1、第一章 走进细胞,每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中寻找,你们认为细胞是什么呢？,细胞,细胞核,细胞质,细胞膜,细胞壁,拟核,叶绿体,线粒体,液泡,核糖体,高尔基体,内质网,溶酶体,动物,植物,细菌,真菌,病毒,细胞是生命活动的基本单位,细胞学说及其建立过程 细胞是基本的生命系统,第一节,从人体的解剖和观察入手,16世纪,从器官到组织,细胞学说及其建立过程,科学史,生命系统的结构层次,由大到小,?,？,器官,系统,人体,人体是怎么构成的？这个问题首先引起了解剖学家的注意。 1543年，比利时的维萨里（AVesalius）通过大量的尸体解剖研究，发表了著作人体构造，揭示了人体在器官水平的结构
2、。 法国的比夏（MFXBichat）经过对器官的解剖观察，指出器官由低一层次的结构组织构成的。 这对人体认识生物个体的结构层次非常重要。,从人体的解剖和观察入手 从器官到组织,生命系统的结构层次,由大到小,?,组织,器官,系统,人体,从人体的解剖和观察入手,16世纪,从器官到组织,显微镜观察资料的积累,17世纪,认识细胞,细胞学说及其建立过程,科学史,显微观察资料的积累,1665年，英国科学家罗伯特虎克（R.Hooke）用显微镜观察植物的木栓组织，发现这些木栓组织由许多规则的小室组成，他把观察到的图像画下来，并把“小室”称为cell细胞。,认识细胞,图1 胡可绘制的木栓细胞图 图2 虎克时代的
3、显微镜,之后，荷兰著名磨镜技师罗伯特虎克（Avan Leeuwenhoek）用自制的显微镜，观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等。 意大利的马尔比基（MMalpighi）用显微镜广泛观察了动植物的微细结构，比如细胞壁和细胞质。 此后，虽然观察细胞所获得的资料不断增加，积累了较丰富的材料，但是，在长达170多年的历史中，人们对细胞及其与生物体的关系并没有进行科学的归纳和概括。,显微观察资料的积累 认识细胞,生命系统的结构层次,由大到小,细胞,组织,器官,系统,人体,从人体的解剖和观察入手,16世纪,从器官到组织,显微镜观察资料的积累,17世纪,认识细胞,19世纪,形成理论,科学观察和归纳概括的结
4、合,细胞学说及其建立过程,科学史,科学观察和归纳概括结合形成理论,植物学家施莱登通过对比花粉、胚珠和柱头组织的观察，发现这些组织都是由细胞构成的，而且细胞中都有细胞核。在此基础上，他进行了理论概括，提出了植物细胞学说，即植物体都是由细胞构成的，细胞是植物体的基本单位，新细胞从了细胞中产生。 施莱登把他的研究结果告诉了动物学家施旺，施旺很感兴趣并大受启发，决意要证明植物界和动物界这“两大有机界最本质的联系”。 施旺主要研究了动物细胞的形成机理和个体发育过程，他认为：动物体也是由细胞构成的，一切动物的个体发育过程，都是从受精卵这个细胞开始的。为此，他发表了研究报告关于动植物的结构及一致性的显微研究
5、 施旺还说：“现在，我们已推到了分隔动植物界的巨大屏障。”,从人体的解剖和观察入手,16世纪,从器官到组织,显微镜观察资料的积累,17世纪,认识细胞,19世纪,形成理论,科学观察和归纳概括的结合,19世纪中后叶,细胞学说在 修正中前进,细胞学说及其建立过程,科学史,细胞学说在修正中前进,新细胞如何由老细胞产生的呢？ 施莱登认为新细胞是从老细胞的细胞核中长出来的，或者是在老细胞的细胞质像结晶那样产生的。,施莱登的朋友耐格里（KNageli）用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成，发现新细胞的产生原来是新细胞的分裂。还有些学者观察了动物受精卵的分裂。 在此基础上，1858年，德国的魏尔肖（RLC
6、Virchow）总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。他的名言是“所有的细胞都来源于先前存在的细胞。”,细胞学说,建立过程,科学家及其主要观点,细胞学说,内容,共3要点,根据施莱登和施旺分别于1838年和1839年发表的研究结果进行整理并加以修正，综合以下要点：,细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成； 细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其他细胞共同组成的整体生命起作用； 新细胞是由老细胞分裂产生的。,有什么相同点？,买葡萄尝一尝 尝一颗 尝所有,一切三角形内角和都是180度,不完全归纳法,完全归纳法,不完全归纳法,完全归纳法,归纳法,科学研究中经常
7、运用不完全归纳法。由不完全归纳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，也需要存在例外的可能。,归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法。 例如，从观察到植物的花粉、胚珠、柱头等细胞都有细胞核，得出植物细胞都有细胞核这一结论，运用的就是归纳法。,科学方法：,归纳法分为完全归纳法和不完全归纳法。 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这一结论，实际上就是运用了不完全归纳法。 如果观察了所有类型的植物细胞，并发现它们都有细胞核，才得出植物细胞都有细胞核的结论，就是完全归纳法。,第四问,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？,第三问,“所有的细胞
8、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？细胞学说主要阐明了细胞的多样性还是生物界的统一性？,第二问,施莱登和施旺只是观察了部分动植物的组织，却归纳出“所有动植物都是由细胞构成的”。这一结论可信？为什么？这一结论对生物学研究有什么意义？,第一问,科学家是如何通过获得证据来说明动植物由细胞构成这一结论的？,讨论,细胞学说,意义,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。,1803年，英国化学家道尔顿提出：物质是由不可再分的基本微粒原子所组成的。原子也是化学作用的最小单位。在一切化学反应中保持不变。他的原子理论为许多化学现象提供了清晰的理论解释，对
9、化学的发展起到了奠基作用。,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。,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。新细胞有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
10、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。,细胞学说的内容,细胞是一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成； 细胞是一个相对独立的单位，既有它自己的生命，又对其他细胞共同组成的整体生命起作用； 新细胞是由老细胞分裂产生的。,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。,由很多细胞构成，但其生命开始于一个细胞受精卵，其生命活动依靠各种分化细胞的密切合作完成。,病毒不具有细胞结构，不能独立生活，必须侵入宿主活细胞中，利用宿主活细胞中的物质生活和繁殖。,单细胞生物,多细胞生物,非细胞生物,细胞是有生命的，是一个生命系统。,细胞是一个由各种组
11、分相互配合而组成的复杂的系统。,生命系统的结构层次,在一定的空间范围内，同种生物的所有个体形成一个整体种群，不同种群互相作用形成更大的整体群落，群落与无机环境互相作用，形成更大的整体生态系统，地球上所有生态系统互相关联，构成更大的整体生物圈。 可见，自然界从生物个体到生物圈，可以看作各个层次的生命系统。,在多细胞生物体内，细胞构成又是构成组织的组分，组织是构成器官的组分，器官是构成个体的部分，组织、器官、个体都是有生命活动的整体，因此是不同层次的生命系统。 在自然界，生物个体都不是单独存在的，而是与其他同种或不同种的个体以及无机环境互相依赖、互相影响的。,概念,生命系统的结构层次,以冷箭竹和大
12、熊猫为例,思考讨论,1.叶的表皮细胞和心肌细胞各有什么功能？ 2.冷箭竹的光合作用是在哪些细胞中进行的？大熊猫的血液运输氧的功能是靠哪种细胞完成的？ 3.大熊猫和冷箭竹繁殖后代关键是靠什么细胞？ 4.生物圈的碳氧平衡是不是与地球上所有生物细胞的生命活动都有关系？为什么？,结构层次之间的关系,细胞,组织,器官,系统,个体,种群,群落,生态系统,生物圈,生物与环境间的物质和能量交换是以细胞代谢为基础的。,生物的生长发育是以细胞的增殖和分化为基础的。,遗传和变异是以细胞内基因的传递和变化为基础。,图片展示,人体皮肤纵切（局部）,迎春叶横切（局部）,拓展应用,某同学在显微镜下观察了菠菜、天竺葵、柳树叶片中的叶肉细胞，发现这些叶肉细胞中都有叶绿体，于是得出了植物叶肉细胞都有叶绿体的结论。他得出这个结论应用了不完全归纳法。你还能列举不完全归纳法其他应用的例子吗？在使用这种方法时，要注意什么问题？,拓展应用,病毒没有细胞结构，一般由核酸和蛋白质组成。但是，病毒的生活离不开细胞，请查阅资料，说明病毒的生活为什么离不开细胞。,拓展应用,如果“新细胞都是从老细胞中产生的”不成立，细胞一直可以从无机环境中自然发生，生物进化的观点还能被人们普遍接受吗？请用自己的语言简要阐述细胞学说是否支持生物进化的观点。,