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第1章 走近细胞
第1节 细胞是生命活动的基本单位
素养导引
1.生命观念:认同细胞是生命活动的基本
　单位。
2.科学思维:归纳概括细胞学说建立的过程,分析比较生命系统不同的结构层次。
3.社会责任:认同技术进步在科学发展中的作用。
一、细胞学说及其建立过程
1.建立者:主要是施莱登和施旺。
2.细胞学说的内容:
(1)动植物的统一性: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。
(2)细胞的独立性和整体性: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)细胞的来源:新细胞是由老细胞分裂产生的。
3.细胞学说的意义:
揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。
[思考]　细胞学说阐明了生物界的统一性,能否说明所有的生物都由细胞构成 为什么
提示:不能。病毒没有细胞结构,但病毒属于生物。
二、细胞是基本的生命系统
1.生命活动与细胞的关系:
2.生命系统的结构层次:
　[思考]　病毒比细胞结构更简单,为什么病毒不是最基本的生命系统
提示:病毒必须寄生在活细胞中才能繁殖,没有细胞就没有病毒,因此细胞是最基本的生命系统。
【走进生活】
冰墩墩是2022年北京冬奥会的吉祥物,其设计将大熊猫作为主体形象,说明大熊猫已经成为国际公认的中国形象“代言人”。结合所学知识判断:
1.大熊猫完成生命活动的基本单位是细胞。 (√)
2.与冷箭竹相比,大熊猫有系统层次。 (√)
3.一定区域的大熊猫等动物和冷箭竹等植物共同构成一个群落。 (×)
分析:群落应该包括某区域内所有的生物,包括动物、植物和微生物等。
学习任务一:细胞学说的建立及其研究方法
1.细胞学说建立的过程:
　[思考探究]　从17世纪罗伯特 胡克命名细胞到19世纪30年代施莱登和施旺提出细胞学说,经过了长达170余年的时间。从技术支持和细胞特点上分析,你认为主要原因是什么。
提示:显微技术的改进没有取得大的进展;研究仅限于细胞形态的观察和细胞结构的多样性以及功能复杂性的描述。
2.细胞学说建立的方法:
(1)观察法。
①过程:
选取研究对象观察研究对象→获得经验性材料
②要求:观察时要全面、细致和实事求是,并及时记录下来。
(2)归纳法。
①过程:
多个个别事例或分论点归纳共有特性→得出结论→演绎推理论证
②类型及区别:
项目 完全归纳法 不完全归纳法
观察的对象范围 某一类事物的所有对象 某一类事物的部分对象
结论的可靠程度 结论是真实可靠的 结论不一定真实可靠,有时存在例外的可能
3.细胞学说揭示的两个“统一”:
(1)统一了“动植物”——均由细胞和细胞产物所构成。
(2)统一了“细胞”——均有自己的生命,又对整体生命起作用;新细胞均来自老细胞。
【学习加点料】
思维易错:细胞学说揭示了所有生物的统一性吗
提示:不是。细胞学说揭示的是动植物的“统一性”,病毒属于生物,但没有细胞结构。
【典题例析】
　在观察了多种植物分生区新细胞①的形成、动物受精卵的分裂,以及许多动物组织①发育过程的基础上,德国的R.L.C.Virchow提出:“所有的细胞都来源于先前存在的细胞②。”下列说法错误的是 (　　)
A.细胞通过分裂产生新细胞
B.生物体的每个细胞都凝聚着漫长的进化史
C.一切动物组织的构成基础都是细胞
D.运用完全归纳法得出了这一结论
[解题思维]
提取关键点 ①多种植物、许多动物②所有的细胞都来源于先前存在的细胞
转化知识点 归纳法、细胞学说、动物体的结构层次
排除障碍点 所有的细胞都来源于先前存在的细胞,那么先前存在的细胞会来源于更古老的细胞
【解析】选D。细胞学说认为,新细胞可以从老细胞中产生,A正确;“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”,先前存在的细胞来源于更先前的细胞,因此现代生物的细胞都是远古细胞的后代,B正确;动物体的组织器官都由细胞组成,C正确;科学家运用不完全归纳法得出了这一结论,D错误。
[借题发挥]　新细胞是否一定通过细胞分裂产生 请举例说明。
提示:不一定。受精卵细胞是精子和卵细胞结合而来的。
【即学即练】
1.细胞学说的建立过程是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程,充满了耐人寻味的曲折。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.荷兰列文虎克发现并命名了细胞
B.德国科学家施莱登和施旺首次发现了活细胞
C.德国科学家魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”
D.细胞学说揭示了生物的统一性和多样性
【解析】选C。罗伯特·胡克发现并命名了细胞,A错误;德国科学家施莱登和施旺创立了细胞学说,B错误;德国科学家魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”,C正确;细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性,D错误。
2.(2022·武汉高一检测)19世纪自然科学的三大发现是细胞学说、能量守恒定律和生物进化论。细胞学说由施莱登和施旺最早提出,魏尔肖完善。下列有关细胞学说及其建立过程的叙述,错误的是 (　　)
A.光学显微镜的发明,使人类打开了认识微观世界的大门
B.细胞学说是基于科学观察提供证据、归纳概括而形成的理论
C.细胞学说让生物学的发展由器官、组织、细胞水平进入分子水平
D.细胞学说认同魏尔肖的名言:所有细胞都来源于先前存在的细胞
【解析】选C。借助显微镜人们发现了细胞,使人们对生物的认知进入细胞水平,即光学显微镜的发明,使人类打开了认识微观世界的大门,A正确;细胞学说是基于科学观察提供证据,通过归纳概括形成的理论,B正确;细胞学说让生物学的发展由器官、组织水平进入细胞水平,C错误;魏尔肖的名言“所有细胞都来源于先前存在的细胞”,是对细胞学说的修正和发展,D正确。
3.细胞是生命系统最基本的结构层次,“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找”。下列有关说法正确的是 (　　)
A.神经细胞中的水和蛋白质分子属于生命系统的结构层次
B.池塘中的水、阳光等环境因素属于生态系统
C.细胞学说使人们对生命的认识由细胞水平进入分子水平
D.细胞学说的创立过程完全由施莱登和施旺两人完成
【解析】选B。细胞是生命系统中最基本的结构层次,分子、原子等不属于生命系统的结构层次,A错误;生态系统是生命系统的结构层次,生态系统包括生物因素和非生物因素,B正确;细胞学说使人们对生命的认识进入细胞水平,C错误;细胞学说是施莱登和施旺在总结前人成果的基础上结合自己的研究得出的,D错误。
学习任务二:细胞是最基本的生命系统
1.不同生物生命系统的结构层次:
(1)植物体的结构层次:
细胞组织→器官→植物体→种群→群落→生态系统→生物圈
(2)动物体的结构层次:
细胞组织→器官→系统→动物体→种群→群落→生态系统→生物圈
(3)单细胞生物的结构层次:
个体(细胞) →种群→群落→生态系统→生物圈
2.种群、群落和生态系统的概念解读:
(1)组成要素。
①种群三要素:一定区域+同种生物+所有个体。
②群落两要素:一定区域+所有种群。
③生态系统三要素:一定区域+无机环境+生物群落。
(2)内在关系:
种群群落生态系统
[思考探究]　有人认为一个池塘中的鱼属于种群,也有人认为属于群落,结合所学知识,说出你的判断,并说明理由。
提示:一个池塘中的鱼既不属于种群也不属于群落,种群是一定区域、同种生物的所有个体,池塘中的鱼并不是一种生物;群落是一定区域、全部生物,该池塘还包含其他生物。
【学习加点料】
1.思维易错:多细胞动物和植物的生命系统的结构层次完全相同吗
提示:不完全相同,植物无系统层次。
2.教材开发:P6[旁栏]拓展
我们每时每刻都进行呼吸,呼吸中利用的O2和呼出的CO2属于生命系统吗
提示:不属于。分子或原子不是生命系统的组成成分。生命系统最基本的结构是细胞。
【典题例析】
　(2022·苏州高一检测)某公园的树上栖息着多种小鸟,湖中有虾类、鱼类等生物①,土壤中有各种细菌和真菌②。从生命系统的结构层次分析,该公园属于 (　　)
A.种群　B.群落　C.生态系统　D.生物圈　
[解题思维]
提取关键点 ①公园中的各种生物②公园还包括土壤等无机环境
转化知识点 生物群落与无机环境相互作用形成的统一整体,称为生态系统
排除障碍点 不能正确分析公园包括的范围:公园包括公园里的生物和无机环境
【解析】选C。该公园包含了各种生物及土壤等无机环境,故构成生态系统。
　[借题发挥]　树上的小鸟是否属于一个种群 为什么
提示:不属于。在一定区域内,所有同种生物构成种群,而树上的小鸟不一定是同种生物。
【即学即练】
1.一段朽木,上面长满了苔藓、地衣,朽木凹处聚积的雨水中还生活着水蚤等多种生物,树洞中还有老鼠、蜘蛛等。下列各项中,与这段朽木的“生命结构层次”水平相当的是 (　　)
A.一块稻田里的全部害虫
B.一个池塘中的全部鲤鱼
C.一片松林里的全部生物
D.一间充满生机的温室大棚
【解析】选D。题中所述的这段“朽木”的生命结构层次为生态系统。一块稻田里的全部害虫,包括多种动物,为多个种群;一个池塘中的全部鲤鱼为一个种群;一片松林中的全部生物构成生物群落;一间充满生机的温室大棚既包括大棚里的所有生物,又包括这些生物生存的无机环境,故为一个生态系统,D项符合题意。
2.生物的生命活动离不开细胞,对此理解不正确的是 (　　)
A.没有细胞结构的病毒也要寄生在活细胞内才能繁殖
B.单细胞生物体具有生命的基本特征——新陈代谢、繁殖等
C.多细胞生物体的生命活动由不同的细胞密切合作完成
D.细胞是一切生物体结构和功能的基本单位
【解析】选D。病毒没有细胞结构,不能独立进行新陈代谢,必须寄生在活细胞内才能繁殖;单细胞生物体属于个体,因此具有生命的基本特征;多细胞生物体必须依赖各种分化的细胞密切合作,才能共同完成一系列复杂的生命活动;病毒属于生物,但无细胞结构,所以,细胞并非一切生物体结构和功能的基本单位。
3.(2022·北京高一检测)“采莲南塘秋,莲花过人头;低头弄莲子,莲子清如水。”这些诗句描绘了荷塘的生动景致。下列叙述正确的是 (　　)
A.莲与采莲人都具有细胞、组织、器官、系统这些生命系统的结构层次
B.荷塘中的所有鱼、所有莲各自构成一个种群
C.荷塘中的动物、植物和微生物构成生态系统
D.莲依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成复杂的生命活动
【解析】选D。采莲人具有细胞、组织、器官、系统这些生命系统的结构层次,莲属于植物,没有系统这一结构层次,A错误;所有莲能构成一个种群,但鱼有很多种,故荷塘中的所有鱼不能构成一个种群,B错误;荷塘中的动物、植物和微生物共同构成群落,群落与无机环境共同作用形成生态系统,C错误;莲属于多细胞生物,依赖各种分化的细胞密切合作,共同完成复杂的生命活动,D正确。
4.下列组合中,依次属于生命系统的结构层次中种群、群落和生态系统的一组是 (　　)
①生活在人的大肠内的细菌等生物
②某一池塘中的全部鱼类
③肺炎患者肺部的肺炎链球菌
④一根枯木及枯木上所有生物
A.①②④　　　　　　　B.②③④
C.③②①　　　　　　　D.③①④
【解析】选D。①生活在人的大肠内的细菌等生物属于群落;②某一池塘中的全部鱼类不属于种群,也不属于群落,更不属于生态系统;③肺炎患者肺部的肺炎链球菌属于种群;④一根枯木及枯木上的所有生物属于生态系统。所以,③①④依次属于生命系统结构层次中的种群、群落和生态系统。
你了解病毒吗
　　　新冠病毒引发的疫情给世界各国造成了不同程度的影响。新冠病毒没有细胞结构,主要由核酸和蛋白质组成。
　　在病毒家族中,常见的病毒有乙肝病毒、艾滋病病毒、烟草花叶病毒、流感病毒等。
　　病毒只能寄生在活宿主细胞内,在宿主细胞外病毒没有生命现象,不同的病毒只能寄生在特定的宿主细胞内,具有专一性。
探究:
(1)依据材料,病毒的成分包括　　　　　　　　和　　　　　　　　。
(2)随着病毒的不断被发现,人们认识到病毒是一种比细胞更简单的生物,因此,有人提出“细胞是最基本的生命系统”需要修正为“病毒是最基本的生命系统”,结合对病毒知识的理解,你认为是否需要进行修正,说明理由。　　　　　　　　　。
(3)有人根据乙肝病毒、艾滋病病毒、烟草花叶病毒和流感病毒都没有细胞结构,提出了病毒没有细胞结构的观点,该观点的提出运用了　　　　　　　的方法。
【解析】(1)通过材料可知,病毒由蛋白质和核酸组成。
(2)材料中提出,病毒必须寄生在活细胞内,所以没有细胞,也就没有病毒。因此,虽然病毒的结构比细胞简单,但其生命活动依然离不开细胞,细胞依然是最基本的生命系统。
(3)由几种病毒的共同点,得出病毒没有细胞结构的观点,属于不完全归纳。
答案:(1)蛋白质　核酸
(2)不需要,病毒的结构比细胞简单,但其生命活动依然离不开细胞,细胞依然是最基本的生命系统
(3)不完全归纳
【关键能力·素养发展】
情境载体 情境类型为生活、学习和实践情境,突出与生活的联系
关键能力↓信息转化 ①新冠病毒没有细胞结构
②只有蛋白质外壳和内部的核酸③病毒必须寄生在活细胞中,生命活动离不开细胞④根据部分病毒没有细胞结构得出病毒没有细胞结构,此方法为不完全归纳
学科素养 培养生命观念中的结构与功能观、科学思维中的归纳与概括等
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