生物《細胞的形態(tài)和功能》教案素材
第2節 細胞的形態(tài)和功能
教材全析
1.細胞的形態(tài)和大小
探究活動(dòng)
觀(guān)察多種多樣的細胞
【實(shí)驗1】 一滴水中，浮游植物占浮游生物的絕大多數。以下列舉了一些常見(jiàn)的淡水藻類(lèi)植物：
1.盤(pán)星球藻 2.羽紋藻 3.柵藻 4.新月藻 5.衣藻 6.團藻
另外還可以找到一部分原生動(dòng)物： 全析提示
左圖中的浮游植物，均為淡水生。羽紋藻屬于硅藻，呈橙黃色或黃褐色。衣藻、團藻、柵藻、新月藻、盤(pán)星球藻為綠藻門(mén)，所以呈綠色。
1.草履蟲(chóng) 2.喇叭蟲(chóng) 3.太陽(yáng)蟲(chóng) 4.綠眼蟲(chóng) 5.變形蟲(chóng)
全析提示
草履蟲(chóng)的樣子像草鞋，喇叭蟲(chóng)是一個(gè)大型個(gè)體，體長(cháng)可達3 mm。太陽(yáng)蟲(chóng)呈放射狀的為其細胞伸出的偽足。
變形蟲(chóng)的細胞膜可以伸出偽足，靠偽足運動(dòng)和取食。綠眼蟲(chóng)靠鞭毛來(lái)運動(dòng)。
【實(shí)驗2】用顯微鏡觀(guān)察人體的上皮組織、結締組織、肌肉細胞、神經(jīng)組織切片、血涂片、蛙卵永久切片（見(jiàn)右圖）等。畫(huà)出你所看到的圖像（其他圖見(jiàn)課文）。
【實(shí)驗3】用顯微鏡觀(guān)察某種植物的分生組織、保護組織、營(yíng)養組織、輸導組織切片。畫(huà)出你所看到的圖像。
葉片的各種組織 全析提示
分生組織的細胞排列緊密，無(wú)液泡，正在進(jìn)行細胞分裂。
保護組織的細胞排列緊密，細胞核小，呈扁平狀。
從上面各種細胞的形態(tài)來(lái)看，單細胞生物的`形態(tài)一般只有一些特化的結構。例如草履蟲(chóng)的口溝類(lèi)似于高等動(dòng)物的口的功能；衣藻和綠眼蟲(chóng)的鞭毛類(lèi)似于高等動(dòng)物的運動(dòng)器官……在多細胞生物體體內的各種組織細胞具有高度特化的形態(tài)。如哺乳動(dòng)物紅細胞呈扁圓形，體積很小，是一種非常特化的形態(tài)；肌肉細胞呈梭形；上皮細胞呈扁形；結締組織細胞無(wú)規則形狀。 全析提示
細胞的形態(tài)多種多樣。
屬于細菌類(lèi)的支原體是最小的細胞，直徑只有100 nm。鳥(niǎo)類(lèi)的卵細胞最大，是肉眼可見(jiàn)的細胞。鳥(niǎo)卵之所以大，是由于細胞質(zhì)中含有大量營(yíng)養物質(zhì)。鳥(niǎo)類(lèi)是卵生的，卵細胞中積存大量卵黃才能滿(mǎn)足胚胎發(fā)育之需。棉花纖維和麻的纖維都是單個(gè)細胞。棉花纖維長(cháng)可達3～4 cm，麻纖維甚至可長(cháng)達10 cm。成熟西瓜瓤和番茄果實(shí)內有亮晶晶小粒果肉，用放大鏡可看到，它們乃是圓粒狀的細胞。
2.細胞的形態(tài)與功能的統一
�。�1）動(dòng)物細胞 雞蛋的蛋黃就是一個(gè)卵細胞（直徑為60 mm）。最大的卵為駝鳥(niǎo)卵（直徑為170 mm）。
哺乳動(dòng)物的紅細胞內無(wú)核，亦無(wú)其他重要的細胞器，一層細胞膜包著(zhù)血紅蛋白。這些特點(diǎn)都與紅細胞交換O2與CO2的功能密切相關(guān)。細胞體積小，呈圓形，非常有利于在血管內快速運行，體積小則相對表面積大，有利于提高氣體交換效率。 全析提示
紅細胞的形態(tài)與結構裝置與其交換氣體的功能的關(guān)系是非常合理的。
神經(jīng)細胞的細胞體，直徑不過(guò)0.1 mm，但從細胞體伸出的神經(jīng)纖維可長(cháng)到1 m以上，這和神經(jīng)的傳導機能一致。
生物體積的加大，不是由于細胞體積的加大，而是由于細胞數目的增多。參天大樹(shù)和叢生灌木在細胞的大小上并無(wú)差別；鯨的細胞也不一定比螞蟻的細胞大。細胞大了，其相對表面積就小了。細胞靠表面接受外界信息，和外界交換物質(zhì)。表面積太小，這些任務(wù)就難以完成了。 神經(jīng)細胞的這一形態(tài)與其快速傳導電流的功能有關(guān)。
�。�2）植物細胞
保衛細胞的構造及氣孔的開(kāi)閉 要點(diǎn)提煉
保衛細胞的形態(tài)特點(diǎn)與功能有關(guān)：當水分充足時(shí)，細胞膨脹，向外彎曲，氣孔開(kāi)放；當水分不足時(shí)，細胞縮小，向內靠攏，氣孔關(guān)閉。
氣孔是由兩個(gè)保衛細胞圍繞而成的縫隙。保衛細胞有兩種類(lèi)型：一類(lèi)存在于大多數植物中，呈腎形；另一類(lèi)存在于禾本科與莎草科等單子葉植物中，呈啞鈴形。與其他表皮細胞不同，保衛細胞中有葉綠體和磷酸化酶。保衛細胞與葉肉細胞也不同，前者葉綠體較小，數目較少，片層結構發(fā)育不良，且無(wú)基粒存在，但能進(jìn)行光合作用。保衛細胞內外壁厚度不同，內壁厚，外壁薄，當液泡內溶質(zhì)增多，細胞水勢下降，吸收鄰近細胞的水分而膨脹，這時(shí)較薄的外壁易于伸長(cháng)；細胞向外彎曲，氣孔就張開(kāi)。反之，當溶質(zhì)減少，保衛細胞水勢上升而失水縮小，內壁伸長(cháng)互相靠攏，導致氣孔關(guān)閉。這種自主運動(dòng)可以根據體內水分的多少自動(dòng)控制氣孔的開(kāi)閉，以調節氣體交換和蒸騰作用。
3.細胞的觀(guān)察工具——顯微鏡
�。�1）普通復式光學(xué)顯微鏡
光學(xué)顯微鏡的組成主要分為三部分：①光學(xué)放大系統，為兩組玻璃透鏡：目鏡和物鏡。②照明系統，包括光源、折光鏡和聚光鏡，有時(shí)另加各種濾光片以限制光的波長(cháng)范圍。③機械和支架系統。對光學(xué)顯微鏡來(lái)說(shuō)，最重要的是它的分辨率而不是放大倍數。分辨率是指區分開(kāi)兩個(gè)非�？拷奈矬w（或點(diǎn)）的能力。
空氣作為光的傳導介質(zhì)時(shí)，分辨率為0.3 μm。香柏油作為光的傳導介質(zhì)時(shí)，分辨率為0.2 μm。所以光學(xué)顯微鏡的最大分辨率為0.2 μm。
�。�2）電子顯微鏡 全析提示
人眼的可見(jiàn)物體直徑在100 μm，剛好可以看見(jiàn)草履蟲(chóng)。光學(xué)顯微鏡的分辨極限為0.2 μm，細胞膜的厚度為8 nm（0.008 μm）。
�、匐娮语@微鏡的分辨本領(lǐng)和有效放大倍數
電子顯微鏡的最大分辨率為0.2 nm�，F在通用式電子顯微鏡直接放大倍數可達80萬(wàn)倍左右，用它可以看到病毒、單個(gè)分子以及金屬材料的晶格結構等。
�、陔娮语@微鏡與光學(xué)顯微鏡的基本區別
電子顯微鏡的分辨率高主要是因為使用了波長(cháng)比可見(jiàn)光短得多的電子束作為光源，電子在運行中如遇到氣體分子將會(huì )被散射，因此電子顯微鏡筒中要求高真空。電子像是人眼看不到的，因此要用熒光屏顯示或感光膠片作記錄。
1978年，一種新的物理探測系統——“掃描隧道顯微鏡”已被德國學(xué)者賓尼格和瑞士學(xué)者羅爾系統地論證了，并于1982年制造成功。這種新型的顯微鏡，放大倍數可達3億倍，最小可分辨的兩點(diǎn)距離為原子直徑的1/10，也就是說(shuō)它的分辨率高達0.001 nm。 全析提示
電子顯微鏡能看到更加細微的結構,主要是因為電子顯微鏡具有更高的分辨率,而不是通常說(shuō)的“放大倍數”。
思維拓展
人們可以利用掃描隧道顯微鏡窺視納米，從而誕生了一門(mén)以0.1至100納米長(cháng)度為研究對象的前沿科學(xué)，這是納米科技。
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