复杂的细胞器

细胞核

无核膜、核仁，遗传物质DNA分布的区域称拟核；无染色体

有核膜和核仁；核中DNA与蛋白质结合成染色体

遗传物质及分布

拟核：大型环状

细胞核：和蛋白质形成染色体(质)

质粒：小型环状

细胞质：在线粒体、叶绿体中裸露存在

转录和翻译

转录、翻译可同时进行

转录主要在核内，翻译在细胞质(核糖体)内，转录和翻译不能同时进行

增殖方式

一般是二分裂

体细胞：有丝分裂为主，无丝分裂为次

性细胞：减数分裂

是否遵循遗传定律

不遵循孟德尔遗传定律

核基因遵循，质基因不遵循

可遗传变异来源

基因突变

基因突变、基因重组(有性生殖时)、染色体变异

进化水平

低

高

遗传物质

DNA DNA 举例

细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体(支原体细胞最小，且无细胞壁) 动物、植物、真菌、原生生物(草履虫、变形虫)、衣藻等

生态系统的成分

生产者、消费者、分解者

共有的结构或物质

都有细胞膜、细胞质和与遗传有关的DNA分子，共有的细胞器是核糖体

备注：

1.常见的原核生物和真核生物

(1)原核生物：一藻(蓝藻)；二菌(细菌、放线菌)；三体(支原体、衣原体、立克次氏体)。

(2)真核生物：一(衣藻)团(藻)酵母(菌)发霉(菌)了。

2.“六看”法判断原核生物与真核生物

(1)看有无以核膜为界限的细胞核：有则是真核生物，无则是原核生物。

(2)看细胞器种类：只有核糖体的为原核生物，细胞器种类多的则是真核生物。

(3)看细胞壁与细胞的形状：具有细胞壁，细胞呈现本物种(或生物类群)特有的形状，如细菌呈现球状、杆状或螺旋状，为原核生物；具有细胞壁，细胞呈现较规则的形状，如植物的细胞为正方形或长方形，为真核生物。

(4)DNA与蛋白质结合情况：若无蛋白质结合，且为裸露DNA的为原核生物；若有蛋白质结合形成染色体的为真核生物。

(5)看细胞分裂方式：一般进行二分裂的为原核生物；进行无丝分裂、有丝分裂、减数分裂的为真核生物。

(6)看发生的变异类型：只能发生基因突变为原核生物；可以发生基因突变、染色体变异和基因重组的为真核生物。

3.辨析生物类群的两个“不等于”

(1)原核生物≠原生生物

原生生物是低等的单细胞真核生物，如草履虫、变形虫、疟原虫等。

(2)原核生物≠细菌

细菌只是原核生物的一类

4.有关生物的七个“不一定”

(1)生物名称中带“藻”字的不一定都是植物

蓝藻(念珠藻、鱼腥藻、颤藻、螺旋藻、发菜等)属于原核藻类，但红藻(如紫菜、石花菜等)、褐藻(如海带、裙带菜等)、绿藻(如衣藻、水绵、小球藻、团藻等)等属于真核藻类。即：蓝藻为原核生物，其他藻类为真核生物。

(2)生物名称中带“菌”字的不一定是细菌

①细菌：从名称上看，凡是“菌”字前带有“杆”、“球”、“螺旋”及“弧”字的都是细菌，细菌属于原核生物。

②放线菌：属于原核生物。

③真菌类：属于真核生物，包括酵母菌、霉菌(根霉、青霉、曲霉、毛霉等)、大型真菌(蘑菇、木耳、银耳、猴头、灵芝等)。

(3)不属于真核生物的不一定就是原核生物，病毒没有细胞结构，既非原核生物也非真核生物。

(4)能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体，如蓝藻无叶绿体。

(5)能进行有氧呼吸的细胞不一定都含有线粒体，如硝化细菌、醋酸菌等。

(6)没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞，如哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，但属于真核细胞。

(7)不一定所有的原核生物都有细胞壁(如支原体无细胞壁，且为最小的原核生物) 5.常见真核生物与原核生物的种类及从属关系

二、生物界常见生物类群的划分

三、细胞的多样性与统一性

1.细胞的多样性

(1)表现：真核、原核细胞的形状、结构与大小不同；不同真核细胞的形态、结构与大小不同；不同原核细胞的形态、结构与大小等不同。

(2)直接原因：构成细胞的蛋白质分子不同。

(3)根本原因：DNA的多样性及基因的选择性表达。

2.归纳细胞统一性的表现

(1)化学组成：组成细胞的元素基本一致，化合物种类也非常相似(水、无机盐、氨基酸、核苷酸等)。

(2)结构：都具有细胞膜、细胞质、核糖体。

(3)遗传物质：都以DNA作为遗传物质，且遗传密码通用。

(4)能源物质：都以ATP作为直接能源物质。

(5)增殖方式：都以细胞分裂的方式增殖。

3.细胞结构多样性与功能多样性相统一的“七个”实例

(1)蛔虫在肠道内寄生，只进行无氧呼吸，细胞内没有线粒体。

(2)哺乳动物成熟的红细胞无核，也没有核糖体、线粒体等细胞器，所以自身不能合成蛋白质，呼吸作用方式是无氧呼吸，不能进行细胞分裂，因而寿命较短；但血红蛋白含量丰富。

(3)神经细胞具有突起，有利于提高兴奋传导的效率，且已高度分化，不具有分裂能力。

(4)卵细胞体积较大，有利于储存丰富的营养物质；精子体积较小，含细胞质很少，尾部含丰富线粒体，有利于精子的运动。

(5)具分泌功能的细胞往往形成很多突起，以增大表面积，提高分泌效率，且细胞中高尔基体含量较多。

(6)癌细胞形态结构发生改变，细胞膜上糖蛋白含量减少，使得细胞间黏着性减小，易于扩散和转移。

(7)代谢旺盛的细胞中，线粒体、核糖体等细胞器含量多，核仁较大，核孔数量多。

四、细胞学说的建立

1.细胞学说的建立过程(连线)

2.基本内容

(1)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。

(2)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的生命起作用。

(3)新细胞可以从老细胞中产生。

3.意义

(1)揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。

(2)揭示了生物之间存在一定的亲缘关系。

备注：

1.细胞学说并没有揭示细胞之间的差异性，而是揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性。

2.细胞学说仅涉及动植物细胞，不涉及原核细胞、真菌和病毒。

3.科学发现的特点

(1)科学发现是很多科学家共同参与、共同努力的结果。

(2)科学发现的过程离不开技术的支持，如借助显微镜发现细胞。

(3)科学发现需要理性思维和实验的结合。细胞学说建立的过程是一个不断开拓、继承、修正和发展的过程。

高考命题趋向

命题点一

真核生物与原核生物类型的判断

1.下列生物中全部属于原核生物的一组是(

) A.青霉菌、蓝藻

B.酵母菌、肺炎双球菌

C.乳酸菌、霍乱弧菌

D.大肠杆菌、噬菌体

2.下面关于绿藻和蓝藻的叙述，不正确的是(

) A.绿藻和蓝藻都能进行光合作用，这与它们含有叶绿体有关

B.绿藻和蓝藻合成蛋白质的场所都是核糖体

C.绿藻有核膜、核仁，而蓝藻没有

D.绿藻和蓝藻的大爆发与水体富营养化有关

3.下列四种生物依次可表示噬菌体、肺炎双球菌、植物和动物的是(

) 项目

甲

乙

丙

丁

细胞壁

无

无

有

有

线粒体

无

有

有

无

碱基T、U 含T 含T和U 含T和U 含T和U 遵循孟德尔遗传定律

否

是

是

否

A.甲、丁、丙、乙

B．甲、乙、丙、丁

C．乙、丁、丙、甲

D．甲、丙、丁、乙

4.下列关于“生物”的叙述，正确的是(

) A.原核生物细胞无线粒体，所以不能进行有氧呼吸

B.病毒没有细胞结构，所以不是生物

C.真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA

D.原核生物细胞无叶绿体，所以都不能进行光合作用

命题点二

根据细胞的结构与功能辨析原核细胞与真核细胞

5.下列关于原核细胞和真核细胞的叙述正确的是(

) A.含有叶绿素的细胞一定是真核细胞

B.没有核膜和染色体的细胞一定是原核细胞

C.含有有氧呼吸酶的细胞不可能是原核细胞

D.含有核糖体的细胞可能是真核细胞

6.右图为小麦和蓝藻的细胞结构模式图，有关叙述不正确的是(

) A.蓝藻细胞与小麦细胞的主要区别是蓝藻细胞没有以核膜为界限的细胞核

B.蓝藻与小麦都是能进行光合作用的自养生物，在生态系统中属于生产者

C.蓝藻细胞与小麦细胞在结构上的一个相同点是都有细胞壁，但细胞壁的成分有差异

D.这两类细胞都具有核糖体，核糖体是“生产蛋白质的机器”，其形成都与核仁有关

命题点三

细胞结构与功能统一性的综合分析

7.细胞作为生命活动的基本单位，其结构和功能是统一的。下列有关叙述正确的是(

) A.在蛋白质合成旺盛的细胞中，核糖体的数目较多，核仁较小

B.哺乳动物成熟红细胞和精子的寿命都较短，他们的寿命短与结构没有关系

C.小肠绒毛上皮细胞内有大量的线粒体，与小肠的吸收功能有关

D.与人体的其他细胞相比，卵细胞的体积较大，相对表面积也大，有利于物质交换

8.下列有关细胞结构和功能的描述，正确的是(

) A.发菜细胞虽具有叶绿素，但是没有叶绿体，故不能进行光合作用

B.蛔虫细胞内无线粒体，所以只能进行无氧呼吸

C.血红蛋白的形成过程需要核糖体、内质网、高尔基体和线粒体的参与

D.将洋葱根尖分生区细胞放到质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，细胞会发生明显的质壁分离

9.有关如图所示四种不同生物的叙述，正确的是(

) A.甲、乙两种细胞的细胞壁都可用纤维素酶完全分解

B.乙为低等植物细胞，细胞中的核糖体和叶绿体均含RNA C.丙的遗传物质是单链RNA，其突变率远高于DNA病毒

D.丁细胞的有氧呼吸被抑制会影响细胞对脂溶性小分子物质的吸收