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第五章 细胞和生物体

Lesson 5/10 | Study Time: 20 Min


5.1 细胞




细胞






细胞的发现



















时间/人物 贡献
显微镜的发明(1590年后) 为人类认识细胞提供了工具。
罗伯特·胡克(Robert Hooke) 用自制显微镜观察软木塞薄片,发现许多蜂窝状小室并命名为“细胞”。





细胞的定义



  • 细胞是生物体结构和功能的基本单位。

  • 所有动物和植物都由细胞组成。






细胞的结构


动物细胞与植物细胞的比较










































结构 动物细胞 植物细胞
细胞膜
- 位于最外层。

- 一层薄而透明的膜,厚度约为十万分之一毫米。

- 功能:隔离环境、保护细胞、控制物质交换。

- 位于细胞壁的内面,功能与动物细胞相同。
细胞核
- 有核膜包围,内含遗传物质。

- 是细胞生命活动的控制中心。
同动物细胞。
细胞质
- 介于细胞膜与细胞核之间,内含多种结构。

- 是生命活动的场所。
同动物细胞。
液泡
- 有液泡,但较小,内含液体和多种物质。

- 液泡较大,功能相同。
叶绿体 无。
- 含有光合作用所需的叶绿素,是光合作用的场所。
细胞壁 无。
- 由纤维素组成,具有保护和支持作用,并赋予细胞一定形状。





花青素与细胞液



























特征 说明
花青素的性质
- 一种水溶性色素,随着细胞液酸碱性改变颜色:

- 酸性:偏红

- 碱性:偏蓝。
花青素的作用
- 是植物的二级代谢产物,构成花瓣和果实颜色的主要色素。

- 吸引动物授粉和传播种子。
分布
- 常见于花、果实的组织中,以及茎叶表皮细胞和下表皮层。
经济价值
- 果实颜色深浅影响市场价格,紫色蔬菜中也含有花青素。





细胞的大小和形态























特征 说明
最小的细胞 细菌。
最大的细胞 鸵鸟蛋的卵黄。
细胞形态 形状因生物种类、存在部位及功能不同而异。

常见细胞形态示例































细胞类型 形态
洋葱表皮细胞 长方形
红血球 扁平圆形
平滑肌细胞 梭形
卵细胞 椭圆形
精子细胞 蝌蚪形













5.2 显微镜的使用




显微镜的使用






显微镜的基本结构与用途























































结构名称 用途
目镜 - 放大物象,供眼睛观察。
镜筒 - 连接目镜和物镜,保持光路直线。
物镜 - 放大物象,安装在物镜转换器上,可调换不同倍数的物镜。
载物台 - 放置玻片标本的地方。
遮光器 - 调节通光量,控制光线强弱。
通光孔 - 让光线通过的孔,位于载物台中心。
反光镜 - 反射光线,将光线引入显微镜内部。
粗准焦螺旋 - 调节镜筒高度,快速对焦,便于找到物象。
细准焦螺旋 - 精确调节镜筒高度,用于清晰对焦。
物镜转换器 - 用于调换不同倍率的物镜。
压片夹 - 固定玻片标本,防止移动。





显微镜的使用步骤



  • 准备工作:

    • 检查显微镜是否清洁,将显微镜放在平稳的桌面上。

    • 调整反光镜,使光线通过通光孔进入。



  • 放置玻片:

    • 将玻片标本放在载物台上,用压片夹固定。



  • 选择物镜:

    • 转动物镜转换器,选择低倍物镜(通常10×)对准通光孔。



  • 粗略对焦:

    • 调节粗准焦螺旋,使物镜逐渐靠近玻片,直到接近焦点。



  • 精确对焦:

    • 使用细准焦螺旋,调整物象的清晰度。



  • 观察物象:

    • 通过目镜观察,必要时调节遮光器控制光线强弱。



  • 更换高倍物镜:

    • 转动物镜转换器,选择高倍物镜(如40×),再次使用细准焦螺旋调整清晰度。



  • 结束后处理:

    • 观察完毕后,将物镜转换回低倍物镜,移除玻片并清洁显微镜。








显微镜的注意事项



  • 调节粗准焦螺旋时,物镜与玻片之间要保持一定距离,避免损坏玻片或物镜。

  • 使用高倍物镜时,只能用细准焦螺旋进行调节。

  • 保持显微镜清洁,不要用手触摸镜片。

  • 使用完毕后,盖上防尘罩,妥善存放。













5.3 观察细胞




观察细胞






制作细胞临时装片的操作步骤



























步骤编号 操作说明
撕取洋葱鳞片叶的内表皮。
将撕取的内表皮放在载玻片上的液体中。
盖盖玻片:先让盖玻片一侧接触液体,再慢慢放下,目的是避免产生气泡。
将材料展开铺平,若不铺平会导致细胞重叠,影响观察效果。





染色步骤及药品



















操作 说明
染色
- 使用碘液给细胞染色。

- 目的:使细胞结构(如细胞核)更加清晰可见。
人体口腔上皮细胞的特殊操作
- 滴加0.9%的生理盐水。

- 作用:保持细胞的形状,防止细胞因渗透压变化而变形。





光学显微镜与电子显微镜的对比



















显微镜类型 特点
光学显微镜
- 构造简单,使用光线观察。

- 放大倍数不高(约140倍)。
电子显微镜
- 利用电子束代替光线观察。

- 放大倍数超过300万倍,能观察细胞内的超微结构。





总结



  • 盖盖玻片时:避免产生气泡,确保观察效果。

  • 材料铺平:若不铺平,细胞会重叠,无法清晰观察单个细胞。

  • 染色时:使用合适的染色剂(如碘液)使细胞结构更清晰。

  • 不同实验材料:可能需要不同的液体(如生理盐水)。













5.4 单细胞生物




单细胞生物






生物体的分类



















分类 特点
单细胞生物
- 由一个细胞构成,具备生命的基本特征:摄食、排废、运动、对环境变化作出反应、生长、繁殖、遗传变异。

- 是一个完整的生物体。
多细胞生物
- 由许多细胞构成,通常肉眼可见。





单细胞生物的例子



  • 单细胞藻类: 生长在池水中。

  • 细菌:

    • 繁殖特点: 是自然界繁殖最快的生物,聚集在一起形成菌落(细菌团)。

    • 形态分类:

      • 球状

      • 杆状

      • 螺旋状



    • 生活方式:

      • 腐生:以腐烂有机物为食。

      • 寄生:吸取寄主营养。

      • 自生:能生产食物。



    • 细菌引发的疾病: 细菌性肺炎、霍乱、白喉、结核、麻风病。

    • 抗生素作用: 可用抗生素杀除细菌。








真菌的特点































特点 说明
无叶绿素 - 不能进行光合作用,需从外界获取营养。
营养方式
- 腐生:分解腐烂有机物。

- 寄生:从寄主获取营养。
分泌酵素 - 分解复杂物质为小分子后吸收。
酵母菌
- 能量来源:葡萄糖。

- 有氧条件下:葡萄糖 + 氧气 → 二氧化碳 + 水。

- 缺氧条件下:葡萄糖 → 二氧化碳 + 酒精(发酵)。
酵母菌的发酵 - 将糖类物质转化为酒精,用于酿酒等工业生产。





巴斯德的“肉汤实验”



























实验设计 说明
普通烧瓶实验 - 肉汤放置几天后变浑浊发臭,显微镜下可见细菌。
长颈弯曲烧瓶实验
- 瓶颈弯曲,空气能进入,但细菌被阻挡在瓶颈处,肉汤长时间保持清亮。

- 结论:肉汤变浑是因为细菌繁殖,而非“自然发生”。
进一步实验 - 若让肉汤接触瓶颈处的细菌,再流回瓶内,肉汤会再次变浑发臭。
意义 - 彻底否定了“自然发生论”,证明细菌是由外界引入的。





巴氏灭菌法



































内容 说明
定义 - 巴斯德于1862年发明的一种消毒方法,主要用于杀灭牛奶或啤酒中的病菌,同时保留其原味。
特点 - 不同于煮沸消毒,采用低温短时加热,避免破坏食物风味。
牛奶灭菌 - 温度:71℃,时间:15秒,杀灭大部分病菌,但仍有少量细菌存活。
保存时间 - 巴氏消毒牛奶在室温下可保存1-2天,冷藏(4℃)可保存约一周。
啤酒灭菌
- 巴斯德发现乳酸杆菌是导致啤酒变酸的原因。

- 通过50~60℃加热半小时,杀死乳酸杆菌,保留啤酒风味。
意义 - 挽救了法国酿酒业,该方法被广泛应用于食品工业。