第一章 走进细胞第一节 从生物圈到细胞宏观世界：宏观世界：地球地球生命之母生命之母新课导入新课导入热热带带雨雨林林海海底底生生命命世世界界亚亚高高山山草草甸甸湿地湿地荒漠荒漠微观世界微观世界植植物物细细胞胞大肠杆菌大肠杆菌酵酵母母菌菌单细胞生物单细胞生物酵母菌酵母菌草履虫草履虫 衣藻衣藻眼虫眼虫变形虫变形虫第第1 1节节 从生物圈到细胞从生物圈到细胞一、生命活动离不开细胞一、生命活动离不开细胞二、生命系统的结构层次二、生命系统的结构层次1.举例说出生命活动建立在细胞的基础之上。举例说出生命活动建立在细胞的基础之上。2.举例说明生命系统的结构层次。举例说明生命系统的结构层次。3.认同细胞是基本的生命系统。认同细胞是基本的生命系统。教学目标教学目标知识目标知识目标1.有一定的看图能力，能够从图片中概括出有一定的看图能力，能够从图片中概括出生态系统、细胞的特征等信息。生态系统、细胞的特征等信息。2.学以致用，能够将所学知识与自然生命学以致用，能够将所学知识与自然生命世界联系起来。世界联系起来。能力目标能力目标情感态度与价值观目标情感态度与价值观目标 1.认同细胞学说的建立是一个开拓、继承、认同细胞学说的建立是一个开拓、继承、修正和发展的过程。修正和发展的过程。2.讨论技术进步在科学发展中的作用。讨论技术进步在科学发展中的作用。 3.认同细胞是基本的生命系统。认同细胞是基本的生命系统。1.生命活动建立在细胞的基础之上。生命活动建立在细胞的基础之上。2.生命系统的结构层次。生命系统的结构层次。教学重难点教学重难点重点重点难点难点生命系统的结构层次。生命系统的结构层次。2003年，我们亲身经历了与年，我们亲身经历了与SARS病毒病毒斗争的过程。斗争的过程。SARS病毒病毒的结构的结构SARS病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺部细胞。由于肺部细胞受损，导致患者呼吸困部细胞。由于肺部细胞受损，导致患者呼吸困难，患者因呼吸功能衰竭而死亡。难，患者因呼吸功能衰竭而死亡。SARS俗称非典，是由一种冠状病毒引俗称非典，是由一种冠状病毒引发的传染病。发的传染病。蛋白质蛋白质核酸核酸1.病毒不具有细胞结构，是怎样生活和繁殖的病毒不具有细胞结构，是怎样生活和繁殖的?病毒尽管不具有细胞结构，但它可以寄生在病毒尽管不具有细胞结构，但它可以寄生在活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖，必活细胞中，利用活细胞中的物质生活和繁殖，必须依赖细胞才能生活。须依赖细胞才能生活。SARS病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺部细胞，由于肺部细胞受损，导致患者呼吸困难，部细胞，由于肺部细胞受损，导致患者呼吸困难，患者因呼吸功能衰竭而死亡。此外，患者因呼吸功能衰竭而死亡。此外，SARS病毒病毒还侵害人体其他部位的细胞。还侵害人体其他部位的细胞。2.根据你掌握的资料，说说根据你掌握的资料，说说SARS病毒侵害了病毒侵害了人体的哪些细胞，是如何危及人的生命的？人体的哪些细胞，是如何危及人的生命的？一、生命活动离不开细胞一、生命活动离不开细胞 细胞是生命体结构和功能的基本单位，也是细胞是生命体结构和功能的基本单位，也是生命活动的基本单位。生命活动的基本单位。 一切有机体（除病毒外）都由细胞构成，生一切有机体（除病毒外）都由细胞构成，生命活动离不开细胞。命活动离不开细胞。 细胞能够通过分裂而增殖，通过分化具有各细胞能够通过分裂而增殖，通过分化具有各种功能，是生物体个体发育和系统发育的基础。种功能，是生物体个体发育和系统发育的基础。 细胞又是遗传的基本结构单位，细胞具有遗细胞又是遗传的基本结构单位，细胞具有遗传的全能性。传的全能性。草履虫草履虫 图上表示的以外，草履虫还能完成哪些生命图上表示的以外，草履虫还能完成哪些生命活动活动? ?如果没有完整的细胞结构，它还能完成这如果没有完整的细胞结构，它还能完成这些生命活动吗些生命活动吗? ?草履虫除能完成运动和分裂外，还能完成摄食、草履虫除能完成运动和分裂外，还能完成摄食、呼吸、生长、应激性等生命活动。如果没有完整的呼吸、生长、应激性等生命活动。如果没有完整的细胞结构，草履虫不可能完成这些生命活动。细胞结构，草履虫不可能完成这些生命活动。人发育的大体过程人发育的大体过程1.在父母和子女之间，什么细胞充当了遗在父母和子女之间，什么细胞充当了遗传物质的桥梁？传物质的桥梁？2.人个体发育的起点是什么？人个体发育的起点是什么？在子女和父母之间，精子和卵细胞充当了在子女和父母之间，精子和卵细胞充当了遗传物质的桥梁。遗传物质的桥梁。父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞通过父亲产生的精子和母亲产生的卵细胞通过受精作用形成受精卵，受精卵在子宫中发育成受精作用形成受精卵，受精卵在子宫中发育成胚胎，胚胎进一步发育成胎儿。胚胎，胚胎进一步发育成胎儿。精子精子卵细胞卵细胞卵细胞卵细胞精子入卵精子入卵从卵细胞到早期胚胎从卵细胞到早期胚胎受精卵的第受精卵的第一次分裂一次分裂不断分裂分化不断分裂分化一周左右附一周左右附着于子宫壁着于子宫壁怀孕怀孕第二第二周到周到第二第二个月个月底底足月胎儿足月胎儿胚胎发育与细胞的生命活动有什么关系？胚胎发育与细胞的生命活动有什么关系？胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。人的胚胎发育，其本质就是：细胞的分裂、人的胚胎发育，其本质就是：细胞的分裂、人的胚胎发育，其本质就是：细胞的分裂、人的胚胎发育，其本质就是：细胞的分裂、生长和分化。生长和分化。生长和分化。生长和分化。人体最初只是一个细胞人体最初只是一个细胞受精卵。通过细受精卵。通过细胞分裂和分化逐渐形成了一个复杂的生命体。胞分裂和分化逐渐形成了一个复杂的生命体。干细胞是一类具有自我复制能力干细胞是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。化成多种功能细胞。胚胚胎胎干干细细胞胞上皮细胞上皮细胞神经细胞神经细胞骨骼肌细胞骨骼肌细胞/纤纤维维血细胞血细胞软骨细胞软骨细胞骨细胞骨细胞 先来思考一下：反射的结构基础是什么先来思考一下：反射的结构基础是什么? ?它它包括哪些结构包括哪些结构? ?感受器感受器传入神经传入神经神经中枢神经中枢传出神经传出神经效应器效应器反射弧反射弧反射弧的模式图反射弧的模式图缩手反射示意图缩手反射示意图从脑部从脑部至脑部产生痛觉至脑部产生痛觉脊髓脊髓传出神经传出神经传入神经传入神经效应器效应器手臂的移动手臂的移动痛觉（或热觉）痛觉（或热觉）感受器感受器刺激刺激脊神经脊神经直接参与反射活动的如由传人神经末梢形直接参与反射活动的如由传人神经末梢形成的感受器、传人神经元、中枢神经元、传出成的感受器、传人神经元、中枢神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞，等等。还有像血神经元、相关的骨骼肌细胞，等等。还有像血细胞、肺部的细胞、骨细胞等虽未直接参与反细胞、肺部的细胞、骨细胞等虽未直接参与反射，但对反射活动的完成也是必不可少的。射，但对反射活动的完成也是必不可少的。1.完成一个简单的缩手反射，需要哪些细完成一个简单的缩手反射，需要哪些细胞的参与呢胞的参与呢?2.你能说清楚你现在进行的学习活动需要多你能说清楚你现在进行的学习活动需要多少种类和数量的细胞参与吗少种类和数量的细胞参与吗?人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参人的学习活动需要种类和数量繁多的细胞参与。由细胞形成组织，由各种组织构成器官，由与。由细胞形成组织，由各种组织构成器官，由器官形成系统，多种系统协作，才能完成学习活器官形成系统，多种系统协作，才能完成学习活动。学习活动涉及到人体的多种细胞，主要是神动。学习活动涉及到人体的多种细胞，主要是神经细胞的参与。经细胞的参与。由实例由实例2和实例和实例3我们可以归纳出什么结论？我们可以归纳出什么结论？多细胞生物无论是简单的生命活动还是复杂多细胞生物无论是简单的生命活动还是复杂的生命活动都需要许多细胞的参与，需要细胞之的生命活动都需要许多细胞的参与，需要细胞之间的相互配合和互相协调。间的相互配合和互相协调。多细胞生物的生命活动也是通过细胞的活动多细胞生物的生命活动也是通过细胞的活动体现的。体现的。艾滋病，即艾滋病，即“获得性免疫缺陷综合征获得性免疫缺陷综合征”英语英语缩写缩写AIDS的音译的音译(AcquiredImmuneDeficiencySyndrome)。1981年在美国首次注射和被确认。年在美国首次注射和被确认。是人体注射感染了是人体注射感染了“人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒”（HIV-humanimmunodeficiencyvirus）（又称艾滋病病）（又称艾滋病病毒）所导致的传染病。毒）所导致的传染病。HIV侵染淋巴细胞侵染淋巴细胞HIV电镜扫描图电镜扫描图HIV攻击人体免疫系统，大量破坏免疫系统攻击人体免疫系统，大量破坏免疫系统中重要的中重要的T4淋巴组织，破坏人的免疫平衡。淋巴组织，破坏人的免疫平衡。HIV本身并不会引发任何疾病，而是当免疫系统本身并不会引发任何疾病，而是当免疫系统被被HIV破坏后，人体由于抵抗能力过低，从而感破坏后，人体由于抵抗能力过低，从而感染其他的疾病导致各种复合感染而死亡。人不染其他的疾病导致各种复合感染而死亡。人不是死于艾滋病本身，而是死于与艾滋病相关的是死于艾滋病本身，而是死于与艾滋病相关的疾病。疾病。由实例由实例4你可以得出什么结论？你可以得出什么结论？病毒病毒没有细胞结构的生命体，它的生没有细胞结构的生命体，它的生命活动也离不开细胞。命活动也离不开细胞。胰岛细胞受损容易导致胰岛素依赖型糖尿胰岛细胞受损容易导致胰岛素依赖型糖尿病；脊髓中的运动神经元受损容易导致相应的病；脊髓中的运动神经元受损容易导致相应的肢体瘫痪；大脑皮层上的听觉神经元受损可导肢体瘫痪；大脑皮层上的听觉神经元受损可导致听觉发生障碍，等等。致听觉发生障碍，等等。HIV破坏淋巴细胞，导致艾滋病。你还能破坏淋巴细胞，导致艾滋病。你还能举出特定的细胞受到损伤导致疾病的例子吗举出特定的细胞受到损伤导致疾病的例子吗? 生命活动离不开细胞，你还能举出其他实生命活动离不开细胞，你还能举出其他实例来说明吗例来说明吗? ? 生物体的运动离不开肌细胞，兴奋的传导生物体的运动离不开肌细胞，兴奋的传导离不开神经细胞，腺体的分泌离不开相关的腺离不开神经细胞，腺体的分泌离不开相关的腺(上皮上皮)细胞，呼吸离不开肺部细胞，物质运输细胞，呼吸离不开肺部细胞，物质运输离不开血细胞等等。离不开血细胞等等。 从简单的单细胞生物到复杂的多细胞生物，从简单的单细胞生物到复杂的多细胞生物，一切生命活动都离不开细胞。一切生命活动都离不开细胞。 单细胞生物一个细胞就能完成摄食、运动、单细胞生物一个细胞就能完成摄食、运动、繁殖等一系列的生命活动；而对于多细胞生物繁殖等一系列的生命活动；而对于多细胞生物来说，则必须由多种细胞按一定的层次规律而来说，则必须由多种细胞按一定的层次规律而有序地组合起来，才能有效的完成生命活动。有序地组合起来，才能有效的完成生命活动。这样就产生了这样就产生了系统系统的概念。的概念。二、生命系统的结构层次二、生命系统的结构层次生命系统有清晰的层次结构生命系统有清晰的层次结构细胞细胞 细胞是生物体结构和功能的基本单位细胞是生物体结构和功能的基本单位 由形态相似，结构、功能相由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起同的细胞联合在一起组织组织心肌组织心肌组织 不同的组织按照一定的不同的组织按照一定的次序结合在一起次序结合在一起器官器官心脏心脏 能够完成一种或几种生理功能的多能够完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组合在一起个器官按照一定的次序组合在一起心肌细胞心肌细胞 系统系统由各种器官或系统协调配合由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动共同完成复杂的生命活动个体个体（单细胞生物由一个细胞构成生物体）（单细胞生物由一个细胞构成生物体）同种同种循环系统循环系统龟龟 种群种群该区域内同种龟的所有个体该区域内同种龟的所有个体 群落群落该区域内龟和其他所有生物的种群该区域内龟和其他所有生物的种群 生态系统生态系统龟生活的水生生态系统龟生活的水生生态系统生命系统的结构层次生命系统的结构层次3.生态系统生态系统生态系统生态系统：生物群落和它的无机环境相互作：生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体。用而形成的统一整体。4.生物圈生物圈生物圈生物圈：由地球上所有的生物和这些生物生：由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成。是最大的生态系统活的无机环境共同组成。是最大的生态系统。1.种群种群种群种群：在特定的时间，在一定的区域内，同种生：在特定的时间，在一定的区域内，同种生物的所有个体组成一个群体物的所有个体组成一个群体。2.群落群落群落群落：在特定的时间，在一定的区域内，所：在特定的时间，在一定的区域内，所有的种群组成一个群落。有的种群组成一个群落。1.如果把图如果把图1-1中的龟换成人，图中其他各层中的龟换成人，图中其他各层次的组成会不会发生变化次的组成会不会发生变化?如果换成一棵松树、一如果换成一棵松树、一只草履虫，又将怎样只草履虫，又将怎样?如果把龟换成人，图中如果把龟换成人，图中其他各层次的名称不其他各层次的名称不变，但具体内容会发生变化变，但具体内容会发生变化。例如，心脏应为二。例如，心脏应为二心房、二心室；种群应为同一区域的所有人，等心房、二心室；种群应为同一区域的所有人，等等。应当指出的是，生物圈只有等。应当指出的是，生物圈只有1个。如果换成一个。如果换成一棵松树，图中应去掉棵松树，图中应去掉“系统系统”这个层次，细胞、这个层次，细胞、组织、器官、种群的具体内容也会改变。如果换组织、器官、种群的具体内容也会改变。如果换成一只草履虫，细胞本身就是个体，没有组织、成一只草履虫，细胞本身就是个体，没有组织、器官、系统等层次。器官、系统等层次。2.在生命系统的各个层次中，能完整地表现在生命系统的各个层次中，能完整地表现各种生命活动的最微小的层次是哪一个各种生命活动的最微小的层次是哪一个?说明你说明你的理由。的理由。细胞层次。细胞层次。其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的，没有细胞就没有组织、器官、系统等层次。上的，没有细胞就没有组织、器官、系统等层次。另一方面，生物体中的每个细胞具有相对另一方面，生物体中的每个细胞具有相对的独立性，能独立完成一系列的生命活动，某些的独立性，能独立完成一系列的生命活动，某些生物体还是由单细胞构成的。生物体还是由单细胞构成的。3.一个分子或一个原子，也是一一个分子或一个原子，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。系统？如果不是，请说明理由。一个分子或一个原子是一一个分子或一个原子是一个系统。不是生命系统。因为个系统。不是生命系统。因为生命系统能完成一系列的生命生命系统能完成一系列的生命活动，单靠一个分子或一个原活动，单靠一个分子或一个原子不可能完成。子不可能完成。细胞由生物大分子组成，细胞由生物大分子组成，如如DNA和蛋白质，但这些大分和蛋白质，但这些大分子不能单独完成生命活动，细子不能单独完成生命活动，细胞是最基本的生命系统。胞是最基本的生命系统。课堂小结课堂小结（1）由细胞）由细胞个体体现了高等多细胞生物个体体现了高等多细胞生物个体发育历程，同时也体现了生命的进化历程，个体发育历程，同时也体现了生命的进化历程，即由单细胞生物进化到多细胞生物。即由单细胞生物进化到多细胞生物。（2）个体）个体种群种群群落体现了生物与生物群落体现了生物与生物之间的关系。之间的关系。（3）群落）群落生态系统生态系统生物圈体现了生物生物圈体现了生物与其生活环境的关系。与其生活环境的关系。（4）生命系统层层相依，又各自有特定的组成、）生命系统层层相依，又各自有特定的组成、结构和功能。结构和功能。（5）单细胞生物既属于生命系统层次中的细胞）单细胞生物既属于生命系统层次中的细胞层次，又属于个体层次。层次，又属于个体层次。（6）植物的生命系统层次中没有系统这一层次。）植物的生命系统层次中没有系统这一层次。（7）病毒因没有细胞结构所以不包括在生命系）病毒因没有细胞结构所以不包括在生命系统的结构层次中。统的结构层次中。生物类型生物类型举例举例生命活动现象举例生命活动现象举例结论结论无细胞结构无细胞结构的生物的生物病毒病毒只有依赖活细胞才能生活只有依赖活细胞才能生活单细胞生物的单个单细胞生物的单个细胞就能完成各种细胞就能完成各种生命活动；多细胞生命活动；多细胞生物依赖各种分化生物依赖各种分化的细胞的密切合作。的细胞的密切合作。细胞细胞生物生物单细胞单细胞生物生物草履草履虫虫运动、分裂增殖等运动、分裂增殖等多细胞多细胞生物生物动植动植物物物质和能量变化的基础物质和能量变化的基础细胞代谢细胞代谢生殖、生长发育的基础生殖、生长发育的基础细胞的增殖和分化细胞的增殖和分化遗传变异的基础遗传变异的基础细胞内基因的传递和变化细胞内基因的传递和变化结构层结构层次次概念概念举例举例细胞细胞细胞是生物体结构和细胞是生物体结构和功能的基本单位功能的基本单位神经细胞、心肌细胞、叶肉细胞等神经细胞、心肌细胞、叶肉细胞等组织组织由形态、结构、功能由形态、结构、功能相同的细胞和细胞间相同的细胞和细胞间质构成质构成 动物组织包括：上皮组织、结缔动物组织包括：上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织组织、肌肉组织、神经组织 植物组织包括：保卫组织、分生植物组织包括：保卫组织、分生组织、营养组织、输导组织组织、营养组织、输导组织器官器官几种不同的组织结合几种不同的组织结合成的能完成某一生理成的能完成某一生理功能的结构功能的结构 动物器官，如：动物器官，如：各种消化器官、心脏、脑等各种消化器官、心脏、脑等 植物器官包括两类六种：植物器官包括两类六种：营养器官营养器官根、茎、叶根、茎、叶生殖器官生殖器官花、果实、种子花、果实、种子系统系统能共同完成一种或几能共同完成一种或几种生理功能的多个器种生理功能的多个器官的组合官的组合 运动系统、呼吸系统、消化系统运动系统、呼吸系统、消化系统循环系统、泌尿系统、生殖系统、免循环系统、泌尿系统、生殖系统、免疫系统、神经系统、内分泌系统疫系统、神经系统、内分泌系统 1.生物体结构和功能的基本单位是（生物体结构和功能的基本单位是（）A.细胞细胞B.组织组织C.器官器官D.系统系统2.从生物圈到细胞，地球上最基本的生从生物圈到细胞，地球上最基本的生命系统是（命系统是（）A.细胞细胞B.种群种群C.生态系统生态系统D.生物圈生物圈AA课堂练习课堂练习3.下列对生命系统结构层次的研究，正确的下列对生命系统结构层次的研究，正确的顺序是（顺序是（）A.细胞细胞组织组织器官器官系统系统生物体生物体种群种群群落群落生物圈生物圈生态系统生态系统B.细胞细胞组织组织器官器官系统系统生物体生物体种群种群群落群落生态系统生态系统生物圈生物圈C.细胞细胞组织组织器官器官系统系统种群种群生物体生物体群落群落生态系统生态系统生物圈生物圈D.细胞细胞组织组织器官器官生物体生物体系统系统种群种群群落群落生态系统生态系统生物圈生物圈B4.高等动物接受刺激并发生反应的神经传导途高等动物接受刺激并发生反应的神经传导途径是（径是（）A.神经系统神经系统B.感受器感受器神经中枢神经中枢C.神经中枢神经中枢效应器效应器D.反射弧反射弧5.在子女与父母之间充当遗传物质在子女与父母之间充当遗传物质“桥梁桥梁”作作用的细胞是（用的细胞是（）A.生殖细胞生殖细胞B.神经细胞神经细胞C.血细胞血细胞D.受精卵受精卵6.生命系统的结构层次中，最大的是生物圈，生命系统的结构层次中，最大的是生物圈，最小的是细胞，中间从大到小依次是、最小的是细胞，中间从大到小依次是、个体、个体、组织。组织。BA生态系统生态系统生物群落生物群落种群种群系统系统器官器官基础题基础题1.（1）活细胞：）活细胞：A、D、G、I；（2）死细胞：）死细胞：B、E；（3）细胞的产物：）细胞的产物：C、F、H。2.（1）细胞层次（也是个体层次，因为）细胞层次（也是个体层次，因为大肠杆菌是单细胞生物）；大肠杆菌是单细胞生物）；（2）种群层次；）种群层次；（3）群落层次。）群落层次。习题答案习题答案拓展题拓展题1.不是。病毒不具有细胞结构，不能独立生不是。病毒不具有细胞结构，不能独立生活，只能寄生在活细胞中才能生活，因此，尽管活，只能寄生在活细胞中才能生活，因此，尽管人工合成脊髓灰质炎病毒，但不意味着人工制造人工合成脊髓灰质炎病毒，但不意味着人工制造了生命。了生命。2.人工合成病毒的研究，其意义具有两面性，人工合成病毒的研究，其意义具有两面性，用绝对肯定或绝对否定的态度都是不全面的。从用绝对肯定或绝对否定的态度都是不全面的。从肯定的角度看，人工合成病毒可以使人类更好地肯定的角度看，人工合成病毒可以使人类更好地认识病毒，例如，研制抵抗病毒的药物和疫苗，认识病毒，例如，研制抵抗病毒的药物和疫苗，从而更好地为人类的健康服务；从否定的角度看，从而更好地为人类的健康服务；从否定的角度看，人工合成病毒的研究也可能会合成某些对人类有人工合成病毒的研究也可能会合成某些对人类有害的病毒，如果这些病毒传播开来，或者被某些害的病毒，如果这些病毒传播开来，或者被某些人用做生物武器，将给人类带来灾难。人用做生物武器，将给人类带来灾难。