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第一章 第1节 细胞是生命活动的基本单位
图中大熊猫和冷箭竹在个体水平上形态迥异,但它们的基本单位都是细胞。
问题探讨
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?
可以将大熊猫和冷箭竹的几种器官、组织制成装片,在显微镜下观察这些组织是否由细胞构成;或者,查阅科学研究文献,利用科学家已经获得的研究成果为证据。
请同学们阅读书本上思考与讨论的第一部分内容,完成下表:
一、细胞学说——建立的过程
科学家 所做事情 观察方法 主要成就
维萨里
比夏
肉眼观察
肉眼观察
尸体解剖
器官解剖
揭示了器官水平的结构
揭示了组织水平的结构
罗伯特 · 胡克
利用
罗伯特·胡克绘制的
木栓组织
观察
Cell
细胞
第一个观察到死细胞并命名细胞的人
一、细胞学说——建立的过程
列文虎克
细菌
红细胞
兔子和狗精子
第一个观察到活细胞的人
一、细胞学说——建立的过程
马尔比基
为什么细胞学说的建立者主要是施莱登、施旺?
广泛观察动植物的微细结构
一、细胞学说——建立的过程
施莱登
植物组织的观察
理论概括得出:
植物体都是由细胞构成的;
细胞是植物体的基本单位;
新细胞从老细胞中产生。
一、细胞学说——建立的过程
施旺
《关于在动植物的结构及一致性的显微研究》
理论概括得出:
动物体都是由细胞构成的;
一切动物的个体发育过程,都是从受精卵这个单细胞开始的。
一、细胞学说——建立的过程
不完全归纳法
完全归纳法
由一系列具体事实推出一般结论的思维方法
归纳法:
可靠
由不完全归纳法得出的结论很可能是可信的,因此可以用来预测和判断,但需要注意存在例外的可能性。
科学方法——归纳法
一、细胞学说——建立的过程
施莱登和施旺共同提出了细胞学说:
一切动植物体都是由细胞组成的;
细胞是一切动植物体的基本单位。
一、细胞学说——提出者
一、细胞学说——不断修订
耐格里
观察
植物分生区新细胞
发现
细胞分裂产生新细胞
动物细胞的分裂
总结出:细胞通过分裂产生新细胞
魏尔肖
所有的细胞都来源于先前存在的细胞。
一、细胞学说——不断修订
一、细胞学说——主要观点
细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,
并由细胞和细胞产物所构成;
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生命起作用;
新细胞是由老细胞分裂产生的。
一、细胞学说——意义
一切动植物都是由细胞和细胞产物所构成
体现了动物和植物的统一性
打破壁垒
生物界统一性
促进解剖学、生理学、胚胎学等多学科的融通和统一
细胞是一个相对独立的单位
生物的生长、生殖、发育等生理现象奥秘要到细胞中寻找,生物学的研究由器官、组织进入细胞水平
新细胞是由老细胞分裂产生
基因的继承和改变
进化史
(除病毒外),细胞是生物体结构与功能的基本单位
草履虫运动时,靠细胞的纤毛摆动,螺旋形的路线前进。
实例一:(单细胞生物)草履虫的运动和分裂
草履虫分裂生殖。两个细胞核伸长,在身体的中央部分向里凹进去,断开,变成了两个新的草履虫。
此外,还能完成摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。如果没有完整的细胞结构,草履虫不可能完成这些生命活动。
伸缩泡
收集管
胞口
胞肛
食物泡
大核
小核
细胞是生命活动的基本单位
每个细胞都相对独立地生活着,
但同时又从属于有机体的整体功能
草履虫
单细胞生物能够独立完成生命活动
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,如缩手反射
某种病毒模式图
二、细胞是基本的生命系统
组成成分:蛋白质、核酸(遗传物质)
遗传物质:DNA或RNA
生活方式:寄生
(只能在活细胞内生长繁殖)
分类
核酸不同
宿主不同
DNA病毒
RNA病毒
动物病毒
植物病毒
细菌病毒
电子显微镜
噬菌体、天花病毒、乙肝病毒等
HIV、流感病毒、埃博拉病毒等
烟草花叶病毒(RNA)
噬菌体
病毒(非细胞生命系统)
二、细胞是基本的生命系统
非细胞生物(病毒)
生物
细胞生物
单细胞生物
多细胞生物
细胞是生命活动的基本单位
二、细胞是基本的生命系统
多细胞生物生命活动基础
生命活动 细胞基础
各种生理活动 (生物与环境进行物质和能量的交换)
生长发育
遗传变异
细胞代谢
细胞增殖、分化
细胞内基因的传递与变化
三、生命系统的结构层次
心肌细胞
细胞
心肌
组织
心脏(器官)
器官
血液循环系统
系统
大熊猫(个体)
个体
单细胞生物既属于细胞层次,又属于个体层次
种群
群落
生态系统
生物圈
生物体结构和功能的基本单位。
由形态、结构、功能相同的细胞结合在一起。
不同的组织按照一定的次序结合在一起。
能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定次序结合在一起。
由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的生物。
细 胞:
组 织:
器 官:
系 统:
个 体:
种 群:
群 落:
生态系统:
生 物 圈:
由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成。
在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群。
在一定的自然区域内,所有的种群组成一个群落。
生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
三、生命系统的结构层次
细胞
组织
器官
系统
个体
种群
群落
生态系统
生物圈
(没有系统)
细胞
组织
器官
个体
种群
群落
生态系统
生物圈
(没有组织、器官和系统)
细胞(个体)
种群
群落
生态系统
生物圈
自然保护区内的所有蛇属于一个种群( )
自然保护区内的所有动物和植物构成一个群落( )
动物/人
植物
单细胞生物
三、生命系统的结构层次
细胞
组织
器官
系统
个体
种群
群落
生态系统
细胞
组织
器官
个体
种群
群落
生态系统
生物圈
细胞(个体)
种群
群落
生态系统
生物圈
动物/人
植物
单细胞生物
(没有系统)
(没有组织、器官和系统)
生物圈
水、空气、阳光是生命系统的组成成分
细胞是最基本的生命系统,生物圈是最大的生命系统
分子、原子等不属于生命系统,但属于系统
请结合图1-3,分析讨论下列问题
1.叶的表皮细胞和心肌细胞各有什么功能?
2.冷箭竹的光合作用是在哪些细胞中进行的?大熊猫的血液运输氧的功能是靠哪种细胞完成的?
3.大熊猫和冷箭竹繁殖后代关键是靠什么细胞
4.生物圈的碳氧平衡是不是与地球上所有生物细胞的生命活动都有关系?为什么?
思考讨论
请结合图1-3,分析讨论下列问题
1.叶的表皮细胞和心肌细胞各有什么功能?
表皮细胞-保护作用
心肌细胞-心脏重要组成部分,众多心肌细胞收缩,舒张使得心脏得以搏动
思考讨论
请结合图1-3,分析讨论下列问题
2.冷箭竹的光合作用是在哪些细胞中进行的?大熊猫的血液运输氧的功能是靠哪种细胞完成的?
冷箭竹光合作用-叶肉细胞,因为含有叶绿体
大熊猫血液运输-红细胞,因为含有血红蛋白
思考讨论
请结合图1-3,分析讨论下列问题
3.大熊猫和冷箭竹繁殖后代关键是靠什么细胞
4.生物圈的碳氧平衡是不是与地球上所有生物细胞的生命活动都有关系?为什么?
靠生殖细胞完成的
都有,因为基本上每个细胞都要进行呼吸作用消耗氧气和释放二氧化碳,而绿色植物的一些细胞和蓝细菌能进行光合作用吸收二氧化碳和释放氧气。正因为有了细胞的呼吸作用和光合作用,才能保持生物圈中的碳氧平衡
思考讨论
一.概念检测
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,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气( )
4)用手抓握物体需要一系列神经细胞和肌肉细胞协调配合 ( )
练习与应用
√
√
√
Χ
一.概念检测
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
练习与应用
c
一.概念检测
3.观察人体皮肤纵切片和迎春叶横切片的光学显微镜图像,回答问题。
1)在两张切片的图像中,尽可能多地写出你认识的细胞名称以及它们可能的功能
2)比较动物细胞和植物细胞,描述它们的共同点和区别
3)为什么把人体皮肤和迎春叶都称为器官?
练习与应用
1)人体皮肤:
上皮组织的细胞,
角质保护层细胞(死亡)
皮下结缔组织中的多种细胞
迎春叶:
表皮细胞(保护),
保卫细胞(控制水分蒸发和气体进出)
叶肉细胞(光合作用)
导管细胞(运输水和无机盐),筛管细胞(运输有机物)
练习与应用
一.概念检测
3.观察人体皮肤纵切片和迎春叶横切片的光学显微镜图像,回答问题。
2)比较动物细胞和植物细胞,描述它们的共同点和区别
植物细胞和动物细胞的共同点是:有细胞膜,细胞质,细胞核
区别是:植物细胞有细胞壁,液泡,有些植物细胞还有叶绿体
练习与应用
一.概念检测
3.观察人体皮肤纵切片和迎春叶横切片的光学显微镜图像,回答问题。
3)为什么把人体皮肤和迎春叶都称为器官?
因为人体皮肤和迎春叶都是由多种组织组成的,例如,人体皮肤由上皮组织,结缔组织,神经组织和肌肉组织组成,这些不同的组织按照一定的次序结合在一起构成行使保护等功能的器官
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,但病毒必须寄生在细胞中生活,依靠细胞中的物质来合成自己所需要的物质,离开了细胞,病毒就不能长时间生存,因此说,病毒的生活离不开细胞
练习与应用
病毒蛋白质外壳核酸烟草花叶病毒腺病毒噬菌体腺病毒对呼吸道、胃肠道、尿道和膀胱、眼、肝脏等均可感染。二.拓展应用
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或是否支持生物进化的观点
生物进化论中生物都起源于共同原始祖先观点就会受到质疑。
一切动植物都是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
练习与应用
1、细胞学说的建立过程是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程,充满了耐人寻味的曲折。下列相关说法正确的是( )
A.荷兰列文虎克发现并命名了细胞
B.德国科学家施莱登和施旺首次发现了活细胞
C.德国科学家魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”
D.细胞学说揭示了生物的统一性和多样性
C
小试牛刀
2、生命系统从细胞到生物圈,层次性非常明显,下列关于生命系统结构层次的叙述正确的是________________。
①病毒比细胞结构简单,是最基本的生命系统
②一个乳酸菌既是细胞水平又是个体水平
③集市买的西瓜属于器官水平
④一座山上所有的蛇是一个种群
⑤地球上所有的生物构成生物圈
②③
小试牛刀
3、洪泽湖湿地保护区植物茂盛,栖息着各种小鸟,水中有各种虾类、鱼类等生物,土壤中有各种细菌和真菌。从生命系统的结构层次分析回答下列问题:
(1)湿地湖泊中所有的鲫鱼组成了________。
(2)湿地中的一只白鹭属于________层次。
(3)湖泊属于生命系统结构层次中的____________。
(4)柳树与大熊猫相比,不具有的生命系统结构层次是________。
小试牛刀
种群
个体
生态系统
系统
谢谢观看!