江苏专用 苏教版生物七年级上《单细胞生物》素材.doc

1、第三节 单细胞生物资料 4-3-1 追踪记录单细胞生物的生命过程资料 4-3-2 聪明的单细胞生物是穿越迷宫高手资料 4-3-3 火星陨石中有单细胞生物石化残余吗？资料 4-3-4 蓝藻的出现资料 4-3-5 大变形虫资料 4-3-6 眼虫资料 4-3-7 草履虫对外在刺激的反应资料 4-3-8 污水中微生物种类变化与净化的关系资料 4-3-1 追踪记录单细胞生物的生命过程 来源:xYzKw.Com大肠杆菌分裂成一模一样的细胞，使人认为它可能是不死的。细菌不会有白发和皱纹，但它们也会变老。科学家用照相机追踪大肠杆菌的生长，揭示了其生命各个阶段的模样。这将有助于研究与衰老有关的分子机制。 研究细

2、胞中的衰老过程时，研究者着眼于两个关键特征：不对称的细胞分裂，以及生命周期中准备进行复制的阶段（或者说童年，如果你高兴的话） 。法国巴黎的 INSERM 医疗研究所的微生物学家 Eric Stewart 说：“曾有人提出，这两个特征是（导致）衰老的主要组成部分。 ” 然而大肠杆菌（Escherichia coli）两者都不具备。这种单细胞生物分裂为两个看上去完全一样的子细胞，后者又继续如此分裂。因此许多科学家相信，它和类似的一些细菌是永生的。 大肠杆菌看上去完全对称的分裂，使得人们很难追踪同一细菌的生命周期。Stewart 及其同事每两分钟给一群矩形的大肠杆菌细胞拍一次照，解决了这个问题。他们

3、的完整记录包括了 3.5 万个以上的细胞。在实验室里，大肠杆菌每半小时繁殖一代。一个特制的计算机程序被用于分析这些照片，辨别并追踪每个细菌的末端。 / 72大肠杆菌从中央开始分裂，使每个子代细胞都有一个新产生的末端。但细胞的另一末端则承继自母亲、祖母或更远的祖先。 研究小组在 PLoS Biology 杂志上报告说，继承了较老的末端的细菌，繁殖速率比其它细菌要慢 1%左右。Stewart 小组未能跟踪细菌到其死亡的时刻，因为 10 代之后，培养皿里的细菌就太多、无法区分单个细菌了。研究者们现在的目标是，寻找这种繁殖变慢现象背后的机制。 监测模型 ：非对称分裂的单细胞生物如酵母、新月柄杆菌（Ca

4、ulobacter crescentus） ，最近也被发现在变老时会分裂得慢些。发现观测细菌生命过程的方法，将帮助我们了解控制人类衰老的基因。 伊利诺伊州北方中央学院（North Central College）的生物学家 Jonathan Visick 说：“细菌和其它单细胞生物在传统上被认为不是研究衰老的好对象，因为我们无法从单个细胞上观察到衰老的过程。 ” 他说：“这是一个从前未曾有过的新实验方法，这就是此项发现的意义。 ”资料 4-3-2 聪明的单细胞生物是穿越迷宫高手 日本理化研究所的科学家们通过实验发现，单细胞生物黏菌有能力在迷宫中找到最佳的行动路线。 黏菌是一种兼具植物和动物特征

5、的大型单细胞微生物，其身体能够变形蠕动。据说，植物学家把它列入黏菌类，动物学家把它划入菌虫类，而微生物学家则将它归到变形菌纲。据理化研究所科学家中垣俊之说，粘菌虽是一种单细胞生物，但是它很“ 聪明”。实验结果表明，将这种低级生物放在用琼脂做的迷宫里，并在出口处放置诱饵，黏菌会在迷宫中沿着最短路线变形蠕动并最终到达出口处。 科学家们认为，单细胞生物黏菌的这种自动寻找最优化行动方案的功能，有可能被应用到制造并行处理型计算机上。资料 4-3-3 火星陨石中有单细胞生物石化残余吗？两名美国科学家最近指出，陨石的某些细微结构过去一度被认为是原始微生物的化石残余，实际上只是无生命蛋白石化团粒。由虚构纳米微

6、生物印迹组成的微结构典型大小直径为 50200 纳米，是在某些沉积岩中被发现的，甚至在南极几年前发现的编号为 ALH84001 火星陨石（已证明它源自火星）中也发现了类似的结构，从而再次激发了人们谈论火星上是否存在生命的话题。争论焦点在于，这些微结构是否是单细胞生物的石化残余，单细胞生物的大小要比现代最小的微生物小 10 倍。 印第安纳州立大学的尤根希贝尔和得克萨斯大学的戈瓦尔德阿尔诺特博士声称，他们成功地查明：直径为 40120 纳米的球形蛋白团粒是有机物质落入像形成沉积岩这样的介质中产生的。这一结果与 1998 年美国国家科学院召集的科学家小组的结论相同，该科学家小组旨在仔细研究有争议的纳

7、米微生物，当时作出的结论是，直径不超过 200 纳米的微生物没有生命力。 希贝尔和阿尔诺特博士曾将豆荚、乌贼和牛肉碎块埋入从水系底部采集的泥沙中，并移入在自然条件下会参与反应的各种微生物群落，然后将样品保存在水池的淤泥下。在随后的两周内研究人员定期在显微镜下研究样品，他们发现，样品表面覆盖有一层有机物球形微粒。或许，球形微粒是因为酶作用于蛋白纤维并迫使它们收缩而形成的，这样的“纳米小球”会在蛋白纤维完全分解之前发生矿化，其形成过程只会在开始分解几周之后才开始。 很可能，在地球早期历史中随着单细胞生物的出现，一切均以现在观察到的化石形式结束。希贝尔和阿尔诺特博士指出，“沉积岩中大多数这类结构都是

8、以这种方式形成的，并且类似 ALH84001 火星陨石中微结构的产生仍然是一个有争议的问题。”资料 4-3-4 蓝藻的出现距今约 32 亿年前，在原始海洋里，已经出现了细菌和简单藻类的单细胞生物。如至今还广泛生活的蓝藻，仍然保留着当初那种原核生物状态。蓝藻的出现，几乎是一件和生命出现同等重要的大事。因为它居然能够吸收阳光，利用太阳能把溶解在海水里的化学物质变成食物。换句话说，蓝藻的/ 74细胞里含有叶绿素，能够进行光合作用，合成蛋白质，放出氧气。 到距今 1813 亿年前这一段时间里，出现了有细胞核的真核生物-绿藻等。以后接着又有了红藻、褐藻、金藻，它们组成了绚丽多彩的藻类世界。真核生物的出现

9、，预示着一个熙熙攘攘的生命大繁荣时期即将到来。资料 4-3-5 大变形虫变形虫属于原生动物，大种，但直径也仅有大约变形虫是变形虫中最大的一 200600 微米。它的分布很广，生活在清水池塘或在水流缓慢藻类较多的浅水中，通常在浸没于水中的植物上就可找到。活的大变形虫的体形在不断地改变着，但里面的结构却比较简单。它的体表为一层极薄的质膜。在质膜的下面没有颗粒、均质透明的一层为外质，在外质的里面为流动的内质，内具有颗粒，其中有扁盘形的细胞核、伸缩泡、食物泡以及处在不同消化程度的食物颗粒等。内质又可以再分为两部分，处在外层的相对固态的称为凝胶质，在其内部呈液态的称为溶胶质。大变形虫在运动时，由体表任何

10、部位都可形成临时性的细胞质突起，称为伪足，是变形虫的临时运动器。伪足形成时，外质向外凸出呈指状，内质流入其中，即溶胶质向运动的方向流动，流动到临时的突起前端后，又向外分开，接着又变为凝胶质，同时后边的凝胶质又转变为溶胶质，不断地向前流动，这样虫体不断向伪足伸出的方向移动。这种运动方式被称为变形运动。伪足不仅是大变形虫的运动器，也有摄食的作用。它主要以单胞藻类、小的原生动物等为食。当碰到食物时，大变形虫就伸出伪足进行包围，随着食物也会带进一些水分，形成食物泡，与质膜脱离后就进入内质中，并随着内质流动。食物泡和细胞内的溶酶体融合，由溶酶体所含的各种水解酶消化食物，整个消化过程均在食物泡内进行。已经

11、消化的食物进入周围的细胞质中；不能消化的物质，就随着变形虫的前进，则相对地留于后端，最后通过质膜排出体外，这种现象称为排遗。大变形虫除了能吞噬固体食物外，还能摄取一些液体物质，这种现象很象饮水一样，因此称为胞饮作用。有趣的是，胞饮作用必须有某些物质诱导才能发生，它在纯水中、在糖和其他碳水化合物溶液中都不发生胞饮作用，而在具有蛋白质、氨基酸或某些盐类的就发生胞饮作用。大变形虫和其他动物一样需要和利用能量、进行呼吸作用。它的呼吸作用所摄入的氧和排出的二氧化碳都是通过体表来进行。当大变形虫长到一定大小时，就会进行二分裂繁殖，分化成二个大变形虫。这个过程是典型的有丝分裂，一般条件下大约进行 30 分钟

12、。在分裂过程中，体形变圆，有很多小伪足，中期时核膜消失，体伸长，然后分裂，分成两个子细胞。在一般条件下，大变形虫大约需要 3 天达到其再分裂的大小。来源:学优中考网 xYzkw大变形虫结构简单、容易培养，是研究生命科学的重要实验材料。用它做的实验非常多，对探讨一些生命的基本问题是很有用的。资料 4-3-6 眼虫眼虫的植物体为单细胞，外有坚固的周皮，顶端凹处有一胞口，口下有管状的胞咽，基底则为一呈小胞状的贮存泡，自细胞口至贮存泡为止的管道，就是食管。从贮蓄泡之基底长出 1-2 条鞭毛，其基部具有小颗粒之毛基体。鞭毛是由一或二条中纤维轴，外包于一鞘层之内而构成，其长鞭毛属于栉(梳)型。细胞口至贮蓄

13、泡之间，在一侧面有眼点和伸缩泡。眼点有感光的功用，由许多颗粒聚集在一个无色的凸凹模型内。靠近眼点的鞭毛上，有一膨胀部分，即鞭毛瘤，对光非常敏感，而眼点则对其有感光保护作用，以避免光线射到鞭毛之膨胀部分。眼点在细胞分裂时，亦是一分为二，由此可知其为已存在而非新生。伸缩泡接近贮蓄泡，且与之相连。伸缩泡因废物之排出而常见消失，代之而来的则是液泡(vacuole) ，由此知伸缩泡是来自液泡。眼虫的体内有圆板形、薄板形或星形的色素体，所含的色素有叶绿素 a 和 b，类胡萝卜素及叶黄素等，每色素体中藏有一淀粉核。眼虫的叶绿体为叶绿体内质网所围绕，其中的叶绿饼由 3 层的叶绿层所迭成。眼虫体内有明显的核，核

14、的中心有明显的内体，在核的附近有连接核与毛基体的纤维状构造，称为根索，其靠近核的一端有一小颗粒，称为根索粒。除/ 76此之外，眼虫细胞内尚有粒腺体、液泡、高尔基质和黏液体等。1.眼虫的生殖眼虫的生活史可有三个时期，即鞭毛时期、胞囊时期及不定群体时期。不过不定群体时期并非所有眼虫类有之。眼虫之生殖，以无性之二纵分裂为主，并发生于鞭毛时期。所谓二纵分裂，就是在体分裂之前，先由核及其中的内体，按照普通之核分裂方法，包括经过前期、中期、后期及末期等次序，最后体亦随之纵向分为两半而完成两个子个体。除上述纵分生殖外，眼虫又能产生细胞壁薄之胞囊(cyst)来繁殖。胞囊之型式有分裂胞囊、休止胞囊及保护胞囊等。

15、保护胞囊其内为单细胞，具有较厚壁，分裂胞囊内有多细胞或单细胞，囊壁颇薄，休止胞囊的壁颇厚，细胞尚具鞭毛且可在囊内活动。眼虫的有性生殖，虽亦有事实的报导，但详细情形仍未完全明朗。2.眼虫的生理生态眼虫依栖息环境的不同，其生理大有差异。一般水里的眼虫都利用其叶绿素来营光合作用。眼虫所含胡萝卜素之主要者，则为 -胡萝卜素，其它尚有花黄素，青绿素，新黄素及玉米黄素等。和光合作用有关的色素，在眼虫类是以叶绿素 b 为主。眼虫营光合作用，其同化产物为油脂与眼虫淀粉。后者在淀粉核之表面形成，然后自核面分离出来。所谓眼虫淀粉是一种高分子的醣类，不为碘液或氧化锌染色，可溶于浓硫酸和氢氧化钾，可水解为葡萄糖。主要

16、的油脂为麦角醇。眼虫种类中当然也有不具光合成色素而完全要靠有机营养而生存者。在不含叶绿素而专营有机营养而生活者，则全赖有机化合物为碳素的来源。眼虫高速度的鞭毛运动，即鞭毛自基部开始渐次旋动，使水成波而向顶端推进。除泳动之外，尚有作滑行或匍匐运动者。3.眼虫的分布眼虫每多量存在于富含有机物质的淡水，例如湖沼和池塘内，因为其含量特多，每使淡水变色，例如扁眼虫使水变绿以及糙皮藻使水变成黄褐色等，特别是在水温较高时更是如此。眼虫的分布以淡水为主，但在河堤、海湾湿土或含盐沼泽中亦有之，此外在其它藻类体上、植物碎片、及小甲壳类的体上亦能见到。至于营有机性的种类则多见之于下水道的水内。资料 4-3-7 草履

17、虫对外在刺激的反应 草履虫虽然没有脑，可是却能远离不喜欢的环境，而聚集在喜欢的地方。这种行为可用下列的方法查看。来源:学优中考网对空气、重力等：草履虫不喜欢待在压力高的地方，喜欢空气流通的地方，因此不会聚集在甲处碰到物体的反应：喜欢在物体的周围，因此会聚集在棉花附近对电的反应：利用电极，就可以看出他喜欢移向阴极来源:学优中考网 xYzkw对热的反应：性喜温度适中的地方资料 4-3-8 污水中微生物种类变化与净化的关系来源: 学优中考网污水中生活的微生物，由极为适应于污水的多种微生物类群组成。它们在污水中的生物膜上或活性泥中形成一个小的生态系统和食物链的缩影。食物链中的每一步都有一部分有机物被转

18、变为 CO2，使污水逐渐得到净化。活性污泥中主要有细菌，还有酵母菌、霉菌、单细胞藻类等。此外，还有大量原生动物和少数后生动物。当然，污水性质和污染程度的不同，微生物种类和数量会有很大差别。单细胞生物可以作为指示生物鉴定污水的污染程度。如草履虫等大量出现于受重污染和有机物很多的水中，在中度污染和有机物较多的水中，原生动物种类及数量最多，清彻有机物很少的水则种类也少。污水中原生动物的种类和数量与生物处理的效果有着密切关系，故又可作为污水处理的指示生物，进行处理效果的预报。一般说来,游动鞭毛虫类或自由生活的纤毛虫类占较大优势时，往往说明净化效果较差或废水处于培育活性污/ 78泥初期。当发现有固定纤毛虫类时，活性污泥已经形成。轮虫对水有自净作用。如活性污泥中有大量轮虫和多种纤毛虫出现，说明净化度较高，污水处理效果好。