内容正文:
1.1 细胞是生命活动的基本单位
1
大熊猫吃冷箭竹
问题探讨
讨论:
1. 如果让你提供证据说明大熊猫和冷箭竹都是由细胞构成的,你将如何获取和提供证据 ?
2. 与同学相互评价各自的证据是否合理和充分。
将组织制成装片或切片,在显微镜下观察
查阅科学研究文献
细胞与生物体之间的关系
西方医学之父
希波克拉底
体液学说:
人体由血液、黏液、黄胆、黑胆四种体液组成。
四种体液的比例不同,形成了人不同的气质。
人之所以会得病,是四种体液的不平衡造成的。
“人体是怎样构成的?”
在古代,将疾病归为超自然力量,神灵赐予疾病,通过占卜来解释疾病,通过祭祀或巫术祈求原理疾病。
抵制“神赐疾病”的谬论,积极探索人的特征和疾病的成因
但受限于解剖学知识的欠缺,基本没有进行病理解剖
3
从人体的解剖和观察入手
解剖学家 维萨里(A.Vesalius)
《人体构造》
“人体是怎样构成的?”
解剖学家 比夏
(M.F.X. Bichat)
“动物是由许多腑脏集合而成的,它们都互相连通,好似一台机器,由许多零星小机件拼凑而成一样。”
组织学说:
器官是由低一层次的结构——组织构成。
区分出21种不同的组织,如硬骨组织、肌肉组织、神经组织、粘液组织等。
“人体是怎样构成的?”
器官水平 → 组织水平
停留在肉眼观察的水平
从人体的解剖和观察入手
1771-1802
比夏对于生物学发展的最重要贡献便是提出了组织学说,这是系统研究机体构造的一种尝试。比夏原来打算验证表现出类似特性的器官是否具有共同的结构组成和功能组成,但他没有成功,因此他想在更深一层的结构中寻找这种相似性。他没有使用显微镜,只是利用裸眼观察解剖的器官,结果提出了“组织”这一概念。
拼命三郎,不可思议的研究者,一年中至少要进行600次尸体解剖,英年早逝
比夏的目的不是为细胞学说的创立提供动力,而是提供一种描述病理改变的科学语言
比夏曾经说过,在探索身体结构方面,显微镜不是一个可信的工具,因为每个人看到了以他自己的方法看到的东西
5
罗伯特·虎克
(R.Hooke)
虎克时代的显微镜
虎克绘制的木栓细胞图
小室 → cell → 细胞
显微观察资料的积累
细胞学说及其建立过程
死细胞
1590年,荷兰的一对父子就已经发明了显微镜
虎克用显微镜观察到刚刚切开的软木塞断面有很多小孔,就像蜂窝一样。在计算数目时,一线性英寸有1000多个小孔,而一立方米英寸估计超过一亿个小孔。
由于那时人们对光学的知识掌握得很少,再加上当时玻璃制造技术还存在一些缺陷,因此那时的显微镜都存在很大的像差和色差,成像很模糊
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列文虎克
(A. van Leeuwenhoek)
马尔比基
(M. Malpighi)
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
观察到动植物的微细结构,如细胞壁和细胞质。
显微观察资料的积累
思考:技术已经取得较大进步,为什么还没有产生关于细胞的学说?
观念的限制、缺乏系统性的归纳
细胞学说及其建立过程
组织水平→细胞水平
列文虎克发明的显微镜已经能放大300倍
第一次显微镜
17世纪18世纪
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科学观察和归纳概括的结合
植物学家
施莱登
(M.J. Schleiden)
动物学家
施旺
(T. Schwann)
在大量观察事实的基础上,进行理论概括,提出植物细胞学说:
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
主要研究动物细胞的形成机理和个体发育:
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
细胞学说及其建立过程
19世纪
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细胞学说及其建立过程
细胞学说在修正中前进
施莱登:新细胞从老细胞中产生
魏尔肖:细胞通过分裂产生新细胞
所有的细胞都来源于先前存在的细胞
耐格里等:新细胞的产生是细胞分裂的结果
科学家 贡献
维萨里 从_____水平研究人体
比夏 从_____水平走向_____水平
虎克
列文虎克
马尔比基 用显微镜进一步观察细胞及其细微结构
施莱登
施旺
耐格里等 新细胞的产生是______的结果
魏尔肖 细胞通过______产生新细胞
细胞学说
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;
新细胞是由老细胞分裂产生的。
主要建立者:施莱登、施旺
细胞学说提出时,沿用了林奈的两界分类系统(1735年),不能简单地认为当时科学家研究的动物和植物就是我们今天的“动物”和“植物”。模拟题认为细胞学说未研究微生物,无聊!
概念检测第2题
9
细胞学说及其建立过程
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。
以细胞学说为基础促进了生物学各分支的融通和统一,催生了生物学的问世。
细胞学说(细胞是生命活动的基本单位)使生物学研究进入细胞水平
细胞学说(细胞分裂产生新细胞)不仅揭示了个体发育,也为生物进化论的确立埋下伏笔。
两界系统:
动物界和植物界
细胞学说
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;
新细胞是由老细胞分裂产生的。
主要建立者:施莱登、施旺
拓展应用第三题
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细胞学说及其建立过程
讨论:
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论的?
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?
通过对动植物体的解剖和显微观察获得证据,通过归纳概括形成结论。
科学家们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。这一结论,阐释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地开展研究。
科学方法——归纳法
归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法
所有对象
完全归纳
真实可靠
部分对象
不完全归纳
有待检验
科学假说(理论)的提出通常建立在不完全归纳的基础上,因此常常需要进一步的检验。
拓展应用第一题
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细胞学说及其建立过程
讨论:
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?
(1)科学发现需从观察入手。
(2)科学发现的过程离不开技术的支持。
(3)科学理论的形成需要观察与归纳概括的结合。
(4)科学学说的建立是一个不断修正和发展的过程。
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细胞是基本的生命系统
缩手反射
生命活动离不开细胞,进行生命活动的系统称为
生命系统:
单细胞生物能够独立完成生命活动。
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。
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
以细胞内基因传递和变化为基础的遗传与变异
病毒是生物,但单独不构成生命系统。
拓展应用第二题
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COVID-19 病毒
细胞是结构和功能的基本单位,生命活动离不开细胞
思考:病毒的生活能够离开细胞吗?
必须寄生在细胞中才能够生活,离开了细胞就不能长时间生存
依靠细胞中的物质来合成自己需要的物质
细胞是生命活动的基本单位
细胞是基本的生命系统
生命系统具有一定的结构层次
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细胞是基本的生命系统
生命系统每一结构层次都由上一结构层次有机组织所形成,并具有上一结构层次不具有的结构、功能和特性。
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细胞是基本的生命系统
讨论:
1. 叶的表皮细胞和心肌细胞各有什么功能?
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?
3. 大熊猫和冷箭竹繁殖后代关键是靠什么细胞?
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?
5. 细胞为什么是基本的生命系统?一个分子或一个原子也是生命系统吗
主要起保护作用
心脏的重要组成部分,能收缩、舒张
叶肉细胞(含有叶绿体)
红细胞(含有血红蛋白)
生殖细胞
是。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。
细胞是生命活动的基本单位,各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的。
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