第1节 细胞是生命活动的基本单位
1.说明有些生物体只有一个细胞,而有的由很多细胞构成。
2.掌握细胞学说的内容和建立过程,明确细胞学说揭示了动植物的统一性。
3.了解生命系统的结构层次,说明细胞是最基本的结构层次。
知识点1 细胞学说的建立及其研究方法
1.细胞学说的内容要点
(1)建立者:主要是德国的科学家施莱登和施旺。
(2)主要内容
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生命起作用。
③新细胞是由老细胞分裂产生的。
2.细胞学说的建立过程
3.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)对生物学发展的意义
①细胞学说使人们认识到植物和动物有着共同的结构基础,催生了生物学的问世。
②细胞学说中关于细胞是生命活动基本单位的观点,使生物学的研究进入细胞水平,并为后来进入分子水平打下基础。
③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,也为后来生物进化论的确立埋下了伏笔。
列文虎克、马尔比基等都已经观察到细胞,为什么细胞学说的主要建立者是施莱登和施旺?
提示:列文虎克、马尔比基等没有对细胞及其与生物体的关系进行科学的归纳与概括。
(P5科学方法)生物科学探究的归纳方法包括完全归纳法和不完全归纳法,由______________得出的结论很可能是可信的,因此可以用来____________________________________________________________________,
也需要注意存在__________的可能。
提示:不完全归纳法 预测和判断 例外
基于对细胞学说的内容要点及建立过程等的认识,判断下列相关表述是否正确。
1.细胞学说阐明了生物界的统一性。 (√)
2.罗伯特·胡克第一个观察到活细胞。 (×)
提示:列文虎克第一个观察到活细胞,罗伯特·胡克观察到的是死细胞。
3.施旺的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。 (×)
提示:这是德国科学家魏尔肖为细胞学说作出的重要补充。
4.花粉、甲状腺激素均属于细胞产物。 (×)
提示:花粉属于活细胞。
分析细胞学说建立的过程及意义
1838年,德国植物学家施莱登第一个指出:“一切植物,如果它们不是单细胞的话,都完全是由细胞集合而成的,细胞是植物结构的基本单位。”
1839年,德国动物学家施旺首次提出了细胞学说这一名词,他指出:“细胞是有机体,动植物都是这些有机体的集合物,它们按照一定的规则排列在动、植物体内。”他还说:“现在,我们已推倒了分隔动植物界的巨大屏障。”
1.施莱登和施旺只是观察了部分动植物的组织,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?
提示:可信,因为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(如细胞是动植物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。
2.请结合细胞学说的相关内容,对细胞的统一性作出科学的解释。
提示:新细胞是由老细胞分裂产生的,所有细胞都来自共同的祖先,所以具有统一性。
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?
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。
4.“现在,我们已推倒了分隔动植物界的巨大屏障。”尝试分析施旺说此话的原因。
提示:植物学家施莱登提出植物体都是由细胞构成的,施旺通过研究发现,动物体也是由细胞构成的,说明动物和植物有着共同的结构基础,因此说推倒了分隔动植物界的巨大屏障。
[深化归纳]
1.厘清细胞学说中的两个“统一了”和三个“未涉及”
2.科学方法——归纳法
(1)过程
多个个别事例或分论点归纳共有特性―→得出结论―→演绎推理论证。
(2)类型:完全归纳法和不完全归纳法。
1.德国科学家施莱登和施旺通过对部分动植物组织的观察,发现这些组织都是由细胞构成的。他们进行了理论概括,从而提出了细胞学说。下列有关叙述正确的是( )
A.他们运用完全归纳法进行了理论概括,从而提出了细胞学说
B.一切生物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成
C.魏尔肖的著名论断是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”
D.细胞的统一性不能说明生物之间存在着亲缘关系
C [由题干信息可知,他们运用不完全归纳法提出了细胞学说,A错误;细胞学说指出:一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞的产物所构成,揭示了动物和植物的统一性,并非一切生物,B错误;魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”,魏尔肖的著名论断是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”,C正确;细胞的统一性能说明生物之间存在着亲缘关系,D错误。]
关于细胞学说的三个易错点
(1)一切动植物都由细胞构成≠一切生物都由细胞构成。生物除了动植物外,还包括真菌、原核生物、病毒等,其中病毒没有细胞结构。
(2)细胞学说并未揭示细胞的多样性。
(3)细胞学说使得生物学的研究进入细胞水平,并未达到分子水平。
2.科学的发展依赖于技术和研究方法的进步,科学的研究方法是成功的前提。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
C [不完全归纳法得出的结论很可能是可信的,可以用来预测和判断,只是需要注意存在例外的可能,③错误;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,④错误。]
知识点2 细胞是基本的生命系统
1.生命活动离不开细胞
(1)生物体与细胞的关系
①单细胞生物:依赖单个细胞就能独立完成生命活动的生物。
②多细胞生物:依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成生命活动的生物。
(2)生理活动与细胞的联系
①动植物各种生理活动的基础:细胞代谢。
②动植物生长发育的基础:细胞增殖、分化。
③动植物遗传与变异的基础:细胞内基因的传递和变化。
2.生命系统的结构层次
写出图中各数字表示的生命系统结构层次名称:
①细胞;②组织;③系统;④种群;⑤群落;⑥生物圈。
3.生命系统结构层次的联系
(1)细胞是最基本的生命系统的结构层次。
(2)各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的。
(P6旁栏思考)核酸、蛋白质等生物大分子及它们构成的病毒是一个系统吗?如果是,它们是不是生命系统?如果不是,说明理由。
提示:生物大分子和病毒是系统但不是生命系统。生物大分子及病毒不能独立完成生命活动,因此不是生命系统。
基于对生命系统的结构层次及关系的认识,判断下列相关表述是否正确。
1.所有生物都具有生命系统的各个层次。 (×)
提示:并不是所有生物都具有生命系统的各个层次,如植物没有系统层次等。
2.人体细胞呼吸中利用的O2和呼出的CO2属于生命系统。 (×)
提示:分子或原子不是生命系统的结构层次,生命系统最基本的结构层次是细胞。
3.一个池塘中所有的鱼构成一个种群。 (×)
提示:一个池塘中所有鱼不是同一个物种,不能构成一个种群。
4.生态系统中存在非生命的物质和成分,属于生命系统。 (√)
分析生命系统的结构层次
1.艾滋病是一种免疫缺陷病,又叫获得性免疫缺陷综合征(AIDS),是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的,HIV主要入侵并破坏人体的辅助性T细胞,死亡率极高。但HIV一旦离开活细胞就不能表现生命现象。HIV的结构示意图如图所示:
(1)依据材料,病毒和细胞的关系是什么?你得出结论运用的是什么科学方法?
提示:该材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是生命系统的某一层次的组成成分吗?请举例说明。
提示:是。生命系统的某些结构层次如群落、生态系统,也可以包含病毒。
2.结合下列生命系统的结构层次图示,分析并回答有关问题。
(1)请按由小到大的顺序排列上面各个生命系统的层次。
提示:①→④→⑤→⑦→②→③→⑥。
(2)任何一种生物都具有上述图示各层次吗?
提示:不是。如病毒不属于上述任何生命系统的结构层次;单细胞生物没有组织、器官和系统层次;植物没有系统层次。
(3)为什么细胞是最小的生命系统结构层次?
提示:一方面,生命系统的其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的,没有细胞就没有组织、器官、系统等层次;另一方面,生物体中的每个细胞都具有相对的独立性,某些生物体还是由单细胞直接构成的。
[深化归纳]
1.关于病毒的相关知识
2.个体、种群、群落和生态系统的关系辨析
3.新型冠状病毒能引起病毒性呼吸道疾病,下列有关该病毒的叙述,正确的是( )
A.新型冠状病毒中所需要的营养物质可在其自身病毒内合成
B.新型冠状病毒没有细胞结构,它的生命活动与细胞无关
C.研究新型冠状病毒的致病机理可用含有各种营养物质的完全培养基大量培养该病毒
D.新型冠状病毒必须寄生在宿主活细胞中才能生存,这说明病毒的生命活动离不开细胞
D [新型冠状病毒所需的营养物质来自宿主细胞,不能由其自身合成,A错误;新型冠状病毒没有细胞结构,但它的生命活动离不开细胞,B错误;新型冠状病毒是非细胞生物,必须寄生在宿主活细胞中才能生存,不能在含有各种营养物质的完全培养基上进行培养,C错误,D正确。]
4.“草长莺飞二月天,拂堤杨柳醉春烟。”这一诗句生动形象地勾画出早春的秀丽景色。下列与其相关的生命系统结构层次的叙述,错误的是( )
A.柳条属于生命系统结构层次的器官层次
B.河中的所有鱼构成一个种群
C.“二月天”可参与生命系统结构层次的组成
D.黄莺具有器官和系统等结构层次
B [柳条由茎和叶两种器官组成,而植物生命系统的结构层次中无系统层次,因此柳条属于生命系统的器官层次,A正确;种群是指在一定区域内同种生物的所有个体,而河中的鱼有多种类型,B错误;温度等非生物因素参与构成生态系统的结构层次,而生态系统是生命系统的结构层次之一,C正确;高等动物生命系统的结构层次有细胞、组织、器官、系统等,D正确。]
区分“属于生命系统层次”和“参与生命系统的组成”
(1)“属于生命系统层次”要求描述对象必须对应生命系统的某一个层次。
(2)“参与生命系统的组成”表示描述对象不必对应生命系统的某一个层次,可以是生命系统某一层次的组成部分。
1.细胞学说的建立者主要是两位德国科学家施莱登和施旺。
2.细胞学说的主要观点
(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生命起作用。
(3)新细胞是由老细胞分裂产生的。
3.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。
4.细胞是地球上最基本的生命系统。
1.(链接P8概念检测T2)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.大熊猫的每个细胞都能单独完成各项生命活动
D.细胞学说未涉及真菌和病毒的内容
C [多细胞生物的每个细胞只能完成特定的生命活动,并与其他细胞共同完成其他各项生命活动。]
2.(链接P8概念检测T1)下列事实或证据不支持细胞是生命活动的基本单位的是( )
A.草履虫是单细胞生物,能进行运动和分裂
B.人体发育离不开细胞的分裂和分化
C.离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气
D.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
C [叶绿体是一种细胞器而不是一种细胞,离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气,说明这一生理过程单个叶绿体也能完成,不支持“细胞是生命活动的基本单位”这一观点。]
3.(链接P8概念检测T3)某同学使用光学显微镜对人体皮肤纵切片和迎春花的叶横切片进行了观察,下面描述正确的是( )
A.组成两图结构的活细胞都属于由各种组分相互配合而形成的复杂生命系统
B.人和迎春花具有相同的生命结构层次
C.图甲属于生命系统的组织层次,图乙属于生命系统的器官层次
D.图甲和图乙中的活细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质
A [人体皮肤和迎春花的叶均由多种组织构成,并能行使一定功能,两者都称为器官,组成两图结构的活细胞都属于由各种组分相互配合而形成的复杂生命系统,A正确;迎春花是植物,无系统这一结构层次,B错误;人体皮肤和迎春花的叶均由多种组织构成,并能行使一定功能,两者都称为器官,C错误;人的细胞不具有细胞壁,D错误。]
4.(链接P8拓展应用T1)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。下列有关叙述错误的是( )
A.该同学的结论一定是完全正确的
B.该同学运用了不完全归纳的科学方法
C.该同学进行归纳时应考虑是否有特例的存在
D.该同学得出结论的方法和细胞学说的建立相同
A [该同学利用的是不完全归纳法,得出的结论很可能是可信的,因此可以用来预测和判断,不过也需要注意存在例外的可能,A错误,B、C正确;细胞学说是施莱登和施旺观看了大量细胞后总结出的结论,利用了不完全归纳法,该同学得出结论的方法和细胞学说建立的方法相同,D正确。]
5.七星湖是塞罕坝国家森林公园新开发的重点旅游风景点,水域深,水面广,野生鲫鱼资源丰富。湖内芦苇丛生,每年春秋有大批白天鹅、遗鸥、鹤等十几种珍稀鸟类来此栖息。回答下面问题:
(1)七星湖属于生命系统结构层次中的________。
(2)在生命系统的结构层次中,七星湖的一只野生鲫鱼属于________,鲫鱼的心脏属于________。
(3)下表是某同学归纳七星湖区域细菌、松树和松鼠的生命系统的层次。
细胞 组织 器官 系统 个体 种群 群 落 生态 系统 生物 圈
细菌 √ √ × × √ √
松树 √ √ √ × √ √
松鼠 √ √ √ √ √ √
注:表中“√”表示具有,“×”表示不具有。
①表中有一个“√”归纳得不正确,请指出并说明理由:____________________
____________________________________________________________________。
②表中生命系统中包含非生物成分的层次是_____________________________。
③松树为什么没有系统这个层次?_____________________________________
___________________________________________________________________。
[解析] (1)七星湖属于生态系统,是由生物群落和无机环境构成的。(2)七星湖的一条野生鲫鱼属于个体层次,心脏属于器官层次。(3)细菌是单细胞生物,一个细胞即代表个体,所以没有组织。表中生命系统中包含非生物成分的层次是生态系统和生物圈。松树属于植物,植物体是由根、茎、叶、花、果实和种子六大器官直接构成的,因此没有系统层次。
[答案] (1)生态系统 (2)个体 器官 (3)①细菌是单细胞生物,一个细胞即代表个体,所以没有组织 ②生态系统和生物圈 ③松树属于植物,植物体是由六大器官直接构成的,因此没有系统层次
课时分层作业(1) 细胞是生命活动的基本单位
题组一 细胞学说及其建立过程
1.1824年,法国动物、植物生理学家H.Dutrochet出版的《关于动物和植物内部结构及共运动机能的解剖学与生理学研究》一书中指出动物组织由密集的球状小体所组成,和植物组织内观察到的结构相似。下列相关叙述错误的是( )
A.上述观点符合“一切动植物都是由细胞和细胞产物所构成”
B.细胞学说的建立者主要是两位德国科学家施莱登和施旺
C.细胞学说的建立是许多科学家不断探索的成果
D.细胞学说揭示了生物的统一性和多样性
D [细胞学说认为生物具有统一性,没有揭示生物的多样性,D错误。]
2.细胞学说建立的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。下列叙述错误的是( )
A.德国科学家魏尔肖对细胞学说的补充是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”
B.显微镜的发明和改进是细胞学说建立的基础
C.列文虎克最早观察到了不同形态的细菌,并将其命名为细胞
D.细胞学说的建立过程中施莱登和施旺运用了不完全归纳法
C [罗伯特·胡克最早观察到细胞并为之命名,C错误。]
3.归纳法是生物学常用的一种研究方法。下列相关叙述正确的是( )
A.归纳法是由一个具体的事实得出一般结论的思维方法
B.根据部分植物细胞具有细胞壁得出植物细胞都具有细胞壁属于不完全归纳法
C.生物学的研究常采用完全归纳法,因为采用该方法得出的结论更可靠
D.研究一个果园中桃花的结构适合采用完全归纳法
B [归纳法是指由一系列具体事实得出一般结论的思维方法,可分为完全归纳法和不完全归纳法,A错误;不完全归纳法是通过对某类事物的一部分对象或一部分子类的考察,从中概括出关于该类事物的一般性结论的推理,根据部分植物细胞具有细胞壁得出植物细胞都具有细胞壁属于不完全归纳法,B正确;因为研究的实验对象往往较多,故生物学的研究常采用不完全归纳法,C错误;一个果园中桃花数量较多,故研究一个果园中桃花的结构适合采用不完全归纳法,D错误。]
题组二 细胞是基本的生命系统
4.“稻花香里说丰年,听取蛙声一片。”这一千古名句让我们仿佛感受到稻田生态系统中蓬勃的生命。下列与其相关生命系统的叙述,正确的是( )
A.稻花属于生命系统的组织层次
B.水稻和青蛙都具有器官和系统等结构层次
C.稻田中所有的水稻和青蛙共同构成一个群落
D.稻田中的阳光、空气等非生物因素属于生命系统的组成部分
D [稻花属于生命系统的器官层次,A错误;水稻是高等植物,不具有系统层次,B错误;稻田中所有的生物形成一个群落,C错误;稻田中的阳光、空气等非生物因素属于生态系统的组成部分,故属于生命系统的组成部分,D正确。]
5.每年11月,安陆钱冲古银杏国家森林公园的黄叶迎来最佳观赏期。钱冲银杏谷的物种繁多、分布面积广,主要以银杏、乌桕树等为主,下列有关该景区生命系统结构层次排序正确的是( )
①银杏的叶子 ②乌桕树的细胞 ③银杏细胞中蛋白质分子 ④一棵乌桕树 ⑤银杏谷的所有黄叶 ⑥银杏谷的所有银杏树 ⑦银杏谷的所有生物
⑧银杏谷内所有动植物
A.③②①⑤④⑤⑧ B.②①④⑥⑧⑦
C.②①⑤④⑦ D.②①④⑥⑦
D [生命系统的结构层次为:细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。①银杏的叶子属于器官;②乌桕树的细胞属于生命系统结构层次中的细胞层次;③银杏细胞中蛋白质分子不属于生命系统结构层次;④一棵乌桕树属于个体;⑤银杏谷的所有黄叶不构成生命系统结构层次;⑥银杏谷的所有银杏树属于种群;⑦银杏谷的所有生物属于群落;⑧银杏谷内所有动植物(没有包括所有生物)不构成生命系统结构层次。]
6.下列实例中,能说明生命活动离不开细胞的是( )
①流感病人打喷嚏时,会有大量流感病毒随飞沫散布于空气中
②手触碰到盛有沸水的电水壶会迅速缩回
③体操运动员完成单杠动作离不开肌肉的收缩和舒张
④人的胚胎发育过程中,细胞不断地进行分裂
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①②③④
B [流感病人打喷嚏时,会有大量流感病毒随飞沫散布于空气中,这不能说明生命活动离不开细胞,①不符合题意。]
7.(11分)婺源县石门自然村位于饶河源国家湿地公园的中心地带,国际鸟类红皮书急危物种“蓝冠噪鹛”在此栖息。回答下列问题:
(1)若该自然村属于生命系统结构层次中的生态系统,则它是由____________和________________________相互关联形成的一个统一整体。
(2)在这里所有的蓝冠噪鹛组成一个____________,所有的鸟类________(填“能”或“不能”)构成群落这一生命系统层次,原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)以蓝冠噪鹛为例,从生理活动、生长发育和遗传与变异等方面简要说明细胞是多细胞生物最基本的生命系统________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)生态系统:生物群落和它们所生活的无机环境相互关联,形成了一个统一的整体。(2)在一定的自然区域内,同种生物的所有个体是一个种群,因此在这里所有的蓝冠噪鹛组成一个种群;群落是一定区域内植物、动物和其他生物的总和,所有的鸟类不能构成群落这一生命系统层次。(3)蓝冠噪鹛的各种生理活动是以细胞代谢为基础的,生长发育是以细胞增殖、分化为基础的,遗传与变异是以细胞内基因的传递和变化为基础的,所以说细胞是最基本的生命系统。
[答案] (除标注外,每空2分,共11分)(1)生物群落 它们所生活的无机环境 (2)种群 不能(1分) 群落是一定区域内植物、动物和其他生物的总和 (3)蓝冠噪鹛的各种生理活动是以细胞代谢为基础的,生长发育是以细胞增殖、分化为基础的,遗传与变异是以细胞内基因的传递和变化为基础的,所以说细胞是最基本的生命系统
8.细胞学说是现代生物学基础理论之一,具有极为重要的意义。细胞学说的建立漫长而曲折,凝聚了多位科学家的不懈努力,是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程。关于细胞学说,以下说法错误的有几项( )
①列文虎克通过观察植物的木栓组织发现并命名了细胞 ②罗伯特·胡克用自制的显微镜观察到了不同形态的细菌、红细胞和精子 ③施莱登通过完全归纳法得出植物细胞都有细胞核这一结论 ④耐格里通过观察根尖成熟区细胞,发现新细胞的产生是细胞分裂的结果 ⑤细胞学说揭示了一切动植物的统一性和差异性 ⑥施莱登和施旺提出细胞是一个有机体,一切生物都由细胞发育而来 ⑦魏尔肖总结“细胞通过分裂产生新细胞”为个体发育的解释奠定了基础
A.3 B.4
C.5 D.6
D [①列文虎克用自制的显微镜观察到了不同形态的细菌、红细胞和精子,①错误;②罗伯特·胡克通过观察植物的木栓组织发现并命名了细胞,②错误;③施莱登通过不完全归纳法得出植物细胞都有细胞核这一结论,③错误;④耐格里通过观察分生区细胞,发现新细胞的产生是细胞分裂的结果,④错误;⑤细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,没有揭示差异性和多样性的问题,⑤错误;⑥施莱登和施旺提出细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,⑥错误;⑦魏尔肖总结“细胞通过分裂产生新细胞”为个体发育的解释奠定了基础,⑦正确。]
9.下图表示生命系统的结构层次,序号和箭头依次代表从微观到个体再到宏观的具体层次,结合所学的知识进行分析,下列叙述不正确的是( )
A.松树(个体)没有的结构层次是①
B.鱼的心脏属于图中②所代表的结构层次,柳树的根属于图中③所代表的结构层次
C.在图中不能找到HIV相应的位置
D.从细胞到生物圈,生命系统层层相依,又各自有特定的组成、结构和功能
B [题图中①系统,②器官、③组织,④细胞,⑤⑥⑦⑧应分别为种群、群落、生态系统、生物圈,故松树(个体)没有①系统这一结构层次,A正确;鱼的心脏和柳树的根都属于生命系统的器官层次,即题图中的②,B错误;病毒无细胞结构,不属于生命系统,故在题图中不能找到HIV相应的位置,C正确;从细胞到生物圈, 各层次有自身特定的组成、结构和功能,又相互联系,层层相依,D正确。]
10.(10分)经某地疾病控制及预防中心证实,该地先后有两名两岁小孩患上一种新型“流感”。请回答相关问题:
(1)现在从患者体内已经分离出了细菌和病毒,并分别制成溶液,为了探究该“流感”是由细菌还是病毒引起的,进行了如下实验。
实验材料:小鼠、注射器、从患者体内分离得到的细菌溶液和病毒溶液、蒸馏水、生理盐水、小鼠食物等。
实验步骤:
①取12只生长健壮且同等大小的小鼠,均分为3组,编号为甲、乙、丙。
②向甲组小鼠注射适量从患者体内分离得到的细菌溶液;向乙组小鼠注射等量__________________________________________;向丙组小鼠注射等量________,作为对照组。
③将3组小鼠放在相同且适宜的条件下培养一段时间。
(2)结果分析:
①若甲组小鼠患该病,乙组和丙组小鼠不患该病,说明该病是由________引起的。
②若________________________________________________________________
____________________________________________________________________,
说明该病是由________引起的。
(3)若经证实,该“流感”是由病毒引起的,病毒作为生物的主要理由是____________________________________________________________________。
[解析] (1)根据实验的对照原则和单一变量原则,需要设置注射生理盐水作为对照组,实验组应分别注射从患者体内分离得到的病毒溶液和细菌溶液,同时还要保证三组的注射量适量且相等。因而需要向乙组小鼠注射等量从患者体内分离得到的病毒溶液,向丙组小鼠注射等量生理盐水。(2)①乙、丙两组小鼠不患病,可以排除病毒致病的假设;而甲组小鼠患病,则证明该病是由细菌引起的。②甲、丙两组小鼠不患病,可以排除细菌致病的假设;而乙组小鼠患病,则证明该病是由病毒引起的。(3)由于病毒可以增殖产生后代,所以病毒是生物。
[答案] (除标注外,每空2分,共10分)(1)②从患者体内分离得到的病毒溶液 生理盐水
(2)①细菌(1分) ②乙组小鼠患该病,甲组和丙组小鼠不患该病 病毒(1分) (3)能增殖产生后代
17/17第1节 细胞是生命活动的基本单位
1.说明有些生物体只有一个细胞,而有的由很多细胞构成。
2.掌握细胞学说的内容和建立过程,明确细胞学说揭示了动植物的统一性。
3.了解生命系统的结构层次,说明细胞是最基本的结构层次。
知识点1 细胞学说的建立及其研究方法
1.细胞学说的内容要点
(1)建立者:主要是德国的科学家__________。
(2)主要内容
①细胞是一个有机体,__________都由细胞发育而来,并由__________所构成。
②细胞是一个__________,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。
2.细胞学说的建立过程
3.细胞学说的意义
(1)揭示了动物和植物的__________,从而阐明了生物界的__________。
(2)对生物学发展的意义
①细胞学说使人们认识到__________,催生了生物学的问世。
②细胞学说中关于细胞是生命活动基本单位的观点,使生物学的研究进入__________水平,并为后来进入__________水平打下基础。
③细胞学说中细胞分裂产生新细胞的结论,不仅解释了__________,也为后来__________的确立埋下了伏笔。
列文虎克、马尔比基等都已经观察到细胞,为什么细胞学说的主要建立者是施莱登和施旺?
(P5科学方法)生物科学探究的归纳方法包括完全归纳法和不完全归纳法,由______________得出的结论很可能是可信的,因此可以用来____________________________________________________________________,
也需要注意存在__________的可能。
基于对细胞学说的内容要点及建立过程等的认识,判断下列相关表述是否正确。
1.细胞学说阐明了生物界的统一性。 ( )
2.罗伯特·胡克第一个观察到活细胞。 ( )
3.施旺的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。 ( )
4.花粉、甲状腺激素均属于细胞产物。 ( )
分析细胞学说建立的过程及意义
1838年,德国植物学家施莱登第一个指出:“一切植物,如果它们不是单细胞的话,都完全是由细胞集合而成的,细胞是植物结构的基本单位。”
1839年,德国动物学家施旺首次提出了细胞学说这一名词,他指出:“细胞是有机体,动植物都是这些有机体的集合物,它们按照一定的规则排列在动、植物体内。”他还说:“现在,我们已推倒了分隔动植物界的巨大屏障。”
1.施莱登和施旺只是观察了部分动植物的组织,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?
2.请结合细胞学说的相关内容,对细胞的统一性作出科学的解释。
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?
4.“现在,我们已推倒了分隔动植物界的巨大屏障。”尝试分析施旺说此话的原因。
[深化归纳]
1.厘清细胞学说中的两个“统一了”和三个“未涉及”
2.科学方法——归纳法
(1)过程
多个个别事例或分论点归纳共有特性―→得出结论―→演绎推理论证。
(2)类型:完全归纳法和不完全归纳法。
1.德国科学家施莱登和施旺通过对部分动植物组织的观察,发现这些组织都是由细胞构成的。他们进行了理论概括,从而提出了细胞学说。下列有关叙述正确的是( )
A.他们运用完全归纳法进行了理论概括,从而提出了细胞学说
B.一切生物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成
C.魏尔肖的著名论断是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”
D.细胞的统一性不能说明生物之间存在着亲缘关系
关于细胞学说的三个易错点
(1)一切动植物都由细胞构成≠一切生物都由细胞构成。生物除了动植物外,还包括真菌、原核生物、病毒等,其中病毒没有细胞结构。
(2)细胞学说并未揭示细胞的多样性。
(3)细胞学说使得生物学的研究进入细胞水平,并未达到分子水平。
2.科学的发展依赖于技术和研究方法的进步,科学的研究方法是成功的前提。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
知识点2 细胞是基本的生命系统
1.生命活动离不开细胞
(1)生物体与细胞的关系
①单细胞生物:依赖__________就能独立完成生命活动的生物。
②多细胞生物:依赖__________密切合作,共同完成生命活动的生物。
(2)生理活动与细胞的联系
①动植物各种生理活动的基础:__________。
②动植物生长发育的基础:__________。
③动植物遗传与变异的基础:__________。
2.生命系统的结构层次
写出图中各数字表示的生命系统结构层次名称:
①__________;②__________;③__________;④__________;⑤__________;⑥__________。
3.生命系统结构层次的联系
(1)__________是最基本的生命系统的结构层次。
(2)各层次生命系统的形成、维持和运转都是以__________为基础的。
(P6旁栏思考)核酸、蛋白质等生物大分子及它们构成的病毒是一个系统吗?如果是,它们是不是生命系统?如果不是,说明理由。
基于对生命系统的结构层次及关系的认识,判断下列相关表述是否正确。
1.所有生物都具有生命系统的各个层次。 ( )
2.人体细胞呼吸中利用的O2和呼出的CO2属于生命系统。 ( )
3.一个池塘中所有的鱼构成一个种群。 ( )
4.生态系统中存在非生命的物质和成分,属于生命系统。 ( )
分析生命系统的结构层次
1.艾滋病是一种免疫缺陷病,又叫获得性免疫缺陷综合征(AIDS),是由人类免疫缺陷病毒(HIV)引起的,HIV主要入侵并破坏人体的辅助性T细胞,死亡率极高。但HIV一旦离开活细胞就不能表现生命现象。HIV的结构示意图如图所示:
(1)依据材料,病毒和细胞的关系是什么?你得出结论运用的是什么科学方法?
(2)HIV是生命系统的某一层次的组成成分吗?请举例说明。
2.结合下列生命系统的结构层次图示,分析并回答有关问题。
(1)请按由小到大的顺序排列上面各个生命系统的层次。
(2)任何一种生物都具有上述图示各层次吗?
(3)为什么细胞是最小的生命系统结构层次?
[深化归纳]
1.关于病毒的相关知识
2.个体、种群、群落和生态系统的关系辨析
3.新型冠状病毒能引起病毒性呼吸道疾病,下列有关该病毒的叙述,正确的是( )
A.新型冠状病毒中所需要的营养物质可在其自身病毒内合成
B.新型冠状病毒没有细胞结构,它的生命活动与细胞无关
C.研究新型冠状病毒的致病机理可用含有各种营养物质的完全培养基大量培养该病毒
D.新型冠状病毒必须寄生在宿主活细胞中才能生存,这说明病毒的生命活动离不开细胞
4.“草长莺飞二月天,拂堤杨柳醉春烟。”这一诗句生动形象地勾画出早春的秀丽景色。下列与其相关的生命系统结构层次的叙述,错误的是( )
A.柳条属于生命系统结构层次的器官层次
B.河中的所有鱼构成一个种群
C.“二月天”可参与生命系统结构层次的组成
D.黄莺具有器官和系统等结构层次
区分“属于生命系统层次”和“参与生命系统的组成”
(1)“属于生命系统层次”要求描述对象必须对应生命系统的某一个层次。
(2)“参与生命系统的组成”表示描述对象不必对应生命系统的某一个层次,可以是生命系统某一层次的组成部分。
1.细胞学说的建立者主要是两位德国科学家施莱登和施旺。
2.细胞学说的主要观点
(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生命起作用。
(3)新细胞是由老细胞分裂产生的。
3.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。
4.细胞是地球上最基本的生命系统。
1.(链接P8概念检测T2)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.大熊猫的每个细胞都能单独完成各项生命活动
D.细胞学说未涉及真菌和病毒的内容
2.(链接P8概念检测T1)下列事实或证据不支持细胞是生命活动的基本单位的是( )
A.草履虫是单细胞生物,能进行运动和分裂
B.人体发育离不开细胞的分裂和分化
C.离体的叶绿体在一定的条件下能释放氧气
D.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
3.(链接P8概念检测T3)某同学使用光学显微镜对人体皮肤纵切片和迎春花的叶横切片进行了观察,下面描述正确的是( )
A.组成两图结构的活细胞都属于由各种组分相互配合而形成的复杂生命系统
B.人和迎春花具有相同的生命结构层次
C.图甲属于生命系统的组织层次,图乙属于生命系统的器官层次
D.图甲和图乙中的活细胞都有细胞壁、细胞膜和细胞质
4.(链接P8拓展应用T1)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。下列有关叙述错误的是( )
A.该同学的结论一定是完全正确的
B.该同学运用了不完全归纳的科学方法
C.该同学进行归纳时应考虑是否有特例的存在
D.该同学得出结论的方法和细胞学说的建立相同
5.七星湖是塞罕坝国家森林公园新开发的重点旅游风景点,水域深,水面广,野生鲫鱼资源丰富。湖内芦苇丛生,每年春秋有大批白天鹅、遗鸥、鹤等十几种珍稀鸟类来此栖息。回答下面问题:
(1)七星湖属于生命系统结构层次中的________。
(2)在生命系统的结构层次中,七星湖的一只野生鲫鱼属于________,鲫鱼的心脏属于________。
(3)下表是某同学归纳七星湖区域细菌、松树和松鼠的生命系统的层次。
细胞 组织 器官 系统 个体 种群 群 落 生态 系统 生物 圈
细菌 √ √ × × √ √
松树 √ √ √ × √ √
松鼠 √ √ √ √ √ √
注:表中“√”表示具有,“×”表示不具有。
①表中有一个“√”归纳得不正确,请指出并说明理由:____________________
____________________________________________________________________。
②表中生命系统中包含非生物成分的层次是_____________________________。
③松树为什么没有系统这个层次?_____________________________________
___________________________________________________________________。
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