宏观世界：地球——生命之母
新课导入
湿地
荒漠
微观世界
大肠杆菌
酵母菌
单细胞生物
第1节 从生物圈到细胞
一、生命活动离不开细胞
二、生命系统的结构层次
1.举例说出生命活动建立在细胞的基础之上。
2.举例说明生命系统的结构层次。
3.认同细胞是基本的生命系统。
教学目标
1.有一定的看图能力，能够从图片中概括出生态系统、细胞的特征等信息。
2.学以致用，能够将所学知识与自然生命世界联系起来。
1.认同细胞学说的建立是一个开拓、继承、修正和发展的过程。
2.讨论技术进步在科学发展中的作用。
3.认同细胞是基本的生命系统。
1.生命活动建立在细胞的基础之上。
2.生命系统的结构层次。
教学重难点
生命系统的结构层次。
2003年，我们亲身经历了与SARS病毒斗争的过程。
SARS病毒的结构
SARS病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺部细胞。由于肺部细胞受损，导致患者呼吸困难，患者因呼吸功能衰竭而死亡。
SARS俗称非典，是由一种冠状病毒引发的传染病。
1.病毒不具有细胞结构，是怎样生活和繁殖的?
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生活和繁殖，必须依赖细胞才能生活。
SARS病毒侵害了人体的上呼吸道细胞、肺部细胞，由于肺部细胞受损，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。
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？
一、生命活动离不开细胞
细胞是生命体结构和功能的基本单位，也是生命活动的基本单位。
一切有机体（除病毒外）都由细胞构成，生命活动离不开细胞。
细胞能够通过分裂而增殖，通过分化具有各种功能，是生物体个体发育和系统发育的基础。 细胞又是遗传的基本结构单位，细胞具有遗传的全能性。
草履虫
实例1
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?
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。
实例2 人的生殖和发育
1.在父母和子女之间，什么细胞充当了遗传物质的桥梁？

2.人个体发育的起点是什么？
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。
精子入卵
从卵细胞到早期胚胎
不断分裂分化
怀孕第二周到第二个月底
足月胎儿
胚胎发育与细胞的生命活动有什么关系？
胚胎发育通过细胞分裂、分化等过程实现。
人的胚胎发育，其本质就是：细胞的分裂、
生长和分化。
人体最初只是一个细胞——受精卵。通过细胞分裂和分化逐渐形成了一个复杂的生命体。
干细胞是一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。
胚胎干细胞
上皮细胞
神经细胞
骨骼肌细胞/纤维
血细胞
先来思考一下：反射的结构基础是什么?它包括哪些结构?
感受器
传入神经
神经中枢
传出神经
效应器
反射弧
实例3：缩手反射
反射弧的模式图
缩手反射示意图
直接参与反射活动的如由传人神经末梢形成的感受器、传人神经元、中枢神经元、传出神经元、相关的骨骼肌细胞，等等。还有像血细胞、肺部的细胞、骨细胞等虽未直接参与反射，但对反射活动的完成也是必不可少的。
1.完成一个简单的缩手反射，需要哪些细胞的参与呢?
2.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?
人的学习活动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，主要是神经细胞的参与。
由实例2和实例3我们可以归纳出什么结论？
多细胞生物无论是简单的生命活动还是复杂的生命活动都需要许多细胞的参与，需要细胞之间的相互配合和互相协调。
多细胞生物的生命活动也是通过细胞的活动体现的。
实例4：艾滋病（AIDS）病毒HIV
艾滋病，即“获得性免疫缺陷综合征”英语缩写AIDS的音译(Acquired Immune Deficiency Syndrome)。1981年在美国首次注射和被确认。是人体注射感染了“人类免疫缺陷病毒”（HIV - human immunodeficiency virus）（又称艾滋病病毒）所导致的传染病。
HIV侵染淋巴细胞
HIV电镜扫描图
HIV攻击人体免疫系统，大量破坏免疫系统中重要的T4淋巴组织，破坏人的免疫平衡。
HIV本身并不会引发任何疾病，而是当免疫系统被HIV破坏后，人体由于抵抗能力过低，从而感染其他的疾病导致各种复合感染而死亡。人不是死于艾滋病本身，而是死于与艾滋病相关的疾病。
致病机理
由实例4你可以得出什么结论？
病毒——没有细胞结构的生命体，它的生命活动也离不开细胞。
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。
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?
生命活动离不开细胞，你还能举出其他实例来说明吗?
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，呼吸离不开肺部细胞，物质运输离不开血细胞等等。
从简单的单细胞生物到复杂的多细胞生物，一切生命活动都离不开细胞。
单细胞生物一个细胞就能完成摄食、运动、繁殖等一系列的生命活动；而对于多细胞生物来说，则必须由多种细胞按一定的层次规律而有序地组合起来，才能有效的完成生命活动。这样就产生了系统的概念。
二、生命系统的结构层次
生命系统有清晰的层次结构
细胞 细胞是生物体结构和功能的基本单位
由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起
组织
心肌组织
不同的组织按照一定的次序结合在一起
器官
心脏
能够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
心肌细胞
系统
由各种器官或系统协调配合共同完成复杂的生命活动
个体
（单细胞生物由一个细胞构成生物体）
同种
循环系统
龟
种群
该区域内同种龟的所有个体
群落
该区域内龟和其他所有生物的种群
生态系统
龟生活的水生生态系统
生命系统的结构层次
3.生态系统：生物群落和它的无机环境相互作用而形成的统一整体。
4.生物圈：由地球上所有的生物和这些生物生活的无机环境共同组成。是最大的生态系统。
1.种群：在特定的时间，在一定的区域内，同种生物的所有个体组成一个群体。
2.群落：在特定的时间，在一定的区域内，所有的种群组成一个群落。
概念解释
1.如果把图1-1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?
探究
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。
细胞层次。
其他层次都是建立在细胞这一层次的基础之上的，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具有相对的独立性，能独立完成一系列的生命活动，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。
一个分子或一个原子是一个系统。不是生命系统。因为生命系统能完成一系列的生命活动，单靠一个分子或一个原子不可能完成。
细胞由生物大分子组成，如DNA 和蛋白质，但这些大分子不能单独完成生命活动，细胞是最基本的生命系统。
课堂小结
（1）由细胞→个体体现了高等多细胞生物个体发育历程，同时也体现了生命的进化历程，即由单细胞生物进化到多细胞生物。
（2）个体→种群→群落体现了生物与生物之间的关系。
（3）群落→生态系统→生物圈体现了生物与其生活环境的关系。
（4）生命系统层层相依，又各自有特定的组成、结构和功能。
（5）单细胞生物既属于生命系统层次中的细胞层次，又属于个体层次。
（6）植物的生命系统层次中没有系统这一层次。
（7）病毒因没有细胞结构所以不包括在生命系统的结构层次中。
（2008 广东）禽流感病毒和HIV的生存和复制繁殖的场所必须是（    ） 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
D
高考链接
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、含有机质的环境以及细胞间质内都不能生存和繁殖。
（2007 四川）下列有关叙述错误的是（   ） A. 一切生物的生命活动都是在细胞内或在细胞参与下完成的 B. SARS病毒没有细胞结构也能独立完成生命活动 C. 除病毒外，一切生物体都是由细胞构成的，细胞是构成有机体的基本单位 D. 单细胞生物依靠一个细胞就能完成各种生命活动
B
解析：生命活动离不开细胞。一切生命活动都是在细胞内或在细胞的参与下完成的。病毒没有细胞结构，所以病毒不能独立完成生命活动，必须寄生在活细胞内。依赖细胞内的物质和能量完成其生命活动，离开了活细胞病毒会无法生存而死亡。单细胞生物的生命活动依靠细胞完成，多细胞的各种生命活动是靠各种细胞的协调与配合完成的，如肌肉收缩离不开肌肉细胞；反射必须在神经细胞、肌肉细胞等的配合下才能完成。
1.生物体结构和功能的基本单位是（ ） A. 细胞    B. 组织    C. 器官    D. 系统
2. 从生物圈到细胞，地球上最基本的生命系统是（ ）  A. 细胞    B. 种群 C. 生态系统    D. 生物圈
A
A
课堂练习
3.下列对生命系统结构层次的研究，正确的顺序是（ ）
A. 细胞→组织→器官→系统→生物体→种群→群落→生物圈→生态系统 B. 细胞→组织→器官→系统→生物体→种群→群落→生态系统→生物圈 C. 细胞→组织→器官→系统→种群→生物体→群落→生态系统→生物圈 D. 细胞→组织→器官→生物体→系统→种群→群落→生态系统→生物圈
B
4.高等动物接受刺激并发生反应的神经传导途径是（ ）
A. 神经系统    B. 感受器→神经中枢C. 神经中枢→效应器    D. 反射弧 5.在子女与父母之间充当遗传物质“桥梁”作用的细胞是（ ）
A. 生殖细胞    B. 神经细胞 C. 血细胞    D. 受精卵
6.生命系统的结构层次中，最大的是生物圈，最小的是细胞，中间从大到小依次是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿、个体、＿＿＿、＿＿＿、组织。
B
A
生态系统
生物群落
种群
系统
器官
基础题
1.（1）活细胞：A、D、G、I；
  （2）死细胞：B、E；
  （3）细胞的产物：C、F、H。
2.（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。
习题答案
拓展题
1. 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，但不意味着人工制造了生命。
2. 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。