🔬 初中科学七年级上第2章 观察生物生物基础中考高频显微镜

细胞

你身上大约有几十万亿个细胞,它们从一个受精卵开始。这个「生命的基本单位」是怎么被发现的,里面又装着什么?

难度:★★★★★

知识背景

💡知识背景 · 从一个真实的问题说起

1665 年,英国人胡克用自制显微镜观察一片软木塞的薄片,看见密密麻麻的小格子,像修道院里一间间小房间。他给它取名 cell,中文译作细胞。有趣的是,胡克看到的其实只是死去的植物细胞壁围成的空格,真正活着的内容物早已消失。

两百年后,德国科学家施莱登施旺提出了细胞学说:一切动物和植物都是由细胞构成的,细胞是生物体结构和功能的基本单位。这句话把庞杂的生物世界统一到了同一个起点上——龙井茶的一片嫩叶、西湖里的一段藕、你手上的一块皮肤,放到显微镜下都是由细胞搭起来的。

一个成年人身上约有几十万亿个细胞,而每个人都是从一个受精卵开始的。这一节就来看看这个小小的单位里到底装了什么。

知识讲解

动物细胞的结构

🔑

动物细胞的基本结构:细胞膜(包在外面,控制物质进出、保护内部)、细胞质(细胞内的黏稠物质,是生命活动的主要场所)、细胞核(内含遗传物质,是细胞的控制中心)。

用显微镜观察人的口腔上皮细胞,能看到形状不规则的扁平细胞,中央有一个染成深色的圆形细胞核。

植物细胞的结构

植物细胞除了上面三部分,还多出三样:

结构特点功能
细胞壁最外层,较硬保护细胞、维持形状
液泡细胞质中的大泡,内有细胞液储存水分、糖分、色素等
叶绿体绿色小颗粒(只在绿色部分)进行光合作用,制造有机物
🔑

植物细胞与动物细胞的共有结构是细胞膜、细胞质、细胞核;植物细胞特有细胞壁、液泡、叶绿体。所以植物细胞形状规则(多为方形),动物细胞形状多不规则。

洋葱鳞片叶内表皮细胞是无色的,因为它长在地下不见光,没有叶绿体;而洋葱叶片、菜叶的细胞里就有大量叶绿体。西瓜、番茄的红色汁液来自液泡中的色素,而不是叶绿体。

细胞的分裂、生长和分化

  • 细胞分裂:一个细胞分成两个,细胞核先分裂,随后细胞质分开。分裂使细胞数目增多
  • 细胞生长:新细胞不断吸收营养、体积变大,使细胞体积增大
  • 细胞分化:形态、结构、功能发生变化,形成不同类型的细胞(如肌肉细胞、神经细胞),进而形成组织。
⚖️分裂 · 生长 · 分化
  • 分裂改变的是数量(1 个变 2 个);生长改变的是体积(小细胞变大细胞);分化改变的是种类(相同的细胞变成不同功能的细胞)。
  • 生物由小长大,靠的是细胞分裂加细胞生长两者共同作用;而身体有各种不同器官,靠的是细胞分化。三者混答是最常见的扣分点。

实验与探究

制作并观察洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片

写出制作步骤,并说明每一步的目的。

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步骤(口诀:擦、滴、撕、展、盖、染、吸):① 净载玻片和盖玻片;② 在载玻片中央一滴清水(保持细胞形态,防止失水皱缩);③ 用镊子从洋葱鳞片叶内侧取一小片薄膜,放入水滴中平(不能重叠,否则看不清);④ 用镊子夹起盖玻片,一边先接触水滴,再缓缓放下(避免产生气泡);⑤ 在盖玻片一侧滴一滴碘液,另一侧用吸水纸引,使碘液浸润标本。

观察结果:视野中是排列整齐、近似长方形的细胞,被碘液染色后可见明显的细胞核;细胞壁清晰,中央有大液泡没有叶绿体

气泡与细胞怎么区分:气泡边缘很黑很粗、内部发亮,推动盖玻片时会移动、变形;细胞则边缘均匀、位置相对固定。

比较洋葱表皮细胞与口腔上皮细胞

观察两种装片后,列出你看到的三点主要差异,并解释原因。

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差异一 · 形状:洋葱表皮细胞近长方形、排列整齐;口腔上皮细胞形状不规则、边缘柔软。原因是植物细胞有较硬的细胞壁支撑,动物细胞没有。

差异二 · 液泡:洋葱细胞中央有大液泡;口腔上皮细胞看不到。液泡是植物细胞特有的结构。

差异三 · 排列:植物细胞紧密相连成片;动物细胞常单个散落。这与细胞壁把相邻细胞「粘」在一起有关。

注意:观察口腔上皮细胞时载玻片上应滴生理盐水而不是清水,因为清水会使细胞吸水膨胀甚至破裂,看不到正常形态。

经典例题

细胞分裂的计算

一个细胞连续分裂,每次一个变两个。(1)分裂 4 次后共有多少个细胞?(2)若某组织由 1 个细胞分裂到 128 个,共分裂了几次?

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第一步 · 找规律:每分裂一次,细胞数变为原来的 2 倍。分裂 nn 次后细胞数为

N=2nN = 2^n

第二步 · 求(1)n=4n = 4,则 N=24=16N = 2^4 = 16(个)。

第三步 · 求(2):由 2n=1282^n = 128,而 128=27128 = 2^7,故 n=7n = 7,共分裂 7 次

第四步 · 易错提醒:分裂 4 次不是「变成 4 个」也不是「2×4=82 \times 4 = 8 个」;另外,细胞分裂只使数目增多,每个新细胞体积比原来,还要靠细胞生长才能长大。

难点与易错点

⚠️难点 · 易错点
  1. 把细胞壁当成动物细胞的结构:细胞壁、液泡、叶绿体都是植物细胞特有的。
  2. 认为所有植物细胞都有叶绿体:根、洋葱鳞片叶内表皮等不见光的部位没有叶绿体。
  3. 把西瓜的红色归给叶绿体:色素在液泡的细胞液中。
  4. 盖盖玻片时直接平压:会产生大量气泡,应先让一边接触水滴再缓缓放下。
  5. 观察口腔上皮细胞用清水:细胞会吸水变形,必须用生理盐水。
  6. 混淆分裂、生长、分化:数目、体积、种类三者对应关系要背准。

生活中的应用

🌏生活中的应用
  • 西湖藕断了会有丝:那是导管和纤维等细胞壁形成的结构被拉长后留下的痕迹。
  • 龙井茶叶泡开后水变绿:叶片细胞被热水破坏,叶绿体中的色素溶了出来。
  • 蔬菜蔫了泡水会变脆:细胞吸水后液泡变大,细胞变得饱满有支撑力;腌菜出水则是细胞失水的结果。
  • 伤口愈合:靠皮肤细胞不断分裂产生新细胞来填补。

生活应用题 1 · 一片龙井嫩叶上有多少个细胞

小科在显微镜下测得龙井茶嫩叶表皮细胞近似长方形,长约 50 μm50\ \mathrm{\mu m}、宽约 20 μm20\ \mathrm{\mu m}。若一片嫩叶单层表皮面积约 2 cm22\ \mathrm{cm^2},估算这层表皮约有多少个细胞。

分步解:

  1. 单个细胞面积S0=50×20=1000 μm2S_0 = 50 \times 20 = 1000\ \mathrm{\mu m^2}
  2. 统一单位1 mm=1000 μm1\ \mathrm{mm} = 1000\ \mathrm{\mu m},故 1 mm2=106 μm21\ \mathrm{mm^2} = 10^6\ \mathrm{\mu m^2};而 2 cm2=200 mm2=2×108 μm22\ \mathrm{cm^2} = 200\ \mathrm{mm^2} = 2 \times 10^8\ \mathrm{\mu m^2}
  3. 求个数n=2×1081000=2×105n = \dfrac{2 \times 10^8}{1000} = 2 \times 10^5(个)。
  4. :约 2020 万个细胞。关键:面积单位换算时进率是长度进率的平方10002=1061000^2 = 10^6),只乘一次 10001000 就会差一千倍。

生活应用题 2 · 菜市场的腌黄瓜为什么会出水

妈妈把黄瓜切片撒上盐,半小时后盘子里出现许多水,黄瓜也变软了。请用细胞的知识解释,并说明泡在清水里又会怎样。

分步解:

  1. 观察现象:盐使黄瓜细胞外的溶液浓度高于细胞液浓度。
  2. 水的移动方向:水从浓度低的一侧流向浓度高的一侧,即细胞内的水通过细胞膜渗出到细胞外。
  3. 结果解释:细胞液泡失水变小,细胞失去饱满状态,黄瓜就变软、盘中出水。
  4. 反向情况与作答:把蔫了的黄瓜片泡在清水里,外界浓度低于细胞液,水会进入细胞,液泡变大,黄瓜重新变脆。这说明细胞膜控制物质进出,水分进出取决于内外浓度差。

考点

🎯考点提示
  • 选择题:识图辨认动、植物细胞各结构名称及功能
  • 填空题:比较动、植物细胞的相同点与不同点
  • 实验题:临时装片的制作步骤、气泡与细胞的区分、碘液染色的作用
  • 计算题:细胞分裂次数与细胞数目(N=2nN = 2^n
  • 简答题:用细胞失水吸水解释腌菜出水、蔬菜复脆等现象

中考真题

真题2022 · 浙江杭州中考(改编)

下列关于细胞结构与功能的说法正确的是( )

A. 细胞壁能控制物质进出 B. 细胞核内含遗传物质 C. 叶绿体存在于所有植物细胞中 D. 液泡是动、植物细胞共有的结构

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逐项分析:A 错,控制物质进出的是细胞膜,细胞壁只起保护和支持作用;B 对,细胞核内的遗传物质是细胞的控制中心;C 错,根部和洋葱鳞片叶内表皮等不见光的细胞没有叶绿体;D 错,液泡是植物细胞特有的。

答案:B。要点:区分「细胞壁支持保护」与「细胞膜控制进出」,这两个功能极易互换出错。

真题2021 · 浙江中考(改编)

小科观察临时装片时,发现视野中有一个边缘很黑、内部发亮的圆形结构。他推动盖玻片,该结构随之移动并改变形状。这是什么?如何避免?

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第一步 · 判断:细胞位置相对固定、形状不会随推动而改变,而该结构会移动变形、边缘发黑发亮,故它是气泡,不是细胞。

第二步 · 避免方法:盖盖玻片时用镊子夹住,让盖玻片的一边先接触水滴,然后缓缓放下,让水沿玻片自然铺开,把空气赶出去。

第三步 · 补充:若水量过少也易进气泡,可在盖玻片一侧补滴清水并用吸水纸从另一侧吸引。答案:气泡;通过一边先接触水滴后缓缓放下的方法避免。

视频讲解

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