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第1节　细胞是生命活动的基本单位
高中生物学 必修1 分子与细胞 · 学案
班级：________　姓名：________　学号：________
一、学习目标
1.基于细胞学说建立的科学史资料，运用归纳与概括等科学方法，阐述对科学发展过程和科学本质的理解。
2.通过分析自然界生命系统各个层次的区别与联系，认同细胞是最基本的生命系统。
3.关注科学、技术、社会之间密不可分、相互依赖的关系，认同显微观察技术的进步对人类认识生命世界的推动作用。
二、情境导入
【材料】
从1665年英国科学家罗伯特·胡克用自制显微镜观察到木栓组织中一个个小室并命名为“细胞”开始，人类对生命的认识进入了一个崭新的阶段。此后200多年里，科学家们经过不断探索，最终建立了细胞学说，认识到细胞是生命活动的基本单位。
【思考】
1.为什么说细胞是生命活动的基本单位？
2.病毒没有细胞结构，它是不是生命系统？
三、自主预学
（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.建立过程：细胞学说的建立经历了漫长而曲折的过程。
图1　细胞学说建立的过程
3.细胞学说的内容要点：(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。(2)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)新细胞是由老细胞分裂产生的。
4.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。
(1)细胞学说使人们认识到植物和动物有着共同的结构基础。
(2)细胞学说中关于细胞是生命活动基本单位的观点，使生物学的研究进入细胞水平，并为后来进入分子水平打下了基础。
(3)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。
（二）细胞是基本的生命系统
1.生命活动离不开细胞：单细胞生物依靠单个细胞独立完成各种生命活动；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；病毒无细胞结构，但必须寄生在活细胞中才能生活。
图2　生命活动与细胞的关系
2.生理活动与细胞的联系：细胞代谢是动、植物各种生理活动的基础；细胞增殖、分化是生物生长发育的基础；细胞内基因的传递和变化是生物遗传与变异的基础。
3.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。
图3　生命系统的结构层次（图中①～⑥待填写）
4.细胞是最基本的生命系统的结构层次，各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的。
5.不同生物体结构层次的比较：单细胞生物只有一个细胞(个体)层次；植物体无“系统”层次；动物体包含“系统”层次。
图4　单细胞生物、植物体和动物体的结构层次
6.生态系统的结构层次：个体→种群→群落→生态系统→生物圈，其中地球上最大的生态系统是生物圈。
图5　从生物体到生态系统的过程
四、课堂探究
探究一　细胞学说建立的过程及意义
【教材情境】阅读教材P3～4“思考·讨论”的内容，结合以下资料，小组合作，完成以下探究问题。
资料1：1838年，德国植物学家施莱登第一个指出：“一切植物，如果它们不是单细胞的话，都完全是由细胞集合而成的，那么细胞就是植物结构的基本单位。”
资料2：1839年，德国动物学家施旺首次提出了细胞学说这一名词，他指出：细胞是有机体，动植物都是这些有机体的集合物，它们按照一定的规则排列在动植物体内。
1.科学家是如何获得证据来说明动植物是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？
3.“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”，这是否暗示着你身体的每个细胞都凝聚着漫长的进化史？为什么？
4.19世纪建立的细胞学说，它的内容是否阐明了所有生物都以细胞为基本单位？
5.细胞学说中的“一切动植物”能改为“一切生物”吗？请说明原因。
6.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？
【归纳提升】细胞学说建立过程中不同科学家的贡献、细胞学说的“2个统一性”与“4个未涉及”、细胞学说的3个层面意义。
图6　细胞学说建立过程中科学家的贡献
图7　细胞学说的2个统一性与4个未涉及
图8　细胞学说3个层面的意义
【拓展】完全归纳法与不完全归纳法：由不完全归纳法得出的结论很可能是可信的，因此可以用来预测和判断，不过也需要特别注意存在例外的可能。
图9　完全归纳法与不完全归纳法
探究二　细胞是基本的生命系统
【教材情境】阅读教材P5～7内容，完成以下探究问题。
1.将下图中的A、B、C、D、E、F、G、H按一定规则进行排序，并说明排序的理由。
图10　生命系统的各个结构层次
2.尝试写出单细胞生物(如草履虫)的生命系统的结构层次。
3.核酸、蛋白质等生物大分子及由它们构成的病毒分别是一个系统吗？如果是，它们是不是生命系统？如果不是，请说明理由。
4.用集合的形式表示系统、生命系统和生态系统的关系。
图11　系统、生命系统与生态系统的关系
【归纳提升】种群、群落和生态系统的“关键词法”辨析：种群＝一定区域＋同种生物＋所有个体；群落＝一定区域＋所有种群；生态系统＝一定区域＋群落＋无机环境。
图12　种群、群落和生态系统的辨析
自查自纠（生命系统结构层次与细胞学说）
判断下列叙述的正误。
(1)卧龙自然保护区中的全部蛇构成了一个种群。(　　)
(2)卧龙自然保护区的全部动物和植物构成了生物群落。(　　)
(3)卧龙自然保护区是一个生态系统。(　　)
(4)保护区中大熊猫的每个细胞都能独立完成各项生命活动，细胞是一个完全独立的单位。(　　)
(5)所有的新细胞均由老细胞通过分裂产生。(　　)
(6)细胞学说揭示了细胞的统一性和生物界的统一性。(　　)
例题精析
例1　某同学在归纳细菌、松鼠和橡树的生命系统的结构层次时，列出了下表，表格中有一处归纳错误。下列有关叙述正确的是(　　)
结构层次 细胞 组织、器官、系统 个体
甲 √ √ √
乙 √ × √
丙 √ × √
注：“√”表示具有，“×”表示不具有。
A.甲、乙、丙依次代表橡树、细菌和松鼠
B.表格中有归纳错误的是乙
C.表中包含了所有生命系统的结构层次
D.一片橡树林中所有的成年松鼠构成了一个种群
五、分层训练
【基础巩固练】
考点一　细胞学说及其建立过程
1.下列有关细胞学说的叙述，正确的是(　　)
A.细胞学说认为一切生物都由细胞和细胞产物构成
B.细胞学说揭示了病毒在结构上的特殊性
C.在细胞学说的建立过程中，电子显微镜发挥了重要作用
D.细胞学说的建立经历了器官、组织、细胞等水平的认知过程
2.下列关于归纳法的说法，错误的是(　　)
A.施莱登和施旺在各自的研究中都用到了归纳法
B.归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法
C.通过归纳法得出的结论都是完全正确的
D.归纳法是由一系列具体事实推出一般结论的思维方法
3.细胞学说的建立对生物学的发展影响深远，下列有关说法错误的是(　　)
A.细胞学说使人们认识到植物和动物有着共同的结构基础
B.生物的生长发育等生理现象的奥秘需要到细胞中去寻找
C.细胞学说的建立过程漫长而曲折，在发表之后未经修正
D.细胞学说中细胞分裂产生新细胞的结论，解释了个体发育
考点二　生命系统的结构层次
4.(2025·张家界高一期末)张家界森林公园被誉为“扩大的盆景，缩小的仙境”，这里动植物资源丰富，有许多国家一级保护的生物，比如动物有古老而稀有的大鲵，植物有张家界市市花——珙桐。下列相关叙述正确的是(　　)
A.张家界国家森林公园金鞭溪里所有的鱼是一个种群
B.大鲵和珙桐包含的生命系统的结构层次完全相同
C.大鲵体内的一个细胞就可以完成各项生命活动
D.景区中所有生物生命活动的正常进行均离不开细胞
5.生态学家研究可可西里的藏羚羊数量变化和繁殖情况。他们的研究对象属于生命系统结构层次中的(　　)
A.个体　　B.群落　　C.种群　　D.生态系统
6.我国的野生大熊猫分布在四川、甘肃、陕西等地，因高山险峰和公路、矿场等，被分为33个局域种群，就像一个个“熊猫孤岛”。下列有关叙述正确的是(　　)
A.大熊猫的身体由循环、消化、运动、泌尿等系统组成
B.一个“熊猫孤岛”里的所有大熊猫可以形成一个种群
C.一个“熊猫孤岛”里的所有动物、植物可以形成一个群落
D.生态廊道的建成使“熊猫孤岛”变少，有利于大熊猫种群的发展
7.诗句“彩蝶双起舞，蝉虫树上鸣”描绘了一幅美丽的画面。下列关于蝶、蝉、树的叙述，正确的是(　　)
A.它们共同构成一片树林中的生物群落
B.它们具有完全相同的生命系统结构层次
C.它们的生活会受到环境的影响
D.地球上所有的蝴蝶构成了一个种群
【综合提升练】
8.下列说法不符合细胞学说主要内容的是(　　)
A.一切动植物都是由细胞发育而来的
B.细胞是一个有机体，新细胞是由老细胞分裂产生的
C.细胞有它自己的生命，又对生物整体的生命过程起作用
D.动植物细胞以及微生物细胞的结构、功能相同
9.下列事实或证据不支持“细胞是生命活动的基本单位”观点的是(　　)
A.草履虫是单细胞生物，能进行运动和分裂
B.人体发育离不开细胞的分裂和分化
C.离体的叶绿体在一定条件下能释放氧气
D.用手抓握物体需要一系列神经细胞和肌肉细胞的协调配合
10.下列对生命系统有关的叙述，正确的是(　)
A.能完整表现生命活动的最基本的生命系统是细胞
B.蛋白质和核酸等生物大分子本身也可算作系统，也属于生命系统的层次
C.生态系统是生命系统的一个层次，它仅包括一定自然区域中相互间有直接或间接联系的所有生物
D.生物个体中由功能相关的器官联合组成的系统层次，是每种生物个体都具备的
11.白洋淀蕴含着丰富的动植物资源，如芦苇荡、荷花淀、白鹭、丹顶鹤等。请结合生物学知识回答以下问题。
(1)地球上最基本和最大的生命系统结构层次分别是____________。白洋淀属于湿地生态系统，是由____________和____________相互关联形成的统一整体。
(2)与白鹭相比，湖中的芦苇不具有生命系统结构层次中的____________；与细菌相比，白鹭特有的生命系统结构层次是____________。
(3)湖中的鱼______(填“属于”或“不属于”)生命系统的种群层次，原因是__________________________________。
(4)一只白鹭在生命系统的结构层次中属于________，一个细菌在生命系统结构层次中属于________。
(5)白洋淀所有的生物组成____________。
六、参考答案
【自主预学】
图3中：①细胞；②组织；③系统；④种群；⑤群落；⑥生物圈。
【课堂探究】
探究一　细胞学说建立的过程及意义
1.科学家通过对动植物体的解剖和显微观察获得证据，并通过归纳与概括形成结论。
2.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性联系，这样的科学归纳比一般的不完全归纳法更具可信度。
3.是。新细胞由老细胞产生，老细胞由更老的细胞产生，如此向上追溯，现代生物的细胞都是远古生物细胞的后代，所以每个细胞都凝聚着漫长的进化史。
4.不是。细胞学说阐明的是动植物都以细胞为基本单位，未涉及所有生物。
5.不能。因为“一切生物”还包括病毒，而病毒没有细胞结构。
6.科学发现需要从观察入手；科学发现的过程离不开技术的支持；科学理论的形成需要观察与归纳概括的结合；科学理论的建立是一个不断修正、完善和发展的过程。
探究二　细胞是基本的生命系统
1.依据生命系统的结构层次由小到大的顺序排列为：A→D→F→H→B→E→C→G。理由：细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
2.细胞(个体)→种群→群落→生态系统→生物圈。
3.生物大分子和病毒都是系统，但都不是生命系统。因为生物大分子及病毒都不能独立完成生命活动。
4.系统包含生命系统，生命系统包含生态系统。
【自查自纠】
(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
解析：(1)卧龙自然保护区的全部蛇不一定是同种生物，所以不是种群。(2)群落还包含该自然保护区的其他生物，如微生物。(4)大熊猫是多细胞生物，多细胞生物的细胞不能独立完成各项生命活动，细胞是一个相对独立的单位。(5)新细胞由老细胞产生，但不一定是通过分裂产生，细胞融合等也可以产生新细胞，如受精作用。(6)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，未揭示细胞与生物系统的统一性。
【例题精析】
例1　B
解析：甲具有表格中列出的全部结构层次，代表松鼠；丙不具有系统层次，代表树；乙代表细菌，A错误。表格中有归纳错误的是乙，细菌是单细胞生物，不具有组织、器官、系统三个层次，B正确。表中未包含生命系统的全部结构层次(如生物圈等)，C错误。种群是指一定空间范围内同种生物的所有个体，一片橡树林中所有的成年松鼠属于松鼠的一部分，不能构成一个种群，D错误。
【分层训练】
1.D　2.C　3.C　4.D　5.C　6.C　7.C
1.解析：细胞学说认为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，A错误；细胞学说并未涉及病毒，未揭示其在结构上的特殊性，B错误；在细胞学说的建立过程中，光学显微镜发挥了重要作用，当时还没有电子显微镜，C错误；细胞学说的建立经历了器官、组织、细胞等水平的认知过程，D正确。
2.解析：归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法，通过不完全归纳法得出的结论很可能是可信的，但需注意存在例外的可能，C错误。
3.解析：细胞学说是多位科学家在探索中开拓、继承、修正和发展而建立的，主要由施莱登和施旺提出，由魏尔肖等人补充，C错误。
4.解析：种群是指一定空间范围内同种生物的所有个体，金鞭溪里的鱼不止一种，所以不是一个种群，A错误；大鲵是动物，生命系统的结构层次为细胞→组织→器官→系统→个体，珙桐是植物，没有“系统”层次，B错误；大鲵是多细胞生物，一个细胞不能完成各项生命活动，C错误；所有生物的生命活动都离不开细胞，D正确。
5.解析：一定区域同种生物的全部个体组成种群，可可西里的藏羚羊属于种群，C正确。
6.解析：大熊猫属于多细胞动物，由循环、消化、运动、泌尿等系统组成，A正确；一个“熊猫孤岛”里的所有大熊猫属于一个种群，B正确；“熊猫孤岛”里的所有动物、植物、微生物等所有生物才构成一个群落，C错误；生态廊道使孤岛变少，有利于大熊猫种群的发展，D正确。
7.解析：一定空间范围内所有的种群相互作用形成生物群落，一片树林中除蝶、蝉、树外还有其他生物，A错误；树没有“系统”层次，B错误；蝶、蝉、树的生活都会受到环境影响，C正确；一定空间范围内同种生物的所有个体构成种群，地球上所有的蝴蝶因地域隔离不一定是一个种群，D错误。
8.D　9.C　10.A
8.解析：细胞学说揭示的是动物和植物的统一性，没有提到微生物细胞的结构、功能，而且动植物细胞以及微生物细胞的结构、功能均不相同，D符合题意。
9.解析：叶绿体不是细胞，因此“离体的叶绿体在一定条件下能释放氧气”不支持“细胞是生命活动的基本单位”的观点，C符合题意。
10.解析：细胞是生命系统中最基本的结构层次，A正确；蛋白质和核酸等生物大分子本身不能进行生命活动，不属于生命系统的层次，B错误；生态系统不仅包括生物，还包括生物生存的无机环境，C错误；植物的个体没有“系统”层次，D错误。
11.(1)细胞、生物圈　生物群落　无机环境　(2)系统　组织、器官和系统　(3)不属于　湖中所有的鱼包括很多种鱼，不是同种生物的所有个体　(4)个体　细胞、个体　(5)群落

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