第2节 细胞的多样性和统一性 通过回忆和讨论，你已经初步认识了细胞的多样性和统一性在初中阶段通常都是用光学显微镜的低倍镜来观察细胞的，而且观察的材料有限，现在让我们尝试用高倍镜来观察更多种类的细胞。 观察细胞 实验：使用高倍显微镜观察几种细胞 目的要求 1. 使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点 2. 运用制作临时装片的方法。 材料用具 1. 建议选用的观察材料：真菌（如酵母菌）细胞，低等植物（如水棉等丝状绿藻）细胞高等植物细胞（如叶的保卫细胞），动物细胞（如鱼的红细胞或蛙的皮肤上皮细胞）。以上这些材料做成临时装片后就可以观察。也可以使用其他代替材料。 2. 用具：显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，滴管，清水。如果实验过程中需要染色，应准备常用的染色液。 方法步骤 1. 根据光学显微镜的构造和原理以及使用低倍镜观察积累的经验，提出使用高倍镜的方法步骤和注意事项，小组内讨论通过交流取得一致的认识。 2. 小组成员分别制作不同材料的临时装片。 3. 观察临时装片时，由哪一位同学制作的装片就由这位同学负责显微镜的调试观察在交互观察。 注：获得蛙皮肤上皮细胞的方法，是把蛙放在无水的玻璃缸内2-3h，带蛙的皮肤稍干后，再移入有水的玻璃缸内。几分钟后，青蛙的部分上皮开始龟裂并脱落入水中。用肉眼可以看见水中有浅灰色、透明的上皮膜。取一小块上皮膜用于制片、观察。看到的就是蛙皮肤的单层上皮细胞，这种制备方法不会对蛙造成伤害。 原核细胞和真核细胞 通过显微观察了解了细胞的多样性，同时也看到细胞都有相似的基本结构如细胞膜、细胞质和细胞核，这反映了细胞的统一性。 但是，有一类细胞没有成型的细胞核，如大肠杆菌，以及其他的细菌。科学家根据细胞内有无以核膜为界限的细胞核，把细胞分为真核细胞和原核细胞两大类。由真核细胞构成的生物叫做真核生物，如植物、动物、真菌等。由原核细胞构成的生物叫做原核生物。 原核细胞中除了分布广泛的各种细菌外，还有蓝藻（也称蓝细菌）你见过他们吗？蓝藻的细胞比细菌大，细菌的直径为0.5-5μm，蓝藻细胞的直径约为10μm。有的甚至可以达到70μm，如颤藻。一般来说，我们用肉眼是分辨不清蓝藻细胞的。但是当他 们以细胞群体的形式存在时，你可能见过。淡水水域污染、富营养化，会长出讨厌的水华，影响水质和水生动物的生活，其中有多种蓝藻，发菜也属于蓝藻，细胞群体呈黑蓝色，状如发丝，在我国多产于西北草地和荒漠，因何“发财”谐音，有人争相食之，过度的挖采破坏了生态，我国已将发菜宣布为保护生物，予以保护。 蓝藻细胞内含有藻蓝素和叶绿素，是能进行光合作用的自养生物，细菌中的绝大多数种类是营腐生或寄生生活的异养生物。在蓝藻和细菌的细胞中没有成形的细胞核。 这样，我们对细胞的多样性就有了进一步的认识：真核细胞多种多样原核细胞多种多样，而真核细胞和原核细胞又不一样。那么真核细胞和原核细胞的统一性表现在哪里呢？请回忆真核细胞的结构，并观察图1-4和图1-5. 原核细胞具有与真核细胞相似的细胞膜和细胞质，没有由核膜包被的细胞核，也没有染色体，但有一个环状的DNA分子，位于细胞内特定的区域，这个区域叫做拟核。真核细胞染色体的主要成分是DNA和蛋白质。DNA与细胞的代谢和遗传关系十分密切。这让我们再一次看到了真核细胞和原核细胞的统一性。 细胞学说建立的过程 通过对动植物细胞的研究而揭示细胞统一性和生物体结构统一性的，是建立于19世纪的细胞学说，它是自然科学史上的一座丰碑。 细胞学说的建立者，主要是两位德国科学家施莱登和施旺，后人根据他们分别于1838年和1839年发表的研究结果，综合为以下要点。 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。 细胞学说的建立过程，是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程，充满了耐人寻味的曲折。 资料分析 细胞学说的建立的过程 阅读和分析下面的材料，讨论相关问题表达你的见解。 1. 从人体的解剖和观察入手 人类是怎样构成的，这个问题首先引起了解剖学家的注意，1543年，比利时的维萨斯通过大量的尸体解剖研究，发表了巨著《人体构造》，揭示了人体在器官水平的结构。指出器官由低一级层次的结构——组织构成。并把组织分为21种；由此期间发明了显微镜，可以进行显微观察。可惜比夏不相信显微镜，认为显微镜下观察的都是光影的假象，只相信“眼见为实”。 2. 显微镜下的重大发现 1665年英国科学家虎克用显微镜观察植物的木栓组织，发现有许多规则的小室组成，他把观察到的图像画了下来，并把小室称为cell——细胞。他即是细胞的发现者，也是命名者。 在17世纪，许多显微镜的制造者，同时也是生命体微观结构的研究者。“工欲善其事，必先利其器”荷兰著名磨镜技师列文虎克用自制的显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等。意大利的马尔比基用显微镜广泛观察了动植物的微细结构。但是他们并没有用“细胞”来描述其发现，也没有进一步考虑生物体结构的一致性。 3. 理论思维和科学实验的结合 18世纪，德国一位研究海洋生物的自然哲学家提出，复杂的有机体都是一种球状小泡似的纤毛虫的聚合体。这些纤毛虫，失去了自己的独立性，而将其生命从属于一个整体，这一理论虽然缺乏实验依据，却唤醒了实验科学家的注意，施莱登、施旺也由此受到了启发。施莱登通过研究植物的生长发育，首先提出细胞是构成植物体的基本单位，并把研究情况告诉了施旺，当时施旺正在研究脊椎动物脊索和软骨的结构，受到施莱登的启发后，决意要“证明两大有机界最本质的联系”，并发表了研究报告《关于动植物的结构和一致性的显微研究》。施旺还说：“我们已推倒了分隔动植物界的巨大屏障”。 4. 细胞学说在修正中前行 施莱登和施旺所说的“新细胞从老细胞中产生”，被描述为，从老细胞核中长出一个新细胞。或者是在细胞质中像结晶那样产生新细胞，后来施莱登的朋友耐格里用显微镜观察了多种植物分生区细胞的形成，发现新细胞的产生，原来是细胞分裂的结果，还有些学者观察了动物受精卵的分裂，在此基础上。1858年，德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”，他的名言是：“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，这个断言至今仍未被推翻。 历史上，科学家就这样“走近细胞”。对的，人类的认识永无止境，科学的脚步从未停息。今天人们已经在分子水平上研究细胞在生物技术和医疗实践等广阔领域中应用其成果。 本章小结 除病毒以外，生物体都以细胞作为结构和功能的基本单位，生命活动离不开细胞。细胞是基本的生命系统。 由细胞至组织，由组织至器官，由器官由个体组成种群，不同种群组成群落，由群落及（或系统）至个体，其无机环境构成生态系统，生物圈是最大的生态系统。这说明了生命系统存在着不同的层次。生物科学要研究各个不同层次的生命系统及其相互关系，首先要研究细胞。 细胞有着相似的基本结构，如细胞膜、细胞质和细胞核（或拟核） 但是，不同生物的细胞结构又有差别。除动植物细胞有差别外，总体上看，生物界存在着真核细胞和原核细胞两大类细胞，它们的主要区别是有无核膜包被的细胞核。在同一个由多细胞构成的生物体由于细胞结构和功能的分化，构成生物体的细胞也呈现多样性。 19世纪建立的细胞学说，它的基本内容阐明了动植物都以细胞为基本单位，论证了生物界的统一性。 本章学习了使用高倍显微镜观察细胞；还从系统的视角，分析了生命系统的各个层次；更在分析细胞学说建立的过程中，领悟科学发见的特点。这对于增强科学实验技能，领悟科学思想和方法都是有益的。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/68eab55ffd00bed5b9f3f90f76c66137ee064f27.html