第1、2节　从生物圈到细胞 细胞的多样性和统一性

考纲要求 四年考情 细胞学说的建立过程　Ⅰ 福建高考无单独考查 多种多样的细胞　Ⅱ

一、从生物圈到细胞 1.生命活动离不开细胞 (1)病毒:无细胞结构,但必须依赖_______才能进行正常的生 命活动。 (2)单细胞生物:依赖_________完成各种生命活动。 (3)多细胞生物:依赖各种_____的细胞密切合作,共同完成复 杂的生命活动。 活细胞 单个细胞 分化

2.如图表示的是生命系统的结构层次大小关系

(1)写出图中各数字表示的结构层次名称: ①_____,②_____,③_____, ④_____,⑤_____,⑥_______。 (2)最基本的生命系统:[①]_____。 (3)最大的生命系统:[⑥]_______。 (4)地球上最早的生命形式:___________。 细胞 组织 系统 种群 群落 生物圈 细胞 生物圈 单细胞生物

二、细胞的多样性和统一性 1.原核细胞和真核细胞 (1)区别:原核细胞没有以_____为界限的细胞核,没有染色体, 有拟核。这体现了细胞的_______。 (2)联系:有相似的_______、_______,都有DNA分子。这体现 了细胞的_______。 核膜 多样性 细胞膜 细胞质 统一性

2.常见真核生物、原核生物举例(连线)

三、细胞学说 1.意义 通过对动植物细胞的研究,揭示了___________和生物体结构 的统一性。 2.内容 (1)细胞是一个有机体,一切动植物都由_____发育而来,并由 _______________所构成。 (2)细胞是一个_________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_______中产生。 细胞统一性 细胞 细胞和细胞产物 相对独立 老细胞

1.(2011海南T10B)蓝藻无叶绿体,但能进行光合作用。( ) 【分析】蓝藻属于原核生物,无叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素,能进行光合作用。 2.一个大肠杆菌既属细胞层次又属个体层次。( ) 【分析】大肠杆菌是单细胞生物,既属细胞层次又属个体层次。 √ √

3.病毒没有细胞结构,只有依赖活细胞才能生活。( ) 【分析】病毒的结构简单,由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,没有细胞结构。病毒只能寄生在活细胞里,靠自己的遗传物质中贮存的遗传信息,利用被寄生细胞内的物质,制造新的病毒。病毒一旦离开活细胞,就不再表现生命现象。 4.细菌没有线粒体,不能进行有氧呼吸。( ) 【分析】细菌属于原核生物,细胞中没有线粒体。但好氧型细菌能够进行有氧呼吸。 √ ×

5.细胞学说揭示了生物体结构的统一性和多样性。( ) 【分析】细胞学说认为一切动植物都是由细胞和细胞产物构成的,从而揭示了生物体结构的统一性。但细胞学说并没有揭示出生物体结构的多样性。 ×

考点 一 非细胞结构的生物——病毒  　与病毒有关的知识整合

【高考警示】 (1)虽然病毒无细胞结构,但可以在寄主细胞中繁殖。 (2)病毒只有在活细胞中才能表现出代谢活动,所以病毒的出现在细胞之后。 (3)用放射性同位素标记病毒时,应先用含有放射性的普通培养基培养寄主细胞,再用寄主细胞培养病毒。

【典例1】汉坦病毒(HTV)属于布尼亚病毒,其危害了上万人,HTV引发的心肺综合征是致命的疾病。下列关于HTV的叙述,正确的是(　　) A.用培养基进行HTV培养时,应适当添加动物血清 B.HTV结构简单,仅含有核糖体一种细胞器 C.分析HTV碱基种类和比例可确定其遗传物质的类型 D.HTV再次侵入人体时,记忆细胞迅速产生大量抗体

【解析】选C。病毒是寄生在细胞内的生物,不能用培养基培养;病毒没有细胞结构,也就没有核糖体;分析HTV碱基种类和比例可以确定其遗传物质是DNA还是RNA,是双链还是单链;HTV再次侵入人体时,记忆细胞迅速增殖分化出大量的浆细胞,由浆细胞产生抗体。

【互动探究】 (1)该种病毒含有多少种含氮碱基? 提示:每种病毒只含有一种核酸,DNA或RNA,故组成该种病毒的含氮碱基只有4种(A、T、C、G或A、U、C、G),对应核苷酸也只有4种。 (2)病毒(如噬菌体)是如何增殖的? 提示:病毒具有独特的增殖方式。例如,噬菌体将DNA注入到细菌细胞内,在噬菌体DNA的作用下,利用寄主细胞的酶、原料、ATP等,进行DNA的复制、转录、翻译,合成子代病毒的DNA和蛋白质,蛋白质组装成子代噬菌体的蛋白质外壳,DNA再和蛋白质外壳组装成子代噬菌体,这种特殊的繁殖方式称为增殖。

【变式训练】一种新型的布尼亚病毒主要由蜱虫传播。当带毒的蜱虫叮咬人体时引起人体患病。下列与该病毒有关的说法正确的是(　　) A.新型布尼亚病毒体内含有2种核酸,5种碱基 B.该病毒可能装配有蜱虫细胞的某些成分 C.由于新型布尼亚病毒可通过基因突变和染色体变异等方式产生变异,因此疫苗的研制必须具有针对性 D.该病毒寄生在蜱虫细胞内,可借助光学显微镜进行观察

【解析】选B。病毒体内只有一种核酸,为DNA或RNA,碱基有4种。新型布尼亚病毒由于可能装配有蜱虫细胞的某些成分,如某些酶,因此可借助蜱虫体内的一些物质为原料合成自身生命活动所需要的物质,顺利在蜱虫细胞内进行繁殖。病毒无染色体,不能发生染色体变异;病毒仅由蛋白质外壳和核酸组成,非常微小,需借助于电子显微镜才能进行观察。

考点 二 细胞的多样性、统一性与细胞学说  1.细胞的多样性 (1)表现:细胞的形状、大小、种类、结构等方面的差异,如原核细胞与真核细胞、动物细胞与植物细胞、同一个体的不同类型的细胞。 (2)原因:是遗传变异、生物进化及细胞结构和功能分化的结果。 ①不同生物细胞具有多样性的根本原因:与基因(或DNA分子)特异性有关。 ②同一生物不同细胞具有多样性的根本原因:与基因选择性表达有关。

(3)原核细胞与真核细胞的比较: 比较项目 原核细胞 真核细胞 大小 较小 较大 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 有,主要成分是糖类和蛋白质 植物细胞有,主要成分是纤维素和果胶;动物细胞无;真菌细胞有,主要成分为多糖 细胞质 有核糖体,无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器 细胞核 拟核,无核膜和核仁 有核膜和核仁

比较项目 原核细胞 真核细胞 DNA存 在形式 拟核中:大型环状、 　裸露 质粒中:小型环状、 细胞核中:和蛋白质形成染色体 细胞质中:在线粒体、叶绿体中裸露存在 增殖方式 二分裂 无丝分裂、有丝分裂、减数分裂 可遗传变 异来源 基因突变 基因突变、基因重组、染色体变异 模式图解 相同点 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

2.细胞统一性的“五个”表现 (1)结构方面:都有细胞膜、细胞质和核糖体等结构。 (2)组成方面:组成细胞的元素和化合物的种类基本相同。 (3)能量方面:一般以ATP作为直接能源物质。 (4)遗传方面:都以DNA作为遗传物质,各种生物共用一套遗传密码。 (5)增殖方面:都以细胞分裂的方式增殖。

3.细胞学说的建立过程 科学家 贡　献 不　足 虎克 用显微镜观察发现并命名了细胞 观察到的是死细胞 列文 用显微镜观察到了活细胞 未上升到理论 施莱登 提出细胞是构成植物体的基本单位 未与动物界联系 施旺 提出一切动植物都是由细胞构成的 未搞清细胞 来源的过程 魏尔肖 总结出“细胞通过分裂产生新细胞” 未考虑非细胞结构 生命的繁殖

【高考警示】 (1)没有细胞核的细胞不一定是原核细胞。例如,哺乳动物成熟的红细胞无细胞核,但属于真核细胞。 (2)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、变形虫等。

【典例2】(2013·福州模拟)下列关于原核生物和真核生物的叙述,正确的是　(　　) A.原核生物细胞无线粒体,不能进行有氧呼吸 B.真核生物细胞只进行有丝分裂,原核生物细胞只进行无丝分裂 C.真核生物细胞具有生物膜系统,有利于细胞代谢的有序进行 D.真核生物以DNA为遗传物质,部分原核生物以RNA为遗传物质

【解析】选C。原核生物只有核糖体一种细胞器,但多数原核生物都能进行有氧呼吸,有氧呼吸的场所是细胞质基质和细胞膜内表面;真核生物细胞可以进行有丝分裂、无丝分裂和减数分裂;所有细胞生物都是以DNA为遗传物质,只有部分RNA病毒才是以RNA为遗传物质。

【变式训练】关于蓝藻和酵母菌的比较,错误的是　(　　) A.二者的标志性区别是有无成形的细胞核 B.这两种细胞都能在核糖体上合成蛋白质 C.蓝藻中有进行光合作用的叶绿体,酵母菌没有 D.在细胞分裂时,酵母菌有染色体的复制

【解析】选C。蓝藻是原核生物,酵母菌是真核生物,它们的细胞的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核,A正确。无论是原核细胞还是真核细胞,都具有合成蛋白质的核糖体,B正确。蓝藻细胞虽然能进行光合作用,但其只有核糖体一种细胞器,无叶绿体,C错误。酵母菌含有染色体,进行细胞分裂时需要进行染色体的复制,D正确。

常见原核生物与真核生物的判断方法 【典例】波浪热是由布鲁氏杆菌引起的急性或慢性人畜共患传染病。下列相关说法正确的是　(　　) A.布鲁氏杆菌细胞中有线粒体、核糖体 B.布鲁氏杆菌在分裂过程中不出现基因重组 C.布鲁氏杆菌所含元素中O是最基本的元素 D.布鲁氏杆菌的遗传物质分布于细胞核内

【解析】选B。布鲁氏杆菌细胞是一种原核细胞,只有核糖体一种细胞器,无以核膜为界限的细胞核;细胞生物含有的元素中,C是最基本的元素;布鲁氏杆菌进行无性生殖,只能发生基因突变,不会发生基因重组。

【方法归纳】在菌类和藻类中,有些是原核生物,有些是真核生物,具体判断方法归纳如下: (1)“菌”类的判断:凡“菌”字前面有“杆”“球”“弧”及“螺旋”等字的都是细菌,为原核生物;而酵母菌、霉菌及食用菌则为真核生物。 (2)“藻”类的判断:藻类的种类很多,常见的藻类有蓝藻(如念珠藻、颤藻、发菜等)、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)。其中蓝藻为原核生物,其他藻类为真核生物。

【易错提醒】(1)病毒既不是原核生物也不是真核生物。 (2)用纤维素酶处理蓝藻,不能破坏其细胞壁,因为蓝藻的细胞壁成分中不含纤维素。 (3)并非所有原核细胞都有细胞壁,如支原体没有细胞壁。

【变式训练】下图所示四种不同生物,相关叙述正确的是(　　) A.甲和乙的主要区别在于乙具有细胞壁 B.丙和丁的主要区别在于丙具有拟核 C.甲和丙的主要区别在于甲具有细胞结构 D.乙和丁的主要区别在于丁没有核膜

【解析】选C。甲和乙属于原核细胞,细菌和蓝藻都具有细胞壁,故A项错误;丙是病毒,没有细胞结构,丁是动物细胞,丙与丁的主要区别是丁有细胞结构,故B项错误,同理C项正确;乙和丁的主要区别是乙没有核膜,丁没有细胞壁,故D项错误。

1.(2013·泉州模拟)下列关于细胞学说的叙述,不正确的是 (　　) A.它揭示了动植物细胞的统一性和生物体结构的统一性 B.建立者主要是施莱登和施旺 C.是多位科学家在探索中开拓、继承、修正和发展而建立的 D.它揭示了动植物细胞的统一性和多样性

【解析】选D。细胞学说是在多位科学家的研究基础上,主要由施莱登和施旺提出的,它揭示了动植物细胞的统一性和生物体结构的统一性,但是没有揭示细胞的多样性。

2.下列哪项不是玉米、蓝藻和变形虫细胞共有的(　　) A.进行转录和翻译 B.进行细胞有丝分裂 C.含有核糖体 D.选择性地吸收和排出物质 【解析】选B。蓝藻细胞是原核细胞,只能进行二分裂,不能进行有丝分裂。这三种细胞的遗传物质都是DNA,都能进行转录和翻译,都含有核糖体,可以选择性地吸收和排出物质。

3.下列有关生命系统的叙述中,正确的是(　　) A.生命系统中各生物体均具有多种组织、器官和系统 B.生物圈是地球上最基本的生命系统和最大的生态系统 C.H1N1流感病毒不属于生命系统,但其增殖离不开活细胞 D.肌肉细胞里的蛋白质和核酸属于生命系统的分子层次 【解析】选C。A错误,单细胞的生物没有组织、器官和系统,植物没有系统这一结构层次;B错误,生物圈是地球上最大的生态系统,最基本的生命系统是细胞;C正确,病毒没有细胞结构,不属于生命系统,它必须寄生在活细胞中才能增殖;D错误,蛋白质和核酸等分子不属于生命系统。

4.“退伍军人杆菌”是一类在侵入人体后大部分时间停留在人体细胞(特别是吞噬细胞)内并繁殖的病原菌。下列有关叙述中,不正确的是(　　) A.退伍军人杆菌细胞的核酸中含有8种核苷酸、5种碱基 B.退伍军人杆菌蛋白质的合成场所是人细胞核糖体 C.感染者的特异性免疫和非特异性免疫功能都可能下降 D.感染病愈者血清中可以检测到相应的特异性抗体

【解析】选B。A正确,退伍军人杆菌的核酸包括DNA和RNA,应含有8种核苷酸和5种碱基。B错误,该杆菌利用自身的核糖体来合成蛋白质,如果是病毒则利用寄主细胞的核糖体作为合成蛋白质的场所。C正确,由于该菌主要入侵吞噬细胞,吞噬细胞在人体的体液免疫和细胞免疫中起重要作用。D正确,抗体主要分布在患者的血清中,还分布在组织液和外分泌液中。

【拓展视野】“退伍军人杆菌”的发现史 　　1976年美国费城退伍军人协会会员中曾暴发急性发热性呼吸道疾病,是已知的首次暴发;221人感染疾病,其中死亡34人。由于大多的死者都是军团成员,因此称为军团病或退伍军人病。 　　此后,军团病在全球共发生过50多次,近几年在欧洲、美国、澳大利亚等国家和地区均有流行。

　　经研究,发现一种细菌被命名为嗜肺军团菌。随后,许多有关细菌暂被列入这一属,且追溯研究发现早在1943年即有军团病的病例。现已提出了超过30种军团杆菌,至少19种是人类肺炎的病原体,其中最常见病原体为嗜肺军团菌(占病例的85%～90%),其次是L.micdadei(占5%～10%),再次是L.bozemanii和L.dumoffii。此类细菌形态相似,具有共同的生化特征,引起类似疾病。

5.(2013·东莞模拟)手足口病是由肠道病毒(A16型)引起的传染病,多发生于婴幼儿,可引起手、足、口腔等部位的疱疹,个别患者可引起心肌炎等并发症。以下关于肠道病毒的叙述,正确的是(　　) B.肠道病毒的遗传符合基因分离定律,不符合自由组合定律 C.可用含碳源、氮源、水、无机盐的培养基培养肠道病毒 D.肠道病毒的外壳和遗传物质都是利用寄主细胞的原料合成的

【解析】选D。病毒的核酸只有DNA或只有RNA,组成其核酸的碱基只有4种,核苷酸只有4种;真核生物进行有性生殖时的遗传才可能符合基因分离定律和自由组合定律,病毒不能进行有性生殖;病毒营活细胞内寄生生活,必须有寄主细胞才能生存,不能用培养基培养;肠道病毒的核酸注入寄主细胞,利用寄主细胞的原料合成病毒的外壳和遗传物质。

6.对硝化细菌的叙述正确的是(　　) ①含有核糖体不含叶绿体 ②含有DNA和RNA,且DNA位于染色体上 ③因为它是需氧型生物,所以含有线粒体 ④遗传不遵循基因的分离定律和自由组合定律 ⑤在遗传中会发生基因突变 A.②③④　　　　　　　　　　　B.①④⑤ C.①②③⑤　　　　　　　　　　D.①②④⑤

【解析】选B。硝化细菌是原核生物,细胞中不含叶绿体、线粒体、染色体,遗传不遵循基因的分离定律和自由组合定律;DNA复制过程中会发生基因突变。

7.研究发现一种含有NDM-1基因的“超级细菌”,几乎能抵御所有抗生素。该基因位于一个140KB的质粒上。质粒可在同种甚至异种细菌之间“轻松”复制,霍乱菌就是通过这种方式从大肠杆菌身上获得了对四环素的抗药性。携带NDM-1的质粒在细菌之间的传递可使细菌获得抗药性。“超级细菌”到底是“细菌”还是“病毒”?

请根据上述资料,回答相关问题。 (1)根据资料描述的特点,可以判断含有NDM-1基因的生物是 　　　　(填“细菌”或“病毒”)。 (2)作出上述判断的理由是　　　　。 ①NDM-1基因在病毒DNA分子上 ②NDM-1基因位于较小的环形双链质粒DNA分子上 ③NDM-1基因在细菌之间可以传递 ④NDM-1基因能使细菌获得抗药性 ⑤抗生素对普通细菌不起作用 ⑥抗生素对病毒不起作用

(3)下图中A、B为两类生物的结构示意图。 物遗传信息的结构主要是　　　　　　(从编号①②③④中选 择)。图中可能含NDM-1基因的结构是　　　　(填字母)生物 中的　　　　(填编号)。

【解析】(1)由题意知,该基因位于一个140KB的质粒上,质粒存在于细菌体内,病毒只有蛋白质和核酸。(2)根据题干信息和细菌特点判断。(3)A为细菌,B为病毒,两者在结构上的最重要区别是细菌有细胞结构,病毒没有细胞结构。①为拟核,②为质粒,③为蛋白质外壳,④为核酸,故①②④含遗传物质。NDM-1基因存在于细菌的质粒上,质粒为小型环状DNA分子。 答案:(1)细菌　　　　(2)②③④⑥ (3)B没有细胞结构(A有细胞结构)　　　①②④　　A　　②

8.(2012·北京高考)从生命活动的角度理解,人体的结构层次 为(　　) A.原子、分子、细胞器、细胞 B.细胞、组织、器官、系统 C.元素、无机物、有机物、细胞 D.个体、种群、群落、生态系统 【解析】选B。生物圈中存在着富有层次的生命系统,从生物圈到细胞,生命系统层层相依,但又各自有特定的组成、结构和功能。个体水平以下是组成个体的系统、器官、组织,直至细胞。

9.(2012·上海高考)微生物的种类繁多,下列微生物中属于原核生物的是(　　) ①黏菌　　　 ②酵母菌　　③蓝细菌　　 ④大肠杆菌 ⑤乳酸杆菌 A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①④⑤ 【解析】选C。酵母菌和黏菌都有成形的细胞核,属于真核生物;蓝细菌、大肠杆菌、乳酸杆菌都没有核膜,只有拟核,属于原核生物。

10.(2012·海南高考)关于微生物的叙述,错误的是(　　) A.硝化细菌虽然不能进行光合作用,但属于自养生物 B.蓝藻虽然无叶绿体,但在生态系统中属于生产者 C.酵母菌呼吸作用的终产物可通过自由扩散运出细胞 D.大肠杆菌遗传信息在细胞核中转录,在细胞质中翻译

【解析】选D。硝化细菌不能进行光合作用,但可通过化能合成作用将氨等物质氧化为硝酸盐和亚硝酸盐,利用该过程释放的能量合成自身的有机物,为自养生物;蓝藻是原核生物,没有叶绿体,但是细胞内含有藻蓝素和叶绿素,可以进行光合作用,在生态系统中属于生产者;酵母菌的代谢类型为兼性厌氧型,有氧呼吸产物为水和二氧化碳,无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳,都可以通过自由扩散运出细胞;大肠杆菌为原核生物,没有核膜,转录和翻译同时在细胞质中进行。

11.(2012·重庆高考)下图为细胞亚显微结构示意图,正确的 是(　　)

【解析】选D。A项错误,细菌细胞属于原核细胞,没有线粒体;B项错误,蓝藻细胞属于原核细胞,没有叶绿体,但含有叶绿素和藻蓝素;C项错误,水稻属于高等植物,其叶肉细胞中没有中心体;D项正确,小鼠属于高等动物,其肝脏细胞中有核糖体、线粒体和中心体等。

【方法技巧】细胞结构图像的识别技巧