1.2 细胞的多样性和统一性教材内容文字版2023-2024 学年高一生物人教版必修一

第2节细胞的多样性和统一性 人工合成生命的探索 生命如此神奇!那么,能不能人工合成生命呢?很多人想知道答案。科学家首先以简单的单细胞生物为研究对象展开探索。 支原体可能是最小、最简单的单细胞生物。20世纪90年代,美国科学家文特尔(C.Venter,1946-)领导的小组研究了某种支原体的基因,从中筛选出生命活动必不可少的300多个基因,并进行人工合成。他们将人工合成的这些基因进行拼接、处理,注入去掉DNA的支原体细胞中,组成一个新的细胞。这样的新细胞具有进行基本生命活动的能力和繁殖能力。 支原体是原核生物。能不能人工合成真核生物的基因,并使之表现出生物活性呢? 2014年,科学家对酿酒酵母的一条染色体进行了重新设计和人工合成。2017年3月,科学家宣布人工合成了5条酿酒酵母染色体,其中4条是由我国科学家完成的。2018年8月,我国科学家宣布,他们对酿酒酵母的16条染色体进行了研究,重新设计并人工合成为1条染色体,这1条染色体就可以执行16条染色体的功能。将这条染色体移植到去核的酿酒酵母细胞后,细胞依然能够存活,并表现出相应的生命特性。这是国际上首次人工创建单条染色体的真核细胞。这项研究成果是合成生物学领域一项里程碑式的突破。 想一想,人工合成生命的研究有什么意义?上述研究成果是否标志着人工合成生命的设想已经实现?你赞成进行这方面的研究吗? 复习提高 一、选择题 1.细胞学说为生物学的发展起到了奠基的作用,主要原因是它揭示了 () A.植物细胞与动物细胞的区别 B.原核细胞和真核细胞的区别 C.生物体结构的统一性 D.生物界细胞的多样性 2.判断沙眼衣原体是原核生物的主要依据是 () A.有细胞壁 B.有细胞膜 C.没有线粒体 D.没有以核膜包被的细胞核 3.生命系统存在着从细胞到生物圈各个不同的结构层次。下列相关叙述错误的是 () A.细胞是基本的生命系统 B.草履虫可以看作是基本的生命系统 C.植物体和动物体共有的生命系统层次有细胞、组织、器官、个体 D.生态系统中存在非生命的物质和成分,不属于生命系统 4.细胞是生物体的基本结构和功能单位。下列有关细胞的叙述,正确的是 () A.原核细胞结构简单,所以不具有多样性 B.原核细胞与真核细胞之间不具有统一性 C.除病毒外,生物体都是由细胞构成的 D.新细胞是从老细胞的细胞核中产生的 二、非选择题 1.画概念图 分析下图,在“?”处填写适当的连接词。 (1) 这几种生物共有的结构是_ (2)与绿色开花植物细胞的结构和功能类似的生物是_,你判断的依据是_;与哺乳动物细胞的结构和功能类似的生物是_,你判断的依据是_。 (3)眼虫与植物和动物都有相同之处,从进化的角度看,你认为合理的解释是_。 3.2002年7月12日,美国《科学快报》报道了纽约州立大学几位病毒学家人工合成脊髓灰质炎(俗称小儿麻痹症)病毒的消息和简略的研究过程。用人工合成的病毒感染小鼠的实验证明,人工合成的病毒能够引发小鼠脊髓灰质炎,只是毒性比天然病毒小得多。 回答下列问题。 (1)人工合成脊髓灰质炎病毒,是否就是人工制造了生命? (2)人工合成病毒的研究,应该肯定还是应该否定?为什么? 本章小结 理解概念 除病毒以外,生物体都是以细胞作为结构和功能的基本单位,生命活动离不开细胞。 细胞有着相似的基本结构,如细胞膜、细胞质等。但是,不同生物的细胞结构又有差别。 细胞是多种多样的,总体上可以分为真核细胞和原核细胞两大类,它们的主要区别是有无以核膜包被的细胞核。 在同一个多细胞生物体内,由于细胞结构和功能的分化,细胞也呈现多样性。多种多样的细胞都有共同的结构模式:有细胞膜、细胞质、遗传物质集中存在的区域(细胞核或拟核),这说明细胞的统一性。细胞的统一性可以用细胞学说中“新细胞由老细胞分裂产生”的观点来解释,这也是生物界的统一性的基础。 细胞学说阐明了动植物都是由细胞构成的,并且都以细胞为生命活动的基本单位。基于这一结论,人们认识到生物界也具有统一性,这对于人们深入认识生物的结构、生理、发育以及遗传和进化都有着重大的意义。 从系统的视角看生命世界,细胞、组织、器官(系统)、个体、种群、群落、生态系统、生物圈,是不同层次的生命系统。由于细胞是生命活动的基本单位,各层次生命系统的形成、维系和运转都是以细胞为基础的,因此细胞是基本的生命系统。生物科学要研究各个层次的生命系统及其相互关系,首先要研究细胞。 发展素养 通过本章的学习,应在以下几方面得到发展。 阐明细胞的多样性与统一性,进而认同生物界的多样性与统一性,感受大自然的神奇与美丽。 初步建立系统的观念,尝试以系统观认识生命世界。 通过分析细胞学说建立的过程,认同科学发现的基本特点:重视观察与实证,需要归纳和概括;科学的发现依赖于技术的进步;科学理论的建立往往要经历不断修正