高中生物第5章 细胞的能量供应和利用第2节 细胞的能量“货币”ATP第1课时学案
展开一、使用高倍显微镜观察几种细胞
1.显微镜的结构及成像原理
(1)显微镜的结构(下图)
显微镜eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(光学结构\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(镜头\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(目镜:放大物像,物镜:放大物像)),反光镜\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(平面镜:光线较强时使用,凹面镜:光线较弱时使用)))),机械结构\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(准焦螺旋:使镜筒上升或下降,转换器:转换物镜,遮光器:调节视野亮度))))
(2)显微镜的成像原理
①显微镜下所成的像与实物相比是倒置的,即显微镜成倒像(左右相反、上下颠倒)。若观察的实物为“b”,则显微镜中看到的物像应为“q”,将物像旋转180°与实物相同。
②放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数,这里的放大倍数是指物像长度和宽度的放大倍数,而不是面积或体积的放大倍数。
2.显微镜的使用方法
(1)使用显微镜的方法步骤
(2)显微镜使用中的注意事项
①调焦时,先旋转粗准焦螺旋慢慢降低镜筒,并从侧面仔细观察,直到物镜贴近玻片标本,然后左眼自目镜观察,左手旋转粗准焦螺旋抬升镜筒,直到看清标本物像时停止,再用细准焦螺旋回调清晰。
操作注意:不应在高倍镜下直接调焦;镜筒下降时,应从侧面观察镜筒和标本间的间距;要了解物距的临界值。
②观察时,两眼自然张开,左眼观察标本,右眼观察记录及绘图,同时左手调节焦距,使物像清晰并移动标本,右手记录、绘图。
镜检时应将标本按一定方向移动标本,直至整个标本观察完毕,以便不漏检,不重复。
光强的调节:一般情况下,染色标本光线宜强,无色或未染色标本光线宜弱;低倍镜观察光线宜弱,高倍镜观察光线宜强。
③转动转换器,换上高倍物镜,随后调节细准焦螺旋,即可使物像清晰。
3.制作临时装片
(1)常用的玻片标本有三种
切片:用从生物体上切取的薄片制成。
涂片:用液体的生物材料制成。
装片:用从生物体上撕下或挑取的少量材料制成。
(2)临时装片的制作步骤,以制作洋葱鳞片叶外表皮细胞临时装片为例
①用洁净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭干净。
②把载玻片放在实验台上,用滴管在载玻片的中央滴一滴清水。
③用镊子从洋葱鳞片叶外侧撕取一小块透明薄膜——外表皮。把撕下的外表皮浸入载玻片上的水滴中,用镊子把它展平。
④用镊子夹起盖玻片,使它的一边先接触载玻片上的水滴,然后缓缓放下,盖在要观察的材料上,这样可避免盖玻片下产生气泡而影响观察。
即:擦→滴→取→放→盖。
(1)显微镜目镜和物镜放大倍数的乘积是指对面积的放大倍数( )
(2)在低倍镜视野的右下方观察到物像后,可直接换用高倍镜观察( )
(3)由低倍镜换高倍镜时,需先上升镜筒,以免物镜与装片挤压损坏( )
答案 (1)× (2)× (3)×
下图①②③④分别是放大倍数不同的目镜和物镜,⑤⑥分别是在高倍镜和低倍镜下看到的细胞,请分析回答:
1.结合图①~⑥所示,从以下方面比较低倍镜和高倍镜,完成表格:
2.若将高倍镜下的视野调亮,应该换用大光圈和凹面镜。
3.使用高倍镜观察的步骤是亮→移→转→调,能否将“移”和“转”颠倒顺序?为什么?
提示 不能,因为高倍镜的视野范围小。
4.高倍镜下,为使物像清晰,应该调节细准焦螺旋而不是粗准焦螺旋,为什么?
提示 高倍镜下,物镜与玻片的距离近,因调节粗准焦螺旋会导致镜筒调节幅度过大,容易压碎玻片或损坏物镜镜头,且容易错过清晰物像。
5.甲、乙两图为(10×)物镜和(10×)目镜下的观察结果,若将物镜换成40×,则能观察到的细胞数目分别为多少?试总结推算规律。
提示 甲为4个,乙为4个。
相关规律:(1)细胞在视野中呈单行或单列排布,计算时只考虑长度或宽度:放大后视野中的细胞数与放大倍数成反比。
(2)细胞在视野中呈充满排布状况时,计算时要考虑面积的变化:放大后视野中的细胞数与放大倍数的平方呈反比。
6.在制作临时装片时,为什么植物细胞用清水,而动物细胞用生理盐水?
提示 植物细胞有细胞壁,植物吸水后不会撑破细胞,便于观察。而动物细胞没有细胞壁,为了防止细胞失水过多影响生理活性或吸水过多而破裂,要用与细胞质浓度相同的生理盐水,以维持动物细胞的正常结构和功能的完整。
二、结果分析
1.实验结果分析:试归纳所观察的细胞在结构上的共同点,并描述它们之间的差异,分析产生差异的可能原因。
提示 这些细胞在结构上的共同点是有细胞膜、细胞质和细胞核,植物细胞还有细胞壁。各种细胞之间在形态、结构、功能上不同,这种差异和产生差异的可能原因是这些细胞的结构和功能相适应,这是个体发育过程中细胞分化产生的结果。
2.实验结论:通过观察各种各样的细胞,你能得出什么结论?
提示 细胞既有统一性,又有多样性。
3.视野模糊原因分析
(1)整个视野模糊——细准焦螺旋未调节好。
(2)视野一半清晰,一半模糊——观察材料有重叠,观察材料应薄而透明。
(3)有异物存在。
4.调节视野亮度的操作
(1)观察染色标本或高倍镜观察——光线宜强。
(2)观察无色或未染色标本或低倍镜观察——光线宜弱。
(3)视野一半暗一半亮——应调反光镜。
1.下降镜筒时,双眼要从侧面平视物镜,使之接近载玻片,但不能接触,目的是防止损坏装片或镜头。
2.换成高倍物镜前,应将观察目标移至视野中央,换上高倍物镜后只调节细准焦螺旋,而不调节粗准焦螺旋。
3.换成高倍物镜后,视野会变暗,可以放大光圈或将反光镜由平面换成凹面来调亮视野。
4.将观察目标移至视野中央时,移动的是装片,即实物,而不是物像。
5.由低倍物镜换高倍物镜时,无需提升镜筒,直接转动转换器即可。
1.如图所示是在显微镜下观察到的几种图形,若将视野1转变成视野2,则下列操作顺序中正确的是( )
①转动粗准焦螺旋 ②转动细准焦螺旋 ③转动转换器 ④向左上方移动玻片 ⑤向右下方移动玻片
A.③④①② B.⑤③②
C.④③② D.③⑤②
答案 B
解析 视野1是低倍镜下的视野,其中三角形位于右下方,物和像的位置关系相反,转换高倍物镜前,应向右下方移动玻片,使三角形移至视野中央;然后转动转换器,换上高倍物镜,调节细准焦螺旋,使物像清晰,B正确。
2.当显微镜的目镜为10×、物镜为10×时,在视野直径范围内看到一行相连的8个细胞。若目镜不变,物镜换成40×时,则在视野中可看到这行细胞中的( )
A.2个 B.4个 C.16个 D.32个
答案 A
解析 显微镜的目镜为10×、物镜为10×时,此时显微镜的放大倍数是10×10=100(倍);当目镜不变,物镜变成40×时,显微镜的放大倍数是10×40=400(倍)。显微镜的放大倍数越大,视野的范围越小,观察到的细胞数目就越少。当显微镜的放大倍数由100倍变为400倍时,放大倍数变为原来的4倍,视野的范围应变为原来的四分之一,细胞的数目也应变为原来的四分之一,所以细胞的数目为8÷4=2(个)。
3.2015年9月15日,美国科学家在《自然·通讯》报道了他们的最新研究成果,即利用超声波开启蠕虫的神经元。该技术的亮点是可以利用超声波控制蠕虫的爬行方向。现已知观察蠕虫的爬行需要利用显微镜,若在显微镜下观察到蠕虫逆时针旋转,则实际上蠕虫的旋转方向为( )
A.逆时针
B.顺时针
C.在左侧是逆时针,在右侧是顺时针
D.在左侧是顺时针,在右侧是逆时针
答案 A
解析 显微镜成倒立的像,“倒立”不是相反,是旋转180度后得到的像,即上下相反、左右相反。因此,显微镜下观察到蠕虫逆时针旋转,旋转180度后还是逆时针方向,因此实际上蠕虫的旋转方向为逆时针。
4.如图所示是用显微镜观察细胞时的几个视野,下列相关说法中错误的是( )
A.乙视野最暗,甲视野最亮
B.乙可用粗准焦螺旋
C.移动玻片才能观察到丙视野
D.观察顺序是甲→丁→丙→乙
答案 B
解析 乙的放大倍数最大,因此该视野是在高倍镜下观察到的,在高倍镜使用时不能用粗准焦螺旋,B错误。
5.用光学显微镜的一个目镜分别与物镜甲、乙进行组合,来观察口腔上皮细胞装片(如图)。下列相关说法中错误的是( )
A.甲组合视野比乙组合的视野更亮,看到的细胞数目更多
B.图1中物镜由甲转换成乙之前可使用粗准焦螺旋
C.若将图2的细胞移到视野正中央,应先将装片向右下方移动
D.制作口腔上皮细胞装片时,为防止产生气泡,首先在载玻片上滴加1滴清水,然后再盖上盖玻片
答案 D
解析 制作人口腔上皮细胞临时装片时,为防止产生气泡,应首先在载玻片上滴加1~2滴生理盐水,并且盖玻片先一边接触载玻片,然后再慢慢放下,D错误。
A组 基础对点练
题组一 高倍显微镜的使用
1.下列有关显微镜的使用,正确的是( )
A.转动转换器——换用不同放大倍数的目镜
B.调节细准焦螺旋——调节视野亮度
C.调节光圈——调节视野的大小
D.调节反光镜——调节视野的亮度
答案 D
解析 转动转换器可以换用不同放大倍数的物镜,A错误;调节细准焦螺旋可以调节视野中物像的焦距,使物像清晰,B错误;调节光圈可以调节视野的亮度,C错误;调节反光镜可以调节视野的亮度,D正确。
2.如图为在光学显微镜视野中看到的一个细胞,其细胞核位于细胞的左侧,细胞质流动方向为顺时针。则在观察的材料中,细胞核的实际位置及细胞质流动方向分别是( )
A.位于右侧;逆时针 B.位于左侧;逆时针
C.位于左侧;顺时针 D.位于右侧;顺时针
答案 D
解析 显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像,因此在光学显微镜视野中看到的一个细胞的细胞核位于细胞的左侧,则细胞核的实际位置应位于右侧;显微镜下观察的细胞质的环流方向不变,所以光学显微镜视野中看到的一个细胞的细胞质流动方向为顺时针,则该细胞的细胞质的实际流动方向就是顺时针,故选D。
3.用一台装有目镜为5×和物镜为10×的显微镜,观察一个面积为0.16平方毫米的正方形,视野中正方形的面积为( )
A.2.4平方毫米 B.8平方毫米
C.36平方毫米 D.400平方毫米
答案 D
解析 显微镜的放大倍数=目镜放大倍数×物镜的放大倍数。即此显微镜的放大倍数为5×10=50(倍),这是对边长的放大倍数。面积是0.16平方毫米的正方形的边长为:0.4毫米,边长都放大50倍后,边长为0.4×50=20(毫米),所以放大后该正方形的面积为:20×20=400(平方毫米)。
4.小芬利用显微镜观察人的血细胞,使用相同的目镜,但在两种不同放大倍率下,所呈现的视野分别为甲和乙(如图)。下列相关叙述正确的是( )
A.若使用相同的光圈,则甲比乙亮
B.在甲中所观察到的细胞,在乙中均可观察到
C.若玻片右移,则甲的影像会右移而乙的影像会左移
D.若在甲中看到模糊的影像,改换成乙就可以看到清晰的影像
答案 A
解析 显微镜使用相同的光圈时,由于甲放大倍数小,可视范围大,也就是有光的面积比乙大,所以甲比乙亮,A正确;甲放大倍数小,看到的面积大,乙中看到的只是甲中的一部分,所以在甲中所观察到的细胞,在乙中不一定能观察到,B错误;显微镜下呈现的是倒像,若玻片右移,则甲的物像和乙的物像都会左移,C错误;若在低倍镜下看到的物像模糊,则改换成高倍镜仍不能看到清晰的物像,D错误。
5.(2020·北京高一期末)利用光学显微镜观察装片,将低倍镜转换成高倍镜进一步观察时,发现视野内( )
A.细胞数目减少,体积变小,视野变暗,视野变大
B.细胞数目增多,体积变大,视野变暗,视野变小
C.细胞数目减少,体积变大,视野变暗,视野变小
D.细胞数目增多,体积变小,视野变亮,视野变大
答案 C
解析 将低倍镜转换成高倍镜进一步观察时,放大倍数增加了,所以细胞体积增加了,而细胞数目减少了,同时视野变小了、变暗了,故选C。
题组二 结果及异常情况分析
6.(2019·天津市四合庄中学高一月考)某同学用显微镜观察装片时,见视野中有甲、乙、丙三异物。为判断异物的位置,他先转动目镜,见甲异物动,然后转换物镜,甲、乙异物仍存在,而丙异物消失。据此推断甲、乙、丙三异物分别在( )
A.物镜、目镜、装片 B.目镜、物镜、装片
C.目镜、装片、物镜 D.装片、目镜、物镜
答案 C
解析 转动目镜甲动,甲在目镜上;转换物镜丙消失、乙存在,乙在装片上,丙在物镜上。
7.观察玻片标本时,若发现视野上方较暗、下方较亮,应调节( )
A.目镜 B.物镜
C.光圈 D.反光镜
答案 D
解析 视野明暗决定于光圈的大小、反光镜的平面或凹面,如果视野上方与下方光的强弱不同,则是反光镜角度不对造成的,D正确。
8.在光照明亮的教室里,用显微镜观察植物细胞时,在显微镜视野上能够清晰看到细胞,但看不清内容物。为便于观察,此时应( )
A.改用凹面反光镜,放大光圈
B.改用凹面反光镜,缩小光圈
C.改用平面反光镜,放大光圈
D.改用平面反光镜,缩小光圈
答案 D
解析 在显微镜视野上能够清晰看到细胞,但看不清内容物,说明光线过强,应该调暗视野,即换为平面反光镜、缩小光圈。
9.某同学在显微镜下观察花生子叶切片。当转动细准焦螺旋时,有一部分细胞看得清晰,另一部分细胞较模糊,最可能的原因是( )
A.反光镜未调节好 B.物镜损坏
C.细准焦螺旋未调节 D.标本切得薄厚不均匀
答案 D
解析 由题意知,在显微镜下观察花生子叶的切片,当转动细准焦螺旋时,有一部分细胞看得清晰,说明焦距调节比较准确,光线亮度适宜、显微镜的功能也完好,最可能的原因是制作标本时,切片的厚薄不均匀。
10.如图表示在低倍显微镜视野中观察到的细胞,请据图回答:
(1)图中表示的细胞________(填“是”或“不是”)人的口腔上皮细胞。
(2)调换高倍物镜观察前,要使细胞移到视野中央,应将装片向________方移动。
(3)调换高倍物镜后,物像模糊不清,这时应调节____________________。
(4)用显微镜观察某标本时,已知目镜的放大倍数为10×,物镜的放大倍数为40×,则物像的放大倍数为________。
A.长度或宽度均放大400倍
B.面积放大了400倍
C.长度或宽度放大40倍
D.标本的体积放大400倍
(5)若在显微镜下看到细胞质沿顺时针方向流动,则实际的流动方向应该是________。
答案 (1)不是 (2)右上 (3)细准焦螺旋 (4)A (5)顺时针
解析 (1)图示细胞棱角明显,表明有细胞壁,是植物细胞,不是人的口腔上皮细胞。(2)视野中细胞偏向右上方表明细胞的实际位置偏向左下方,所以要将其移向视野中央,需向右上方移动装片。(3)调换高倍物镜后,物像模糊不清,应调节细准焦螺旋。(4)物像的放大倍数的对象为长度或宽度,放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数,故长度或宽度均放大400倍,故选A。(5)显微镜观察到的是上下、左右颠倒的物像,相当于将原有物像旋转180°,因此若观察到的细胞质沿顺时针方向流动,实际的流动方向应为顺时针。
B组 综合强化练
1.(2020·北京高一期中)如图,甲图中①②表示目镜,③④表示物镜,⑤⑥表示物镜与载玻片之间的距离,乙和丙分别表示不同物镜下观察到的图像。下列描述正确的是( )
A.观察物像丙时应选用甲中①④⑥组合
B.从图中的乙转为丙,正确的调节顺序为转动转换器→调节光圈→移动装片→转动细准焦螺旋
C.若丙是乙放大10倍后的物像,则细胞的面积增大为原来的10倍
D.若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞,从图中的乙转为丙时,应向右上方移动装片
答案 D
解析 分析题意可知,丙是在高倍镜下观察的图像,应该选择②③⑤组合,A错误;从图中的乙转为丙,正确的调节顺序为移动装片→转动转换器→调节光圈→转动细准焦螺旋,B错误;若丙是乙放大10倍后的物像,则细胞的长度或宽度增大为原来的10倍,C错误;显微镜成像为倒像,若丙图观察到的细胞是位于乙图右上方的细胞,从图中的乙转为丙时,应向右上方移动装片,D正确。
2.观察植物细胞装片时,在低倍镜下视野明亮,物像清晰,但换成高倍镜后,物像不见了。导致该现象的可能原因是( )
A.在低倍镜下,没有移动装片使物像在视野的中央
B.没有调节反光镜
C.没有调节粗准焦螺旋
D.没有调节光圈
答案 A
解析 利用低倍镜观察时,若物像不在视野中央,则换上高倍镜后,由于视野变小,很可能观察不到物像;如果没有调节反光镜,会出现视野暗,不清晰,不会找不到物像;换成高倍镜后,只能调节细准焦螺旋,没有调节粗准焦螺旋不会使物像消失;没有调节光圈只会使视野变暗,不会导致物像消失。故选A。
3.使用普通光学显微镜观察水中微生物时,若发现视野中微生物向图1箭头所示方向游走,要使其保持在视野中央,则应该把装片向图2所示的哪个方向移动( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
答案 C
解析 显微镜中所成的像是倒立的,题中微生物的物像移动方向是左下方,实际是游向右上方,所以应把装片向左下方移动,才能使物像保持在视野中央,故选C。
4.制作黑藻叶片临时装片的正确顺序是( )
①用滴管在载坡片的中央滴一滴清水 ②用干净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭干净 ③取黑藻叶片 ④用镊子夹住一块盖玻片的边缘,将它的一侧先接触水滴,然后轻轻放平 ⑤把黑藻叶片放在载玻片中央的水滴中
A.②①④③⑤ B.②①③⑤④
C.①②③⑤④ D.②①⑤④③
答案 B
解析 制作黑藻叶片临时装片的正确顺序依次是②用干净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭干净;①用滴管在载坡片的中央滴一滴清水;③取黑藻叶片;⑤把黑藻叶片放在载玻片中央的水滴中;④用镊子夹住一块盖玻片的边缘,将它的一侧先接触水滴,然后轻轻放平。故B项正确。
5.下列有关显微镜的使用,说法正确的是( )
A.在塑料薄膜上用笔写下“9>6”,在显微镜视野中观察到的图像应是“9<6”
B.若转换高倍物镜观察,需先升高镜筒,以免镜头碰坏装片
C.视野中有一异物,若移动装片和转动目镜后异物仍不动,则异物位于反光镜上
D.放大100倍时观察到视野被相连的64个细胞所充满,则放大400倍后视野中可观察到的细胞大约有16个
答案 A
解析 在塑料薄膜上用笔写下“9>6”,由于显微镜下呈现的是倒立的虚像,在显微镜视野中观察到的图像应是“9<6”,A正确;若转换高倍物镜观察时,只需调节细准焦螺旋,不需要升高镜筒,B错误;视野中有一异物,若移动装片和转动目镜后异物仍不动,则异物最可能位于物镜上,C错误;放大100倍时观察到视野被相连的64个细胞所充满,则放大400倍后视野中可观察到的细胞大约有=64÷16=4(个),D错误。
6.下列关于高倍物镜使用的叙述,正确的是( )
A.在低倍镜下找到叶片细胞,即可换上高倍物镜
B.为了使高倍镜下的视野亮一些,可使用最大的光圈或凹面反光镜
C.换用高倍物镜后,必须先用粗准焦螺旋调焦,再用细准焦螺旋调至物像最清晰
D.因为黑藻叶片大,在高倍镜下容易找到,所以可以直接使用高倍物镜观察
答案 B
解析 显微镜使用中,必须先用低倍镜观察,找到所需观察的目标,将其移至视野中央,再改用高倍物镜仔细观察,A错误;高倍镜相对于低倍镜放大倍数大,但视野小亮度低,所以应使用大光圈或凹面反光镜提高视野亮度,B正确;换用高倍物镜后,因为粗准焦螺旋会使镜筒大幅度升降且高倍物镜镜头较长,稍不注意就会压坏玻片标本并污染高倍物镜,所以不能再动粗准焦螺旋,只需用细准焦螺旋进行微调,使物像清晰,C错误;应该先在低倍镜下找到物像,才能换高倍物镜观察,D错误。
7.若用一显微镜观察同一标本4次,每次仅调整目镜或物镜和细准焦螺旋,结果如下图。
(1)已知观察该标本时所用的镜头如下图,目镜标有5×和10×,物镜标有10×和40×。
请从上图中找出与图像c、d对应的镜头组合:c:________;d:________。
(2)选择组合②④,则所观察到的物像是实际物体的________倍,这个放大倍数是指_______(填“长度或宽度”“面积”或“体积”)的放大倍数。若此时视野中观察到的细胞为160个(充满视野排布),则换为②③组合后,视野中观察到的细胞约为______个。
(3)在使用显微镜的过程中,调光和观察时操作者的两眼应________。
A.左眼注视目镜,右眼闭着
B.右眼注视目镜,左眼闭着
C.左眼注视目镜,右眼睁着
D.右眼注视目镜,左眼睁着
(4)某同学依次进行了下列观察操作:a.放置好装片;b.用左眼注视目镜视野;c.转动粗准焦螺旋至看到物像;d.转动细准焦螺旋调至物像清晰。请指出上述操作的不当之处,并补充说明。
答案 (1)②③ ①④ (2)100 长度或宽度 10 (3)C (4)在a之前应首先对光:转动转换器,使低倍镜对准通光孔。选一较大的光圈对准通光孔,左眼注视目镜,转动反光镜,使光线通过通光孔,通过目镜可以看到明亮的视野;在b之前应当首先转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓下降,眼睛注视物镜镜头和装片之间的距离,以免物镜和装片相撞,直至物镜接近装片为止。
8.下图是显微镜的结构示意图,请据图回答下列问题:
(1)如果8上安置的两个物镜标有40×和10×,目镜6上标有10×,那么根据图中物镜的安放状态,所观察到物像的面积是物体的________倍。
(2)如果载玻片上写着一个“p”,那么视野中看到的将是________。
(3)用4台显微镜观察水绵细胞,在相同环境中,若视野的明暗程度相仿,反光镜的选用一致,则遮光器的光圈最小的一台是________。
A.目镜15×和物镜45×
B.目镜15×和物镜10×
C.目镜5×和物镜10×
D.目镜5×和物镜45×
答案 (1)10 000 (2)d (3)C项目
目镜长度
物镜长度
物镜与玻片的距离
细胞数目
细胞大小
视野范围
视野亮度
放大倍数低
长
短
远
多
小
大
亮
放大倍数高
短
长
近
少
大
小
暗
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