1.3 细胞是生物体结构的基本单位（教学课件）生物沪科版2020必修1

细胞是生物体结构的基本单位 第三节 第一章 走进生物学 高一生物 必修一 细胞是生物体结构的基本单位 20 世纪初，美国生物学家威尔逊（E. B. Wilson）曾预测：“一切生物学问题的答案最终都要到细胞中去寻找。”今天，生物学研究的众多重大成果证明了这一预测的正确性。科学家这样预测的依据是什么？ 实验探究的基本步骤和要求 思考与讨论： 1. 以小组为单位，仔细观察各种细胞的形态，并通过信息检索查找它们的功能。选择 2~3 种细胞，列表写出细胞名称、形态结构和功能，并归纳它们的异同点。 2. 为什么说细胞是生物体结构的基本单位？ 1．生物体由多种多样的细胞构成 单细胞生物：整个生物体由一个细胞构成。细胞直接与外界非生物环境进行物质和信息交换，生理活动由细胞的不同结构分工完成。例如绿眼虫、草履虫。 1．生物体由多种多样的细胞构成 生物体的结构与功能相适应：高等动植物是先由细胞构成组织，再由组织形成一个带有功能的器官，再最终形成个体。 例如小肠绒毛、植物叶片中的栅栏组织。 细胞是生物体结构的基本单位 构成成人身体的细胞约有1014 个，可分为 200 多种类型。这些不同类型的细胞形态各异、功能多样，但都属于真核细胞。 2．不同形态和功能的真核细胞具有相似的基本结构 真核细胞：每个细胞都由一层非常薄的保护层——质膜包裹。细胞内有一个染色后颜色较深的结构——细胞核，核中有控制细胞生命活动的遗传物质。 细胞核和细胞质膜之间有细胞质基质，线粒体、内质网、高尔基体、核糖体等各种细胞器分布于细胞质基质中。通常，每个细胞都具有细胞核以及完成生命活动所需的各种细胞器。 光学显微镜帮助人们发现细胞 1665 年，英国学者胡克用自制的能放大 30 倍的显微镜观察软木（栎树皮）薄片，并用“cell”（小室）来描述他观察到的蜂巢状的结构，后来这个词中文译为“细胞”。虽然他观察到的并非活细胞，但却开启了细胞观察之路。 细胞的探究之路 1675 年后，荷兰学者列文虎克用自制的显微镜观察到活的动植物细胞和原生动物。但受当时显微镜制作工艺的限制，在随后长达 170 多年的历史中，对细胞的研究没有更多进展。 1838 年，德国植物学家施莱登发表了《植物发生论》，指出细胞是构成植物的基本单位。 1839 年，施莱登和施旺提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。这标志着“细胞学说”正式建立。“细胞学说”提出后的十几年中，迅速扩展到更多领域，并不断地被修正。 细胞的探究之路 1858 年，德国病理学家魏尔肖指出“细胞只能来自细胞”，指明了细胞作为一个相对独立单位的重要性质，对“细胞学说”进行了重要的补充。“细胞学说”提出了生物统一性的细胞学基础，极大推动了人类对整个自然界的认识，掀起了对细胞及其内部结构研究的热潮。 1900 年之后，细胞核、叶绿体、线粒体、高尔基体等细胞结构都已陆续被发现。但普通光学显微镜的分辨率有限，人们无法清晰地看到细胞内更微小的结构。 细胞的探究之路 细胞的探究之路 电子显微镜推动细胞结构与功能的探索 1930 年，世界上第一台透射电子显微镜诞生； 1937 年科学家们开始用电子显微镜探索更微小的细胞结构，细胞器的“真面目”开始浮出水面。 1945 年之后，内质网、核糖体、溶酶体等细胞器被发现，逐渐揭示了细胞内部结构及其功能。 1972 年，美国科学家辛格和尼克森结合电镜技术的研究成果，提出了细胞质膜的流动镶嵌模型。 细胞的探究之路 生物大分子研究帮助人们探索细胞的生命活动 1953 年，美国分子生物学家沃森和英国生物物理学家克里克发现了 DNA 分子的双螺旋结构，生物学的研究进入到分子生物学时代。 1990 年，人类基因组计划启动； 2003 年 4 月 14 日，人类基因组测序基本完成，绘制出的人类基因图谱将推动人类疾病研究和治疗的快速发展。蛋白质结构与功能研究推动了细胞功能研究的发展。 细胞的探究之路 1959 年，英国科学家佩鲁茨和肯德鲁解析了红细胞内血红蛋白和肌细胞中的肌红蛋白的三维空间结构。 在自然界中，除了真核细胞外，还有一种细胞模式——原核细胞。 3．原核细胞没有由核膜包被的细胞核 原核生物：细菌 (1)荚膜：多糖，帮助自身适应恶劣环境 (2)细胞壁：主要成分肽聚糖 (3)细胞质膜 (4)细胞质：有唯一细胞器核糖体 (5)拟核：遗传物质(DNA) 集中分布的区域(无染色体) (6) 鞭毛: 运动 原核