《細胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位》知識清單

《細胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位》知識清單一、細胞學(xué)說的建立過程1、早期探索在古代，人們就對生物有一定的觀察。比如說，古希臘的學(xué)者亞里士多德，他就對動植物進行了很多的描述。他觀察到動物和植物有不同的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，這可以算是對生物結(jié)構(gòu)認識的早期萌芽。不過那時候，他還不知道細胞這種東西呢。隨著顯微鏡的發(fā)明，人們才開始真正進入到微觀世界的探索。1665年，羅伯特·虎克用自制的顯微鏡觀察軟木薄片，他看到了一個個像小房間一樣的結(jié)構(gòu)，就把它們命名為“cell”，也就是細胞。這就像是我們打開了一扇通往微觀世界的小窗戶，第一次看到了細胞的模樣。當(dāng)時虎克看到的其實是死細胞的細胞壁，但是這已經(jīng)是非常了不起的發(fā)現(xiàn)了。荷蘭的列文虎克也很厲害，他用自制的顯微鏡觀察到了很多活細胞，像細菌、紅細胞等。這就好比我們之前只看到了房子的框架（細胞壁），現(xiàn)在看到房子里還有各種各樣的小居民（活細胞里的各種結(jié)構(gòu)和物質(zhì)）在活動呢。2、細胞學(xué)說的提出德國的植物學(xué)家施萊登和動物學(xué)家施旺共同提出了細胞學(xué)說。他們通過對植物和動物細胞的大量研究，總結(jié)出了以下幾點重要內(nèi)容：細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來。這就像我們建房子，不管是高樓大廈（復(fù)雜的動植物體）還是小茅屋（簡單的生物結(jié)構(gòu)），都是由一塊一塊的小磚頭（細胞）堆砌起來的。比如說我們吃的蘋果，從一個小小的蘋果種子開始，這個種子里的細胞不斷分裂、分化，最后長成了一個大大的蘋果，這個蘋果里有果肉細胞、果皮細胞等各種細胞。細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用。就像我們身體里的每個細胞，都有自己的工作。比如紅細胞負責(zé)運輸氧氣，白細胞負責(zé)抵御病菌。它們自己有自己的小生活（細胞內(nèi)部的代謝等活動），但是又和其他細胞一起合作，讓我們的身體這個大整體正常運轉(zhuǎn)。如果紅細胞罷工了（比如出現(xiàn)貧血等疾病），我們的身體就會出現(xiàn)問題，就像一個團隊里有人不干活了，整個團隊的工作效率就會下降。新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生。就像家里的小動物繁殖一樣，老的細胞會產(chǎn)生新的細胞。比如說我們皮膚受傷了，傷口周圍的老細胞就會分裂產(chǎn)生新的細胞來修復(fù)傷口，這就像老母雞孵小雞，老細胞孕育出新細胞來保持生物體的完整性。3、細胞學(xué)說的修正和發(fā)展后來，德國的魏爾肖提出“細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞”，這對細胞學(xué)說進行了重要的修正和補充。這就好比我們之前知道新細胞是從老細胞來的，但是不知道具體怎么來的，現(xiàn)在知道是通過分裂這種方式了。就像一棵大樹，樹干上的老細胞不斷分裂，產(chǎn)生新的樹枝和樹葉的細胞，讓大樹不斷生長。二、細胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位的證據(jù)1、單細胞生物單細胞生物是由一個細胞構(gòu)成的生物，它們能獨立完成各種生命活動。比如說草履蟲，這是一種很常見的單細胞生物。它就像一個小小的工廠，雖然只有一個細胞，但是什么都能干。它有纖毛，可以在水中游動，就像小船的槳一樣；它還有口溝，可以攝食，把食物吞進細胞里；在細胞內(nèi)有食物泡，就像我們的胃一樣，可以消化食物；有伸縮泡，可以調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的水分平衡，就像我們身體里的泌尿系統(tǒng)一樣。這說明一個細胞就可以構(gòu)成一個完整的生命體，能夠進行運動、攝食、消化、排泄等生命活動，所以細胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位。還有變形蟲，它可以通過改變自己的形狀來移動和捕食。它沒有固定的形態(tài)，就像一團會變形的小果凍。它伸出偽足，把食物包裹起來，然后在細胞內(nèi)進行消化。這也是單細胞生物能夠獨立完成生命活動的很好的例子。2、多細胞生物在多細胞生物中，各種細胞分工合作，共同構(gòu)成生物體。就拿我們?nèi)祟悂碚f吧，我們的身體里有各種各樣的細胞。皮膚細胞構(gòu)成了我們身體的第一道防線，防止病菌入侵；肌肉細胞可以收縮和舒張，讓我們能夠運動，就像發(fā)動機一樣；神經(jīng)細胞可以傳遞信息，就像電話線一樣，把我們身體各個部分連接起來，讓我們能夠感知外界的刺激并且做出反應(yīng)。如果把我們的身體比作一個復(fù)雜的機器，那么細胞就是這個機器里的一個個小零件，缺了任何一個都不行。植物也是一樣，植物的根細胞負責(zé)吸收水分和礦物質(zhì)，就像小吸管一樣；葉肉細胞里有葉綠體，可以進行光合作用，制造有機物，就像小工廠里的生產(chǎn)車間；莖中的導(dǎo)管細胞可以運輸水分和無機鹽，篩管細胞可以運輸有機物，它們就像植物體內(nèi)的運輸管道。這些細胞共同協(xié)作，讓植物能夠生長、繁殖、適應(yīng)環(huán)境等。三、細胞的大小、形態(tài)和功能多樣性1、細胞的大小細胞的大小差別很大。最小的細胞是支原體，它的大小只有0.10.3微米，小得我們用肉眼根本看不見，得用高倍顯微鏡才能看到。這就像一粒超級微小的塵埃，在微觀世界里默默存在著。而最大的細胞是鴕鳥蛋的卵黃，它的直徑可以達到5厘米左右。這就像一個小乒乓球那么大，和支原體相比，簡直是一個巨無霸。不過，一般來說，細胞的大小是在1100微米之間。細胞的大小為什么會有這么大的差別呢？這和它們的功能是有關(guān)系的。比如說，支原體這種非常小的細胞，它的結(jié)構(gòu)比較簡單，功能相對單一，不需要太大的空間。而像鴕鳥蛋的卵黃，它里面儲存了很多營養(yǎng)物質(zhì)，是為了給胚胎發(fā)育提供能量和營養(yǎng)，所以比較大。2、細胞的形態(tài)細胞的形態(tài)也是多種多樣的。有球形的，像我們的紅細胞，它是雙凹圓盤狀的，這種形狀有利于它在血管里快速流動，還能增加表面積，更好地進行氣體交換。就像一個小小的扁扁的飛碟，在血管這個“宇宙通道”里穿梭。還有柱狀的細胞，像植物的葉肉細胞，這種形狀有利于它們排列整齊，接受陽光照射，進行光合作用。就像一個個小柱子整齊地排列在葉片里，等待陽光的“檢閱”。還有神經(jīng)細胞，它有長長的突起，就像樹枝一樣，有的突起可以長達1米多呢。這些突起可以把神經(jīng)信號快速傳遞到很遠的地方，就像電線一樣，把電信號從發(fā)電廠（神經(jīng)中樞）傳輸?shù)礁鱾€用電設(shè)備（身體的各個器官和組織）。3、細胞的功能多樣性細胞的功能是多種多樣的。除了前面提到的紅細胞運輸氧氣、白細胞抵御病菌、葉肉細胞進行光合作用等功能外，還有很多細胞有特殊的功能。比如說胰島細胞，它可以分泌胰島素，調(diào)節(jié)我們身體里的血糖水平。當(dāng)我們吃了很多糖之后，血糖升高，胰島細胞就會分泌胰島素，讓血糖降低到正常水平。這就像一個小小的血糖管理員，時刻監(jiān)控著我們身體里的血糖情況。還有生殖細胞，像精子和卵細胞，它們的功能是把親代的遺傳信息傳遞給子代，就像傳遞生命的接力棒一樣。精子像一個小小的蝌蚪，它有長長的尾巴，可以游動，去尋找卵細胞。卵細胞則比較大，里面儲存了很多營養(yǎng)物質(zhì)，為受精卵的發(fā)育提供能量和營養(yǎng)。四、細胞的基本結(jié)構(gòu)1、細胞膜細胞膜是細胞的邊界，就像一個國家的邊境線一樣，把細胞內(nèi)部和外部環(huán)境分隔開來。它有控制物質(zhì)進出細胞的功能，就像邊境的海關(guān)一樣。一些小分子物質(zhì)，像氧氣、二氧化碳等，可以自由通過細胞膜；而一些大分子物質(zhì)，像蛋白質(zhì)、多糖等，進出細胞膜就需要細胞膜上的一些特殊結(jié)構(gòu)來幫忙了。比如說，細胞膜上有載體蛋白，就像小卡車一樣，可以把一些物質(zhì)運輸?shù)郊毎锩婊蛘哌\出細胞。細胞膜還具有進行細胞間信息交流的功能。就像人與人之間需要交流一樣，細胞與細胞之間也需要交流。比如說，當(dāng)我們的身體受到病菌入侵的時候，免疫細胞之間會通過細胞膜上的一些信號分子來傳遞信息，然后一起去對抗病菌。2、細胞質(zhì)細胞質(zhì)是細胞膜以內(nèi)、細胞核以外的部分。它就像一個大的活動場地，里面有很多重要的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)。細胞質(zhì)里有細胞質(zhì)基質(zhì)，這是一種透明的膠狀物質(zhì)，里面有很多酶，這些酶就像小工人一樣，在細胞質(zhì)基質(zhì)里進行著各種各樣的化學(xué)反應(yīng)，為細胞的生命活動提供能量和物質(zhì)。細胞質(zhì)里還有細胞器，細胞器就像場地里的各種小工廠一樣，每個細胞器都有自己的功能。比如說線粒體，它是細胞進行有氧呼吸的主要場所，就像細胞里的發(fā)電廠一樣，為細胞提供能量。還有葉綠體，它是植物進行光合作用的場所，就像一個綠色的小工廠，把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，制造出有機物。3、細胞核細胞核是細胞的控制中心，就像一個軍隊的司令部一樣。細胞核里有遺傳物質(zhì)DNA，DNA就像一本本的遺傳密碼手冊，里面記錄了細胞應(yīng)該怎么生長、發(fā)育、繁殖等各種信息。細胞核可以控制細胞的代謝、生長、分化等生命活動。比如說，當(dāng)我們的身體需要產(chǎn)生更多的紅細胞時，細胞核就會接收到信號，然后控制細胞進行分裂和分化，產(chǎn)生更多的紅細胞。細胞核還有核膜，核膜把細胞核和細胞質(zhì)分隔開來，但是核膜上有核孔，就像城門一樣，可以讓一些物質(zhì)進出細胞核，像mRNA（信使RNA）就可以通過核孔從細胞核到細胞質(zhì)，把遺傳信息傳遞出去，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。五、細胞結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性1、結(jié)構(gòu)決定功能細胞的結(jié)構(gòu)和功能是相統(tǒng)一的。比如說線粒體，它的內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，這種結(jié)構(gòu)大大增加了內(nèi)膜的表面積。為什么要這樣呢？因為線粒體是進行有氧呼吸的主要場所，有氧呼吸的很多反應(yīng)都需要在內(nèi)膜上進行，內(nèi)膜表面積增大了，就可以容納更多的酶和反應(yīng)物質(zhì)，從而提高有氧呼吸的效率。這就像我們建工廠，如果要生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，就需要更大的廠房面積來放置設(shè)備和原料一樣。再比如說葉綠體，它有雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)部還有類囊體堆疊形成基粒。這種結(jié)構(gòu)有利于捕獲光能，因為類囊體薄膜上有很多光合色素，基粒的結(jié)構(gòu)可以讓光合色素更有效地吸收和傳遞光能，從而提高光合作用的效率。這就像我們給太陽能板設(shè)計一個特殊的結(jié)構(gòu)，讓它能夠更好地吸收陽光一樣。2、功能影響結(jié)構(gòu)細胞的功能也會影響它的結(jié)構(gòu)。比如說肌肉細胞，因為它的功能是收縮和舒張，所以它里面有很多肌纖維，這些肌纖維的排列和結(jié)構(gòu)都是為了能夠更好地實現(xiàn)肌肉的收縮和舒張功能。如果肌肉細胞不需要進行收縮和舒張功能，它就不會有這樣的結(jié)構(gòu)了。就像一個專門用來裝水的容器，如果它不需要裝水了，可能就會被改造成其他的形狀或者結(jié)構(gòu)。六、典型問題1、細胞學(xué)說的意義是什么？細胞學(xué)說的建立揭示了細胞的統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。這就像我們發(fā)現(xiàn)了世界上所有的房子（生物體）雖然外觀和用途不同，但是都是由磚頭（細胞）組成的一樣。它使人們認識到各種生物之間存在著共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，為生物的進化研究提供了依據(jù)。比如說，我們知道所有的生物都是由細胞構(gòu)成的，那么在研究生物進化的時候，就可以從細胞這個基本單位出發(fā)，去探究生物是如何從簡單到復(fù)雜、從低等到高等進化的。細胞學(xué)說的建立還推動了生物學(xué)的發(fā)展，讓更多的科學(xué)家開始關(guān)注細胞這個微觀世界，對細胞的結(jié)構(gòu)、功能、代謝等方面進行更深入的研究。2、如何理解細胞是生物體結(jié)構(gòu)的基本單位？從單細胞生物來看，一個細胞就可以完成所有的生命活動，像前面提到的草履蟲和變形蟲。這說明細胞本身就是一個完整的生命結(jié)構(gòu)。在多細胞生物中，雖然細胞有了分工，但是它們?nèi)匀皇菢?gòu)成生物體的基本單位。就像一個龐大的建筑工程，雖然有各種各樣的工人（不同類型的細胞），但是都是從一塊塊磚頭（細胞）開始的。而且細胞之間的聯(lián)系非常緊密，共同協(xié)作來維持生物體的生命活動。如果細胞結(jié)構(gòu)被破壞，生物體的生命活動就會受到影響。比如說，如果我們的皮膚細胞受到嚴重損傷，我們的身體就會失去保護，容易受到病菌入侵等危害。3、細胞的大小、形態(tài)和功能多樣性之間有什么聯(lián)系？細胞的大小、形態(tài)和功能多樣性是相互關(guān)聯(lián)的。細胞的大小和形態(tài)往往是適應(yīng)其功能的。比如說，紅細胞的雙凹圓盤狀形態(tài)和較小的體積，是為了更好地在血管里運輸氧氣和二氧化碳，增加表面積，便于氣體交換。而植物的根毛細胞，它的細胞壁向外突出形成根毛，這種形態(tài)可以增加它與土壤的接觸面積，有利于吸收水分和礦物質(zhì)，這也是和它的功能相適應(yīng)的。細胞功能的多樣性也決定了細胞大小和形態(tài)的多樣性。不同的功能需要不同的結(jié)構(gòu)來支持，而大小和形態(tài)是結(jié)構(gòu)的一部分。例如，神經(jīng)細胞需要長距離傳遞信息，所以有長長的突起，這種形態(tài)是為了滿足它的功能需求，而這種功能需求也導(dǎo)致了神經(jīng)細胞在大小和結(jié)構(gòu)上與其他細胞的不同。一、選擇題1、最早觀察到細胞的科學(xué)家是（）A.亞里士多德B.羅伯特·虎克C.列文虎克D.施萊登答案：B。羅伯特·虎克在1665年用自制顯微鏡觀察軟木薄片時首次看到了細胞。2、細胞學(xué)說的內(nèi)容不包括（）A.細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來B.細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細胞共同組成的整體的生命起作用C.新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生D.細胞通過有絲分裂產(chǎn)生新細胞答案：D。細胞學(xué)說最初提出新細胞可以從老細胞中產(chǎn)生，后來魏爾肖提出細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞，但這不是細胞學(xué)說最初的內(nèi)容。3、下列關(guān)于單細胞生物的敘述，正確的是（）A.單細胞生物不能獨立完成生命活動B.單細胞生物的細胞結(jié)構(gòu)簡單，不具有細胞膜C.草履蟲是單細胞生物，能進行攝食、消化等生命活動D.單細胞生物對人類都是有害的答案：C。草履蟲是單細胞生物，它能獨立完成攝食、消化等生命活動。單細胞生物有的對人類有益，有的有害。單細胞生物都有細胞膜。4、細胞的控制中心是（）A.細胞膜B.細胞質(zhì)C.細胞核D.細胞器答案：C。細胞核是細胞的控制中心，里面有遺傳物質(zhì)DNA，控制著細胞的代謝、生長、分化等生命活動。二、簡答題1、簡述細胞學(xué)說建立的過程及意義。過程：1665年，羅伯特·虎克觀察軟木薄片發(fā)現(xiàn)細胞；之后列文虎克觀察到很多活細胞。19世紀(jì)，施萊登和施旺共同提出細胞學(xué)說，內(nèi)容包括細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發(fā)育而來；細胞是一個相對獨立的單位，既有自己的生命，又對整體生命起作用；新細胞可以從老細