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第2节 细胞的多样性和统一性
学有目标——课标要求必明 记在平时——核心语句必背
1.使用高倍显微镜观察几种细胞，比较不同细胞的异同点。
2.比较原核细胞与真核细胞，说出它们的区别和联系。
3.通过比较、归纳、抽象和概括，阐明细胞有统一的结构模式。 1.原核细胞和真核细胞的主要区别是有无以核膜包被的细胞核。
2.细胞的统一性表现在细胞有着细胞膜、细胞质和核糖体等相似的基本结构。
3.使用显微镜的基本原则是“先低后高不动粗”，即先用低倍镜观察，再使用高倍镜，换用高倍镜后只能调整细准焦螺旋，不能调整粗准焦螺旋。
【主干知识梳理】
一、使用高倍显微镜观察细胞
1．目的要求
(1)使用_____________观察几种细胞，比较不同细胞的异同点。
(2)运用制作________的方法。
高倍显微镜
临时装片
2．高倍显微镜的操作步骤
二、原核细胞与真核细胞
1．分类依据
细胞内有无以_____为界限的细胞核。
核膜
2．蓝细菌与大肠杆菌
(1)蓝细菌：
(2)大肠杆菌：
3．原核细胞与真核细胞的统一性
具有相似的_______________，都以______作为遗传物质。
细胞膜、细胞质
DNA
【教材微点发掘】
1．水华是大量污水进入淡水水体造成富营养化而引起其中的蓝细菌、绿藻等生物异常增殖的一种现象(教材第11页图1－5)。因为这些生物的细胞内多含有藻蓝素和叶绿素，因此它们大量繁殖后一般会使水体呈现绿色或蓝色。请回答有关问题：
(1)引起水华的蓝细菌和绿藻在结构上最大的区别是____________________。
提示：蓝细菌是原核细胞，没有以核膜为界限的细胞核；绿藻是真核细胞，有以核膜为界限的细胞核
(2)引起水华的主要原因是什么？如何减少水华的发生？
提示：其主要成因是水体中氮、磷等营养物质含量过高，在一定的温度、光照等条件下，以蓝细菌为主的原核生物的大量繁殖。减少向水体中排放含氮、磷的污染物是防治水华的重要措施。
2．下图为肺炎支原体结构模式图(教材第12页练习“拓展应用”)，在表中填写相应结构序号。
细胞膜
细胞质
核糖体
DNA
RNA
提示： 细胞膜－①、细胞质－②、核糖体－④、DNA－③、RNA－⑤
教材问题提示
(一)探究·实践
1．使用高倍镜观察的步骤和要点：(1)首先用低倍镜观察，找到要观察的物像，移到视野的中央；(2)转动转换器，用高倍镜观察，并轻轻转动细准焦螺旋，直到看清楚物像为止。
2．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。各种细胞之间的差异和产生差异的可能原因是这些细胞的位置和功能不同，其结构与功能相适应，这是个体发育过程中细胞分化产生的差异。
3．提示：从模式图中可以看出，大肠杆菌没有明显的细胞核，没有核膜，细胞外有鞭毛，等等。
(二)旁栏思考
“原核细胞”中的“原”字指“原始”的含义；“真核细胞”中的“真”字指“真正”含义；从进化的角度看，真核细胞是由原核细胞进化而来的。
新知探究(一) 高倍显微镜的使用
【拓展·深化】
1．显微镜的放大倍数
[注]放大倍数指放大的长度或宽度，并非体积或面积。
2．物像移动方向的判断依据及方法
(1)依据：显微镜所成的像为倒立放大的像，即物像与实物上下、左右均倒置。
(2)方法：相对于视野中央，物像偏向哪个方向就向哪个方向移动装片，即“同向移”。
3．低倍镜与高倍镜相关比较
比较项目 物像大小 所见细胞数目 视野亮度 物镜与玻片的距离 视野范围
高倍镜 大 少 暗 近 小
低倍镜 小 多 亮 远 大
【典题·例析】
[典例] 如图所示，甲图中有目镜、物镜，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．若丙是由乙放大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] 丙图是乙图放大后的物像，应选用甲图中②③⑤组合；由低倍物镜转换成高倍物镜的操作为：移动装片→转动转换器→调节光圈或反光镜→转动细准焦螺旋；显微镜的放大倍数是指长度或宽度的放大倍数，而不是面积的放大倍数；物像偏向哪个方向，则应向哪个方向移动装片才能使其居于视野中央。
易错提醒
显微镜使用中的3个易错点
(1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时，双眼要注视物镜与玻片标本之间的距离，当物镜快接近玻片标本时(距离约为0.5 cm)停止下降。
(2)换用高倍物镜后，若视野太暗，应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮，再调节细准焦螺旋。
(3)观察颜色深的材料，视野应适当调亮，反之则应适当调暗。
【应用·体验】
1．在显微镜下要把视野中的图像甲调节为图像乙，下列操作错误的是( )
A．向左移动装片
B．转动转换器，换高倍物镜
C．先转动细准焦螺旋，再转动粗准焦螺旋
D．把视野调亮，便于更清晰地观察图像
答案：C
解析：显微镜下观察到的是上下、左右都颠倒的像，图中要观察的物体位于视野的左侧，要将其移到视野的中央，则还应向左移动装片，A正确；要换用高倍镜，应该转动转换器，换高倍物镜，B正确；换用高倍镜后只能调节细准焦螺旋，不能转动粗准焦螺旋，C错误；转到高倍镜后，视野会变暗，因此要把视野调亮，便于更清晰地观察图像，D正确。
2．某同学用光学显微镜观察菠菜叶的表皮细胞，下列关于显微镜使用方法的叙述，错误的是( )
A．调节载玻片位置，使观察材料位于物镜下方
B．高倍镜下转动粗准焦螺旋以快速找到观察材料
C．先在低倍镜下找到观察材料，再转换高倍镜观察
D．若观察的细胞位于视野左侧，应将装片向左移动，使其位于视野中央
答案：B
解析：调节载玻片位置，使观察材料位于物镜下方，A正确；高倍镜下只能调节细准焦螺旋，不能再转动粗准焦螺旋，B错误；先在低倍镜下找到观察材料，再转换高倍镜观察，C正确；显微镜成倒立的像，若观察的细胞位于视野左侧，应将装片向左移动，使其位于视野中央，D正确。
新知探究(二) 原核细胞和真核细胞
【探究·深化】
[情境质疑]
结核杆菌会导致人患肺结核，酵母菌可以用于酿酒、食品加工。请思考回答以下问题：
(1)结核杆菌和酵母菌的名称中都带有“菌”，它们是否是同一类生物？
提示：结核杆菌属于原核生物，酵母菌属于真核生物。
(2)结核杆菌和酵母菌在结构上的主要区别是什么？
提示：结核杆菌和酵母菌在结构上的主要区别是有无以核膜为界限的细胞核。
[重难点拨]
1．原核细胞与真核细胞的比较
项目 原核细胞 真核细胞
本质区别 无以核膜为界限的细胞核 有以核膜为界限的真正的细胞核
大小 较小 较大
细胞壁 有(支原体除外) 植物细胞和真菌细胞都有，动物细胞无
细胞质 有核糖体，无其他细胞器 有核糖体和其他细胞器
细胞核 拟核，无核膜，该区域有一个环状DNA分子，无染色体 有核膜，核内有染色体(质)
2.常见原核、真核生物从属关系辨析
【典题·例析】
[典例1] 下列关于原核细胞与真核细胞的叙述，错误的是( )
A．蓝细菌和水绵细胞中都含有核糖体
B．细菌细胞膜与真菌细胞膜相似
C．发菜与草履虫都有染色体
D．原核生物与真核生物细胞结构的主要区别是前者没有成形的细胞核
[答案] C
[解析] 发菜属于原核生物，没有成形的细胞核，没有染色体及复杂的细胞器。
[典例2] 下表为对生物或细胞结构的分析，正确的是(“＋”表示具有该结构，“－”表示不具有该结构)( )
选项 生物种类 核糖体 叶绿体 线粒体 细胞壁
A 乙肝病毒 ＋ － － －
B 发菜 ＋ ＋ － ＋
C 乳酸菌 ＋ － ＋ ＋
D 酵母菌 ＋ － ＋ ＋
[解题指导] 解答本题需要突破以下两个关键点
[答案] D
[解析] 病毒没有细胞结构，不含核糖体，A错误；发菜属于原核生物，不含叶绿体，B错误；乳酸菌属于原核生物，不含线粒体，C错误；酵母菌属于真核生物，含有核糖体、线粒体和细胞壁，D正确。
【应用·体验】
1．(2021·湖南高考，改编)关于下列微生物的叙述，正确的是( )
A．蓝细菌细胞内含有叶绿体，能进行光合作用
B．酵母菌有细胞壁和核糖体，属于单细胞原核生物
C．破伤风杆菌细胞内不含线粒体，只能进行无氧呼吸
D．支原体属于原核生物，细胞内含有染色质和核糖体
答案：C
解析：蓝细菌属于原核生物，原核细胞中没有叶绿体，但含有藻蓝素和叶绿素，能够进行光合作用，A错误；酵母菌属于真核生物中的真菌，有细胞壁和核糖体，B错误；破伤风杆菌属于原核生物，破伤风杆菌细胞中没有线粒体，只能进行无氧呼吸，C正确；支原体属于原核生物，没有核膜包被的细胞核，仅含有核糖体这一种细胞器，拟核内DNA裸露，无染色质，D错误。
2．下列关于几类生物特点的叙述，正确的是( )
A．大肠杆菌和蓝细菌在结构上有统一性，具体体现在它们都有细胞壁、细胞膜、核糖体及DNA等
B．硝化细菌与变形虫结构上的根本区别是前者有细胞壁，属于自养生物，后者无细胞壁，属于异养生物，这也体现了细胞的多样性
C．颤蓝细菌与发菜的共同点是都能进行光合作用，但颤蓝细菌细胞中含光合色素，而发菜细胞中含叶绿体
D．原核细胞的拟核除没有核膜外，其他方面与真核细胞的细胞核没有差别
答案：A
解析：大肠杆菌和蓝细菌都属于原核生物，两者都有细胞壁、细胞膜、核糖体及DNA等，体现了它们在结构上具有统一性，A正确；硝化细菌是原核生物，变形虫是真核生物，原核细胞和真核细胞在结构上的根本区别是原核细胞无以核膜为界限的细胞核，即硝化细菌与变形虫结构上的根本区别是前者无以核膜为界限的细胞核，体现了细胞的多样性，B错误；颤蓝细菌与发菜均是原核生物，都能进行光合作用，细胞中均含光合色素，均不含叶绿体，C错误；原核细胞的拟核与真核细胞的细胞核相比，最大的差别是原核细胞的拟核没有核膜，除此之外，原核细胞的拟核也没有核仁和染色质，D错误。
新知探究(三) 归纳概括细胞的多样性和统一性
【拓展·深化】
1．细胞结构统一性和差异性的图解
2．从“结构与功能观”分析原核细胞与真核细胞
(1)不属于真核生物的不一定就是原核生物，病毒没有细胞结构，既非原核生物也非真核生物。
(2)原核细胞不一定都有细胞壁，如支原体。
(3)能进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体，如蓝细菌细胞。
(4)没有细胞核的细胞不一定都是原核细胞，如哺乳动物的成熟红细胞。
【典题·例析】
[典例1] 细胞的统一性体现在( )
①一切生物都由细胞和细胞产物组成 ②细胞都有相似的基本结构，如细胞膜、细胞质等 ③真核细胞细胞核内有染色体，原核细胞无染色体，但有拟核，其中都含有 DNA ④真核细胞和原核细胞都多种多样
A．②④ B．②③
C．①② D．①②③
[答案] B
[解析] 细胞的统一性表现在都有细胞膜、细胞质和 DNA，④表现了细胞的多样性，故不符合题意；病毒无细胞结构，①错误。
[典例2] 下列为两种细胞亚显微结构示意图，有关说法正确的是( )
A．蓝细菌细胞不能进行光合作用
B．发菜、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、小球藻等都属于蓝细菌
C．蓝细菌细胞没有核糖体，水稻叶肉细胞有核糖体
D．以上两种细胞都有细胞壁、细胞膜、细胞质和核糖体等结构，体现了细胞的统一性
[答案] D
[解析] 蓝细菌属于原核生物，其细胞内含有藻蓝素和叶绿素，能进行光合作用，A错误；发菜、颤蓝细菌、念珠蓝细菌等都属于蓝细菌，而小球藻属于绿藻，B错误；真核细胞和原核细胞共有的细胞器只有核糖体一种，C错误。
【应用·体验】
1．成人身体约有1014个细胞。这些细胞大约有200种不同的类型，根据分化程度的不同，又可分为600多种，但是都有基本相似的结构，这说明( )
A．人体细胞既有多样性，又有统一性
B．细胞的结构和功能基本相同
C．200多种不同的细胞类型就是200多种不同的组织
D．人体细胞的基本结构与草履虫相同
答案：A
解析：由题意可知，人体细胞大约有200种不同的类型，表明细胞具有多样性；组成人体的细胞都有基本相同的结构，表明细胞具有统一性。不同部位的细胞的结构和功能不同。组织是由形态相似、结构和功能相同的一群细胞和细胞间质联合在一起构成的，因此200多种不同的细胞类型不等于200多种不同的组织。从题意中不能得出人体细胞和草履虫细胞基本结构的比较。
2．下列关于真核生物、原核生物和病毒的叙述，正确的是( )
A．乳酸菌、青霉菌、大肠杆菌都属于原核生物
B．乳酸菌、酵母菌都含有核糖体和DNA
C．T2噬菌体(一种病毒)的繁殖只在宿主细胞中进行，因为只有核糖体一种细胞器
D．细胞没有叶绿体就不能进行光合作用
答案：B
解析：乳酸菌、大肠杆菌都属于原核生物，但青霉菌属于真核生物；乳酸菌、酵母菌的遗传物质都是DNA，二者共有的细胞器是核糖体；T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌细胞内的病毒，没有细胞结构，不具有核糖体，其繁殖只在宿主细胞中进行；蓝细菌细胞中没有叶绿体，但有藻蓝素和叶绿素，也能进行光合作用。
生命观念——原核细胞的结构与功能相适应
1．细胞壁的成分主要是肽聚糖
很多原核生物营寄生生活，细胞壁的存在可以避免其被宿主生物体内免疫系统消灭与清除。
2．只有一种细胞器——核糖体
无其他众多的细胞器，可以在细胞体积比较小的情况下储存完成生命活动所必需的结构和物质。
3．无核膜包被的细胞核
与真核生物不同，没有把DNA与细胞质分开，而且DNA是一个环状的分子，这样变异的概率较大，保证了遗传与变异的多样性，避免在进化中被淘汰。
4．细胞质基质和细胞膜
在细胞膜上和细胞质基质中存在着许多生化反应所需要的酶或者自养生物所需要的光合色素，可以完成基本的生命活动。
【素养评价】
1.支原体是目前发现的最小、最简单的单细
胞生物。下列有关支原体的叙述错误的是( )
A．支原体具有与真核细胞相似的细胞膜、
核糖体
B．从生命系统的结构层次来看，支原体既是细胞层次也是个体层次
C．支原体的遗传物质是DNA
D．与人体细胞相比，支原体在结构上最主要的区别是有细胞壁
答案：D
解析：支原体是原核细胞，但没有细胞壁。与人体细胞相比，支原体在结构上最主要的区别是没有以核膜为界限的细胞核。
2．某固氮蓝细菌具有耐盐的特性，常用于盐碱地的生态修复。
(1)固氮蓝细菌的营养细胞中含有叶绿素a，由此推测，营养细胞具有何种功能？
提示：营养细胞含有叶绿素，可进行光合作用制造有机物，故其可为固氮蓝细菌提供有机物。
(2)固氮蓝细菌的异形胞中含有固氮酶，其能将大气中的氮气转化为含氮无机物。固氮酶对氧气很敏感，在空气中很快失活。与营养细胞相比，异形胞包被加厚，呼吸速率加快，试解释这种变化有何意义。
提示：阻断氧气进入并消耗进入细胞中的氧气，以创造无氧环境，保证固氮酶的活性。(共50张PPT)
第1章 走近细胞
解读章首图文
培养学习志向·勇担社会责任
本章首页由章引言、插图和科学家名言等部分组成，共同起到创设本章起始学习情境的作用。主要的设计思想如下：
1．章引言以科技新进展激发同学们的阅读兴趣，并提出相应的问题指向本章将要学习的重要内容和需要发展的核心素养。体细胞克隆猴的诞生是我国重大的科技成果，以“细胞研究领域取得成功”的真实事例为本章引入情境，一方面可以激发同学们的学习兴趣和爱国热情，另一方面更为重要的是说明研究细胞非常重要，与人类的生活和健康密不可分。情境之后提出的问题逐步递进，直指本章将要学习的重要内容。
2．章首页题图为用数码显微镜观察切片的照片。本章首页配图与章标题“走近细胞”相一致，说明走近细胞需要观察细胞。显微镜还配有显示屏幕，显示屏幕中真实地显示了一些细胞的图片，一方面可以激发同学们的学习兴趣，另一方面可以在本章正文介绍传统显微镜的基础上进一步开阔视野，说明科技在发展，科学研究手段的进步能促进生物学的研究更精细化发展。
3．威尔逊的名言：“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。”这句话直指学习细胞、研究细胞的重要意义，提醒学生，学好生物学，必须先从认识细胞开始。这句话也体现了“分子与细胞”模块在高中生物学课程中的地位。
理清本章架构
初识概念体系·具备系统思维
第1节 细胞是生命活动的基本单位
学有目标——课标要求必明
1.分析细胞学说的建立过程，形成生物界是统一的观念，认同细胞学说的建立是一个不断修正和发展的过程。
2.说出生命系统的结构层次，阐明细胞是基本的生命系统。
3.通过分析细胞学说建立的过程，说出科学发现的基本特点，举例说出归纳法在科学研究中的作用。
记在平时——核心语句必背
1.细胞学说阐明了动植物都是由细胞和细胞产物构成的，并且都以细胞为生命活动的基本单位。
2.细胞学说揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。
3.细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统和生物圈是不同层次的生命系统。
4.各层次生命系统的形成、维系和运转都是以细胞为基础的，细胞是最基本的生命系统。
【主干知识梳理】
一、细胞学说及其建立过程
1．建立者
主要由德国的植物学家_______和动物学家_____建立。
施莱登
施旺
2．建立过程[填图]
3．主要内容
(1)细胞是一个有机体，一切_______都由细胞发育而来，并由细胞和__________所构成。
(2)细胞是一个相对_____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。
(3)新细胞是由_______分裂产生的。
动植物
细胞产物
独立
老细胞
4．意义
(1)揭示了动物和植物的________，从而阐明了_______的统一性。
(2)对生物学发展的意义：
①使生物学的研究进入_____水平，并为后来进入_____水平打下基础。
②为___________的确立埋下了伏笔。
二、细胞是基本的生命系统
1．生物体与细胞的关系
(1)单细胞生物：依赖__________就能完成各项生命活动的生物。
(2)多细胞生物：依赖________________密切合作共同完成各项生命活动的生物。
统一性
生物界
细胞
分子
生物进化论
单个细胞
各种分化的细胞
2．生理活动与细胞的联系
(1)生物与环境之间物质和能量交换的基础：_________。
(2)生物生长发育的基础：________________。
(3)生物遗传与变异的基础：_______________________。
3．生命系统的结构层次
(1)系统的含义：系统是指彼此间_________、__________的组分有规律地结合而形成的整体。
细胞代谢
细胞增殖、分化
细胞内基因的传递和变化
相互作用
相互依赖
(2)生命系统的结构层次：从小到大依次为______→组织→器官→系统→_____→种群→群落→生态系统→________。
(3)各层次的相互关系：
①无论从结构上还是功能上看，_____属于生命系统最基本的层次，各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础。
②____是最基本的生命系统，________是地球上最大的生命系统。
③生命系统的各个层次各自具有特定的__________________，但又层层相依、相互联系。
细胞
个体
生物圈
细胞
细胞
生物圈
组成、结构和功能
【教材微点发掘】
1．下图展示了三个不同的显微镜，请据此说出科学的发展与技术进步有什么关系。
提示：科学的发展依赖于技术和方法的进步与改进，即科学的技术化，技术的科学化。虎克自制的显微镜和普通光学显微镜只能放大几百倍，而数码液晶显微镜的放大倍数可达1 000倍。数码液晶显微镜既可看生物切片、装片和涂片，也可以看实物；既可双目观察，也可以直接观察屏幕。可拍照、录像、测量，外接投影机等设备。
2．按照生命系统结构层次的顺序，下面的5幅图示按层次由低到高的排列顺序是______________________。
提示：图4、图5、图2、图3、图1
教材问题提示
思考·讨论
(一)分析细胞学说建立的过程
1．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。
2．在细胞学说的建立过程中，科学家不仅运用了不完全归纳法，还揭示了动植物的个体与细胞的内在规律性关系(如细胞是动植体生命活动的基本单位，动物体是由受精卵这个细胞发育而成的)，这样的科学归纳比一般的不完全归纳更具可信度。这一结论，实际上是阐释了植物和动物在结构上的一致性，由此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。
3．“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，这暗示着人的身体的每个细胞都凝聚着漫长的进化史；细胞学说主要阐明了生物界的统一性，因为它揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。
4．通过分析细胞学说建立的过程，领悟到科学发现具有以下特点：
(1)科学发现需从观察入手。
(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。
(二)从细胞的视角看生命世界
1．叶的表皮细胞主要起保护作用；心肌细胞是心脏的重要组成部分，众多心肌细胞收缩、舒张使得心脏得以搏动。
2．冷箭竹的光合作用发生在叶肉细胞中，因为这些细胞含有叶绿体；大熊猫的血液运输氧的功能靠红细胞完成。
3．大熊猫和冷箭竹繁殖后代关键是靠生殖细胞完成的。
(通过上面3个问题的讨论可以看出，动植物体的生命活动是靠一个个细胞完成的。)
4．生物圈的碳氧平衡与地球上所有生物细胞的生命活动都有关系，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，生物圈中的碳氧平衡才能保持。
新知探究(一) 细胞学说的建立过程
【探究·深化】
[情境质疑]
1．你能否从结构、功能和来源三个方面简要归纳概括细胞学说的主要内容？
提示：(1)细胞是结构单位，一切动植物都由细胞和细胞产物所构成；(2)细胞是功能单位，细胞对生命活动起作用；(3)细胞都是通过分裂产生的。
2．细胞学说没有涉及哪些生物？细胞学说主要揭示了什么问题？
提示：细胞学说没有涉及原核生物和病毒；细胞学说主要揭示了动植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。
3．“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，这是否暗示着你身体的每一个细胞都凝聚着漫长的进化史？细胞学说主要阐明了细胞的多样性还是生物界的统一性？
提示：现代生物的细胞都是远古生物细胞的后代，小小的细胞内部凝聚着数十亿年基因的继承和改变。细胞学说揭示了动物和植物的统一性，主要阐明了生物界的统一性。
[重难点拨]
细胞学说的三个“未涉及”和两个“统一”
(1)三个“未涉及”：
①未涉及原核细胞。
②未涉及病毒。
③未涉及生物或细胞间的“差异性”。
(2)两个“统一”：
①统一了“动植物”——均由细胞和细胞产物构成。
②统一了“细胞”——均有自己的生命又对整体生命起作用；新细胞均来自老细胞。
【典题·例析】
[典例] 细胞学说与能量守恒和转化定律、自然选择学说被誉为19世纪自然科学的三大发现。下列关于细胞学说及其内容的叙述，正确的是( )
A．细胞学说将细胞划分为真核细胞和原核细胞
B．施莱登和施旺提出了细胞既有多样性又有统一性的观点
C．细胞是一个有机体，一切生物体都是由细胞和细胞产物构成的
D．魏尔肖提出“细胞通过分裂产生新细胞”的观点是对细胞学说的重要补充
[答案] D
[解析] 细胞学说揭示了动物和植物的统一性，没有将细胞划分为真核细胞和原核细胞，A错误；施莱登和施旺没有提出细胞多样性的观点，B错误；细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞和细胞产物构成的，C错误；魏尔肖提出“细胞通过分裂产生新细胞”的观点是对细胞学说的重要补充，D正确。
【应用·体验】
1．细胞学说指出一切动植物都由细胞发育而来。这个学说的科学价值主要是( )
A．告诉人们所有的生物均由细胞构成
B．证明了生物彼此间存在着共同的结构基础，说明了细胞是一个相对独立的单位
C．揭示了植物细胞与动物细胞的区别
D．使人们对生物体的认识深入到分子水平
答案：B
解析：细胞学说指出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，而不能说所有生物均由细胞构成，如病毒就不具有细胞结构；细胞学说证明了动植物界具有统一性，使人们认识到各种生物之间存在着共同的结构和功能单位——细胞；细胞学说没有揭示动植物细胞间的差异；细胞学说只是在细胞水平上揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性，并没有深入到分子水平。
2．细胞学的确立是从施莱登(1838)和施旺(1839)的细胞学说的提出开始的，而大部分细胞学的基础知识是在19世纪70年代以后得到的。在这一时期，显微镜的观察技术有了显著的进步，详细地观察到了细胞核和其他细胞结构，有丝分裂、染色体的行为、受精时的核融合等。下列相关说法错误的是( )
A．为细胞学早期的形成奠定了良好基础的技术是光学显微镜
B．理论思维和科学实验的结合是促进细胞学说建立和完善的重要方法
C．生物学的发展一直依赖于基础科学和观察手段的进步
D．细胞学说是关于所有生物结构和生命活动的基本单位的学说
答案：D
解析：光学显微镜技术为细胞学早期的形成奠定了良好基础，A正确；理论思维是科学研究中的一种重要方法，它与可靠的科学实验结合起来，促进了细胞学说的完善，B正确；生物学的发展离不开基础科学和观察手段的进步，C正确；细胞学说认为，细胞是所有动植物结构的基本单位，D错误。
新知探究(二) 细胞是基本的生命系统
【探究·深化】
[情境质疑]
1．神经元、肌纤维和一块骨骼肌分别属于生命系统的哪一结构层次？
提示：神经元即神经细胞，肌纤维即肌细胞，它们都属于细胞层次；一块骨骼肌包括肌肉、神经等，应属于器官层次。
2．一个池塘中的所有的鱼是否是一个种群？为什么？
提示：不是。种群是一定自然区域中同种生物的所有个体形成的整体，而池塘中的鱼不止一种。
3．据人类免疫缺陷病毒(HIV)结构示意图及相关材料分析有关问题：
艾滋病是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起
的，HIV是由蛋白质外壳和内部的遗传物质
组成的，它没有细胞结构，主要侵入并破坏
人体的辅助性T细胞，逐渐使免疫系统瘫痪、
功能瓦解，最终使人无法抵抗其他病毒、病
菌的入侵，或发生恶性肿瘤而死亡。但HIV
一旦离开活细胞就不能表现生命现象。
(1)依据材料，HIV与细胞的关系是什么？你得出结论运用的是什么科学方法？
提示：该资料说明病毒这类非细胞生物只有依赖活细胞才能生活，病毒的生命活动离不开细胞。运用的是不完全归纳法。
(2)HIV是否属于生命系统的结构层次？请说出你的理由。
提示：不属于。HIV只能寄生在活细胞内才能生活，不能独立进行生命活动，而生命系统是指独立进行生命活动的系统。
[重难点拨]
1．生命系统结构层次的相互关系
(1)细胞→个体：体现了高等多细胞生物个体的发育历程，同时也体现了生命的进化历程，即由单细胞生物进化到多细胞生物。
(2)个体→种群→群落：体现了生物与生物之间的关系。
(3)群落→生态系统→生物圈：体现了生物与其生活环境之间的关系。
(4)从个体到生态系统：
2．病毒相关知识归纳
(1)结构：病毒不具细胞结构，一般由核酸和蛋白质组成，是一种体积非常微小、结构极其简单的生物，因没有细胞结构，故不属于生命系统的层次。
(2)分类：按照宿主类型划分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(噬菌体)，按照含有的核酸类型划分为DNA病毒和RNA病毒。
(3)生活方式：病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，具有遗传、复制等生物特征。
【典题·例析】
[典例1] 下列各项组合中，能体现生命系统由简单到复杂的正确层次的是( )
①肺 ②胃黏膜 ③神经元 ④酵母菌 ⑤细胞内蛋白质等化合物 ⑥HIV ⑦同一片草地上的所有山羊 ⑧一片果园 ⑨地球上的所有生物
A．⑤⑥③②①④⑦⑧⑨ B．③②①④⑦⑨⑧
C．③②①④⑦⑧⑨ D．⑤②①③④⑦⑨⑧
[答案] B
[解析] ①肺属于呼吸器官；②胃黏膜属于上皮组织；③神经元属于细胞；④酵母菌是单细胞生物，既是一个细胞，又是一个个体；⑤细胞内蛋白质等化合物不属于生命系统的结构层次；⑥HIV是病毒，不具备细胞结构，不属于生命系统的结构层次；⑦同一片草地上(一定区域内)的所有山羊(同一物种)属于种群；⑧一片果园，包括其中全部的生物及无机环境，属于生态系统；⑨地球上的所有生物属于群落。
[典例2] 下列选项中，与“叶肉细胞→营养组织→叶片→玉米”的层次一致的是( )
A．分生区细胞→分生组织→根→小麦
B．骨骼肌细胞→骨骼肌→运动系统→牛
C．神经细胞→神经组织→脑→变形虫
D．心肌细胞→肌肉组织→循环系统→人
[解题导引] (1)分析：题干生命系统的结构层次为细胞→组织→器官→个体。
(2)判断：各项所述结构层次是否与题干一致。
[答案] A
[解析] “叶肉细胞→营养组织→叶片→玉米”的生命系统的结构层次依次为细胞→组织→器官→个体，“分生区细胞→分生组织→根→小麦”的生命系统的结构层次依次为细胞→组织→器官→个体，A符合题意；“骨骼肌细胞→骨骼肌→运动系统→牛”的生命系统的结构层次依次为细胞→器官→系统→个体，B不符合题意；变形虫属于单细胞生物，没有组织和器官等结构层次，C不符合题意；“心肌细胞→肌肉组织→循环系统→人”的生命系统的结构层次依次为细胞→组织→系统→个体，D不符合题意。
方法规律
巧判生命系统的结构层次
(1)根据生物类型进行判断。
①病毒：不属于生命系统。
②单细胞生物：同时属于细胞层次和个体层次，不具备组织、器官和系统这三个结构层次。
③植物：不具备“系统”这一结构层次。
(2)根据信息中是否存在无机环境进行判断。
生态系统是由生物及其生活的无机环境共同组成的，生命系统的结构层次中除生态系统和生物圈外，其他结构层次都只包括生物成分。
(3)根据生物种类的多少进行判断。
种群是由同种生物构成的，而群落是由一定空间内的所有生物构成的，即种群只含一种生物，而群落含有多种生物，包括各种动物、植物和微生物。
【应用·体验】
1．“春天到了，公园里空气新鲜、草色青翠、绿柳垂帘，树枝上黄鹂欢唱，碧空中燕子起舞，粉红的桃花林(一个品种的桃花)灿烂如云”。根据此段文字，分别符合生态系统、种群、个体、器官的描述的是( )
A．整个公园、一片桃花林、一只黄鹂、一株绿柳
B．整个公园、一片桃花林、一只燕子、一朵桃花
C．整个公园、所有青草、一只黄鹂、一朵桃花
D．整个公园、所有桃树、一只燕子、一朵桃花
答案：D
解析：一片桃花林属于生态系统层次，一株绿柳属于个体层次，A、B错误。所有青草包括许多个物种，既不是种群层次，也不是群落层次，C错误。整个公园属于一个生态系统；所有桃树为同种生物，属于一个种群；一只燕子属于个体层次；一朵桃花属于器官层次，D正确。
2．田野菟丝子一般只会寄生在薇甘菊之类的有害杂草上，但是，田野菟丝子刚萌发时只是一根黄白色的、半透明的丝状体，当遇到薇甘菊后会形成“吸器”并通过“吸器”从薇甘菊中获取营养。下列有关生命系统结构层次的叙述，错误的是( )
A．刚萌发的一个田野菟丝子属于个体层次
B．一块田野里所有的薇甘菊形成了一个种群
C．一块田野中的所有田野菟丝子和薇甘菊构成群落
D．薇甘菊等有害杂草都不具有系统这一结构层次
答案：C
解析：刚萌发的一个田野菟丝子属于个体层次，A正确；种群是指生活在一定区域内，同种生物的所有个体，故一块田野里所有的薇甘菊形成了一个种群，B正确；群落是由该地区所有的生物组成的，不仅是田野菟丝子和薇甘菊，C错误；植物不具有系统这一结构层次，D正确。
3．下列选项中关于细胞与生命活动关系的叙述，错误的是( )
A．草履虫的生命活动离不开细胞
B．病毒不具细胞结构，所以其生命活动与细胞无关
C．细胞是生物体结构和功能的基本单位
D．多细胞生物依赖高度分化的细胞密切协作，才能完成生命活动
答案：B
解析：单细胞生物体依赖单个细胞完成各项生命活动；多细胞生物体的细胞间相互协调和配合，共同完成各项生命活动；病毒无细胞结构，但必须寄生在活细胞内，所以它的生命活动也离不开细胞。
科学思维——归纳法
(一)由教材初识“归纳法”
科学事实 理论归纳
1.施莱登观察到花粉、胚珠和柱头组织都是由细胞构成的，且细胞中都有细胞核 植物体都是由细胞构成的，细胞是植物体的基本单位
2.施旺在接受施莱登关于植物体都是由细胞构成的理论基础上，研究动物细胞的形成机理和个体发育过程 动物体也是由细胞构成的，一切动物都是由受精卵发育而来的；动植物细胞结构具有一致性
3.耐格里用显微镜观察多种植物分生区，发现新细胞是老细胞分裂产生的；其他学者观察了动物受精卵的分裂 魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”的结论
续表
(二)解读“归纳法”
归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。根据依据事实的不同可分为完全归纳法和不完全归纳法，两者之间的区别如下：
项目 完全归纳法 不完全归纳法
考察的对象范围 考察了某类事物的所有对象 考察了某一类事物的部分对象
结论的可靠程度 结论是真实可靠的 结论不一定真实可靠，有时存在例外的可能
【素养评价】
1．科学的发展依赖于技术和研究方法的进步，其中归纳法是常用的科学研究方法。下列有关归纳法的说法错误的是( )
①归纳法分为不完全归纳法和完全归纳法
②施莱登和施旺提出细胞学说运用的是不完全归纳法
③只有完全归纳法得出的结论才是可信的
④根据“绿色植物都能进行光合作用，鸟类不能进行光合作用”的事实，得出“鸟类不是绿色植物”的结论，运用的是归纳法
A．①② B．②③
C．③④ D．②③④
答案：C
解析：不完全归纳法得出的结论大多是可信的，只是需要注意会存在例外的可能；根据“绿色植物都能进行光合作用，鸟类不能进行光合作用”的事实，得出“鸟类不是绿色植物”的结论，运用的不是归纳法，而是演绎推理法。
2．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。他得出这个结论运用的研究方法是______________。
答案：不完全归纳法
