高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第1节 细胞是生命活动的基本单位精品学案设计

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[学习目标] 1.概述细胞学说的建立过程、内容和意义。2.举例说出归纳法在科学研究中的作用。3.阐述生命系统的结构层次。
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．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。
3．细胞学说的建立过程
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。
判断正误
(1)细胞学说揭示了一切生物都由细胞构成( )
(2)人体每个细胞都能独立完成各项生命活动，可以说细胞是一个完全独立的单位( )
(3)新细胞均由老细胞通过分裂产生( )
(4)细胞学说揭示了细胞的统一性和生物界的统一性( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
解析 (1)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。
(2)人是多细胞生物，多细胞生物的细胞只能独立完成部分生命活动，细胞是一个相对独立的单位。
(3)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。
(4) 细胞学说阐明了生物界的统一性。
任务一：分析细胞学说建立的过程及意义
(1)科学家是如何获得证据来说明动植物体由细胞构成这一结论的？
提示 科学家通过对动植物体的解剖和显微观察获得证据，并通过归纳概括形成结论。
(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？
提示 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)“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？
提示 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)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？
提示 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。
理清细胞学说中的2个“只是”
(1)细胞学说只是涉及了动植物，不涉及原核生物、真菌和病毒。
(2)细胞学说只是揭示了动植物具有统一性，没有揭示差异性、多样性。
1．(2023·江苏无锡高一期中)在细胞学说创立的过程中，有很多科学家做出了贡献。下列说法不符合科学史实的是( )
A．细胞学说的观念具有局限性，需在修正中前进
B．列文虎克观察原生动物、细菌等，并命名细胞
C．施莱登和施旺提出细胞是构成一切动物和植物体的基本单位
D．魏尔肖提出细胞通过分裂产生新细胞，是对细胞学说的重要补充
答案 B
2．下列关于归纳法的叙述，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．细胞学说的提出运用的是不完全归纳法
C．由不完全归纳法得出的结论因为是准确的所以可以用来预测和判断
D．科学研究中经常运用不完全归纳法
答案 C
解析 不完全归纳法得出的结论可能存在不准确性，例如，根据部分植物细胞都有细胞核而得出植物细胞都有细胞核，采用的是不完全归纳法，得出的结论就不准确，如植物筛管细胞没有细胞核，C错误。
二、细胞是基本的生命系统
1．生命活动与细胞的关系
2．多细胞生物生命活动的基础
3．生命系统的结构层次
写出图中各数字表示的生命系统结构层次名称：①细胞；②组织；③系统；④种群；⑤群落；⑥生物圈。
4．生命系统结构层次的联系
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。
判断正误
(1)卧龙自然保护区的全部蛇构成了种群( )
(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)水、空气、阳光是生命系统的组成成分( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√
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。
任务二：分析生命系统的结构层次
1．根据生命系统的结构层次模式图，回答下列问题：
(1)请分别把大熊猫和冷箭竹的生命系统结构层次按照由小到大的顺序进行排序。
提示
(2)尝试写出单细胞生物(如草履虫)的生命系统的结构层次？
提示 细胞(个体) →种群→群落→生态系统→生物圈。
2.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。并且用集合的形式表示系统、生命系统和生态系统的关系。
提示 生物大分子和病毒都是系统，但都不是生命系统。生物大分子及病毒都不能独立完成生命活动，因此不是生命系统。
3．识别生命系统结构层次，并将下列成分与相应的生命系统结构层次进行对应：
神经元、受精卵、血液、植物的表皮、形成层、骨骼肌、心肌、平滑肌、导管、筛管、精子、肌纤维、根、茎、叶、花、花粉、果实、种子、草履虫、变形虫、一片森林、神经系统、运动系统、循环系统、免疫系统、泌尿系统、生殖系统、消化系统、呼吸系统、胃黏膜、酵母菌、一片果园、地球上所有的生物、同一片草地上所有的山羊、同一片草地上所有的山羊和绵羊、自然保护区内所有的小熊猫和大熊猫、心脏、血小板、疟原虫、上皮组织
4．请根据资料归纳总结病毒的特点和种类。
资料1 病毒是一类非细胞结构的生物。由于它的结构与高等动植物及其他生物完全不同，所以生物学家在分类时将它作为特殊的一类，单独列为病毒界。病毒极其微小，在电子显微镜下才能观察到，一般可以通过细菌滤器(一般的直径为1～10 μm，而多数病毒的直径在100 nm左右)。病毒没有细胞结构，主要成分仅为核酸和蛋白质两种。核酸位于病毒粒子的中心，构成了它的核心或基因组，蛋白质包围在核心周围，构成病毒粒子的衣壳。衣壳对核酸有保护作用，是任何病毒所必需的基本结构。有些较复杂的病毒，在其核衣壳外还有一层囊膜包被。
资料2 每一种病毒只含有一种核酸，不是DNA就是RNA，这也是病毒分类的依据之一。如DNA病毒有噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等。RNA病毒有HIV、烟草花叶病毒、流感病毒、埃博拉病毒、脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒等。
资料3 病毒在宿主的活细胞内营寄生生活。不同的病毒只能寄生在特定的宿主细胞内，具有专一性，这也是病毒分类的另一个重要依据。如专门寄生在动物细胞中的称为动物病毒(如HIV等)，专门寄生在植物细胞中的称为植物病毒(如烟草花叶病毒等)，专门寄生在细菌细胞中的称为细菌病毒(如噬菌体等)。
资料4 病毒在宿主细胞的协助下，以核酸的复制和核酸蛋白装配的形式进行增殖，不存在个体的生长和均等分裂等细胞繁殖方式。以高中生物学中最常见的噬菌体为例：噬菌体的繁殖一般可分为五个阶段：吸附→注入→合成→组装→释放。
请归纳：(1)病毒的主要成分：核酸和蛋白质。
(2)病毒的分类eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(核酸不同\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(DNA病毒,RNA病毒)),宿主不同\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(动物病毒,植物病毒,噬菌体细菌病毒))))
(3)病毒增殖的场所：在活细胞内进行。
关于生命系统及其结构层次的说明
(1)原子、分子、病毒都是系统，但都不是生命系统；其中病毒虽然不是生命系统，但因其能够繁殖产生后代，故仍属于生物。
(2)细胞是基本的生命系统，地球上最大的生命系统是生物圈。
(3)单细胞生物既可对应细胞层次，又可对应个体层次，但其没有组织、器官、系统等层次；植物没有系统这一层次。
(4)种群是指生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。例如：一片树林中的全部猕猴是一个种群。人们生活中对某类生物的统称(蛇、羊、草、树不属于分类学名词)并不能准确地代表同种生物，如：一个池塘中所有的鱼不是一个种群。
(5)群落是指在相同时间聚集在一定地域中各种生物种群的集合(即所有植物、动物、微生物)。例如：在一片农田中，既有农作物、杂草等植物，也有昆虫、鸟、鼠等动物，还有细菌、真菌等微生物。
(6)生态系统是指在一定空间内，由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体。有关生态系统的描述，虽然字面上只带有其中最具代表性的某些生物，但它真正的含义包括该地区的生物群落和无机环境，如一片草原、一片森林、一个湖泊等，均应理解为对生态系统的描述。
3．《桃花源记》中“土地平旷，屋舍俨然，有良田美池桑竹之属。阡陌交通，鸡犬相闻。”从生物学的角度来理解，下列相关叙述正确的是( )
A．文中的桑树和竹林构成了群落
B．文中所有生物的最小结构层次是细胞
C．良田和美池中所有生物构成了生态系统
D．桑竹和鸡犬生命系统结构层次完全相同
答案 B
4．下列各组合中，能体现生命系统由简单到复杂的结构层次的是( )
①血红蛋白 ②一个草履虫 ③卵细胞 ④一个池塘中的全部生物 ⑤一片森林 ⑥一片树叶 ⑦泌尿系统 ⑧一片草原上的所有昆虫 ⑨血液 ⑩一个池塘中的所有鲫鱼
A．①⑨⑥⑦②⑩④⑤
B．③⑨⑥⑦②⑩⑧⑤
C．③⑨⑥⑦②⑧④⑤
D．③⑨⑥⑦②⑩④⑤
答案 D
解析 ①血红蛋白为生物大分子，不属于生命系统的结构层次；②一个草履虫属于细胞及个体层次；③卵细胞属于细胞层次；④一个池塘中的全部生物属于群落层次；⑤一片森林属于生态系统层次；⑥一片树叶属于器官层次；⑦泌尿系统属于系统层次；⑧一片草原上的所有昆虫不是同种生物，不属于生命系统的结构层次；⑨血液属于结缔组织，故属于组织层次；⑩一个池塘中的所有鲫鱼属于种群层次，故选D。
题组一 细胞学说及其建立过程
1．芙蓉花是成都市的市花。下列从细胞水平对芙蓉花的描述，错误的是( )
A．可经过有性生殖由一个细胞发育而来
B．体内的新细胞是由老细胞分裂产生的
C．芙蓉花是由细胞和细胞产物所构成的
D．每个体细胞都能单独完成各项生命活动
答案 D
解析 芙蓉花属于多细胞生物体，需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，例如，根尖分生区细胞就无法进行光合作用，D错误。
2．下列有关细胞学说建立过程的顺序，正确的是( )
①显微镜下的重大发现(罗伯特·胡克发现并命名细胞) ②理论思维和科学实验的结合(施旺发表《关于动植物的结构及一致性的显微研究》) ③细胞学说在修正中前进(魏尔肖提出“细胞通过分裂产生新细胞”) ④人体的解剖和观察(维萨里发表《人体构造》)
A．①②③④ B．①③②④
C．④①③② D．④①②③
答案 D
3．(2022·北京人大附中高一期中)细胞学说揭示了( )
A．植物细胞与动物细胞的区别
B．生物体结构的统一性
C．构成生物体的细胞具有多样性
D．人类认识细胞是一个曲折的过程
答案 B
解析 细胞学说没有揭示动物细胞与植物细胞的区别，A错误；细胞学说的主要内容之一是“动植物都是由细胞构成的”，这说明生物体结构的统一性，B正确、C错误；细胞学说的建立经历了曲折的过程，但不属于细胞学说的内容，D错误。
4．(2022·吉林长春高一期末)细胞学说是现代生物学的基础理论之一，具有极为重要的地位。细胞学说的建立是一个不断探究、开拓、继承、修正和发展的过程。下列说法错误的是( )
A．施莱登和施旺运用不完全归纳法得出“所有动植物都是由细胞构成的”
B．细胞学说揭示了生物界的统一性和细胞的多样性
C．新细胞是由老细胞分裂产生的，暗示了每个细胞都凝聚着漫长的进化史
D．细胞学说的建立过程体现了科学发现需要理性思维和实验的结合
答案 B
解析 细胞学说揭示了生物界的统一性，没有涉及细胞的多样性，B错误。
5．归纳法是科学研究的方法之一，下列关于归纳法的叙述，不正确的是( )
A．归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法
B．归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法
C．不完全归纳法得出的结论大多是不可信的
D．根据人的骨骼肌细胞具有细胞核得出人的细胞都有细胞核的结论不完全可信
答案 C
解析 不完全归纳法得出的结论很可能是可信的，也需要注意存在例外的可能，C错误。
题组二 细胞是基本的生命系统
6．下列实例中，能说明生命活动离不开细胞的是( )
①流感病人打喷嚏时，会有大量流感病毒随飞沫散布于空气中 ②手触碰到盛有沸水的电水壶会迅速缩回 ③体操运动员完成单杠动作离不开肌肉的收缩和舒张 ④人的胚胎发育过程中，细胞不断地进行分裂
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①②③④
答案 B
解析 流感病毒没有细胞结构，必须寄生在活细胞中才能生存，因此流感病人打喷嚏时，会有大量流感病毒随飞沫散布于空气中，这不能说明生命活动离不开细胞，①不符合题意。
7．“竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知。”这一千古名句生动形象地勾画出早春的秀丽景色。与其相关的生命系统的叙述中，正确的是 ( )
A．桃花属于生命系统的器官层次
B．一片江水中的所有鱼构成一个种群
C．江水等非生物不参与生命系统的组成
D．一棵柳树的生命系统的结构层次由小到大依次为细胞→组织→器官→系统→个体
答案 A
解析 一片江水中的所有鱼不是同一个物种，不构成一个种群，B错误；江水等非生物为生态系统的一部分，参与生命系统的组成，C错误；柳树没有系统这个层次，D错误。
8．某流感病毒属于RNA病毒，人感染该病毒后可表现为发热、咳嗽等症状。下列关于该病毒的叙述，错误的是( )
A．该病毒没有细胞结构，因此不属于生物
B．该病毒能引发传染病，必须寄生在活细胞内生活
C．该病毒在人工配制的富含有机物的培养基上不能独立繁殖
D．该病毒不属于生命系统的任何一个结构层次
答案 A
解析 病毒无细胞结构，但能繁殖，能进行生命活动，因此属于生物，A错误。
9．(2023·唐山高一期末)施旺曾经指出细胞现象有两类，一类是“造型现象”，一类是“生理现象”，并首次称后者为“代谢过程”。由此可以得出( )
A．一切生物体都是由细胞及细胞产物构成
B．细胞是一个绝对独立的生命单位
C．新细胞都是由老细胞分裂产生的
D．细胞既是结构单位，也是功能单位
答案 D
解析 病毒没有细胞结构，A错误；由细胞学说的内容可知，细胞是一个相对独立的生命单位，B错误；新细胞不都是由老细胞分裂产生的，如受精卵(细胞)是由精子和卵细胞融合产生的，C错误；施旺曾经指出细胞现象有两类，一类是“造型现象”，一类是“生理现象”，前者说明细胞是生物体的结构单位，后者说明细胞是生物体的功能单位，D正确。
10．下列各项中，与“神经细胞→神经组织→脑→神经系统→狼”的层次一致的是( )
A．分生区细胞→分生组织→根→小麦
B．骨骼肌细胞→骨骼肌→运动系统→马
C．神经细胞→神经组织→脑→水螅
D．上皮细胞→上皮组织→小肠→消化系统→人
答案 D
解析 题述中的层次依次为细胞→组织→器官→系统→个体。A项的层次依次为细胞→组织→器官→个体，缺少系统层次；B项的层次依次为细胞→组织→系统→个体，缺少器官层次；C项的水螅属于腔肠动物，不存在神经组织→脑的层次；D项的层次依次为细胞→组织→器官→系统→个体，与题述的层次一致，故选D。
11．对比人体皮肤纵切片和迎春叶横切片的光学显微镜图像，下列说法不正确的是( )
A．人体皮肤纵切片中含多种细胞，每一种细胞都能承担各项生命活动
B．迎春叶叶肉细胞和人体皮肤细胞有某些共同的结构
C．人和迎春可以存在于一个生态系统中
D．人体皮肤和迎春叶均由多种组织构成，并能行使一定功能，所以两者都称为器官
答案 A
解析 人体皮肤纵切片中含多种细胞，每一种细胞都能承担特定的生命活动，并非各项生命活动都能承担，A错误；在一定的空间范围内，生物与无机环境所形成的统一的整体叫作生态系统。人和迎春可以存在于一个生态系统中，C正确。
12．如图为用序号和箭头表示的从微观到宏观的生命系统结构层次，下列相关叙述正确的是( )
A．一切生物都是由④及其产物所组成
B．一个池塘中所有的鱼属于⑥代表的结构层次
C．一棵冷箭竹具有①②③④四个结构层次
D．比利时的维萨里揭示了人体在②水平的结构
答案 D
解析 ④表示细胞层次，病毒没有细胞结构，A错误；⑥表示种群层次，一个池塘中所有的鱼不是同种生物，B错误；植物不具有①系统层次，C错误；比利时的科学家维萨里揭示了人体在②(器官)水平的结构，D正确。
13．下列对生命系统有关的叙述中，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
答案 A
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”是生命系统的一个层次，它不仅包括一定自然区域相互间有直接或间接联系的所有生物，还包括这些生物所生存的无机环境，C错误；生物个体中由功能相关的“器官”联合组成的“系统”层次，不是每种生物个体都具备的，如单细胞生物和植物就没有“系统”层次，D错误。
14．(2023·河北石家庄二中高一阶段练习)白洋淀蕴含着丰富的动植物资源，芦苇荡、荷花淀、白鹭、丹顶鹤等，其景色犹如人间仙境，吸引着大批的游客。请结合生物学知识来回答以下问题：
(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，湖中的芦苇不具有的生命系统结构层次是________；与草履虫相比，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)细胞是生命活动的基本单位，下列事实或证据符合这一观点的是_________(填字母，多选)。
A．变形虫是单细胞生物，能进行摄食和运动
B．荷花的生长发育离不开细胞的分裂和分化
C．当敌害来临时，丹顶鹤惊飞，需要神经细胞和肌肉细胞的协调配合
D．某病毒可能通过快递包装袋进行传播
答案 (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，是多个种群 (4)ABC
15．请回答下列问题：
(1)从某流感患者体内分离出细菌和病毒，并分别制成溶液，为了探究该“流感”是由细菌还是由病毒引起的，进行了如下实验：
实验材料：小鼠、注射器、从患者体内分离得到的细菌溶液和病毒溶液、小鼠食物等。
实验步骤：
①取12只生长健壮且同等大小的小鼠，随机均分为3组，编号为甲、乙、丙。
②向甲组小鼠注射适量的生理盐水；
向乙组小鼠_____________________________________________________________________；
向丙组小鼠_____________________________________________________________________。
③将3组小鼠放在相同条件下培养一段时间。
(2)结果分析：
①_____________________________________________________________________________。
则说明该“流感”是由细菌引起的。
②_____________________________________________________________________________。
则说明该“流感”是由病毒引起的。
(3)若经证实，该“流感”是由病毒引起的，则：
①病毒在细胞外能独立生存吗？为什么？____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②病毒作为生物的主要理由是________(填字母)。
A．由有机物组成 B．具有细胞结构
C．能使生物致病 D．能繁殖产生后代
答案 (1)②注射等量的细菌溶液 注射等量的病毒溶液 (2)①若乙组小鼠患病，甲组、丙组小鼠不患病 ②若丙组小鼠患病，甲组、乙组小鼠不患病 (3)①不能。因为病毒没有细胞结构 ②D生命系统结构层次
概念
举例
细胞
细胞是生物体结构和功能的基本单位，是地球上最小、最基本的生命系统
神经元、受精卵、精子、肌纤维、花粉、草履虫、变形虫、酵母菌、血小板、疟原虫
组织
由形态相似、结构、功能相同的细胞联合在一起(了解)
血液、植物的表皮、形成层、骨骼肌、胃黏膜、心肌、平滑肌、导管、筛管、上皮组织
器官
不同的组织按照一定的次序组合在一起(了解)
根、茎、叶、花、果实、种子、心脏
系统
能够共同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(了解)
神经系统、运动系统、循环系统、免疫系统、泌尿系统、生殖系统、消化系统、呼吸系统
个体
由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动的生物(了解)
草履虫、变形虫、酵母菌、疟原虫
种群
在一定的自然区域内，同种生物的所有个体是一个种群
同一片草地上所有的山羊
群落
在一定的自然区域内，所有种群组成一个群落
地球上所有的生物
生态系统
生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体
一片森林、一片果园