第1章第1节从生物圈到细胞.docx

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第1章第1节从生物圈到细胞

第1节　从生物圈到细胞

[学习导航]　1.通过实例分析，说出生命活动离不开细胞。

2.结合实例，说明生命系统的结构层次。

[重难点击]　1.生命活动离不开细胞。

2.生命系统的结构层次。

方式一　英国广播公司（BBC）在2016年10月11日援引世界卫生组织报告称，寨卡病毒在亚洲继续扩散的可能性非常大。

受寨卡病毒感染的症状一般不严重。

但如果孕妇感染了寨卡病毒，将会影响婴儿头脑的发育，新生儿会出现俗称“小头儿”的症状。

寨卡病毒是一种没有细胞结构的微小生物，它是不是可以离开细胞独立生存呢？

方式二　地球上的全部生物及其生活的无机环境构成生物圈。

在生物圈内，有丰富多彩的植物，它们发芽生长，欣欣向荣；有千姿百态的动物，它们自由自在，奔跑飞翔。

这里面所有生物的生命活动都与细胞有着密切联系，可以说生命活动离不开细胞。

一、生命活动离不开细胞

1.生命活动离不开细胞

生物类型

举例

与细胞的关系

结论

非细胞生物

病毒

HIV、SARS、乙肝病毒等

没有细胞结构，但是离开活细胞就不再表现生命现象

生命活动离不开细胞

细胞

生物

单细胞生物　

草履虫、变形虫、细菌等

依靠单个细胞完成各项生命活动

多细胞生物　

高等动植物、人等

依赖各种分化的细胞完成各项生命活动

2.生命活动的细胞基础

（1）生物与环境之间物质和能量交换的细胞基础是细胞代谢。

（2）生物生长发育的细胞基础是细胞增殖和分化。

（3）遗传变异的细胞基础是细胞内基因的传递和变化。

1.下图1是几种病毒的结构，图2是噬菌体病毒侵染大肠杆菌的过程图，请分析回答下列问题：

（1）上面几种病毒有没有细胞结构？

它们在结构上有什么共同点？

答案　病毒没有细胞结构；它们都主要由蛋白质外壳和遗传物质构成。

（2）病毒一旦离开活细胞就不能表现生命现象，这说明什么？

答案　说明像病毒这类非细胞生物只有依赖活细胞才能生活，其生命活动离不开细胞。

（3）结合图2分析，病毒不能独立完成生命活动，为什么属于生物？

答案　病毒能在宿主细胞内增殖，产生子代，表现出生命现象。

（4）据此说明，病毒的生活方式是怎样的？

答案　病毒是营寄生生活的。

（5）结合病毒的生活特性，请分析能否直接用富含有机物的普通培养基来培养病毒？

答案　不能。

病毒营寄生生活，即只有在活细胞中才能完成正常的生命活动，因此必须用活细胞来培养，如活鸡胚。

知识整合　病毒的基本组成主要是指蛋白质外壳和核酸分子，病毒不能独立地进行新陈代谢，必须寄居在细胞生物体内，通过复制方式增殖。

实验室培养病毒的方法是活体培养法。

2.下图1是动物个体有性生殖的示意图，图2是“缩手反射”示意图，请分析回答下列问题：

（1）图1中，在两代动物之间，充当遗传物质“桥梁”的是什么细胞？

答案　精子和卵细胞充当了遗传物质的“桥梁”。

（2）由一个受精卵发育成一个新生命个体，该过程与细胞的哪些生命活动有关？

答案　细胞的分裂、生长和分化。

（3）图2中蜡烛所给的刺激依次经过哪些结构才能完成反射？

答案　[1]感受器、[2]传入神经、[3]神经中枢、[4]传出神经、[5]效应器。

（4）缩手反射只靠一个神经细胞能完成吗？

只靠一种细胞能完成吗？

据此我们可以归纳出什么结论？

答案　缩手反射需要多个神经细胞参与，除此之外，还需要肌肉细胞、皮肤细胞等的参与。

说明多细胞生物依赖多个、多种细胞的相互配合共同完成生命活动。

知识整合　多细胞生物的个体发育依赖于细胞的分裂和分化；人体的缩手反射、膝跳反射等活动的结构基础是完整的反射弧，反射弧是由多种细胞构成的严谨结构，其中的任何部分受损伤，都无法完成反射活动。

1.2016年2月9日，我国卫计委确诊一例输入性寨卡病毒感染病例，关于该病毒的说法正确的是（　　）

A.该病毒无细胞结构，能够独立生存

B.要观察该病毒，可以用普通的培养基进行培养

C.该病毒在人体细胞中能进行增殖

D.该病毒只有增殖这一生理活动依赖于宿主细胞，其他生命活动可自主完成

答案　C

解析　病毒营寄生生活，必须在活细胞内才能完成增殖，在宿主细胞外没有生命活动，不能独立生存。

2.下列关于细胞与生命活动关系的描述，错误的是（　　）

A.高台跳水动作的完成需要多种细胞密切合作

B.缩手反射活动的完成需要神经细胞的参与

C.引起非典型性肺炎和甲型H1N1流感的病原体均为无细胞结构的病毒，其生命活动与细胞无关

D.变形虫、草履虫等单细胞生物，仅靠一个细胞就可以完成摄食、应激性等生命活动

答案　C

解析　引起非典型性肺炎和甲型H1N1流感的病原体均是病毒，不具备细胞结构，它们必须寄生在活细胞内才能完成生命活动；跳水动作如此精准，需要机体多种细胞密切配合才能完成；缩手反射活动的完成需要神经细胞的参与；单细胞生物自身就能完成各项生命活动；总之，无论是不具备细胞结构的病毒，还是单细胞生物和多细胞生物，它们的生命活动均要在细胞内或细胞参与下才能完成。

知识拓展

　病毒知识小归纳

（1）病毒是一类体积微小的、结构简单的非细胞型微生物，主要是由蛋白质和核酸两部分构成。

（2）根据病毒寄生的宿主细胞不同，可分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒。

动物病毒有乙肝病毒、流感病毒、麻疹病毒等，植物病毒有烟草花叶病毒、车前草病毒等，细菌病毒也称为噬菌体。

（3）病毒的代谢与繁殖只能在宿主的活细胞中进行。

因为病毒缺乏新陈代谢所需要的酶和能量，所以它不能独立地进行新陈代谢；它缺乏增殖所需的原料、能量、酶、场所、运输工具等，所以病毒也不能独立繁殖。

二、生命系统的结构层次

1.生命系统的结构层次

结构层次

概念

细胞

细胞是生物体结构和功能的基本单位

组织

由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起

器官

不同的组织按照一定的次序结合在一起，形成具有一定功能的结构

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的结构

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

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

群落

在一定的自然区域内，所有的种群组成一个群落

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

2.相互关系

（1）地球上最早出现的生命形式是单细胞生物。

（2）地球上最基本的生命系统是细胞。

（3）地球上最大的生命系统是生物圈。

结合给出的实例分析回答下列问题：

A.草履虫　B.树叶　C.心脏　D.循环系统　E.血液　F.神经细胞　G.三色堇草　H.一个池塘中的所有鲤鱼　I.某山上的所有生物　J.一片森林

1.属于细胞和个体层次的分别有哪些？

答案　属于细胞层次是A、F；属于个体层次的是A、G。

2.属于种群和生态系统层次的分别是哪些？

答案　属于种群的是H；生态系统是J。

3.血液、心脏和循环系统依次属于哪个层次？

答案　依次属于组织、器官和系统层次。

4.请写出草履虫和三色堇草所处的生命系统的结构层次，并分析是不是所有的生物都具有生命系统的各个层次？

答案　草履虫：

细胞（个体）→种群→群落→生态系统；三色堇草：

细胞→组织→器官→个体→种群→群落→生态系统。

由上分析可知：

单细胞生物不具有组织、器官、系统层次；植物不具有系统层次。

因此，并不是所有的生物都具有生命系统的各个层次。

知识整合　单细胞生物既属于细胞层次又属于个体层次，没有组织、器官、系统层次，植物是由六大器官构成的个体，不具有系统层次。

一定区域内的同种生物的全部个体构成种群，全部生物构成群落，群落和无机环境一起构成生态系统。

3.下列各项组合中，能体现生命系统由简单到复杂的正确层次的是（　　）

①肺　②胃黏膜　③神经元　④酵母菌　⑤细胞内蛋白质等化合物　⑥HIV　⑦同一片草地上的所有山羊⑧一片果园　⑨地球上的所有生物

A.⑤⑥③②①④⑦⑧⑨

B.③②①④⑦⑨⑧

C.③②①④⑦⑧⑨

D.⑤②①③④⑦⑨⑧

答案　B

解析　①肺属于呼吸器官；②胃黏膜属于上皮组织；③神经元属于细胞；④酵母菌是单细胞生物，既是一个细胞，又是一个个体；⑤蛋白质等化合物不属于生命系统；⑥HIV是病毒，不具备细胞结构，不属于生命系统；⑦同一片草地上（一定区域内）的所有山羊（同一物种）属于种群；⑧一片果园，包括其中全部的生物及无机环境，属于生态系统；⑨地球上的所有生物属于群落。

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青蛙等各种生物

答案　C

解析　青蛙属于个体层次；青蛙的表皮细胞属于细胞层次；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属于生态系统层次；表皮细胞中的水和蛋白质分子不属于生命系统。

易错提醒

　关于生命系统的结构层次的3点提醒

（1）最小的生命层次是细胞，比细胞更小的病毒、核酸、蛋白质等不能独立完成生命活动，因此不属于生命系统。

（2）平时人们所说的“羊”“鱼”“蛇”等都不是一种生物，所以“一群羊”不能看作一个种群。

（3）全部生物不等于全部动植物，还包括微生物。

1.埃博拉病毒曾引起人们对病毒感染的恐慌。

下列关于病毒的叙述中，不正确的是（　　）

A.病毒没有细胞结构，也不能独立生活

B.病毒没有细胞结构，所以没有生命特征

C.病毒必须在活细胞中繁殖

D.病毒一旦离开活细胞，就不再表现出生命现象

答案　B

解析　病毒虽然没有细胞结构，但也是一种生物，也可以表现出一定的生命特征；病毒的生活和繁殖都是在活细胞体内进行的，离开了活细胞，病毒的生存就受到限制；因此，可以说病毒是一种营寄生生活的生物，不能独立生活。

2.无论是草履虫等单细胞生物，还是大象等结构复杂的多细胞生物，在它们的个体繁殖和发育过程中，都离不开的基本生命活动是（　　）

A.受精作用B.各种组织细胞分化

C.细胞分裂D.组织和器官的形成

答案　C

解析　对于单细胞生物而言，整个生物体就是一个细胞，因此，对于单细胞生物而言是没有各种组织和器官的。

只有进行有性生殖的生物才能进行受精作用，即并不是所有的生物都能进行受精作用。

3.下列实例中，能说明生命活动离不开细胞的是（　　）

①病毒必须在活细胞中才能增殖　②兴奋的传导离不开神经细胞　③动物的运动离不开肌肉细胞　④变形虫通过细胞分裂繁殖

A.①②③B.②③④

C.①②④D.①②③④

答案　D

解析　对于地球上的所有生物，包括不具有细胞形态的病毒，其生命活动的完成都是建立在细胞的基础之上的。

4.下列组合中，依次属于种群、群落和生态系统的一组是（　　）

①生活在人大肠内的寄生虫和微生物　②某一池塘中的全部鱼类　③肺炎患者肺部的肺炎双球菌　④一根枯木及枯木上的所有生物

A.①②④B.②③④C.③②①D.③①④

答案　D

解析　种群是指生活在同一区域内的同种生物的总和；群落是指生活在某一区域内所有生物个体的总和；群落及其生活的无机环境构成了生态系统。

5.人类免疫缺陷病毒（HIV）是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒，从1983年首次发现以来，全球已有数千万人因感染HIV而患艾滋病死亡。

（1）HIV在结构上与大肠杆菌最显著的差异是____________________。

（2）病毒结构简单，属于生物的原因是它能在宿主细胞中________。

（3）病毒与细胞在起源上的关系是人们很感兴趣的问题，目前主要存在两种观点：

①病毒→生物大分子→细胞；

②生物大分子→细胞→病毒。

结合所学知识，说说你支持哪种观点，并阐明理由。

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）HIV没有细胞结构　

（2）增殖　（3）支持第二种观点，因为病毒全部营寄生生活，必须依靠活细胞才能增殖

解析　病毒是一类没有细胞结构的特殊生物，必须寄生在活细胞中才能增殖，所以病毒的出现应该在细胞出现之后。

课时作业

[学考达标]

1.据报道，某省的十几个市县的玉米患上了“粗缩病”，该病是由灰飞虱传播“粗缩病”病毒引起的。

下列有关叙述中错误的是（　　）

A.“粗缩病”病毒无细胞结构

B.培养“粗缩病”病毒不能用普通的培养基

C.“粗缩病”病毒能借助玉米细胞内的物质和结构进行繁殖

D.“粗缩病”病毒可独立完成生命活动

答案　D

解析　从题干分析可知，“粗缩病”病毒无细胞结构，不能独立完成生命活动，必须借助宿主细胞（玉米）才能繁殖，因此用普通培养基不能培养“粗缩病”病毒。

2.下列能完成一切生理功能的细胞是（　　）

A.变形虫B.人的红细胞

C.人的口腔上皮细胞D.根细胞

答案　A

解析　变形虫既是一个细胞又是一个个体，因此能完成一切生理功能，B、C、D都只是一个细胞，只能完成部分生理功能。

3.下列关于人体生命活动与细胞之间关系的叙述，错误的是（　　）

A.细胞的分裂和分化是人体发育的基础

B.通过精子和卵细胞的结合，子代能获得亲本的遗传物质

C.人体是由细胞构成的，各种细胞相互配合，完成各种生命活动

D.人体是由细胞构成的，所以细胞的分裂必然导致人体的生长

答案　D

解析　人体是由受精卵通过细胞分裂、分化产生的，但细胞的分裂不一定导致人体的生长。

4.下列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.病毒的生命活动可以离开细胞

C.细胞内的生物大分子没有生命

D.一切生物体的生命活动都是在细胞的参与下完成

答案　B

解析　病毒专营活细胞内寄生生活，无独立代谢能力。

5.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，一个单独的衣藻就是一个生命个体。

6.下列属于种群的是（　　）

A.一个校园里生长着的各种各样高大的树

B.生活在一片森林中的全部鸟类

C.一块菜地上生长着的大白菜、大蒜、大葱

D.生活在青海湖鸟岛保护区内全部的棕头鸥

答案　D

解析　种群是指在一定自然区域内，同种生物的所有个体，因此，A、B、C不属于种群。

[高考提能]

7.由A型流感病毒中的H5N1亚型引起的禽流感是一种高致病性禽类传染病，其发病率和死亡率都很高。

下列关于禽流感病毒的说法正确的是（　　）

A.虽然能引发传染病，但是其没有细胞结构，因此它不是生物

B.能引发传染病，必须寄生在活细胞内

C.在人工配制的富含有机物的培养基上就可以培养

D.不能进行新陈代谢

答案　B

解析　病毒虽然没有细胞结构，但其可在宿主细胞内繁殖，是生物。

病毒必须利用宿主细胞提供的原料、能量和物质合成场所，才能进行增殖等活动。

病毒一旦离开活细胞，不再有任何生命活动，新陈代谢是生物体最基本的特征。

8.草履虫是单细胞原生动物，其能够完成运动、摄食、消化、呼吸、排泄、生殖等生命活动的基础是（　　）

A.具有纤毛B.具有细胞核

C.具有完整的细胞结构D.具有收缩泡

答案　C

解析　单细胞生物体能够完成复杂的生命活动，是因为其具有完整的细胞结构，细胞的完整性受到破坏，该细胞不能够成活，也就谈不上完成复杂的生命活动。

9.下列关于生命活动与细胞关系的叙述，正确的是（　　）

A.可以用人工配制的培养基来培养病毒

B.人体的生殖和发育与细胞关系不大

C.高等动植物等多细胞生物的一个细胞一般不能完成该生物体的全部生命活动

D.最简单的反射可以由一个细胞来完成

答案　C

解析　病毒只能在宿主活细胞内生活，在人工配制的培养基上不能生活；人的生殖和发育离不开细胞，如生殖需要精子和卵细胞相互融合，发育的起点是受精卵；多细胞生物需要多个细胞共同完成全部的生命活动；最简单的反射弧至少需要两个神经细胞组成。

10.下列有关生命系统的叙述中，正确的是（　　）

A.生命系统每个层次都是“系统”，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，它代表一定自然区域内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　细胞是最基本的生命系统，A正确；蛋白质和核酸等生物大分子并没有生命，B错误；生态系统包括生物群落和生物生存的无机环境，C错误；单细胞生物和植物没有系统层次，D错误。

11.根据下图所示的显微结构回答下列问题：

（1）绿眼虫和变形虫都是由________构成的________生物，由此也可以说明____________。

（2）二者都可以通过细胞分裂的方式直接进行________。

由此也可以说明__________。

（3）从生命系统的结构层次上来看，在一条小河中：

所有的衣藻构成________，绿眼虫和变形虫等所有生物构成一个________，整条小河构成一个____________。

答案　

（1）一个细胞　单细胞　细胞是生物体结构和功能的基本单位　

（2）繁殖　生物的生命活动离不开细胞　（3）种群　群落　生态系统

解析　观察图中结构，不难看出二者都是由单个细胞构成的单细胞生物；单细胞生物体可以通过细胞分裂，由一个分裂为两个来完成繁殖；也可以体现出繁殖是在细胞这一结构基础上进行的，即生命活动离不开细胞。

12.观察分析下列生命系统的结构层次图解（以刺槐为例），回答下列有关问题：

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）一片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________、________和________。

答案　

（1）叶　

（2）叶肉细胞　（3）生态系统　（4）组成　结构　功能

13.“故人西辞黄鹤楼，烟花三月下扬州”，扬州瘦西湖植物茂盛，树上栖息着各种小鸟，水中有各种虾类、鱼类等生物，土壤中有各种细菌和真菌。

从生命系统的结构层次的角度分析回答下列问题：

（1）扬州瘦西湖中所有的鲫鱼组成了__________________________________________。

（2）扬州瘦西湖边的一只白鹭属于________________。

（3）扬州瘦西湖属于生命系统的结构层次中的________________。

（4）柳树是扬州瘦西湖的主要树种，柳树与龟相比，生命系统的结构层次中不具有________________。

（5）白鹭在繁殖季节中繁殖了3只小白鹭，联系亲代和子代的遗传物质的桥梁是________________，小白鹭生长发育的细胞学基础是_________________________________。

答案　

（1）种群　

（2）个体　（3）生态系统　（4）系统　（5）生殖细胞　细胞的增殖与分化

解析　

（1）～（4）考查对不同生命系统结构层次的判断：

整个扬州瘦西湖属于一个生态系统，其中的所有鲫鱼属于种群，而一只白鹭属于个体，柳树与龟相比不具有系统这一层次。

（5）中联系亲子代遗传物质的桥梁是生殖细胞，个体生长发育的细胞基础是细胞的增殖和分化。