内容正文:
第一章:走近细胞
第1节 细胞是生命活动的基本单位
细胞学说及其建立过程
细胞学说建立者:【德】施莱登和施旺
细胞学说内容:
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。
细胞产物:即细胞新陈代谢等生命活动中所产生的代谢产物。
例如:激素,抗体,尿素,乳酸等,存在于体液(细胞内液和细胞外液)中。
2. 细胞是一个相对独立的单位(单细胞生物的细胞完全独立),既有它自己的生命(指细胞独立进行代谢),又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用(多细胞生物)
3. 新细胞是由老细胞分裂产生的。(细胞学说的局限性,新细胞不一定由老细胞分裂产生,如受精卵)
细胞学说三个不涉及:
不涉及原核生物、病毒、差异性或者说多样性
细胞学说的建立过程
1.维萨里揭示了人体在器官水平的结构。
2.比夏指出器官由低一层次的结构——组织构成。
3.罗伯特·胡克利用显微镜观察到植物的木栓组织(由死细胞构成)由许多小室组成,并把“小室”称为细胞。
(第一位发现了细胞并命名)
4.列文虎克用自制显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等。(第一位发现了活细胞)
5.马尔比基用显微镜广泛观察了动植物的微细结构,如细胞壁和细胞质。
6.植物学家施莱登提出了植物细胞学说,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(该观点错误)。
7.动物学家施旺认为动物体也是由细胞构成的,一切动物个体发育过程,都是从受精卵这个单细胞开始的。
8.耐格里用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成,发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。
9.魏尔肖总结出细胞通过分裂产生新细胞。他的名言是:所有的细胞都来源于先前存在的细胞。(目前为止正确)
意义: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
打破了动物学和植物学之间的壁垒
细胞是生命活动的基本单位的观点,使人们意识到生物的生理现象奥秘要去细胞中寻找
为后来生物进化论的确立埋下伏笔
归纳法
归纳法指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。分为完全归纳法和不完全归纳法。
施莱登和施旺在只观察了部分动植物组织的基础上,利用不完全归纳法提出“所有的动植物都是由细胞构成的。”且这一结论是可信的。由不完全归纳法得出的结论很可能是可信的,但要注意存在例外的可能。
细胞是基本的生命系统
系统指彼此间相互作用相互依赖的组分有规律的结合而形成的整体。
生命活动离不开细胞
病毒:没有细胞结构,须寄生在活细胞中。
单细胞生物:依靠自身的单个细胞完成各种生命活动。
多细胞生物:依赖各种分化的细胞共同完成复杂的生命活动。
动植物的生命活动基础
进行各种生理活动的基础:细胞代谢。
生长发育的基础:细胞增殖、分化。
遗传与变异的基础:细胞内基因的传递和变化。
病毒
组成成分:核酸+蛋白质
按遗传物质可分为:DNA病毒(天花、乙肝、噬菌体)RNA病毒(艾滋、新冠、SARS、烟草花叶病毒)
按宿主分可分为:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(如噬菌体)
特点:无细胞结构、繁殖快、易变异、用电子显微镜观察、复制繁殖、活细胞培养
特例:类病毒(只由RNA组成,没有蛋白质衣壳包裹)
朊病毒(只由蛋白质组成)严格来说不是病毒,是一类不含核酸仅由蛋白质构成的具感染性的因子。
生命系统的结构层次
动物:细胞、组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈
植物:细胞、组织、器官、个体、种群、群落、生态系统、生物圈
单细胞生物既属于个体层次也属于细胞层次
注意:动物的血液属于结缔组织,皮肤是人体最大的器官。
病毒不能进行独立的代谢,不属于生命系统的结构层次。但病毒属于生物,可以参与生命系统的构成(病毒与其他生物一起组成群落)
种群,同一时间生活在一定自然区域内,同种生物的所有个体。
种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给可育后代。
生物繁殖和进化的基本单位是种群。
菜市场内所有的鸡是不是一个种群?
菜市场内所有的鸡不是种群,菜市场中的鸡主要是为了买卖和供求关系而聚集在一起,缺乏自然种群的功能和特性。
注意:一个池塘里的所有青蛙不是种群,因为未包含青蛙幼体,即蝌蚪。
生物群落,相同时间聚集在同一区域或环境内各种生物种群的集合,由植物、动物和微生物等各种生物有机体构成(注意:包括了微生物)
生态系统 ,指在自然界的一定的空间内,生物与环境构成的统一整体,在这个统一整体中,生物与环境之间相互影响、相互制约,并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。
生物圈,是地球上生物及其生存环境的总称;是人类诞生和生存的空间;是地球上最大的生态系统
第2节 细胞的多样性和统一性
观察细胞
显微镜的使用
显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器,分光学显微镜和电子显微镜。
下面是光学显微镜使用方法:
取镜和安放—对光—低倍观察—找物象—移动载玻片—转动转化器—调细准焦螺旋—高倍观察
在一般情况下,染色标本光线宜强,无色或未染色标本光线宜弱
低倍镜观察光线宜弱,高倍镜观察光线宜强
观察颜色深的物体,视野调亮,反之调暗
若视野一半亮一半暗,则是反光镜没有调好
若切片厚度不一致,会导致物象一半清晰一半模糊
显微镜成像特点:
显微镜成的像为放大、倒立的虚像(将图片倒转180°即可)如玻片上有“上”字,则视野中看到的是
移动规律:物像偏向哪个方向,则应向哪个方向移动装片。若物像在偏左上方(实际其在装片的右下方),则装片应向左上方移动。
若显微镜下观察到某物体在装片上呈现逆时针流动,则实际上装片上物体仍为逆时针旋转。
目镜与物镜
物镜(有螺纹)越长放大倍数越大,距装片距离越近。
目镜(无螺纹)越长放大倍数越小。
注意:放大的是长度或者宽度,不是面积
放大倍数:目镜倍数x物镜倍数
项目
物镜与装片的距离
视野中的细胞数目
物像大小
视野亮度
视野范围
低倍镜
远
多
小
亮
大
高倍镜
近
少
大
暗
小
视野中细胞数目计算方法:
单行排列:原数目x
均匀分布:原数目x()2
高倍镜与低倍镜观察情况比较
光学显微镜下能看到:细胞核、线粒体、叶绿体、染色体、液泡、红细胞、白细胞、血小板、洋葱表皮细胞、保卫细胞、根尖分生区细胞等。
不能看到:细胞膜、类囊体薄膜、中心体、核糖体、突触小泡、DNA双螺旋结构、转录翻译过程等。
显微镜视野中污物位置的判断
移动装片
原核细胞和真核细胞
原核细胞和真核细胞最明显的区别是:有无以核膜为界限的细胞核/有无核膜。
注意:
没有细胞核的细胞不一定是原核细胞
如哺乳动物成熟的红细胞和高等植物成熟的筛管细胞,它们都没有细胞核,但都属于真核细胞。
有的真核细胞不只有一个细胞核
如人的骨骼肌细胞中的细胞核可达数百个,双小核草履虫有两个细胞核。
原核细胞原核生物
原核生物是组成原核生物的细胞。这类细胞主要特征是没有以核膜为界的细胞核, 也没有核仁, 只有拟核。细胞器只有核糖体,有细胞膜,成分与真核细胞不同。细胞较小,没有成型的细胞核,没有染色体,但有环状的DNA分子,位于细胞特定区域,即拟核。
原核生物是以原核细胞构成的,均为单细胞生物,通常称为细菌。根据外表特征,可把原核生物粗分为“三菌三体”6种类型,即细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体和衣原体。
细菌大多名称中带有:杆、球、弧、螺旋。注意乳酸菌和醋酸菌是细菌,且它们都是杆菌
真核细胞真核生物
真核细胞指含有真核(被核膜包围的核)的细胞。除细菌和蓝藻的细胞以外,所有的动物细胞以及植物细胞都属于真核细胞。由真核细胞构成的生物称为真核生物,真核生物包括大量的单细胞生物或原生生物(最简单的真核生物,主要生活在水中),全部多细胞生物。凡是真核细胞构成的有机体现在统称为真核生物,如动物、植物、真菌
原核生物——蓝细菌(蓝藻)
结构:无叶绿体,含叶绿素、藻蓝素及光合作用所需要的酶。无染色体,有环状DNA分子。
其细胞壁成分是肽聚糖(蛋白质+多糖)
淡水水域污染后(主要是N、P过多导致)导致蓝细菌与绿藻大量繁殖,形成水华。
赤潮:海洋中,城市工业废水和生活污水大量排入海中,使营养物质在水体中富集,造成海域富营养化。此时,水域中氮、磷等营养盐类的含量大大增加,浮游生物大量繁殖而导致。
种类:色球蓝细菌、颤蓝细菌、念珠蓝细菌、发菜
蓝细菌能进行光合作用,是自养生物,属于生态系统中的生产者。
注意:植物细胞壁成分:果胶+纤维素
真菌细胞壁成分:几丁质
支原体是现认为最小的最简单的单细胞生物,无细胞壁
细胞的多样性
细胞的多样性即形态、结构、功能的差异
直接原因:构成细胞蛋白质分子不同
根本原因:DNA的多样性(通过基因选择表达)
细胞的统一性
真核细胞和原核细胞的遗传物质都是DNA,都有核糖体,相似的细胞膜、细胞质。
生物的代谢方式
自养型:
如绿色植物直接从外界环境摄取无机物,通过光合作用,将无机物制造成复杂的有机物,并且储存能量,来维持自身生命活动的进行,这样的新陈代谢类型属于自养型。
少数种类的细菌(如硝化细菌),不能够进行光合作用,而能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放出的能量来制造有机物,并且依靠这些有机物氧化分解时所释放出的能量来维持自身的生命活动,这种合成作用叫做化能合成作用。
总之,生物体在合成代谢的过程中,能够把从外界环境中摄取的无机物转变成为自身的组成物质,并且储存能量,这种新陈代谢类型叫做自养型。
异养型:
人和动物不能像绿色植物那样进行光合作用,也不能像硝化细菌那样进行化能合成作用,它们只能依靠摄取外界环境中现成的有机物来维持自身的生命活动,这样的新陈代谢类型属于异养型。
此外,营腐生或寄生生活的真菌、大多数种类的细菌,它们的新陈代谢类型也属于异养型。
总之,生物体在合成代谢用的过程中,把从外界环境中摄取的现成的有机物转变成为自身的组成物质,并且储存能量,这种新陈代谢类型叫做异养型。
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