资源简介

(共49张PPT)
细胞是生命活动的基本单位
第1讲
一轮复习
细胞
个体
种群
群落
生态系统
分子组成
结构
代谢
生命历程
遗传
内环境稳态
人体稳态调节
植物生命活动调节
数量
结构
演替
结构
功能
稳定性
遗传
规律
中心法则
变异
进化
基因
细胞学说
特征
影响因素
变化
一轮复习
细胞是基本的生命系统
细胞是生命活动的基本单位，是基本的生命系统
细胞的多样性和统一性
1.组成细胞的分子
2.细胞膜的结构和功能
3.细胞器之间的分工合作
4.细胞核的结构和功能
细胞的物质输入和输出
细胞的能量供应和利用
细胞增殖(含生长)
细胞的分化
细胞衰老和死亡
生命系统层次
(走进细胞)
系统的物质
(基础和结构)
系统功能
系统的发展
和变化
必修1
目前，生物学已经能在分子水平上，利用定量的物理、化学等手段来研究基本的生命过程和重大疾病的分子基础，从根本上理解生命、促进健康。
生老病死等生命过程在微观世界都有分子基础，DNA所承载的信息被传递到RNA和蛋白质，从而执行细胞丰富多彩的功能。
DNA
RNA
蛋白质
功能
微观生命世界有其分子基础
微观生命世界的奥秘
结构生物学利用X射线晶体学、核磁共振和电子显微镜等手段，通过揭示生物大分子和超大分子复合物(分子机器)的高分辨率空间三维结构来解释其功能，不仅诠释生命过程的机理，也可揭示药物靶点。目前，许多创新药物的研发都依赖于对其靶蛋白结构的解析。
结构决定功能，这是多有物质科学的基本共识。从某种意义上来说，所有物质科学研究的目标都是理解结构，从而诠释功能和机理、寻找规律。
结构
功能
诠释生命过程的机理
揭示药物靶点
结构决定功能
在真核生物中，基因表达包括三步
DNA
前体mRNA
蛋白质
成熟mRNA
转录
加工
(剪接)
翻译
执行第一步的RNA聚合酶和第三步的核糖体的原子分辨率空间三维结构都已经获得解析，为我们理解遗传信息传递的这两个基本奠定了基础。
这两项结构生物学的工作已分别于2006年和2009年被授予诺贝尔化学奖。
执行基因表达的分子的三维结构
DNA
前体mRNA
蛋白质
成熟mRNA
转录
加工
(剪接)
翻译
执行基因表达第二步的关键分子机器就是剪接体，其原子分辨率的结构解析因复杂性高、难度巨大，30多年来全世界许多一流实验室都在攻坚，却无突破。
经过多年努力，施一公领导的研究团队运用冷冻电子显微镜技术，于2015年首次解析了酵母菌剪接体高分辨率的空间三维结构，2016年又进一步捕捉到剪接体处于不同工作阶段的多个构像，揭示了前体信使RNA剪接的动态过程。
执行基因表达的分子的三维结构
科学精神的本质就是求真，科学方法的训练使人拥有严密的逻辑和批判性的思维，避免人云亦云；科学研究要求过硬的心理素质，这些对于任何工作都是关键的品质。
不要满足于死记硬背枯燥的结论，而是要开动自己的大脑，弄清楚科学知识的来龙去脉，理解实验设计的逻辑，学会欣赏科学之美。
科学精神和科学方法
走进细胞
(初步认识细胞)
细胞与生物体的关系
从生物体角度认识
从生命系统角度认识
从细胞自身
形态结构认识
细胞学说
细胞是生物体结构和功能(生命活动)的基本单位
细胞在各层次生命系统中的地位
细胞是最基本的生命系统
细胞多样性和统一性
细胞形态结构多样性
细胞具有统一的结构模式
经典理论
现代概括
从细胞到生物圈
多样性
统一性
引申
走近细胞
真核生物
真核细胞
原核细胞
原核生物
细菌
支原体
细胞
植物
动物
真菌
细胞膜
细胞质
DNA作为遗传物质
主要包括
构成
有无以核膜为界限的细胞核
分为
都有
都有
都以
构成
包括
细胞多样性
细胞多样性
细胞统一性
走近细胞
1.主要建立者
2.主要内容
3.建立过程
4. 归纳法
5. 启示
6. 意义
细胞学说
2人
3点
4点
3点
4阶段
与演绎法比较
细胞学说
1.建立者主要是：__________________
2.主要内容(3点)
①细胞是一个有机体，________________都是由细胞发育而来的，并由细胞和___________所构成。
②细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的________，又对与其他细胞共同组成的__________起作用。
③新细胞是由_______________产生的。
一切动植物
施莱登和施旺
细胞产物
生命
整体生命
老细胞分裂
细胞学说
3.建立过程
维萨里：器官水平
比夏：组织水平
罗伯特·胡克:发现并命名细胞
列文虎克:用自制显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞、精子等
马尔比基:用显微镜观察了动植物的精细结构，如细胞壁和细胞质
施莱登通过观察和理论概括，提出植物体都是由细胞构成的
施旺通过观察和理论概括，提出动物体都是由细胞构成的
耐格里通过观察发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果
魏尔肖归纳总结: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。
肉眼观察阶段
显微观察阶段
科学观察阶段
修正补充阶段
细胞学说
4.科学方法：归纳法与演绎法
归纳法
演绎法
科学方法
归纳法
①定义
由一系列具体事实推出一般结论的思维方法，叫做归纳法，也称归纳推理。
②推理的方向
从特殊(个别)到一般(普遍)
归纳推理
简单枚举法
科学归纳法
③类型
完全归纳法
不完全归纳法
部分个别
整体
一般
推理
科学方法
完全归纳法
定义：完全归纳法是由某类事物都具有某种属性推出该类全部事物都具有该属性的方法。
举例：推导 当Y=ax（a＞0且a≠1）时，则Y＞0
把x可能的情况全都列出来：
x＞0，Y＞0；
x=0，Y＞0；
X＜0，Y＞0
科学方法
完全归纳法
特点：
①结论没有超出前提所断定的范围，完全归纳法是一种必然性的推断方法。
②要求完全枚举出一类事物中的所有对象，所以这种方法不能用于具有无穷对象的问题。完全归纳法也称穷举法。
基于特点2，科学研究中很少使用到完全归纳法，经常使用的是科学归纳法，因此，我们所说的归纳法主要指不完全归纳法。
科学方法
不完全归纳法
①简单枚举法
实例：从观察到植物的花粉、胚珠、柱头等的细胞都有细胞核，得出植物细胞都有细胞核这一结论。
定义：在科学观察或日常生活中，当人们发现某类事物中的若干对象具有某种属性，而且没有观察到相反的事例时，由此就作出结论，该类事物都具有某种属性。
科学方法
①简单枚举法
使用简单枚举法进行推理时需要满足三个条件
第1：要尽可能在枚举大量事例，事例越多，结论越可靠。(事例要多)
第2：所列举的个别事例要尽可能在各种各样的条件下可重复。(可重复)
第3：没有任何公认的观察事实与推导出来的普遍性结论发生冲突。(没有反例)
如上例中，除了列举花粉、胚珠、柱头的细胞外，还可以列举叶肉细胞、胚的细胞、根的细胞等等。
如上例中，花粉、胚珠、柱头等细胞，在幼嫩、成熟、衰老等情况都有细胞核。
所观察到的植物细胞都具有细胞核。
科学方法
不完全归纳法
②科学归纳法
实例：
定义：科学归纳法是根据某类事物中部分对象与某种属性间因果联系的分析，推出该类事物具有该种属性的推理。
观察到植物的花粉、胚珠、柱头等的细胞都有细胞核
以上列举的植物细胞都有细胞核的原因是什么(因果关系)
植物的花粉、胚珠、柱头等的细胞都是由受精卵细胞通过有丝分裂、分化来的，因此植物细胞都有细胞核。
科学方法
②科学归纳法
局限性
虽然科学归纳法比简单枚举法得出的结论更可靠，但是，科学归纳法也只能根据已经把握的一部分事物的某些属性进行归纳，无法穷尽同类事物的全部属性，因而作出的结论不是完全可靠的，带有一定的或然性(就是不确定性)。
例如：植物的花粉、胚珠、柱头等的细胞都是由受精卵细胞通过有丝分裂、分化来的，因此植物细胞都有细胞核。但是，成熟的筛管细胞和管胞细胞无细胞核，由于当时没有观察筛管细胞，也没有考虑细胞分化过程中，有些细胞会丢失细胞核的情况。
科学方法
“简单枚举法” 与“科学归纳法 ”的异同
相同点
第一：两者都属于不完全归纳推理，都没有考察完某类事物的全部对象。
第二：结论的断定范围超出了前提的断定范围，因此，结论是或然的，即不是必然性的。
部分个别
整体
一般
推理
科学方法
“简单枚举法” 与“科学归纳法 ”的异同
不同点
不同点 简单枚举法 科学归纳法
得出结论的 依据不同 以经验认识为依据 (可靠性低) 分析现象间的因果联系
(可靠性高)
提高结论可靠性的途径不同 靠增加被考察的对象 靠事物间的因果联系
科学方法
思考：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？
参考答案：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(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来），这样的归纳是科学归纳，比一般的不完全归纳更具有可信度。
科学方法
演绎推理
①定义
从一般到个别，即从普遍性的理论知识出发去认识到体特殊的、个别的现象的思维过程和推理方法。
部分个别
整体
一般
推理
科学方法
实例1：锡能导电
②举例
大前提
金属都能导电
小前提
锡是金属
结论
锡能导电
一般性的理论
个别与一般的关系
个别性的结论
科学方法
实例2：牛顿根据惯性离心力，应用假说演绎法推导出地球是扁圆形的，即两极扁平，赤道突出。
②举例
北极
南极
赤道
科学方法
大前提
凡是自转的球体，球上的物质都受到离心力作用而有沿着切线方向运动的趋势，使球体呈扁圆形。
小前提
地球是自转的球体
结论
地球呈扁圆形
牛顿推理过程如下
科学方法
实例3：孟德尔通过演绎推理推导出测交实验结果
②举例
大前提
杂合子(Aa)在形成配子时，成对的遗传因子分离，产生数量相等两种配子。
小前提
测交中显性亲本为杂合子
结论
测交后代为显性：隐性=1:1
推理过程如下
Aa
A
a
aa
a
P
Aa
配子
后代
aa
×
显性
杂合子
隐性
纯合子
显性
隐性
1
1
：
科学方法
③演绎推理的一般形式：三段论
大前提
小前提
结论
已知的一般原理或一般性假设
有关所研究的个别事实与大前提的关系
从一般的已知原理或假设推出的对于个别事实作出的判断。
科学方法
③演绎推理的类型
演绎推理
公理演绎推理
假说演绎推理
大前提为某个公理
结论无需实验检验
大前提为一种假说
结论需要实验检验
公理演绎推理举例：
0属于整数。
大前提
小前提
结论
所有自然数都属于整数；
0是自然数；
科学方法
大前提
凡是自转的球体，球上的物质都受到离心力作用而有沿着切线方向运动的趋势，使球体呈扁圆形。
小前提
地球是自转的球体
结论
地球呈扁圆形
假说演绎推理举例：
在牛顿去世后的第九年，由法国先后派出两支远征队，对地球的形状进行实测，发现地球确实是一个扁圆体，扁平率与牛顿预测的相差无几。
实验检验
科学方法
大前提
杂合子(Aa)在形成配子时，成对的遗传因子分离，产生数量相等两种配子。
小前提
测交中显性亲本为杂合子
结论
测交后代为显性：隐性=1:1
假说演绎推理举例：
实验检验
实验数据(87:79)接近1:1,与结论吻合。
科学方法
假说演绎法的一般流程(以牛顿推理地球形状为例)
自转的球体呈扁圆形，地球呈扁圆形。
观察分析
提出问题
做出假说
演绎推理
实验检验
得出结论
自转的液态均质球体，呈扁圆形。
自转的球体为什么呈扁圆形
自转的球体，球上的物质都受到离心力作用而有沿着切线方向运动的趋势，使球体呈扁圆形。
地球是自转的球体，所以地球呈扁圆形。
法国远征队实际测量发现地球确实为扁圆形。
科学方法
假说演绎法的一般流程(以分离定律的得出为例)
假说正确，总结得出分离定律。
观察分析
提出问题
做出假说
演绎推理
实验检验
得出结论
一对相对性状的杂交实验
F2出现3:1的性状分离比的原因是什么？
F1在形成配子时成对的遗传因子发生分离。
设计测交实验，推导并预测实验结果。
实施测交实验，统计实验结果。
科学方法
假说演绎法中,演绎推理的三段论(以分离定律的得出为例)
做出假说
演绎推理
F1在形成配子时成对的遗传因子发生分离。
设计测交实验，推导并预测实验结果。
大前提
小前提
结论
科学方法
比较“归纳推理” 与“演绎推理”
归纳推理 演绎推理
推理方向 个别(特殊)→ 一般(普遍) 一般(普遍) → 个别(特殊)
推理结果 或然性，归纳的前提与结论之间没有逻辑上必然性 必然性，只要前提正确，推理形式合理，则结论一定正确
科学方法
“归纳推理” 与“演绎推理”之间的关系
关系1：演绎法依赖于归纳法。
①演绎法的大前提的确立离不开归纳法
F1在形成配子时成对的遗传因子发生分离。
大前提
这个大前提是孟德尔通过观察7对相对性状的杂交实验，分析、归纳推理得出的。
②演绎推理结论的检验离不开归纳法
对测交结果的验证，需要经过多次实验和观测验证，这同样需要归纳法。
科学方法
性状 显性 隐性 F2性状分离比
①茎的高度 高：787 矮：277 2.84:1
②种子形状 圆：5474 皱：1850 2.96:1
③子叶颜色 黄：6022 绿：2001 3.01:1
④花的位置 叶腋：651 顶端：207 3.14:1
⑤种皮颜色 灰：705 白：224 3.15:1
⑥豆荚形状 饱满：882 不饱满：299 2.95:1
⑦幼果颜色 绿：428 黄：152 2.82:1
孟德尔通过观察7对相对性状的杂交实验，分析、归纳推理得出：
F1在形成配子时成对的遗传因子发生分离，这是作为演绎推理的大前提。
演绎法的大前提的确立离不开归纳法
科学方法
基于以上分析可知，在应用假说演绎法的过程中，一定会涉及到归纳法，因此，必修2-P12-旁思栏的问题就很容易回答了。
答案：归纳法是从一类事物的一个个具体事实中总结出这类事物共性的逻辑思维方法。孟德尔在进行豌豆杂交实验时，研究了7对相对性状各自的遗传结果，发现了F2中显性性状个体与隐性性状个体的数量比约为3:1，由此总结出了遗传因子的传递规律，这个过程中就运用了归纳法。
旁思栏
科学方法
“归纳推理” 与“演绎推理”之间的关系
关系2：归纳法以演绎为引导。
归纳法是在大量实验和观测的基础上进行的，而演绎法推断为观察实验提供目的和方向。
例如：如果没有植物通过授粉产生后代的理论就不可能有孟德尔的豌豆杂交实验。
演绎推理的结论、设想和预见，对于归纳法来说就像大海航行中的灯塔，它照亮了实验观察的道路。
科学方法
5.通过细胞学说建立的过程，领悟到的科学发现具有以下的特点
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
科学方法
6.细胞学说的意义
第1点：揭示了动植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。
细胞学说使人们认识到植物和动物有着共同的结构基础，从而在思想观念上打破了在植物学和动物学之间横亘已久的壁垒，也促使积累已久的解剖学、生理学、胚胎学等学科获得了共同的基础，这些学科的融通和统一催生了生物学的问世。
细胞学说
6.细胞学说的意义
第2点：使生物学的研究由器官、组织水平进入到细胞水平，并为后来的进入分子水平打下基础。
细胞学说中关于细胞是生命活动基本单位的观点，使人们认识到生物的生长、生殖、发育及各种生理现象的奥秘都需要到细胞中去寻找，生物学的研究随之由器官、组织水平进入细胞水平，并为后来进入分子水平打下基础。
细胞学说
6.细胞学说的意义
第3点：揭示了生物有共同的祖先，为生物进化提供了依据。
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。新细胞由老细胞产生，老细胞由更老的细胞产生，如此上溯，现代生物的细胞都是远古生物细胞的后代，小小的细胞内部，凝聚着数十亿年基因的继承和改变。每个细胞，每个生物，都是历史的产物。被恩格斯列人19世纪自然科学三大发现的细胞学说和进化论，作为生物学大厦的基石，赋予生物学不同于其他自然科学的独特韵味。
细胞学说
1.细胞是生命活动的基本单位
①单细胞生物能够独立完成各项生命活动
②多细胞生物依赖各种分化的细胞密切合作，共同完成一些系列复杂的生命活动
③病毒没有细胞结构，但是必须在活细胞中才能繁殖。
细胞是基本的生命系统
2.生命系统的结构层次
细胞
组织
器官
系统
个体
种群
群落
生态系统
生物圈
高等多细胞生物个体发育过程
生物与生物之间的关系
生物与环境之间的关系
进化历程：单细胞→多细胞
细胞是基本的生命系统
①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
②高等植物
细胞→组织→器官→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
③单细胞生物
细胞→个体→种群→群落→生态系统→生物圈
④病毒
病毒没有细胞结构，不属于生命系统的结构层次
2.生命系统的结构层次
细胞是基本的生命系统
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。
比如，你的身体是由许多器官在结构上相互联系、在功能上相互配合而形成的整体，因此可以看做一个系统。
思考：一个分子或一个原子，也是一个系统吗 如果是，它们是不是生命系统 如果不是，请说明理由。
一个分子或一个原子 ,是一个系统。因为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。但不属于生命系统。它们不能单独完成生命活动。
细胞是基本的生命系统

展开更多......

收起↑