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高中生物学一轮复习：细胞是生命活动的基本单位
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目录
01
细胞概述
02
细胞的发现与学说
03
细胞的功能与特性
04
细胞的分类与多样性
05
走进细胞世界
06
细胞与生命活动的关系
01
细胞概述
细胞是生物体的基本结构和功能单位，所有生物都是由细胞构成的。
细胞的定义
细胞具有新陈代谢、生长繁殖、遗传变异等生命特征。
生命的特征
根据功能和形态，细胞可以分为原核细胞和真核细胞两大类。
细胞的种类
细胞是生命的基本单位
01
02
03
细胞大小因生物种类和细胞类型而异，但一般都很微小，需要借助显微镜才能看到。
细胞的大小
细胞形态多种多样，有球形、椭圆形、柱形、扁平形等，与其功能和所处环境相适应。
细胞的形态
细胞形态可以随着生理状态和外部环境的变化而发生改变。
细胞的形态变化
细胞的大小和形态
细胞的组成和结构
细胞质
细胞质是细胞中最重要的部分之一，包括了各种细胞器和细胞内液。它是细胞代谢和遗传的主要场所。
细胞核
细胞核是细胞的“大脑”，它控制细胞的生长和分裂，并包含遗传信息。细胞核由核膜、核仁和染色质等组成。
细胞器
细胞器是细胞中具有特定功能的结构，包括线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体等。它们各自承担着不同的生理功能，共同维持细胞的正常运作。
02
细胞的发现与学说
01
1665年，英国科学家罗伯特·胡克发现细胞
通过使用自制的显微镜观察软木塞的薄切片，他首次发现了类似小房间的结构，并将其命名为“细胞”。
18世纪中期，植物学家对植物细胞的观察
通过更先进的显微镜，植物学家发现了植物细胞壁、细胞膜、细胞核等结构，为细胞学说的建立奠定了基础。
19世纪30年代，动物细胞的发现
随着显微镜技术的不断进步，动物细胞也被发现，并证实了动植物细胞在结构上的相似性。
细胞的发现史
02
03
1838年，德国科学家施莱登和施旺提出细胞学说
他们总结了前人的研究成果，提出动植物都是由细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位。
细胞学说的建立
细胞学说的修正和完善
在随后的几十年里，科学家对细胞学说进行了不断的修正和完善，逐渐认识到细胞具有独立性、统一性、遗传性等特点，并发现了细胞分裂、细胞分化等现象。
细胞学说的意义
细胞学说的建立为生物学的研究和发展奠定了坚实的基础，它推动了生物学从个体水平向细胞水平的发展，为后来的细胞学、遗传学等分支学科的建立和发展提供了重要的思想基础。
推动了生物学的发展：细胞学说为生物学的研究提供了重要的思路和方向，推动了生物学向更深层次的发展。
拓展了生物技术的应用：基于细胞学说的研究成果，生物技术在诸多领域得到了广泛的应用，如农业、工业、环保等，为人类的生产和生活带来了巨大的便利和效益。
增强了生物学的跨学科性：细胞学说不仅推动了生物学内部各分支学科的交叉和融合，也促进了生物学与其他学科的交流和合作，如物理学、化学、计算机科学等，为生物学的全面发展注入了新的活力。
促进了医学的进步：细胞学说对于医学的研究和应用具有重要意义，它揭示了疾病的细胞基础和发病机理，为疾病的诊断和治疗提供了新的思路和方法。
细胞学说对生物学的影响
03
细胞的功能与特性
物质的转运
细胞通过膜上的转运蛋白，实现物质的跨膜运输，维持细胞内外环境的稳定。
能量转换
细胞内的线粒体等细胞器，通过氧化磷酸化等过程将有机物转化为ATP，为细胞活动提供能量。
细胞内的化学反应
细胞是生物体内化学反应的主要场所，包括有机物的合成与分解、能量的储存与释放等。
细胞的代谢功能
基因表达调控
基因表达受到严格的调控，包括转录调控、翻译调控等多个层次，确保细胞在特定时间和空间内表达特定的基因。
遗传信息的存储
细胞内DNA的序列决定了遗传信息的存储和传递，遗传信息通过基因表达控制细胞的生命活动。
遗传信息的复制
在细胞分裂前，遗传信息需要进行精确的复制，以保证遗传信息的稳定性和连续性。
细胞的遗传特性
细胞的应激与调节
适应性反应
细胞在面临环境变化时，能够通过调整自身的生理活动和基因表达来适应环境变化，如渗透压调节、离子平衡等。
细胞信号传导
细胞通过信号分子和受体等机制，感知和响应外部信号，从而调整细胞内的代谢和生理活动。
细胞凋亡
细胞凋亡是细胞自我消亡的过程，对于维持组织稳态和生物体的正常发育具有重要意义，细胞凋亡的异常与多种疾病的发生和发展密切相关。
04
细胞的分类与多样性
原核细胞与真核细胞
结构差异显著
原核细胞结构相对简单，无核膜包被的细胞核；真核细胞则具有复杂的细胞器，以及由核膜包被的细胞核。
遗传物质差异
生命活动特点
原核细胞的遗传物质主要位于细胞质中的DNA分子上；真核细胞的遗传物质则主要存在于细胞核内的染色体上。
原核细胞多数为单细胞生物，生命活动相对简单；真核细胞则能形成多细胞生物，生命活动更为复杂多样。
植物细胞具有细胞壁，而动物细胞则没有。细胞壁为植物细胞提供了额外的保护和支持。
细胞壁的有无
动物细胞与植物细胞在结构上存在显著差异，这些差异决定了它们各自的功能和特性。
植物细胞含有叶绿体，能进行光合作用；动物细胞则没有叶绿体，主要通过摄取食物来获取能量。
细胞器的差异
植物细胞主要通过有丝分裂进行细胞分裂，而动物细胞则主要通过有丝分裂和无丝分裂两种方式。
细胞分裂方式的差异
动物细胞与植物细胞
细胞的多样性
形态多样性：不同种类的细胞具有不同的形态，以适应其特定的生理功能。
功能多样性：细胞在生物体内扮演着不同的角色，具有各自独特的生理功能。
细胞的统一性
基本结构相似：尽管细胞在形态和功能上存在巨大差异，但它们的基本结构却十分相似，都包含细胞膜、细胞质和细胞核等结构。
遗传信息相同：所有细胞都携带着相同的遗传信息，这些遗传信息决定了生物体的性状和特征。
生命活动相互关联：细胞之间通过物质交换和信息传递等生命活动相互关联，共同维持生物体的生命活动。
细胞的多样性和统一性
05
走进细胞世界
通过不同放大倍数观察细胞形态和结构，如细胞膜、细胞质和细胞核等。
光学显微镜
更精细地观察细胞内部结构，如线粒体、内质网、高尔基体等。
电子显微镜
利用荧光物质标记细胞组分，观察特定分子或结构的分布和动态。
荧光显微镜
显微镜下的细胞
01
02
03
提供适宜环境和营养，使细胞在体外生长和分裂。
细胞培养技术
细胞系和株
细胞观察和记录
通过培养特定类型的细胞，建立细胞系和株，用于实验研究。
利用显微镜、摄像等技术，实时观察和记录细胞生长、分裂和形态变化。
细胞培养与观察
所有生物都由细胞组成，细胞是生命活动的基本结构和功能单位。
细胞是生命活动的基本单位
不同类型的细胞具有不同的形态、结构和功能，执行不同的生物任务。
细胞具有多样性和特异性
细胞通过摄取营养物质，进行代谢和能量转换，维持生命活动正常运行。
细胞代谢和能量转换
细胞在生物体中的作用
06
细胞与生命活动的关系
细胞膜的选择透过性
细胞通过被动运输（如扩散、渗透）和主动运输（如钠-钾泵）等方式，实现物质的跨膜运输。
被动运输与主动运输
细胞内消化与排泄
细胞通过内吞和外排的方式，实现大分子物质的消化和代谢产物的排出。
细胞膜具有选择透过性，能够控制物质进出细胞，维持细胞内环境的稳定。
细胞与物质交换
绿色植物和某些细菌能够通过光合作用或化能合成，将太阳能或无机物的化学能转化为有机物的化学能。
光合作用与化能合成
细胞通过有氧呼吸和无氧呼吸，将有机物的化学能转化为ATP中的能量，供细胞各项生命活动使用。
细胞呼吸
细胞内的各种生化反应都需要能量的参与，能量转换是细胞代谢的重要基础。
能量转换与细胞代谢
细胞与能量转换
细胞与信息传递
细胞间通讯
细胞通过直接接触、化学信号和电信号等方式，实现细胞间的信息传递，协调细胞间的功能。
细胞内信息传递
信息传递与基因表达
细胞内的信息传递主要通过化学物质的传递和细胞器间的相互协作来实现，如激素调节、神经传导等。
细胞内的信息传递还涉及基因的表达和调控，通过信号分子的作用，影响基因转录和蛋白质合成等过程。
例题1：细胞的基本特征
问题：细胞作为生命的基本单位，其主要特征是什么？请列举并简述。
答案： 细胞的基本特征包括：
具有细胞膜：细胞膜分隔细胞与外界环境，调控物质进出细胞。
包含遗传物质：细胞内含有DNA或RNA，携带遗传信息。
具备代谢能力：细胞内有多种代谢过程，如呼吸作用、光合作用等。
具备自我复制能力：细胞可以通过分裂或合成新的细胞完成自我繁殖。
具有高度组织性：细胞内部有明确的结构和功能分区，如细胞核、线粒体、内质网等。
解析：细胞是生命体最基本的单位，它具备自我维持和繁殖的能力，能够进行生物体的基本生命活动，如新陈代谢和遗传信息的传递。
例题2：细胞的形态与结构
问题：在电子显微镜下观察，植物细胞和动物细胞的主要差异是什么？
答案：
细胞壁：植物细胞有细胞壁，动物细胞没有。
液泡：植物细胞内通常有一个大的中央液泡，动物细胞中的液泡较小或没有。
叶绿体：植物细胞中含有叶绿体，进行光合作用，动物细胞中没有叶绿体。
中心体：动物细胞有中心体，而大多数植物细胞没有。
解析：植物细胞与动物细胞有一些显著差异，反映了植物细胞在光合作用和物理支撑等方面的特殊功能。细胞壁和叶绿体是植物细胞特有的结构，而液泡和中心体在细胞功能中也扮演重要角色。
例题3：细胞膜的功能
问题：细胞膜的结构和功能是什么？
答案：
结构：细胞膜由磷脂双分子层构成，其中包含蛋白质和少量碳水化合物。磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部，形成双层结构。
功能：
物质的选择性通透性：细胞膜控制物质进出细胞。
保护作用：细胞膜能保护细胞免受外界的侵害。
信号传递：细胞膜上的受体蛋白能接收外界信号，调节细胞内部反应。
细胞识别：细胞膜上的糖蛋白和糖脂参与细胞识别和免疫反应。
解析：细胞膜不仅是物质进出细胞的屏障，还在细胞与外界环境的互动、信号传导和免疫反应中起着重要作用。
例题4：细胞分裂的过程
问题：简述细胞有丝分裂的过程。
答案： 有丝分裂过程包括以下几个阶段：
间期：细胞准备分裂，DNA复制，细胞器增殖。
前期：染色质凝缩成染色体，核膜消失，纺锤体形成。
中期：染色体排列在细胞中央，纺锤丝附着于染色体的着丝点。
后期：姐妹染色单体分开，向两极移动。
末期：染色体解聚，核膜重新形成，细胞分裂完成，形成两个子细胞。
解析：有丝分裂是细胞分裂的一种方式，目的是保证两个子细胞在遗传物质上完全相同。分裂过程中，染色体的准确分配和细胞器的复制是关键步骤。
例题5：细胞的能量工厂——线粒体
问题：线粒体的结构与功能是什么？
答案：
结构：线粒体外有双层膜，内膜向内折叠形成皱褶，称为“线粒体嵴”。
功能：
ATP合成：线粒体是细胞的能量工厂，负责氧化分解有机物，合成ATP，为细胞提供能量。
参与细胞呼吸：线粒体是细胞呼吸的主要场所，通过有氧呼吸提供能量。
解析：线粒体是细胞内的重要能量中心，它通过细胞呼吸将有机物中的化学能转化为ATP，为细胞的各种生命活动提供能量。
例题6：细胞核的结构与功能
问题：细胞核在细胞中的作用是什么？
答案：
结构：细胞核由核膜、核孔、核基质和染色质组成。核膜将核内容物与细胞质分隔，核孔允许物质交换。
功能：
控制细胞活动：细胞核内含有DNA，是遗传信息的存储和传递中心。
遗传信息的传递：通过转录和翻译过程，核内的DNA指引蛋白质的合成。
细胞分裂调控：细胞分裂时，DNA复制和分配均在细胞核内进行。
解析：细胞核是细胞的指挥中心，控制细胞的遗传活动和所有生命活动。核内的染色质和基因组携带着细胞的遗传信息。
例题7：细胞的能量转换
问题：细胞如何通过细胞呼吸和光合作用获取能量？
答案：
细胞呼吸：细胞通过细胞质中的糖酵解和线粒体内的有氧呼吸过程，将葡萄糖分解，释放能量，生成ATP。
光合作用：植物细胞中的叶绿体利用光能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释放氧气。光合作用储存了太阳能，转化为化学能供细胞使用。
解析：细胞呼吸和光合作用是细胞获取和利用能量的两种主要方式。光合作用是植物细胞获取能量的过程，而动物细胞则主要依赖细胞呼吸。
例题8：细胞中的溶酶体
问题：溶酶体的功能和重要性是什么？
答案： 溶酶体是细胞内的消化器官，含有各种水解酶。它的主要功能包括：
细胞内消化：通过水解酶分解细胞内的废物、受损的细胞器和外来物质。
自我清除：溶酶体在细胞死亡或衰老时，帮助清理废物。
免疫作用：在白血球等免疫细胞中，溶酶体帮助清除入侵的病原微生物。
解析：溶酶体是细胞的“清道夫”，通过水解酶分解细胞内不需要的物质，维持细胞的健康和功能。
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人教版（2019） 必修1 分子与细胞 第1章 走近细胞 第1节 细胞是生命活动的基本单位
例题1：细胞的基本特征
问题：细胞作为生命的基本单位，其主要特征是什么？请列举并简述。
答案：
细胞的基本特征包括：
具有细胞膜：细胞膜分隔细胞与外界环境，调控物质进出细胞。
包含遗传物质：细胞内含有DNA或RNA，携带遗传信息。
具备代谢能力：细胞内有多种代谢过程，如呼吸作用、光合作用等。
具备自我复制能力：细胞可以通过分裂或合成新的细胞完成自我繁殖。
具有高度组织性：细胞内部有明确的结构和功能分区，如细胞核、线粒体、内质网等。
解析：细胞是生命体最基本的单位，它具备自我维持和繁殖的能力，能够进行生物体的基本生命活动，如新陈代谢和遗传信息的传递。
例题2：细胞的形态与结构
问题：在电子显微镜下观察，植物细胞和动物细胞的主要差异是什么？
答案：
细胞壁：植物细胞有细胞壁，动物细胞没有。
液泡：植物细胞内通常有一个大的中央液泡，动物细胞中的液泡较小或没有。
叶绿体：植物细胞中含有叶绿体，进行光合作用，动物细胞中没有叶绿体。
中心体：动物细胞有中心体，而大多数植物细胞没有。
解析：植物细胞与动物细胞有一些显著差异，反映了植物细胞在光合作用和物理支撑等方面的特殊功能。细胞壁和叶绿体是植物细胞特有的结构，而液泡和中心体在细胞功能中也扮演重要角色。
例题3：细胞膜的功能
问题：细胞膜的结构和功能是什么？
答案：
结构：细胞膜由磷脂双分子层构成，其中包含蛋白质和少量碳水化合物。磷脂分子有亲水的头部和疏水的尾部，形成双层结构。
功能：
物质的选择性通透性：细胞膜控制物质进出细胞。
保护作用：细胞膜能保护细胞免受外界的侵害。
信号传递：细胞膜上的受体蛋白能接收外界信号，调节细胞内部反应。
细胞识别：细胞膜上的糖蛋白和糖脂参与细胞识别和免疫反应。
解析：细胞膜不仅是物质进出细胞的屏障，还在细胞与外界环境的互动、信号传导和免疫反应中起着重要作用。
例题4：细胞分裂的过程
问题：简述细胞有丝分裂的过程。
答案：
有丝分裂过程包括以下几个阶段：
间期：细胞准备分裂，DNA复制，细胞器增殖。
前期：染色质凝缩成染色体，核膜消失，纺锤体形成。
中期：染色体排列在细胞中央，纺锤丝附着于染色体的着丝点。
后期：姐妹染色单体分开，向两极移动。
末期：染色体解聚，核膜重新形成，细胞分裂完成，形成两个子细胞。
解析：有丝分裂是细胞分裂的一种方式，目的是保证两个子细胞在遗传物质上完全相同。分裂过程中，染色体的准确分配和细胞器的复制是关键步骤。
例题5：细胞的能量工厂——线粒体
问题：线粒体的结构与功能是什么？
答案：
结构：线粒体外有双层膜，内膜向内折叠形成皱褶，称为“线粒体嵴”。
功能：
ATP合成：线粒体是细胞的能量工厂，负责氧化分解有机物，合成ATP，为细胞提供能量。
参与细胞呼吸：线粒体是细胞呼吸的主要场所，通过有氧呼吸提供能量。
解析：线粒体是细胞内的重要能量中心，它通过细胞呼吸将有机物中的化学能转化为ATP，为细胞的各种生命活动提供能量。
例题6：细胞核的结构与功能
问题：细胞核在细胞中的作用是什么？
答案：
结构：细胞核由核膜、核孔、核基质和染色质组成。核膜将核内容物与细胞质分隔，核孔允许物质交换。
功能：
控制细胞活动：细胞核内含有DNA，是遗传信息的存储和传递中心。
遗传信息的传递：通过转录和翻译过程，核内的DNA指引蛋白质的合成。
细胞分裂调控：细胞分裂时，DNA复制和分配均在细胞核内进行。
解析：细胞核是细胞的指挥中心，控制细胞的遗传活动和所有生命活动。核内的染色质和基因组携带着细胞的遗传信息。
例题7：细胞的能量转换
问题：细胞如何通过细胞呼吸和光合作用获取能量？
答案：
细胞呼吸：细胞通过细胞质中的糖酵解和线粒体内的有氧呼吸过程，将葡萄糖分解，释放能量，生成ATP。
光合作用：植物细胞中的叶绿体利用光能，将二氧化碳和水转化为葡萄糖，并释放氧气。光合作用储存了太阳能，转化为化学能供细胞使用。
解析：细胞呼吸和光合作用是细胞获取和利用能量的两种主要方式。光合作用是植物细胞获取能量的过程，而动物细胞则主要依赖细胞呼吸。
例题8：细胞中的溶酶体
问题：溶酶体的功能和重要性是什么？
答案：
溶酶体是细胞内的消化器官，含有各种水解酶。它的主要功能包括：
细胞内消化：通过水解酶分解细胞内的废物、受损的细胞器和外来物质。
自我清除：溶酶体在细胞死亡或衰老时，帮助清理废物。
免疫作用：在白血球等免疫细胞中，溶酶体帮助清除入侵的病原微生物。
解析：溶酶体是细胞的“清道夫”，通过水解酶分解细胞内不需要的物质，维持细胞的健康和功能。
例题9：细胞的运动
问题：细胞如何进行运动？请举例说明。
答案：
伪足运动：某些细胞（如白血球）通过伪足的伸展与收缩，在液体环境中移动。
纤毛与鞭毛运动：例如精子细胞的鞭毛，通过摆动产生运动，推动精子向卵子移动。
微管与肌动蛋白：细胞内的微管和肌动蛋白能参与细胞的内部分配和细胞质的流动。
解析：细胞能够通过伪足、纤毛或鞭毛等结构进行运动。这些结构通过特定的蛋白质和运动机制，帮助细胞适应外界环境的变化。
例题10：细胞的物质运输
问题：细胞如何进行物质的进出？请简述不同的运输方式。
答案：
被动运输：包括扩散和易化扩散。物质沿浓度梯度通过细胞膜，无需能量。
主动运输：物质逆浓度梯度通过细胞膜，需要消耗ATP。
囊泡运输：包括胞吞和胞吐。物质通过囊泡被包裹后进入或离开细胞。
解析：细胞膜的物质运输机制是维持细胞内外环境稳定的关键。被动运输节省能量，而主动运输能够对物质进行选择性调节。

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