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第一节
细胞是生命活动的基本单位
问题探讨
大熊猫和冷箭竹形态迥异,但它们生命活动的基本单位都是细胞。
答案:
1.将大熊猫和冷箭竹的几种器官、组织制作成临时装片,放在显微镜下观察,看它们是否都由细胞构成;查找相关文献。
讨论:
如果让你提供证据说明大熊猫和冷箭竹都是由细胞构成的,你将如何获取和提供证据?
科学家 主要工作 贡献 不足
维萨里(比利时)
比夏(法国)
罗伯特·虎克(英国)
列文虎克(荷兰)
马尔比基(意大利)
施莱登(德国)
施旺(德国) 耐格里(德国)
魏尔肖(德国)
(一)建立过程(3min阅读P3-4资料,完成下列表格)
一、细胞学说及其建立过程
科学家 主要工作 贡献 不足
维萨里 (比利时) 进行大量的尸体解剖研究,发表《人体构造》 揭示了人体在器官水平的结构 未深入到细胞水平
比夏 (法国) 对器官进行解剖观察 器官由低一层次的结构——组织构成 未深入到细胞水平
罗伯特·虎克 (英国) 用显微镜观察植物的木栓组织 用显微镜发现并命名了细胞 观察的是死细胞
列文虎克 (荷兰) 用自制的显微镜观察到不同细胞的细菌、红细胞和精子等 用显微镜观察了活细胞 未上升到理论
一、细胞学说及其建立过程
1、建立过程:
进行大量的尸体解剖研究,发表《人体构造》 揭示了人体在器官水平的结构 未深入到细胞水平
对器官进行解剖观察 器官由低一层次的结构——组织构成 未深入到细胞水平
用显微镜观察植物的木栓组织 用显微镜发现并命名了细胞 观察的是死细胞
用自制的显微镜观察到不同细胞的细菌、红细胞和精子等 用显微镜观察了活细胞 未上升到理论
科学家 主要工作 贡献 不足
马尔比基 (意大利) 用显微镜广泛观察了动植物的微细结构(如细胞壁和细胞质) 用显微镜广泛观察了动植物的微细结构 未用“细胞”来描述其发现,也未进一步考虑生物体结构的统一性
施莱登 (德国) 对花粉、胚珠和柱头组织进行观察 提出植物细胞学说 建立了细胞学说 未搞清细胞来源的过程
施旺 (德国) 研究了动物细胞的形成机理和个体发育过程 提出动物细胞学说 耐格里 (德国) 用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成 发现新细胞的产生是细胞分裂的结果 未上升到理论
魏尔肖 (德国) 总结出细胞通过分裂产生新细胞 未考虑非细胞结构生命的繁殖
用显微镜广泛观察了动植物的微细结构(如细胞壁和细胞质) 用显微镜广泛观察了动植物的微细结构 未用“细胞”来描述其发现,也未进一步考虑生物体结构的统一性
对花粉、胚珠和柱头组织进行观察 提出植物细胞学说
研究了动物细胞的形成机理和个体发育过程 提出动物细胞学说
建立了细胞学说 未搞清细胞来源的过程
用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成 发现新细胞的产生是细胞分裂的结果 未上升到理论
总结出细胞通过分裂产生新细胞 未考虑非细胞结构生命的繁殖
施莱登和施旺只是观察了部分动植物细胞的组织,却归纳出“所有的动植物都是由细胞构成的”。这一结论可信吗?为什么?这一结论对生物学研究有什么意义?
可信;揭示了动植物的个体与细胞的内在规律性联系,这样的科学归纳比一般的不完全归纳更可信;阐述了植物和动物在结构上的一致性,突破了植物学和动物学之间的壁垒,也推动了人们对细胞深入地开展研究。
一、细胞学说及其建立过程
通过分析细胞学说建立的过程,你领悟到科学发现具有那些特点?
(1)科学发展需要从观察入手;
(2)科学发现的过程离不开技术的支持;
(3)科学理论的形成需要观察与归纳概括的结合;
(4)科学学说的建立是一个不断修正和发展的过程。
科学方法:归纳法
完全
归纳法
不完全
归纳法
所有类型的植物细胞都有细胞核
部分植物细胞都有细胞核
完全
归纳法
不完全
归纳法
结论:植物细胞都有细胞核
一、细胞学说及其建立过程
科学家是如何通过获得证据来说明动植物体由细胞构成这一结论的?
通过对动植物体的解剖和显微观察获得证据,通过归纳概括形成结论。
一、细胞学说及其建立过程
施旺
施莱登
2、建立者:
3、基本内容:
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 新细胞是由老细胞分裂产生的。
施莱登 施旺
一、细胞学说及其建立过程
4、细胞学说的意义
① 揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性;
② 打破了植物学和动物学之间的壁垒,使解剖学、生理学、胚胎学等学科获得了共同的基础,催生了生物学走向统一;
③ 使生物学的研究从器官、组织水平进入细胞水平;
④ 细胞学说中细胞分裂产生新细胞的结论,不仅解释了个体发育,也为后面学习和理解进化论奠定了一定的基础。
1、下列关于细胞学说的叙述正确的是( )
细胞学说主要揭示了生物界的统一性和细胞的多样性
细胞学说解释了“细胞为什么要产生新细胞”
在细胞学说建立过程中,电子显微镜发挥了重要作用
细胞学说的建立经历了器官、组织、细胞等水平的认知过程
2、下列关于细胞学说的叙述正确的是( )
施莱登和施旺运用完全归纳法提出了“所有的动植物都是由细胞构成的”观点
细胞学说阐明了一切生物都由细胞构成
细胞学说使人们对生命的认识从细胞水平进入分子水平
新细胞是由老细胞分裂产生的,暗示了人体内的每个细胞都凝聚着漫长的进化史
D
D
没有解释
光学显微镜
不完全归纳法
一切动植物都由细胞构成(病毒无细胞结构,但属于生物)
使研究进入细胞水平,并未达到分子水平
细胞学说的2个“统一性”
① 动物和植物的统一性
② 生物界的同一性
细胞学说的3个“未涉及”
① 未涉及原核细胞
② 未涉及病毒
③ 未涉及生物活细胞间的差异性(多样性)
及时反馈
观察·思考
例1:病毒的生活和繁殖
病毒是一种什么样的生物?
病毒具有怎么样的结构?是怎样生活和繁殖的?
如果离开了活细胞,病毒能够长期生活和繁殖吗?
病毒无细胞结构,一般由蛋白质与核酸组成;
病毒不能独立进行生命活动,只能在活细胞内寄生,利用活细胞中的物质完成各项生病活动,其生命活动离不开细胞。
病毒的生活离不开细胞
例2:草履虫的运动和分裂
草履虫是单细胞生物还是多细胞生物?
单细胞生物能够独立生活,也具有生命活动的基本特征,这些基本特征是什么?
单细胞生物:一个细胞就是一个个体,单个细胞能够独立完成生命活动,如草履虫、变形虫等。单细胞生物依赖单个细胞完成摄食、呼吸、生长、应激性、运动、分裂等生命活动。
单细胞生物的生命活动离不开细胞
观察·思考
观察·思考
例3:反射
完成一个简单的缩手反射,至少需要哪些细胞的参与?
我们现在的学习活动又有哪些细胞参与?
完成一个简单的缩手反射需要多个细胞的参与,如神经细胞,骨骼肌细胞,皮肤细胞等;
人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与,多系统相互协作,才能完成学习活动。
多细胞生物:依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成一系列复杂的生命活动。
多细胞生物的生命活动离不开细胞
生物种类 举例 与细胞的关系 结论
非细胞 生物 病毒 HIV、SARS病毒 生命活动在活细胞内完成, 离开活细胞不能独立生活 细胞是生命活动的基本单位,生命活动离不开细胞
细胞 生物 单细胞 生物 细菌、草履虫、变形虫 单个细胞能完成各种生命活动, 一个细胞即为一个个体 多细胞 生物 许多动物、植物 依赖各种分化的细胞密切合作, 共同完成一系列复杂的生命活动 二、细胞是基本的生命系统
1、生命活动与细胞的关系
结构
功能
决定
细胞是一个由各种组分互相配合而形成的复杂的系统
HIV、SARS病毒
生命活动在活细胞内完成,
离开活细胞不能独立生活
细菌、草履虫、变形虫
单个细胞能完成各种生命活动,
一个细胞即为一个个体
许多动物、植物
依赖各种分化的细胞密切合作,
共同完成一系列复杂的生命活动
细胞是生命活动的基本单位,生命活动离不开细胞
细胞是一个由各种组分相互配合而组成的复杂的系统。
细胞能完成生命活动,是一个生命系统。
不同生物的生命系统的结构层次是如何的?
多种多样的生命系统
指彼此间相互作用、相互依赖的组分,有规律地结合,而形成的整体(P5)
可完成一定生命活动的系统
二、细胞是基本的生命系统
讨论:圈出冷箭竹(植物)、大熊猫(动物)从小到大的生命系统层次
并比较二者的不同处
冷箭竹(植物):
大熊猫(动物):
细胞
生物圈
组织
器官
个体
种群
群落
生态系统
细胞
生物圈
组织
器官
个体
种群
群落
生态系统
系统
没有系统层次
草履虫(单细胞生物):
细胞
生物圈
(个体)
种群
群落
生态系统
既属于细胞,也属于个体层次,其间没有组织、器官、系统层次
2、生命系统的结构层次
除病毒外,细胞是生物体结构和功能的基本单位
①细胞
②组织
由结构和功能相同的细胞联合在一起的细胞群
细胞是最基本(最小)的生命系统
[温故知新]
请说出植物体有哪些组织?
请说出动物体有哪些组织?
植物五大组织:保护、输导(导管、筛管)、营养、机械、分生(形成层)组织
动物四大组织:结缔(血液)、肌肉(骨骼肌、心肌、平滑肌)、上皮(胃黏膜)、神经组织
二、细胞是基本的生命系统
2、生命系统的结构层次
③器官
不同组织按一定的次序结合完成一定功能的结构
[温故知新]
请说出植物体有哪些器官?
请说出动物体有哪些器官?
植物六大器官:营养器官(根、茎、叶)、生殖器官(花、果实、种子)
动物器官:感觉器官(眼、耳、鼻、舌)、内脏器官(心、肝、脾、胃、肾)、皮肤
二、细胞是基本的生命系统
2、生命系统的结构层次
④系统
不同器官紧密联系完成某些生理功能的结构
植物无系统这一结构层次
免
疫
系
统
二、细胞是基本的生命系统
2、生命系统的结构层次
⑤个体
能完成复杂的生命活动的单个生物
单细胞生物既属于细胞层次,又是个体层次
冷箭竹
大熊猫
草履虫
二、细胞是基本的生命系统
2、生命系统的结构层次
在一定自然范围内,同种生物所有个体形成的一个整体
在一定自然区域内,所有的种群组成一个群落
以下描述是种群?群落?
①一个池塘中全部的鲫鱼:( )
②一个池塘中的全部的雄性鲫鱼:( )
③北京密云水库的鲫鱼和湘江的鲫鱼:( )
④一个池塘所有的鱼:( )
⑤一个池塘所有的鱼和草:( )
⑥一个池塘所有的动物和植物:( )
⑦一个池塘中全部生物:( )
都不是
种群
都不是
群落
⑥种群
⑦群落
判断三要素:同地、同种、全部
★
判断要素:全部生物(即所有植物、动物、微生物)
★
都不是
都不是
都不是
二、细胞是基本的生命系统
⑧生态系统
群落与无机环境相互作用而形成统一整体
⑨ 生物圈
由地球上所有的生物和生物生活的无机环境共同构成
最大的生态(生命)系统
判断:
一个池塘
一片草地
一条小溪
一座山
整个地球?
思考:生命系统包括非生命物质吗?
包括。因为包括生态系统和生物圈,二者包括群落和无机环境
二、细胞是基本的生命系统
2、生命系统的结构层次
单细胞生物
植物
动物
植物+动物+微生物
2、生命系统的结构层次
二、细胞是基本的生命系统
细胞
组织
器官
系统
个体
分化
组成
组成
组成
个体
种群
组成
同种生物全部个体
群落
组成
所有种群
生态系统
组成
+无机环境
生物圈
最大生态系统
高等多细胞生物个体的发育历程;
生物的进化历程(单细胞生物进化到多细胞生物)
生物与生物之间关系
生物与环境之间关系
在自然界,生物个体都不是单独存在的,而是与其他同种和不同种的个体以及无机环境相互依赖、相互影响的。
二、细胞是基本的生命系统
2、生命系统的结构层次
二、细胞是基本的生命系统
3、生命系统结构层次的联系
无论从结构还是功能来看,细胞这个生命系统都属于最基本的层次。各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的,就连生态系统的能量流动和物质循环也不例外。
P8
1.判断下列事实或证据是否支持细胞是生命活动的基本单位。
(1)草履虫是单细胞生物,能进行运动和分裂。( )
(2)人体发育离不开细胞的分裂和分化。( )
(3)离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧。( )
(4)用手抓握物体需要一系列神经细胞和肌肉细胞的协调配合。 ( )
2.下列叙述与细胞学说不相符的是( )
A.植物和动物都是由细胞构成的,这反映了生物界的统一性
B.植物和动物有着共同的结构基础
C.人体每个细胞都能单独完成各项生命活动
D.新细胞是通过已存在的细胞分裂产生的
C
叶绿体是细胞器不是细胞
特定
练习与应用
P8
练习与应用
(1)在两张切片的图像中,尽可能多地写出你认识的细胞的名称以及它们可能的功能
角质细胞(保护作用)
上皮组织细胞
结缔组织细胞
——上表皮细胞(保护作用)
——下表皮细胞(保护作用)
气孔(控制水分和气体进出)
两个保卫细胞组成
——栅栏组织
——海绵组织
叶肉细胞
(光合作用)
叶脉
导管细胞(死细胞):运输水和无机盐
筛管细胞(活细胞):运输有机物
(2)找出比较完整的、典型的动物、植物细胞,描述它们的共同点和区别
P8
练习与应用
共同点:有细胞膜、细胞质和细胞核
区别:植物细胞有细胞壁、液泡,有些植物细胞还有叶绿体
(3)为什么把人体皮肤和迎春叶都称为器官?
因为它们都是由多种组织构成的,并能行使一定的功能。
由上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织共同构成,有保护、感受环境刺激等功能
由保护组织(表皮)、营养组织、机械组织和输导组织等构成,有进行光合作用、运输营养物质等功能。
二、拓展应用
1.某同学在显微镜下观察了菠菜、天竺葵、柳树叶片中的叶肉细胞,发现这些叶肉细胞中都有叶绿体,于是得出了植物叶肉细胞都有叶绿体的结论。他得出这个结论应用了不完全归纳法。你还能列举不完全归纳法其他应用的例子吗?在使用这种方法时,要注意什么问题?
要审慎地接受所得出的结论,归纳时需要注意抓住所归纳对象的本质特征。
P8
练习与应用
二、拓展应用
2.病毒没有细胞结构,一般由核酸和蛋白质组成。但是,病毒的生活离不开细胞,请查阅资料,说明病毒的生活为什么离不开细胞。
病毒尽管没有细胞的结构,但病毒必须寄生在活细胞中生活,依靠细胞中的物质来合成自己需要的物质,离开了细胞,病毒就不能长时间生存,因此说,病毒的生活是离不开细胞的。
P8
练习与应用
3. 如果“新细胞都是从老细胞中产生的”不成立,细胞一直可以从无机环境中自然发生,生物进化的观点还能被人们普遍接受吗?
请用自己的语言简要阐述细胞学说是否支持生物进化的观点。
不能
一切动植物都是由细胞发育而来的,并由细胞和细胞产物所构成,说明动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性,这也支持生物有着共同起源的观点。