第二章 第一节 细胞概述

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思考一下：
细胞体积趋向于如此微小的原因是什么呢？
细胞通过细胞表面的细胞膜与外界环境进行物质交换。细胞 体积越大，其相对表面积（表面积与体积之比）就越小，细 胞膜内外的物质运输效率就越低。 细胞体积越小,其相对表面积就越大，越有利于和外界进行物 质交换。
细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大，所以细胞不能 无限长大。 此外， 细胞核与细胞质的体积比（核质比）也限制了细胞的 长大。
(支持镜柱以上的部件)
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光学显微镜
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1. 取镜和安放：
①取镜：右手握住镜臂，左手平托镜座，保持镜体直立。 ②安放：把显微镜轻轻放在实验台的前方，并略偏左，便于用 左眼观察物像，用右眼看着画图 。 ③让镜筒向前，镜臂向后，距桌边约7 ㎝处，以便观察和防止 掉落。安放好目镜和物镜。
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2. 对光：转—看—调
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细 菌
蓝 藻
细胞壁 细胞膜
原核细胞
细胞质 拟核 其他特殊结构：鞭毛、荚膜、 菌毛、芽孢
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生物的分类：
细菌 蓝藻
放线菌
（1）非细胞结构生物：病毒
原核生物
球菌 杆菌 螺旋菌
（2）细胞结构生物
支原体、衣原体和立克次 氏体等
真菌
真核生物
动物 植物
酵母菌 霉菌 食用真菌
识记：一（衣原体）支（支原体）细（细菌）篮（蓝藻）子立（立克次氏体） 着放（放线菌）
3.低倍镜观察：放—压—降—看—升—调
①把所要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹固定，标本 要正对通光孔的中心。 ②眼睛从侧边看着物镜头和标本之间，顺时针转动粗准焦螺旋 ，使镜筒缓缓下降，直到物镜距离玻片标本2 mm为止。 ③左眼看目镜内，同时逆时针方向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓 缓上升直到看到物象为止，再稍稍转动细准焦螺旋，使看到的 物象更加清晰。 显微镜目镜观察到的是倒立的物像：上下左右颠倒。
透镜
镜头 目 镜 低 倍 高 倍 低 倍 高 倍
透镜大小 大 小 大 小
镜头长短 长 短 短 长
视野亮度 亮 暗 亮 暗
物像大小 小 大 小 大
看到的细胞数 多 少 多 少
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物 镜
镜头的长短与放大倍数之间的关系：目镜越长放大倍数越小；物镜越
长放大倍数越大;物镜放大倍数越大，观察时物镜离装片距离越近。
（2）1838年，德国植物学家施莱登提出：所有的植物都是由 细胞组成的，细胞是植物各种功能的基础。 （3）1839年，德国动物学家施万受施莱登启发，又提出：所 有的动物也是由细胞组成的。 （4）1855年，德国病理学家菲尔肖提出：所有的细胞都必定 来自于别的已存在的活细胞。
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细胞学说的主要内容:
1 2 3
软木塞
原 始 的 显 微 镜
软木细胞
1665年
2
1674年，荷兰学者列文虎克（Leeuwen Hooke）用自制较好的 显微镜观察了原生动物、单细胞藻类、鱼的红细胞、精子等， 这是人类第一次观察到活细胞。
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施莱登（Matthias Scheiden） 施万（Theodor Schwann）
菲尔肖（Rudolf Virchow）
0.488
0.657 0.936
结论：琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小；NaOH扩散的 体积与整个琼脂块体积之比随着琼脂块的增大而减小。 （1）细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞物质运输的效率越低。 （2）细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大，这是细胞不能无限增大 的，即细胞的表面积与体积 之比（即细胞的相对表面积），与物质运输效率之间的 关系，探讨细胞不能无限长大的原因。 实验原理：用琼脂块（内含酚酞试液）模拟细胞，用 NaOH 溶液模拟被细胞吸收的物质。因NaOH溶液遇酚 酞呈现紫红色，就可以通过观察琼脂块的颜色变化情况， 并通过测量 NaOH扩散进入琼脂块的深度，比较不同体 积的琼脂块吸收物质的速度，来探究细胞大小与物质运 输的关系。
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单细胞藻类：衣藻
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三、显微镜的构造和使用
(用眼观察的镜头)
目镜： 5×，10×和15× 物镜：10×、40×、100× (连接目镜和物镜) (使物像清晰) (使物像更清晰) (安装物镜) (接近物体的镜头) (放置玻片标本) (握镜的部位) (光圈，调节光线强弱) (固定标本) (使光线经过通光孔反 射上来) (支持和稳定镜身)
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5.收镜：
①转动粗准焦螺旋，升高镜筒，将玻片从载物台上取下。 ②用擦镜纸揩净目镜和物镜，用清洁纱布将镜体外表擦拭干净。 ③转动转换器，使两个物镜位于载物台上通光孔的两侧，呈“八 ”字形，将镜筒下降至最低,并将反光镜还原成与桌面垂直。 ④按取镜时的拿法，将显微镜送回镜箱，放回原处。
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显微镜目镜与物镜的比较
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（2）细胞的种类：
红细胞 神经细胞 肌肉细胞
细胞的种类很多：如人和高等动物的红 细胞、肌肉细胞、骨细胞、神经细胞等； 高等植物的根细胞，叶表皮细胞等。
叶表皮细胞
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根据细胞内有无核膜包被的细胞核，可将分为真 核细胞和原核细胞两大类。
动 物 细 胞
植 物 细 胞
细胞膜 真核细胞 细胞质 细胞核
注：细胞并不是越小越好，细胞体积的最小限度是由完成细胞功能所必 需的基本结构和物质所需要的空间决定的。
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（2）细胞的数目：
mice elephant
ant
小鼠和大象，谁的细胞更大？生物体体积的大小取决于什么呢？
多细胞生物体的长大不是由于细胞体积的增大，而是由于 细胞数目的增多引起的。这说明生物体的长大主要是靠细胞增 殖而非细胞体积的增大。
所有的生物都是由一个或多个细胞组成的；
细胞是所有生物体结构和功能的基本单位； 所有的细胞都必定是由别的细胞产生的。
意义：细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一 性，以及在进化上的共同起源。
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细胞是生命活动的功能单位，一切代谢活动均以细 胞为基础。
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生物界是一个多层次 的有序结构，其结构 层次和和结构的有序 性表现为：分子－细 胞-组织-器官-系统-生 命个体-种群-群落-生 态系统－生物圈。
第二章
第一节
细胞的结构
细胞概述
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一、细胞学说的建立和主要内容
（1）1665年，英国科学家胡克把软木塞切成 极薄的薄片置于自制的显微镜下观察，发现 软木塞是由许多蜂窝状的小室组成的，他将 这些小室取名为cella，即细胞（cell），第一 次发现并命名了细胞（死细胞的细胞壁）。
胡克 Robert Hooke
细胞单行排列
8→2，除以扩大的倍数（4）
细胞均匀分布
64→4，除以扩大的倍数（4），除以扩大的倍数 的平方（42）
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玻片的移动与物像的移动：
物 像 偏 左 下 方
结论：由于是倒立的像，玻片的移动方向与物像的移动方向相 反。物像偏什么方向，玻片向什么方向移动。
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四、探究活动：细胞大小与物质运输的关系
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二、细胞的大小、数目和种类
（1）细胞的大小：
支原体（0.1μm）
支原体模式图
支原体是已知的可以自由生活的最小生物,也是最小的原核细 胞。其突出特点是没有细胞壁。
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通常细胞很小，肉眼不可见。但鸟蛋的卵黄就是一个卵细 胞。现今世界上最大的细胞是鸵鸟蛋的卵黄（170 mm×135 mm），几乎和一个足球一样大。
①转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。 ②转动载物台下的遮光器，把一个合适的光 圈对准通光孔。 ③左眼注视目镜内，右眼睁开，用两手转动 反光镜，使光线通过通光孔反射到镜筒内。 通过目镜可以看到白亮的圆形视野。光线强 时用平面镜，光线弱时用凹面镜。 载物台
通光孔
光线 视野 物镜
载物台
反光镜
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对光
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原生生物：是简单的真核生物，多为单细胞生物，亦有部 份是多细胞的，但不具组织分化。 真核生物除动物、植物、真菌三界之外统称原生生物 。 原生生物=原生动物+真核藻类+原生菌 原生生物包括藻类和原生动物等。他们是由原核生物进化 来的，是真核生物中最原始的类群。
原生动物：单细胞动物 原生生物 藻类（除 蓝藻以外 多细胞藻类：水绵
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显微镜的总放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数。目镜的长 度与其放大倍数呈反比，物镜的放大倍数与其长度成正比。 将低倍镜换上高倍镜后，一个视野内看到的细胞数目减少， 体 积变大，视野变暗。 显微镜放大的是长度或宽度，而不是面积或体积。即：视野中 看到的一行细胞数与放大倍数成反比；视野中看到的所有细胞数 与放大倍数的平方成反比）。 扩大4倍： 10x10→10x40
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4、根据测量结果进行计算，并填写下表。
琼脂块的 边长/cm a 表面积 /cm2 6a2 体积 /cm3 a3 相对表面 积 6a2/a3 扩散效率（NaOH扩散的 NaOH扩 体积/整个琼脂块的体积） 散的深度 a3-(a-2b)3 b a3
3
2 1
54
24 6
27
8 1
2
3 6
0.3
0.3 0.3
浙科版：模拟探究细胞表面积与细胞体积的关系
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实验材料和器具
材料：3cm×3cm×6cm 的含酚酞的琼脂块。 仪器：塑料餐刀、防护手套、毫米尺、塑料勺、纸巾、烧杯。 药品：质量分数为0.1%的NaOH溶液。
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实验步骤： 1、用塑料餐刀将琼脂块切成三块边长分别为3cm、2cm、1cm 不同大小的正方体。 2、将三块琼脂块放在烧杯内，加入质量分数为0.1%的NaOH 溶液将琼脂块淹没，浸泡 10 min。用塑料勺不时翻动琼脂 块。 3、戴上手套，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出，用纸 巾把它们擦干，用塑料刀把琼脂块切成两半。观察切面， 测量每一块上NaOH扩散的深度，纪录测量结果。