生物《細胞的形態和功能》教案素材

　　第2節細胞的形態和功能

　　教材全析

　　1.細胞的形態和大小

　　探究活動

　　觀察多種多樣的細胞

　　【實驗1】一滴水中，浮游植物佔浮游生物的絕大多數。以下列舉了一些常見的淡水藻類植物：

　　1.盤星球藻 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物：全析提示

　　左圖中的浮游植物，均為淡水生。羽紋藻屬於矽藻，呈橙黃色或黃褐色。衣藻、團藻、柵藻、新月藻、盤星球藻為綠藻門，所以呈綠色。

　　1.草履蟲 2.喇叭蟲 3.太陽蟲 4.綠眼蟲 5.變形蟲

　　全析提示

　　草履蟲的樣子像草鞋，喇叭蟲是一個大型個體，體長可達3 mm。太陽蟲呈放射狀的為其細胞伸出的偽足。

　　變形蟲的細胞膜可以伸出偽足，靠偽足運動和取食。綠眼蟲靠鞭毛來運動。

　　【實驗2】用顯微鏡觀察人體的上皮組織、結締組織、肌肉細胞、神經組織切片、血塗片、蛙卵永久切片（見右圖）等。畫出你所看到的影象（其他圖見課文）。

　　【實驗3】用顯微鏡觀察某種植物的分生組織、保護組織、營養組織、輸導組織切片。畫出你所看到的影象。

　　葉片的各種組織全析提示

　　分生組織的細胞排列緊密，無液泡，正在進行細胞分裂。

　　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來看，單細胞生物的`形態一般只有一些特化的結構。例如草履蟲的口溝類似於高等動物的口的功能；衣藻和綠眼蟲的鞭毛類似於高等動物的運動器官……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。如哺乳動物紅細胞呈扁圓形，體積很小，是一種非常特化的形態；肌肉細胞呈梭形；上皮細胞呈扁形；結締組織細胞無規則形狀。全析提示

　　細胞的形態多種多樣。

　　屬於細菌類的支原體是最小的細胞，直徑只有100 nm。鳥類的卵細胞最大，是肉眼可見的細胞。鳥卵之所以大，是由於細胞質中含有大量營養物質。鳥類是卵生的，卵細胞中積存大量卵黃才能滿足胚胎髮育之需。棉花纖維和麻的纖維都是單個細胞。棉花纖維長可達3～4 cm，麻纖維甚至可長達10 cm。成熟西瓜瓤和番茄果實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.細胞的形態與功能的統一

　　（1）動物細胞雞蛋的蛋黃就是一個卵細胞（直徑為60 mm）。最大的卵為駝鳥卵（直徑為170 mm）。

　　哺乳動物的紅細胞內無核，亦無其他重要的細胞器，一層細胞膜包著血紅蛋白。這些特點都與紅細胞交換O2與CO2的功能密切相關。細胞體積小，呈圓形，非常有利於在血管內快速執行，體積小則相對錶面積大，有利於提高氣體交換效率。全析提示

　　紅細胞的形態與結構裝置與其交換氣體的功能的關係是非常合理的。

　　神經細胞的細胞體，直徑不過0.1 mm，但從細胞體伸出的神經纖維可長到1 m以上，這和神經的傳導機能一致。

　　生物體積的加大，不是由於細胞體積的加大，而是由於細胞數目的增多。參天大樹和叢生灌木在細胞的大小上並無差別；鯨的細胞也不一定比螞蟻的細胞大。細胞大了，其相對錶面積就小了。細胞靠表面接受外界資訊，和外界交換物質。表面積太小，這些任務就難以完成了。神經細胞的這一形態與其快速傳導電流的功能有關。

　　（2）植物細胞

　　保衛細胞的構造及氣孔的開閉要點提煉

　　保衛細胞的形態特點與功能有關：當水分充足時，細胞膨脹，向外彎曲，氣孔開放；當水分不足時，細胞縮小，向內靠攏，氣孔關閉。

　　氣孔是由兩個保衛細胞圍繞而成的縫隙。保衛細胞有兩種型別：一類存在於大多數植物中，呈腎形；另一類存在於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，片層結構發育不良，且無基粒存在，但能進行光合作用。保衛細胞內外壁厚度不同，內壁厚，外壁薄，當液泡內溶質增多，細胞水勢下降，吸收鄰近細胞的水分而膨脹，這時較薄的外壁易於伸長；細胞向外彎曲，氣孔就張開。反之，當溶質減少，保衛細胞水勢上升而失水縮小，內壁伸長互相靠攏，導致氣孔關閉。這種自主運動可以根據體內水分的多少自動控制氣孔的開閉，以調節氣體交換和蒸騰作用。

　　3.細胞的觀察工具——顯微鏡

　　（1）普通複式光學顯微鏡

　　光學顯微鏡的組成主要分為三部分：①光學放大系統，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，有時另加各種濾光片以限制光的波長範圍。③機械和支架系統。對光學顯微鏡來說，最重要的是它的解析度而不是放大倍數。解析度是指區分開兩個非常靠近的物體（或點）的能力。

　　空氣作為光的傳導介質時，解析度為0.3 μm。香柏油作為光的傳導介質時，解析度為0.2 μm。所以光學顯微鏡的最大解析度為0.2 μm。

　　（2）電子顯微鏡全析提示

　　人眼的可見物體直徑在100 μm，剛好可以看見草履蟲。光學顯微鏡的分辨極限為0.2 μm，細胞膜的厚度為8 nm（0.008 μm）。

　　①電子顯微鏡的分辨本領和有效放大倍數

　　電子顯微鏡的最大解析度為0.2 nm。現在通用式電子顯微鏡直接放大倍數可達80萬倍左右，用它可以看到病毒、單個分子以及金屬材料的晶格結構等。

　　②電子顯微鏡與光學顯微鏡的基本區別

　　電子顯微鏡的解析度高主要是因為使用了波長比可見光短得多的電子束作為光源，電子在執行中如遇到氣體分子將會被散射，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”已被德國學者賓尼格和瑞士學者羅爾系統地論證了，並於1982年製造成功。這種新型的顯微鏡，放大倍數可達3億倍，最小可分辨的兩點距離為原子直徑的1/10，也就是說它的解析度高達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解析度,而不是通常說的“放大倍數”。