1.1细胞是生命活动的基本单位 课件 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

如何学好高中生物 1、用好教材。（重视课本，包括文字和图片，那些都是经典） 2、做好笔记（课本没有的，重难点，典型事例） 3、认真听课、重视练习和反思、及时复习。 4、记忆是起点，理解是终点。（重视“记忆”，理解记忆、结合图表记忆，万一当时不理解的，也请你记住） 1 第一章 走进细胞 1.细胞学说的内容是什么？意义？ 2.怎样理解细胞是基本的生命系统？ 1.1 细胞是生命活动的基本单位 2 人类已经在生物学研究中取得了巨大的成就，然而，许多未解之谜还得回到细胞中去寻找答案。同样地，尽管我们已经对细胞有不少了解还是有许多问题需要进一步探究，比如为什么单细胞生物能独立生活，而多细胞动植物必须依赖各种分化细胞的密切合作才能完成复杂的生命活动?为什么细胞的形态各异，但却有着大致相同的基本结构?为什么生命活动离不开细胞? 让我们再次走近细胞，更深入地探索它的奧秘。 第1章 走进细胞 每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找。 ——美国细胞生物学家威尔逊 熊猫 冷箭竹 大熊猫和冷箭竹形态迥异，但是它们生命活动的基本单位都是细胞。 细胞种类 细胞直径大小 人卵细胞 0.1mm 红细胞 6-9μm 种子植物细胞 10-100μm 常见细胞的大小 发明显微镜并日益精细，使人类打开了微观世界的大门。 问题探讨 1.如果让你提供证据说明大熊猫和冷箭竹都是细胞构成的，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。 维萨里解剖工作图 从人体的解剖和观察入手 ——从器官到组织 1543年，维萨里通过大量的尸体解剖，发表《人体构造》，揭示了人体在器官水平的结构。 比夏经过对器官解剖观察，指出器官由低一层次的结构——组织构成。 显微镜观察资料的积累 ——认识细胞 虎克时代的显微镜与木栓细胞图 列文虎克 1665年，罗伯特·虎克发现植物的木栓组织由许多规则的小室组成，并把“小室”称为cell-细胞。 列文虎克观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等。 马尔比基广泛观察了动植物的微细结构，如细胞壁和细胞质。 科学观察和归纳概括的结合 ——形成理论 施旺 施莱登 施莱登提出植物细胞学说，即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。 施旺认为动物体也是由细胞构成的，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。 细胞学说的建立过程 死细胞 细胞学说在修正中前进 耐格里 魏尔肖 施莱登 新细胞是从老细胞的细胞核中长出来的，或者是在老细胞的细胞质中像结晶那样产生。 用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成，发现新细胞的产生是细胞分裂的结果。 细胞通过分裂产生新细胞，即所有的细胞都来源于先前存在的细胞。 细胞学说的建立过程 器官水平 比夏（法） 虎克（英） 施莱登 施旺 （德） 组织水平 发现细胞 建立细胞学说 维萨里（比） 魏尔肖 （德） 修正细胞学说 发现细胞不等于创建了细胞学说 7 细胞学说及其建立过程 1、建立者 主要是施莱登和施旺。 2、主要内容 后人根据他们分别于1838年和1839年发表的研究结果进行整理并加以修正，综合为以下要点： 细胞学说的内容 (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。 (注意：未涉及病毒、原核生物、真菌等生物，未涉及差异性) (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。 问题1：科学家是如何通过获得证据来说明动植物体由细胞构成这一结构的？ 对动植物体的解剖和显微镜观察，再归纳得到结论。 归纳法：由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。 施莱登运用了该方法 完全归纳法：考察了某类事物的所有对象；例；如果观察了所有类型的植物细胞，并发现它们都有细胞核，才得出植物细胞都有细胞核。 不完全归纳法：考察了某类事物的部分对象例：根据部分植物细胞都 有细胞核而得出植物细胞都有细胞核。 很可能可信 预测和判断 细胞学说的建立过程 10 问题3：细胞学说主要阐明了细胞的多样性还是生物界的统一性？ 细胞学说主要阐述了生物界的统一性。 问题2：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？这一结论对生物学研究有什么意义？ 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。这一结论，实际上阐述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的开展研究。 11 科学发现需从观察入手 科学发现的过程离不开技术的支持 科学理论的形成需要观察与归纳概括的结合。 科学学说的建立是一个不断修正和发展的过程。 归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法 问题4：通过分析细胞学说建立的过程，你领悟到科学发现具有哪些特点? 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)细胞学说使人们认识到植物和动物有着共同的结构基础，打破了动植物学之间的壁垒，催生了生物学的问世。 (3)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。 (4)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。 1.创立细胞学说的科学家是（ ） A．达尔文 B．施莱登和施旺 C．虎克 D．沃森和克里克 2.19世纪30年代创立的细胞学说的最主要的意义是（ ） A．证明病毒不具有细胞结构 B．使人们对生物体的结构认识进入微观领域 C．证明生物之间存在亲缘关系 D．发现动、植物细胞的不同之处 B B 随堂练习 14 3.下列说法不符合施莱登和施旺观点的是（　　） A．一切动植物都由细胞和细胞产物所构成 B．细胞是一个相对独立的单位 C．新细胞可以从老细胞中产生 D．按细胞有无成形的细胞核，可将细胞分为原核细胞和真核细胞 D 随堂练习 15 细胞是基本的生命系统P4 什么是系统？ 系统是指彼此间相互作用、相互依赖的组分有规律地结合而形成的整体。 细胞是一个系统吗？ 细胞是一个由各种组分相互作用而形成的复杂的系统。 什么是生命系统？ 能够相对独立完成生命活动的系统，叫做生命系统。 （1）草履虫能完成哪些生命活动？是什么样的生物？ 能完成运动、分裂、摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。单细胞生物。 （2）若没有完整的细胞结构，草履虫能完成这些生命活动吗？ 不能 1.生物生命活动离不开细胞，细胞是生命活动的基本单位 实例1 草履虫的运动和分裂 单细胞生物，一个细胞就是一个生物体（个体）， 单细胞生物能独立完成生命活动； 单细胞生物的生命活动离不开细胞。 与草履虫相比，人是多细胞的高等生物， 那么，人的生命能否离开细胞？ 蓝细菌 大肠杆菌 18 2、 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。 a.人的生殖 在子女和父之间，精子和卵细胞充当了遗传物质的桥梁。 人体最初只是一个细胞——受精，通过细胞分裂和分化逐渐形成了一个复杂的生命体。 2、 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。 b.缩手反射 完成一个简单的缩手反射需要许多种细胞参与 感受器 ↓ ←传入神经 ↑ 神经中枢 传出神经→ ↑ 效应器 问题：生物体都是由细胞构成的吗？ 绝大多数生物是由细胞构成的，但病毒除外，病毒不具有细胞结构，只由蛋白质和核酸组成。 病毒不能独立生活，只能寄生在其它生物的活细胞内才能生活和繁殖.一旦离开了活的细胞，病毒就无法进行生命活动。 21 实例4 艾滋病（AIDS） 病原微生物：HIV 攻击对象：T细胞 病毒很小，需用电子显微镜观察，没有细胞结构，在活细胞中繁殖。 HIV模式图 HIV攻击人的T细胞 = 病毒的生命活动离不开细胞 22 3、病毒 病毒没有细胞结构，但是必须在活细胞中才能繁殖。 HIV 疱疹病毒 SARS病毒 乙肝病毒 烟草花叶病毒 噬菌体 MERS病毒 2019-nCoV 或SARS-CoV-2 细胞是基本的生命系统 1、细胞是生命活动的基本单位，生命活动离不开细胞 （1）单细胞生物能够独立完成生命活动 （2）多细胞生物依赖各种分化的细胞间的密切合作，共同完成一系列复杂的生命活动。 （3）病毒没有细胞结构，只有依赖活细胞才能生活 细胞是基本的生命系统 为什么生命活动离不开细胞？列举事实进行说明。 动植物以细胞代谢为基础的各种生理活动，以细胞增殖、分化为基础的生长发育，以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传变异，都说明细胞是生命活动的基本单位，生命活动离不开细胞。 病毒 1、结构 病毒没有细胞结构；它们都主要由蛋白质（外壳）和核酸（DNA或RNA）构成。 2、生活方式 营寄生生活。因为病毒没有细胞结构，没有实现新陈代谢所必需的基本系统，所以只能在活细胞内进行生命活动，只有依靠宿主细胞才能产生子代，并完成正常的生命活动。 病毒 3、实验室培养病毒的方法：病毒只能用活的细胞来培养。 4、病毒是生物，但无法独立完成生命活动，不属于生命系统。 5、常见病毒分类 植物病毒（烟草花叶病毒）； 动物病毒（流感病毒，HIV,COVID-19, SARS）； 细菌病毒（噬菌体） 结构层次 概念 课本举例 细胞 细胞是生物体结构和功能的基本单位 形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起组成的细胞群 心肌细胞、叶的表皮细胞 多种不同的组织构成能行使一定功能的结构 心肌、叶的保护组织 组织 器官 系统 个体 能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起 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。单细胞生物由一个细胞构成生物体 心脏、叶 血液循环系统 大熊猫、冷箭竹 生命系统的结构层次 能够相对独立完成生命活动的系统，叫做生命系统。 28 结构层次 概念 课本举例 学生举例 种群 在一定的空间范围内，同种生物的全部个体 在一定的空间范围内，所有的生物（种群） 该区域内所有的大熊猫或者所有的冷箭竹 生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体 一个池塘中的全部生物 群落 生态系统 生物圈 地球上所有的生态系统相互关联构成更大的整体 这个群落和它们所生活的无机环境一起 一个池塘的全部鲫鱼 该区域内大熊猫、冷箭竹和其他所有生物一起 亚马逊雨林 青海湖 黄山 生物圈是最大的生态系统，地球只有一个生物圈  生命系统的结构层次 29 2. 生命系统的结构层次 生命系统各个结构层次之间的关系 组织= 相似细胞1 + 相似细胞2 + ...... + 相似细胞n 器官= 组织1 + 组织2 + ...... + 组织n 系统= 器官1 + 器官2 + ...... + 器官n 不同的( ) 不同的( ) 种群= 同种的( 个体1 + 个体2 + ...... + 个体n ) 群落= 全部的( 种群1 + 种群2 + ...... + 种群n ) 生态系统= 群落+无机环境 生命系统的结构层次 从生物圈到细胞 ↑最大 生态系统 ↑＋无机环境 群落 ↑所有生物 种群 　　全部个体 　　同种生物 　　同一区域 个体 微观 宏观 生命系统的结构层次 动物 植物 ↓ 组织 ↓ 器官 ↓ 系统 细胞 生物圈 小试牛刀 以下的情况分别属于生物系统的哪个层次 ？ 1）大肠杆菌属于（ ）层次 2）大肠杆菌菌落属于（ ）层次 3）培养基被污染后，除大肠杆菌外，又滋生了别的细菌和真菌，这时属于（ ）层次 4）一个池塘中的全部鲤鱼属于（ ）层次 5）一个池塘中的全部生物属于（ ）层次 6）一个池塘中的所有生物及其周围无机环境属于（ ）层次 细胞/个体 种群 种群 群落 生态系统 群落 32 各种生物具有的结构层次 a.高等动物 细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈 b.高等植物 细胞→组织→器官→个体→种群→群落→生态系统→生物圈 c.单细胞生物 细胞（ 个体）→种群→群落→生态系统→生物圈 d.病毒 病毒没有细胞结构，不属于生命系统的结构层次 （4）单细胞生物的结构层次缺少_ __本身既为____层次，又为____层次 生命系统的结构层次 （7）除病毒外，所有生物都具备个体以后的结构层次 （2）最基本的生命系统是_____ （1）生命系统的（ ）个结构层次 （5）植物的结构层次缺少_____ （6）病毒不属于生命系统结构层次 9 （3）地球上最大的生命系统（ ） 细胞 生物圈 细胞 个体 组织、器官、系统 系统 （1）生命系统是指能够独立完成生命活动的系统，细胞是最基本的生命系统。 （2）原子、分子（糖类、脂质、蛋白质分子等）是一个系统，但不能独立完成生命活动，不是生命系统；病毒是生物，但不能独立完成生命活动，也不属于生命系统。 （3）植物不具有”系统“这一层次。一株植物由根、茎、叶、花、果实、种子等器官构成。 （4）单细胞生物既属于细胞层次，又属于个体，它生命系统的结构层次为细胞、个体、种群、群落、生态系统、生物圈，缺少组织、器官和系统。 注意： 1.叶的表皮细胞和心肌细胞各有什么功能？ 答：叶的表皮细胞主要起保护功能；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？ 答：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什么细胞？ 答：生殖细胞(精子和卵细胞）。 思考·讨论 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？ 答：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，才能保持生物圈中的碳氧平衡。 思考·讨论 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)草履虫是单细胞生物，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。( ) (4)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。 ( ) 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 √ √ × √ C 课后习题 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？ 课后习题 答： （1）人体皮肤：本切片图中可见上皮组织的细胞、角质保护层细胞（死亡）和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）等。 （2）植物细胞和动物细胞的共同点：有细胞膜、细胞质、细胞核； 区别：植物细胞有细胞壁、液泡，有些植物细胞还有叶绿体。 （3）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。 课后习题 1.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.他得出这个结论应用了不完全归纳法. 你还能列举不完全归纳法其他应用的例子吗?在使用这种方法时，要注意什么问题? 可用学生已学过的植物或动物的分类、细胞所具有的结构进行举例，也可以结合学生的生活经验进行举例。运用不完全归纳法时，要审慎地接受所得出的结论，归纳时需要注意抓住所归纳对象的本质特征。 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，病毒的生活是离不开细胞的。 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说是否支持生物进化的观点。 答：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，生物进化论中生物都起源于共同原始祖先的观点就会受到质疑。一切动植物都是由细胞发育而来的，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。 课堂小结 细胞学说 细胞是基本的生命系统 建立过程 内容 意义 细胞是生命活动的基本单位 单细胞 多细胞 病毒 细胞→组织→器官→系统→个体 →种群→群落→生态系统 →生物圈 生命系统的层次 细胞是生命活动的基本单位 44 $$