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从生物圈到细胞1
第1节从生物圈到细胞
教学目标:
1、知识目标:
1)举例说明生命活动建立在细胞基础上
2)说出生命系统的结构层次
2、能力目标:
初步学会分析生物学知识素材
3、情感目标:
认同细胞是最基本的生命系统
教学重点:
1、生命活动建立在细胞的基础上
2、生命系统的结构层次
3、认同细胞是基本的生命系统
教学难点:
生命系统的结构层次
教学方法]
质疑讨论、反馈矫正、迁移训练、讨论法
基础梳理
一、生命活动离不开细胞
1.病毒的生命活动
病毒不具有细胞结构,必须依赖活细胞才能生活。
2.单细胞生物的生命活动
单细胞生物依赖单个细胞就能完成各种生命活动。
3.多细胞生物的生命活动
(1)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。
(2)例子
①以细胞代谢为基础的生物与环境之间物质与能量的交换。
②以细胞增殖、分化为基础的生长发育。
③以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传和变异。
除病毒外,细胞是生物体结构和功能的基本单位。
二、生命系统的结构层次
1.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。
2.种群、群落、生态系统和生物圈
(1)种群:
在一定的区域内,同种生物的所有个体是一个种群。
(2)群落:
在一定的区域内,所有的种群组成一个群落。
(3)生态系统和生物圈:
群落与其生活的无机环境共同组成生态系统;地球上所有的生物和其生活的无机环境共同组成生物圈。
【活学巧记】种群、群落、生态系统的区分
3.细胞是最基本的生命系统,是生物体结构和功能的基本单位。
重点研析
具体表现在以下几个方面:
(1)病毒只能营寄生生活,只有在活细胞内才具有生命现象。
根据宿主不同,病毒可分为植物病毒(如烟草花叶病毒)、动物病毒(如鸡瘟病毒)、细菌病毒(如噬菌体)。
(2)单细胞生物如草履虫、眼虫、细菌、蓝藻、衣藻、酵母菌、疟原虫等,一个细胞就是一个完整的个体,能完成相应的各种生命活动,如运动、摄食、繁殖、对刺激作出反应等。
(3)多细胞生物(如人),由很多细胞构成,但其生命开始于一个细胞——受精卵,经过细胞分裂和分化,最后发育成成熟个体。
在许多分化细胞的密切配合下,生物体能完成一系列复杂的生命活动,如缩手反射、人的生殖和发育等。
总之,从生物的运动、繁殖、生长发育、应激性等方面可以说明生命活动是建立在细胞基础之上的,细胞是生物体结构和功能的基本单位。
概念辨析:
种群、群落和生态系统
种群、群落和生态系统所包含的生物范围较难区别,辨析方法可用集合的方式来表示,如下图所示:
【提醒】并非每种生物都具有生命系统的9个层次
(1)植物体不具有“系统”这个层次,一株植物由根、茎、叶、花、果实和种子等器官构成。
(2)单细胞生物不具有“组织”、“器官”、“系统”等层次,其生物体本身仅由一个细胞构成。
(3)举例说明草履虫、珙桐、羚羊的结构层次草履虫:
细胞→个体;珙桐:
细胞→组织→器官→个体(种群→群落→生态系统→生物圈);羚羊的结构层次类似于珙桐,不过要多出系统这一层次。
除病毒等少数种类外,一切生物体均由细胞构成;生命活动离不开细胞;没有细胞就没有完整的生命。
典例剖析
【例1】关于细胞与生命活动关系的叙述,错误的是()
A.草履虫的生命活动离不开细胞
B.病毒不具有细胞结构,所以它的生命活动与细胞无关
C.细胞是生物体结构和功能的基本单位
D.多细胞生物依赖高度分化的细胞密切协作,才能完成生命活动
解析细胞是生物体结构和功能的基本单住。
革履虫是单细胞生物,生命活动离不开细胞。
多细胞生物依赖高度分化的细胞密切协作,才能完成生命活动。
病毒不具细胞结构,但是病毒在活细胞中繁殖,所以它的生命活动离不开细胞。
答案B
病毒不具备细胞结构。
病毒是营寄生生活的生物,必须生活在活细胞中,离开活细胞病毒不具有生命现象,所以在普通培养基上不能生活,只有在活的培养基(如鸡胚上)才可繁殖。
病毒的寄生生活还具有专-性,根据宿主的苯同,病毒可分为植物病毒、动物病毒。
细菌病毒噬菌体
【例2】一棵桑树的结构层次由小到大依次为()
A.细胞→个体
B.细胞→组织→器官→系统→个体
C.细胞→组织→器官→个体
D.细胞→器官→组织→系统→个体
解析作为一个具体的生物,并不一定包括生命系统的所有结构层次。
不同的生物结构层次都不同。
对于植物来说,由不同的器官直接构成了个体。
答案C
生态系统的结构层次
教材题解
SARS(SevereAcuteRespiratorySyndrome,严重急性呼吸系统综合症,俗称非典型性肺炎)是由一种冠状病毒引发的严重传染病。
2003年,我们亲历了与它斗争的过程。
讨论:
1.病毒不具有细胞结构,是怎样生活和繁殖的?
【解析】.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进行生活和繁殖。
2.根据你掌握的资料,说说SARS病毒侵害了人体的哪些细胞,是如何危及人的生命的。
【解析】.SARS病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺部细胞。
由于肺细胞受损,导致患者呼吸困难,患者因呼吸功能衰竭而死亡。
此外,SARS病毒还侵害人体其他部位的细胞。
资料分析
生命活动与细胞的关系
实例1.草履虫的运动和分裂
实例2.人的生殖和发育
实例3.缩手反射的结构基础
实例4.艾滋
病(AIDS)是由HIV(人类免疫缺陷病毒)感染人体免疫系统的淋巴细胞引起的。
淋巴细胞被大量破坏,导致人体免疫力降低,病人大多死于其他病原微生物的感染。
讨论:
1.除实例l图上表示的以外,草履虫还能完成哪些生命活动?
如果没有完整的细胞结构,它还能完成这些生命活动吗?
【解析】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。
如果没有完整的细胞结构,草履虫不可能完成这些生命活动。
2.在你和父母之间,什么细胞充当了遗传物质的“桥梁”?
胚胎发育与细胞的生命活动有什么关系?
【解析】在子女和父母之间,精子和卵细胞充当了遗传物质的桥梁。
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。
胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。
3.数一数完成一个简单的缩手反射,至少需要哪些细胞的参与?
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?
【解析】完成一个简单的缩手反射需要许多种类的细胞参与,如由传入神经末梢形成的感受器、传人神经元、中间神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞,等等;人的学习活动也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,但主要是神经细胞的参与。
4.HⅣ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?
【解析】例如,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。
5.生命活动离不开细胞,你还能举出其他实例来说明吗?
【解析】例如,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(上皮)细胞,等等。
思考与讨论
1.如果把图1一l中的龟换成人,图中其他各层次的组成会不会发生变化?
如果换成一棵松树、一只草履虫,又将怎样?
【解析】:
如果把龟换成人,图中其他各层次的名称不变,但具体内容会发生变化。
例如,心脏应为二心房、二心室;种群应为同一区域的所有人,等等。
应当指出的是,生物圈只有1个。
如果换成一棵松树,图中应去掉“系统”这个层次,细胞、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、器官、系统等层次。
2.在生命系统的各个层次中,能完整地表现各种生命活动的最微小的层次是哪一个?
说明你的理由。
【解析】生命系统的各个层次都是建立在细胞基础之上的,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都具有相对的独立性,能独立完成一系列的生命活动,另外某些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。
【解析】一个分子或一个原子是一个系统,但不是生命系统,因为生命系统能完成一定的生命活动,单靠一个分子或一个原子是不可能完成生命活动的。
练习
一、基础题
1.区别下列名称中,哪些是活细胞?
哪些是死细胞?
哪些是细胞的产物?
将所选字母填写在相应的横线上。
A.血小板;B.植物的导管;c.胃蛋白酶,D.花粉,E.木纤维;F.甲状腺素G.酵母菌,H.抗体;I.精子。
(1)活细胞:
__________
(2)死细胞:
__________
(3)细胞的产物:
__________
【解析】
(1)活细胞:
A、D、G、I;
(2)死细胞:
B、E;
(3)细胞的产物:
C、F、H。
2.下面所说的三种情况,从生命系统的结构层次来分析,各自对应于哪个层次?
(1)一个大肠杆菌;
(2)培养皿中的大肠杆菌菌落;
(3)培养基被污染后,除大肠杆菌外,又滋生了别的细菌和真菌。
【解析】
(1)细胞层次(也是个体层次,因为大肠杆菌是单细胞生物);
(2)种群层次;(3)群落层次。
二、拓展题
2002年7月12日美国((科学快报))报道了纽约州立大学几位病毒学家人工合成脊髓灰质炎(俗称小儿麻痹症)病毒的消息和简略的研究过程。
用人工合成的病毒感染小鼠的实验证明,人工合成的病毒能引发小鼠脊髓灰质炎,只是毒性比天然病毒小得多。
请回答下列问题:
1.人工合成脊髓灰质炎病毒,是否就是人工制造了生命?
【提示】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,尽管人工合成脊髓灰质炎病毒,但并不意味着人工制造了生命。
2.人工合成病毒的研究,应该肯定还是应该否定?
为什么?
【提示】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,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。
效果自测
1.酸奶中的一个乳酸菌属于生命系统的哪个层次()
A.细胞或个体B.器官
C.种群D.个体
答案A
解析所有细茸,包括乳酸茸都是单细胞生物,所以一个乳
酸茼属于细胞或个体。
2.生命系统最基本、最微小的结构层次是()
A.生物有机分子B_细胞
C.组织D.器官
答案B
解析细胞是生命活动的结构和功能的基本单位,是代谢与
功能的基本单位,是生殖发育、遗传变异的基础,在最微小生
命系统层次上完整地表现出各种生命活动。
3.下列四种生物中,没有细胞结构的是()
A.小麦B.草履虫
C.衣藻D.乙肝病毒
答案D
4.生命系统的最宏观和最微观的层次分别是()
A.生态系统、个体B.生物圈、细胞
C.个体、病毒D.生物圈、分子和原子
答案B
5.动物、植物等多种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:
以细胞代谢为基础的
;以为基
础的生长发育;以为
基础的遗传与变异等等。
答案生物与环境之间物质和能量的交换细胞增殖、分化
细胞内基因的传递和变化
随堂笔记
一、生命活动离不开细胞
1.病毒
病毒没有细胞结构,但必须依赖活细胞才能生存。
(病毒的基本化学组成是核酸和蛋白质,营寄生生活)
2.单细胞生物
例1:
草履虫完成摄食、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)
3.多细胞生物
例2:
生殖和发育(桥梁:
精子和卵细胞,受精卵发育成胎儿,胚胎发育通过细胞分裂、分化过程实现)
例3;反射的结构基础(反射需要许多种类的细胞参与)
例4:
HIV(HIV破坏淋巴细胞,导致艾滋病)、疟疾、非典感冒等等。
【小结】细胞(除病毒外)是生命结构和功能的基本单位。
一个细胞能完成各种生命活动;多细胞生物是在细胞生命活动的基础上实现各种生命功能的。
二、生命系统的结构层次
1.结构层次(由小到大)
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
2.种群、群落、生态系统(区别与联系)
对点讲练
知识点一、生命活动离不开细胞
1.对于生命活动离不开细胞的理解,错误的是()
A.没有细胞结构的病毒要寄生在活细胞内繁殖
B。
单细胞生物体具有生命的基本特征——新陈代谢、应激性、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
答案D
解析对于生物,无论是单细胞生物还是多细胞生物,都具有一般生物所共有的特征,如新陈代谢、应激性、适应环境的能力、生长繁殖等。
对于有细胞形态的生物而言,细胞是生物体结构和功能的基本单位;而非细胞形态的病毒虽然生命活动离不开细胞,但对于它们而言,其结构的基本单位并非细胞.
知识点二、生命系统的结构层次
2.一段朽木,上面长满了苔藓、地衣,朽木凹处堆积的雨水中还生活着孑孓、水蚤等,树洞中还有老鼠、蜘蛛等生物。
下列与这段朽木的“生命系统层次”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.一片松林中的全部生物
D.一间充满生机的温室大棚
答案D
解析题干中描述的是一个生态系统。
A选项中的全部害虫既不是一个种群,也不是一个群落;B选项中的全部鲤鱼构成一个种群;C选项中的全部生物构成了一个群落;D选项中的塑料大棚是一个生态系统,因为其既含有各种生物,还有生物生活的环境。
3.某水库中属于同一种群的生物是()
A.全部生物个体的总和
B.全部动物个体的总和
C.全部鱼类个体的总和
D.全部鲫鱼个体的总和
答案D
4.下列哪项不属于生命系统
A.一只青蛙
B.青蛙的表皮细胞
C.表皮细胞中的水和蛋白质分子
D.池塘中的水、阳光等环境因素以及生活在池塘中的各种生物
答案C
解析生命系统分为不同的屡次,青蛙属于个体层次,表皮细胞属于细胞层次,池塘中的生物及其无机环境属于生态系统层次。
细胞中的来些分子不能单独完成某项生命活动,不属于生命系统。
课时作业
一、选择题
1.禽流感病毒和HIV的生存和繁殖的场所必须是()
A.无机环境B.富含有机质的环境
C.生物体的细胞间质内D.生物体的活细胞内
答案D’
解析生命活动离不开细胞,细胞是生物体结构和功能的基本单位。
病毒没有细胞结构,因而缺乏细胞所具有的酶系统和能量,病毒必须利用宿主细胞提供的原料、能量和生物合成场所,在病毒核酸的控制下,合成病毒核酸和病毒蛋白质。
离开活细胞病毒就不能生存和繁殖。
故病毒在细胞外的无机环境、富含有机质的环境以及细胞间质内都不能生存和繁殖。
2.下面所说的四种情况,从生命系统的结构层次来分析,各自对应的是()
①池塘中的一个衣藻②池塘中的所有生物③池塘中的所有衣藻④池塘
A.个体、种群、群落、生态系统
B.个体、群落、种群、生态系统‘
C.细胞、种群、群落、生态系统
D.细胞、种群、个体、生态系统
答案B
解析池塘是一个生态系统,池塘中的所有生物构成一个群落,其中所有的衣藻组成一个种群,一个单独的农藻就是一个生命个体。
3.从生命系统的结构层次来分析,下列叙述中属于种群的是()
A.一个渔塘中生活着的全部鱼
B.放污染后培养基上的大肠杆菌等细菌和真菌
C培养基中的大肠杆菌菌落
D.在一棵枯树枝上生活着蚂蚁、蘑菇和苔藓
答案C
4.以下可以包含其他三者的一项是()
A.个体B.种群
C.生态系统D.群落
答案C
解析因为生命系统的结构层次可以分为:
细胞→组织→器官→系统→个体→种群→群落→生态系统→生物圈。
选项中生态系统包含其他三者,所以选C。
5.下列说法正确的是()
A.SARS病毒不具有细胞结构,所以不具有生命特征
B.草履虫无细胞结构
C.精子不具有细胞结构,只有形成受精卵,才具有细胞的结构和功能
D.细胞是一切生命活动结构和功能的基本单位
答案D
解析SARS病毒虽没有细胞结构,但能够繁殖后代,有生命特征;革履虫为单细胞动物;精子也具有细胞结构;细胞是生物体结构和功能的基本单位,所以D项正确。
6.下列能体现生命系统的层次由简单到复杂的顺序的组合是()
①蛋白质②基因③细胞④器官⑤组织⑥个体
A.①②③④⑤⑥B.②③④⑤⑥
C.③⑤④⑥D.③④⑥⑤
答案C
解析蛋白质和基因属于分子层次,不能独立完成生命活动,不属于生命系统的一个层次。
7.下列关于生命系统的叙述,错误的是()
A.生命系统的各个层次可以相互联系,也可以没有联系,如细胞和生物圈
B.组织、细胞等都是生命系统不可分割的一部分
C.生命系统的各个层次都是密切联系的
D.生物的生活环境也是生命系统的一部分
答案A
解析生命系统的各个层次,从细胞到生物圈是相互联系的,都是生命系统不可分割的一部分。
8.将特定的培养基装入锥形瓶培养酵母菌。
由于操作不慎,培养基受到污染,不仅长出了酵母菌,还长出了细菌和霉菌等微生物,瓶中的一切构成了一个()
A.种群B.群落c.生态系统D.生物圈
答案C
解析如果只是培养的酵母茵,没有受到污染,瓶内的所有微生物是一个种群;如果指受到污染后的所有微生物,则是一个群落}如果包括瓶中的一切,即瓶内的生物及无机环境,为一个小的生态系统;生物圈是针对地球而言的。
9.下图中表示的生命系统中的层次是()
A.种群B.群落
C.生态系统D.生物圈
答案C
解析图中既有各种生物组成的生物群落,又包含了阳光、土壤等无机环境,二者共同构成生态系统。
10.根据生命系统的结构层次理论,推测地球上最先出现的生物化石应该是()
A.单细胞细菌
B多细胞水螅
C.低等多细胞藻类植物
D.高等多细胞被子植物
答案A
解析细胞是生命系统最基本的结构形式,所以最早诞生的生物应该是单细胞生物。
单细胞生物诞生以后,逐步发展为低等多细胞生物再到高等多细胞生物。
二、非选择题
11.某同学在归纳细菌、松树、松鼠的生命系统各层次时,列出了下表:
细胞
组织
器官
系统
个体
种群
生
生
细菌
√
√
_
_
√
√
群
态
物
松树
√
√
√
_
√
√
落
系
圈
松鼠
√
√
√
√
√
√
统
(表中“√”表示具有,“一”表示不具有)
仔细阅读上表,回答下列问题:
(1)表中有一个“√”归纳得不正确,请指出并说明理由。
(2)松树为什么没有“系统”这一层次?
_______________________________________________
(3)为什么三种生物到种群以后的层次都是共同的?
_______________________________________________
(4)三种生物都共同具有“细胞”层次,说明了细胞是
_______________________________________________
【答案】
(1)“细菌”二栏中的“组织”不正确。
因为细菌是单细胞个体,没有形成组织
(2)植物体是由六大器官直接构成的,因此没有“系统”层次
(3)所有种群构成群落,群落与无机环境构成生态系统,最大的生态系统是生物圈,所以三种生物种群以后的层次是共同的
(4)生物体结构和功能的基本单位
【解析】
(1)细茵属于单细胞生物,一个细胞就是一个个体,因此没有细胞与个体之间的组织、器官和系统三个层次。
(2)松树属于植物,植物体是由根、茎、叶、花、果实、种子六大器官构成的,因此植物不具有系统层次。
(3)同种生物的全部个体构成种群,所有种群构成群落,因此个体以后的层次是所有生物都具有的。
(4)三种生物都具有细胞层次,说明细胞是生物体结构和功能的基本单位。
12.观察分析下列生命系统的结构层次图解(以刺槐为例)回答有关问题:
叶肉细胞→栅栏组织→叶→刺槐→种群→群落→生态系统→生物圈
(1)以上生命系统属于器官层次的是。
(2)在生命系统各个层次中,能完整表现出各种生命活动的最微小的层次是____。
(3)一刺槐林在生命系统中应属于____层次。
(4)从细胞到生物圈,生命系统层层相依,又各自有特定的____、____、____.
【答案】
(1)叶
(2)叶肉细胞(3)生态系统(4)组成结构功能
解析本题考察生命系统的结构层次的具体应用。
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