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單細胞生物具有的生命特征范文1
第一單元生物和生物圈
一、生物的特征
1、生物的生活需要營養
2、生物能進行呼吸
3、生物能排出體內產生的廢物
4、生物能對外界刺激做出反應
5、生物能生長和繁殖
6、生物都有遺傳和變異的特性
6、生物都是由細胞構成的(病毒除外)
觀察是科學探究的一種基本方法,可以直接用肉眼,也可以借助放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等儀器,或利用照相機、攝像機、錄音機等工具,有時還需要測量。科學觀察要有明確的目的,觀察要全面、細致和實事求是。
二、調查的步驟
①明確調查目的;②確定調查對象;③制定合理的調查方案;④調查記錄;⑤對調查結果進行整理和分析;⑥撰寫調查報告。
三、生物的分類
按照形態結構特點分動物、植物、其他生物
按照生活環境分陸生生物、水生生物
按照用途分作物、家禽、家畜、寵物
四、了解生物圈
地球上所有的生物與其環境的總和就叫生物圈。
一、生物與環境的關系
1、生物的生活環境不僅是指生物的生存空間,還包括存在于它周圍的各種影響因素。
環境中影響生物的生活和分布的因素叫做生態因素。生態因素可分為兩類:
(1)非生物因素:光、水分、溫度等。
(2)生物因素:影響某種生物生活的其他生物。
最常見的是捕食關系,還有競爭關系、合作關系、寄生關系
2、探究的過程:1、提出問題2、作出假設3、制定計劃4、實施計劃5、得出結論6、表達和交流
對照實驗:在研究一種條件對研究對象的影響時,所進行的除了這種條件不同以外,其他條件都相同的實驗,叫做“對照實驗”。
3、環境對生物的影響
4、生物對環境的適應和影響
生物對環境的適應的例子(P.17)
生物對環境的影響:植物的蒸騰作用調節空氣濕度、植物的枯葉枯枝腐爛后可調節土壤肥力、動物糞便改良土壤、蚯蚓松土
生物在適應環境的同時,也影響和改變著環境。
二、生物與環境組成生態系統
1、生態系統的概念:在一定的空間范圍內,生物與環境所形成的統一整體叫生態系統。一片森林,一塊農田,一片草原,一個湖泊,等都可以看作一個生態系統。
2、生態系統的組成:
生物部分生產者、消費者、分解者
非生物部分陽光、水、空氣、溫度
3、植物是生態系統中的生產者,動物是生態系統中的消費者,細菌和真菌是生態系統中的分解者。生態系統中在一般情況下數量的應該是生產者。
4、食物鏈和食物網:
在生態系統中,不同生物之間由于吃與被吃的關系而形成的鏈狀結構叫做食物鏈。
在一個生態系統中,往往有很多條食物鏈,它們彼此交錯連接,形成食物網
①生態系統中的物質和能量是沿著食物鏈和食物網流動的;
②食物鏈的起始環節是生產者,終點為消費者,且是不被其他動物捕食的動物;
③營養級越高,生物數量越少;
④有毒物質沿食物鏈積累,營養級別越高的生物,體內有毒物質積累的越多。
5、生態系統具有一定的自動調節能力
在一般情況下,生態系統中生物的數量和所占比例是相對穩定的。這說明生態系統具有一定的自動調節的能力。但這種自動調節能力有一定限度,超過則會遭到破壞。
三、生物圈是的生態系統
1、生物圈的范圍:
大氣圈的底部:可飛翔的鳥類、昆蟲、細菌等
水圈的大部:距海平面150米內的水層
巖石圈的表面:是一切陸生生物的“立足點”
2、生物圈為生物的生存提供了基本條件:
營養物質、陽光、空氣和水、適宜的溫度和一定的生存空間
3、生態系統的類型:森林生態系統、草原生態系統、濕地生態系統、淡水生態系統、農田生態系統、海洋生態系統、城市生態系統等。
4、生物圈是一個統一的整體(P.30)
生物圈是一個統一的整體,是地球上的生態系統,是所有生物共同的家園。
第二單元生物體的結構層次
第一章細胞是生命活動的基本單位
一、練習使用顯微鏡
1、顯微鏡的構造
鏡座:穩定鏡身;
鏡柱:支持鏡柱以上的部分;
鏡臂:握鏡的部位;
載物臺:放置玻片標本的地方。中央有通光孔,兩旁各有一個壓片夾,用于固定所觀察的物體。
遮光器:上面有大小不等的圓孔,叫光圈,每個光圈都可以對準通光孔,用來調節光線的強弱。
反光鏡:可以轉動,使光線經過通光孔反射上來。其兩面是不同的:光強時使用平面鏡,光弱時使用凹面鏡。
鏡筒:上端裝目鏡,下端有轉換器,在轉換器上裝有物鏡,后方有準焦螺旋。
準焦螺旋:①粗準焦螺旋:轉動時鏡筒升降的幅度大;
②細準焦螺旋:轉動時鏡筒升降的幅度很小。
轉動方向和升降方向的關系:順時針轉動準焦螺旋,鏡筒下降;反之則上升
2、、顯微鏡的使用
方法步驟:(1)取鏡和安放(2)對光(3)觀察(4)練習(5)收鏡裝箱
1、從目鏡內看到的物像是倒像,觀察的物像與實際圖像相反。注意玻片的移動方向和視野中物象的移動方向相反。放大倍數越大,觀察到的物像就越大,但觀察的視野范圍就越小。
2、放大倍數=物鏡倍數×目鏡倍數
3、在顯微鏡下觀察的生物標本,應該薄而透明,光線能透過,才能觀察清楚。因此必須制成玻片標本
4、英國物理學家羅伯特.虎克觀察軟木薄片,發現了細胞。
二、植物細胞
1、常用的玻片標本:切片、涂片、裝片的區別(P.42)
2、植物細胞的基本結構的作用(P.45)
①細胞壁:支持、保護
②細胞膜:控制物質的進出,保護
③細胞質:液態的,可以流動的。
④細胞核:貯存和傳遞遺傳信息
⑤葉綠體:進行光合作用的場所
⑥液泡:在細胞質中,含有細胞液,溶解著多種物質
3、植物洋蔥表皮細胞臨時裝片的制作過程
擦滴(清水)撕展蓋染吸
4、液泡內的細胞液中溶解著多種物質。細胞質里葉綠體和線粒體。
三、動物細胞
1、動物細胞的結構(P.47—P.48)
細胞膜:控制物質的進出
細胞核:貯存和傳遞遺傳信息
細胞質:液態,可以流動
制作觀察人的口腔上皮細胞臨時裝片(擦滴(生理鹽水0.9%)刮涂蓋染吸)
3、植物細胞與動物細胞的相同點:都有細胞膜、細胞質、細胞核
植物細胞與動物細胞的不同點:植物細胞有細胞壁、葉綠體和液泡,動物細胞沒有。
德國生物學家施萊登和施旺共同創建了“細胞學說”,恩格斯將細胞學說、能量轉化與守恒定律、
達爾文的進化論并列為19世紀自然科學的三大發現。
四、細胞的生活
細胞是構成生物體的結構和功能的基本單位。
1、細胞中的物質分為兩大類:
有機物(一般含碳,可燃燒):如糖類、脂類、蛋白質、核酸,這些都是大分子
無機物(一般不含碳,不燃燒):如水、無機物、氧等,這些都是分子比較小
2、細胞膜控制物質的進出,對物質有選擇性,需要的物質進入細胞,細胞生活中產生的一些不需要或
有害的物質通過細胞膜排出。
3、植物葉片細胞含有葉綠體,葉綠體中的色素能夠吸收光能。葉綠體可將光能轉變成化學能,并將化學能儲存在它所制造的糖類等有機物中。線粒體可以使細胞中的一些有機物,通過復雜的變化,將其中儲存的化學能釋放出來,供細胞利用。
4、細胞內的能量轉換器:線粒體和葉綠體
葉綠體:進行光合作用,把二氧化碳和水合成有機物,并產生氧。
線粒體:進行呼吸作用,是細胞內的“動力工廠”、“發動機”。
二者聯系:都是細胞中的能量轉換器
二者區別:葉綠體將光能轉變成化學能儲存在有機物中;線粒體分解有機物,將有機物中儲存的化學能釋放出來供細胞利用。
5、動植物細胞都有線粒體。
6、細胞核是控制中心遺傳信息庫,遺傳信息存在于細胞核中
1、多莉羊的例子(P.53)說明,細胞核控制著生物的發育和遺傳
2、細胞核中的遺傳信息的載體——DNA(脫氧核糖核酸),DNA上有指導生物發育的全部信息。
3、細胞的生活是物質、能量和信息變化的統一
第二章細胞怎樣構成生物體
一、細胞通過分裂產生新細胞
1、生物的由小長大是由于:細胞的生長、分裂和分化分不開
2、細胞分裂的過程:(P.57)就是一個細胞分成兩個細胞
①細胞核先由一個分成兩個②細胞質分成兩份③植物細胞:在原細胞中央形成新的細胞膜和細胞壁,分裂為兩個細胞
動物細胞:細胞膜從細胞中部向內凹陷,溢裂為兩個新細胞④
3、細胞中那些被堿性染料染成深色的物質稱作染色體。染色體是由DNA和蛋白質組成的,DNA是遺傳物質,因此可以說染色體就是遺傳物質的載體。在細胞分裂過程中,染色體變化最為明顯,在細胞分裂的不同時期其形態不同。在細胞分裂時,染色體會進行復制。分裂后的兩個新細胞染色體形態和數目相同。新細胞與原細胞的染色體形態和數目也相同。染色體數量要保持恒定,否則會有嚴重的遺傳病。
二、動物體結構層次
動物和人體的發育都是從一個細胞受精卵開始的,通過細胞分裂產生新細胞。
在個體發育過程中,一個或一種細胞通過分裂產生的后代,在形態、結構和生理功能上發生差異性的變化,這個過程叫做細胞分化。
由形態相似、結構、功能相同的細胞聯合在一起形成的細胞群叫做組織。
多細胞生物體都是通過細胞分裂增加細胞數目,經過細胞生長和分化形成了生物體內多種多樣的細胞,這些細胞進一步形成組織。
動物和人的四種基本組織:上皮組織、肌肉組織、結締組織、神經組織。(作用和分布P.60)
由不同的組織按照一定的次序結合在一起構成的行使一定功能的結構,形成器管
能夠共同完成一種或幾種生理功能的多個器官按照一定的次序組合在一起構成系統。
系統:運動系統、消化系統、呼吸系統、循環系統、泌尿系統,神經系統、內分泌系統、
生殖系統。
9、動物和人的基本結構層次(小到大):細胞—組織—器官—系統—動物體和人體
三、植物體結構層次
1、植物體發育從受精卵開始,經過細胞分裂、分化,形成組織、器官,進而形成植物體。
2、綠色開花植物的六大器官:根、莖、葉、花、果實、種子(P.63)
營養器官:根、莖、葉;生殖器官:花、果實、種子
3、植物的組織:分生組織、保護組織、營養組織、輸導組織、機械組織等
4、對植物體的結構層次,從宏觀到微觀可以這樣描述:植物體是由六大器官組成的;每一種器官都由幾種不同的組織構成;每一種組織都由形態相似、結構和功能相同的細胞聯合在一起形成。
5、植物結構層次(從微觀到宏觀):細胞—組織—器官—植物體。
四、單細胞生物
1、單細胞生物:身體只有一個細胞,大多數單細胞生物生活在水域
或濕潤的環境中。
1、單細胞生物:草履蟲、酵母菌、衣藻、變形蟲、大腸桿菌、眼蟲P.66頁
2、草履蟲的結構(P.70圖Ⅱ-24)
3、單細胞生物與人類的關系:有益也有害
益處:①魚類的天然餌料;②凈化污水(如瘧原蟲、痢疾內變形蟲等)
害處:①引發疾??;②形成赤潮
第三單元生物圈中的綠色植物
第一章生物圈中有哪些綠色植物
一、藻類、苔蘚、蕨類植物
1、藻類植物的主要特征:結構簡單,有單細胞,也有多細胞,有的生活在淡水中,有的生活在海水中。沒有根、莖、葉等器官的分化;細胞里有葉綠體,能進行光合作用。
2、藻類植物通過光合作用制造的有機物可以作為魚的餌料,放出的氧氣除供魚類呼吸外,還是大氣中氧氣的重要來源。海帶、紫菜、海白菜等可食用,從藻類植物中提取的碘、褐藻膠、瓊脂等可供工業、醫藥上使用
2、苔蘚植物大多生活在陸地上的潮濕環境中。
苔蘚植物一般都很矮小,通常具有類似莖和葉的分化,但是莖中沒有導管,葉中也沒有葉脈,根非常簡單,稱為假根。根不能吸收水分,也不能不能運輸水分和無機鹽,所以苔蘚植物的生命活動不能離開水。
苔蘚植物密集生長,植株之間的縫隙能夠涵蓄水分,所以,成片的苔蘚植物對林地、山野的水土保持具有一定的作用。
苔蘚植物的葉只有一層細胞,二氧化硫等有毒氣體可以從背腹兩面侵入細胞,從而威脅它的生存。人們利用這個特點,把苔蘚植物當作監測空氣污染程度的指示植物。
3、蕨類植物有根、莖、葉等器官的分化,而且還具有專門運輸物質的通道——輸導組織。蕨類植物不結種子,它的葉片背面有孢子囊群,可產生孢子,孢子是一種生殖細胞,在溫暖潮濕的地方萌發和生長。
蕨類植物的經濟意義在于:①有些可食用;②有些可供藥用;③有些可供觀賞;④有些可作為優良的綠肥和飼料;⑤古代的蕨類植物的遺體經過漫長的年代,變成了煤。
二、種子植物
1、種子的結構
菜豆種子:種皮、胚{胚芽、胚軸、胚根、子葉(2片)}
玉米種子:果皮和種皮、胚、子葉(1片)、胚乳
種皮可以保護里面幼嫩的胚。胚是新植物體的幼體,
由胚芽、胚軸、胚根和子葉組成。有的種子還有胚乳。
子葉和胚乳里有營養物質,供給胚發育成幼苗。
種子植物比苔蘚、蕨類更適應陸地的生活,其中一個重要的原因是能產生種子。
種子植物包括兩大類群:裸子植物和被子植物。
種子是裸露著的稱為裸子植物;
種子外面有果皮包被著的植物稱為被子植物(綠色開花植物)。
記住常見的裸子植物和被子植物(P.84頁)
第二章被子植物的一生
被子植物的一生,要經歷種子的萌發,植株的生長、發育、繁殖、
衰老和死亡的過程。
一、種子的萌發
1、種子的萌發環境條件:適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣
自身條件:具有完整的有生命力的胚,已度過休眠期。
3、種子萌發的過程
吸收水分—營養物質轉運—胚根發育成根,胚軸伸長,胚芽發育成芽,芽進一步發育成莖和葉。
(注意:首先突破種皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚軸發育來的)
3、測定種子的發芽率(會計算)和抽樣檢測(P.93.94頁)
抽樣檢測:是指從檢測對象中抽取少量個體作為樣本進行檢測。
二、植株的生長
1、從根的頂端到生有根毛的一小段,叫做根尖。根尖是幼根生長最快的部位。
2、根尖的結構(從上到下):根冠、分生區、伸長區、成熟區。
4、幼根的生長
根生長最快的部位是:根尖的伸長區。成熟區的表皮上有根毛,根毛是吸收水分和無機鹽的主要部位
幼根的生長一方面靠分生區細胞的分裂增加細胞的數量,一方面要靠伸長區細胞體積的增大。
5、枝條是由芽發育成的。幼葉發育成葉,芽軸發育成莖,芽原基發育成芽。植株的芽按照著生位置可分為頂芽和側芽。芽中有分生組織,芽在發育時,分生組織的細胞分裂和分化,形成新的枝條。枝條是由幼嫩的莖、葉、芽組成的。
年輪反映了莖加粗生長的過程,加粗生長是莖的形成層細胞不斷分裂和分化的結果。
6、根向下生長,從土壤中吸收水和無機鹽,莖向上生長,并長出綠葉,通過光合作用制造有機物。
肥料的作用主要是給植物的生長提供無機鹽。植株生長需要的營養物質:水、無機鹽、有機物
植物生長需要做多的無機鹽是:氮、磷、鉀(缺乏癥P.99頁)。
缺硼的無機鹽,油菜只開花不結果。
7、植物在不同時期需水量不同,同一植物的不同生長發育時期需水量也有很大差異
三、開花和結果
1、花的結構:(P.104頁)
2、一朵花由花托、萼片、花瓣、雌蕊和雄蕊等組成
3、花的主要結構是雄蕊和雌蕊,雄蕊花藥
里面有花粉,雌蕊下部的子房里有胚珠。
4、傳粉和受精(P.104105頁)
傳粉:發育、花粉從花藥中散放而落到雌蕊柱頭
上的過程,叫做傳粉
植物傳粉的類型:自花傳粉和異花傳粉
胚珠里面的卵細胞與來自花粉管中的結合,形成受精卵的過程,稱為受精。
5、一朵花的花粉,從花藥散放出后,落到同一朵花的柱頭上的傳粉現象,叫做自花傳粉。如小麥水稻
花粉依靠外力落到另一朵花的柱頭上的傳粉方式,叫做異花傳粉。傳粉的媒介主要是風和昆蟲。
6、果實和種子的形成:子房發育成果實子房壁發育成果皮胚珠發育成種子受精卵發育成胚
7、人工輔助授粉當傳粉不足的時候可以人工輔助受粉。
第三章綠色植物與生物圈的水循環
一、植物對水分的吸收和運輸
1、根吸水的部位主要是根尖的成熟區,成熟區有大量的根毛。(意義:成熟區大量的根毛,使得根尖具有巨大的吸收面積,因而具有較強的吸水能力)
2、在根、莖、葉脈中有導管,它屬于輸導組織。所有的導管相互連接在一起,形成了水分運輸的管網,根吸收的水和溶解在水中的無機鹽通過這個管網被送到植物體的各個部分。
3、水分從活的植物體表面以水蒸氣狀態散失到大氣中的
過程,叫做蒸騰作用。植物體內的水分是通過蒸騰作用
散失的。蒸騰作用主要是通過葉片進行的。
4、葉片的結構:表皮(上表皮和下表皮)、葉肉、葉脈組成。
表皮是由一層細胞組成的,在表皮上分布有氣孔。氣孔是植物
蒸騰作用的“門戶”,也是氣體交換的“窗口”,它是由一對半月形
細胞——保衛細胞圍成的空腔。保衛細胞吸水膨脹,氣孔張開;
保衛細胞失水收縮,氣孔關閉。白天氣孔張開,晚上氣孔閉合。
5、蒸騰作用的意義:
①可降低植物的溫度,使植物不至于被灼傷;
②拉動水分和無機鹽在體內運輸,保證各器官對水和無機鹽的需要;
③提高大氣濕度,增加降水,促進生物圈水循環。
第四章綠色植物是生物圈中有機物的制造者
1、天竺葵的實驗
暗處理:把天竺葵放到黑暗處一夜
(目的:讓天竺葵在黑暗中把葉片中的淀粉全部轉運和消耗。)
對照實驗:將一片葉子的一半的上下面用黑紙片遮蓋
(目的:做對照實驗,看看照光的部位和不照光的部位是不是都產生淀粉。)
脫色:幾個小時后把葉片放進水中隔水加熱
(目的:脫色,溶解葉片中葉綠素便于觀察。)
染色:用碘液染色。
結論:淀粉遇碘變藍,可見光部分進行光合作用,制造有機物。
2、凡是植物的綠色部分,只要細胞中含有葉綠體,就都能制造有機物。葉片是綠色植物制造有機物的主要器官
3、光合作用概念:綠色植物通過葉綠素捕獲太陽光,利用光提供的能量,在葉綠體中合成淀粉等有機物,并且把光能轉變成化學能,儲存在有機物中,這個過程叫光合作用。
4、葉綠體既是生產有機物的“車間”,也是將光能轉變為化學能的“能量轉換器”。
5、植物運輸物質的途徑:導管:從下往上輸送水分和無機鹽
篩管:從上往下輸送葉片光合作用產生的有機物到植物體各處的細胞,為細胞生命活動提供能量。
6、細胞壁的主要成分是纖維素;細胞膜的主要成分是蛋白質和脂質;細胞核中的DNA也是有機物。
7、光合作用意義:綠色植物通過光合作用制造的有機物,不僅滿足自生生長、發育、繁殖的需要,而且為生物圈中其他生物提供了基本的食物來源。
第五章綠色植物與生物圈中的碳-氧平衡
一、光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣
1、綠色植物通過光合作用制造有機物時,從外界吸收二氧化碳并釋放出氧氣。
2、了解英國科學家普利斯特利得經典實驗(P.122頁)
4、光合作用實質:綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存能量的有機物(如淀粉),并且釋放出氧氣的過程。(光合作用示意圖是重點P.124頁)
5、光合作用與生產生活關系:
①要保證農作物有效地進行光合作用的各種條件,尤其是光。
②合理密植,使作物的葉片充分地接受光照。
二、綠色植物的呼吸作用
1、有機物在徹底分解時不僅產生二氧化碳,還產生水。二氧化碳具有使澄清的石灰水變渾濁的特性來檢驗種子萌發時是否放出了二氧化碳。
2、、呼吸作用的概念:細胞利用氧,將有機物分解成二氧化碳和水,并且將儲存在有機物中的能量釋放出來,供給生命活動的需要,這個過程叫呼吸作用。
(原料)(場所)(產物)
3、呼吸作用是生物的共同特征,呼吸作用主要是在線粒體內進行,其實質就是有機物分解,釋放能量。
4、呼吸作用意義:呼吸作用釋放出來的能量,一部分是植物進行各項生命活動(如:細胞分裂、吸收無機鹽、運輸有機物等)不可缺少的動力,一部分轉變成熱量散發出去。
5、綠色植物通過光合作用,能不斷消耗大氣中的二氧化碳,有將產生的氧氣排放到大氣中,對維持生物圈中二氧化碳和氧氣的相對平衡(簡稱碳-氧平衡)起到了重要作用。
2、呼吸作用與生產生活的關系:
①適時松土、及時排澇都是為了使空氣流通,以利于植物根部進行呼吸作用;
②植物的呼吸作用要分解有機物,因此在儲存植物的種子或其他器官時,要設法降低呼吸作用的強度,保持干燥和低溫、減少含水量、降低氧氣濃度、增大二氧化碳濃度等都可抑制呼吸作用。
4、光合作用和呼吸作用的區別和聯系
光合作用呼吸作用
部位葉綠體線粒體
條件光有光、無光均可
原料二氧化碳、水有機物、氧氣
產物有機物、氧氣二氧化碳、水
能量變化儲存能量釋放能量
第六章愛護植被,綠化祖國
一個地區內生長的所有植物叫做這個地區的植被。
1、我國主要的植被類型:草原、荒漠、熱帶雨林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林
2、我國植被面臨的主要問題:
①植被覆蓋率低;②對森林資源利用不夠合理,伐優留劣,亂砍濫伐;③過度放牧使草場退化、沙化。
3、我國森林覆蓋率:人均森林面積0.145公頃
單細胞生物具有的生命特征范文2
神奇的新大陸
15世紀,歐洲的大航海拉開了地理大發現的序幕,航海家和隨船的博物學家們到達了一個又一個地方,在那里,他們發現了與歐亞非大陸相當不同的世界。
在北美,人們見到了高達近百米、體態宏偉的巨杉,它是世界上最大的生物,比藍鯨還要巨大;在南美,他們見到了體態和行為都很怪異的大食蟻獸、犰狳;在澳洲,他們見到了大量的有袋類動物以及會下蛋的哺乳動物,比如鴨嘴獸――當嚴肅的科學家第一次看到寄來的鴨嘴獸繪圖時,他們以為這是哪位哥們在搞笑……這些新大陸上生活著大量與舊大陸完全不同的生物。
事實上,這是海洋的地理隔離造成的效果――自古生代開始,地球上的聯合古陸開始解體,飄向不同的方位,每一塊大陸都成了一個生態孤島,各自獨立演化了至少數千萬年,形成了各自獨特的生態系統,也呈現了一個個生物演化史的縮影。由于現在的歐亞非大陸面積最大,生物之間的交互、競爭最激烈,經過了更多的洗禮,舊大陸的生物往往對新大陸的生物具有優勢,那些跟隨著船員們偷渡到新大陸的生物迅速站穩了腳跟,成為了無往不利的入侵物種。這種危害在海島中更加明顯,后者是一個個獨立演化的更小的小世界。如達爾文在加拉帕戈斯群島發現了十多種地雀,這些地雀在群島不同的島嶼上演化出了各自獨立的行為和特征,這一演化系統后來成為了進化論重要的基石。海島上演化出的生物受到島嶼面積的限制,數量較少,而且往往為了適應島嶼環境而自我,比如一些昆蟲和鳥類放棄飛行能力。它們往往具有一兩項獨特的本領,但在其他方面就相當孱弱,即使隨船來幾只貓,都有可能讓它們瀕臨滅絕。
當把世界放大
17世紀,列文虎克(Antoni Van Leeuwenhoek)造出了成像清晰的顯微鏡,他觀察了水,并在里面發現了很多小動物,他興奮地寫道:“我發現了自然界最驚奇的一面”。一個豐富的微觀世界從此被展示在了世人眼前。
在這個世界上,生存著大量的單細胞生物――細菌、真菌、色藻、藍藻、原生動物等等。它們中的一些看起來非常死板,只是會長大,然后分裂;有些則相當活躍,就像小蟲一樣,知道捕食也會逃避,它們幾乎一刻不停,很快就能游出顯微鏡的視野。微生物無處不在,分布幾乎超出我們的想象,形成了一個個我們過去不曾了解的微觀生態系統。
它們就在我們的身體里,我們身體里只有10%的細胞屬于我們自己,另外的90%則屬于微生物,多達上萬種。我們身體的很多疾病都是由于體內的菌群失衡,或者外界的微生物入侵造成的。但因為作為微生物主體的細菌細胞的體積要比人體細胞小得多、輕得多,它們龐大的數量也只占到了你體重的 1%~3%,得益于此,我們才能有個“人模人樣兒”……
微生物學的出現,使得我們在醫藥衛生方面取得了里程碑式的突破,加深了我們對世界的理解,也顛覆著我們對世界的認知――以往我們認為動物和植物之間是有著嚴格界限的,但是在這里我們往往找不到這種界限。比如眼蟲,這類形狀有點像瞇瞇眼的單細胞生物,它具有鞭毛,能夠游動,也具有可以感光的眼點,可以從環境中攝取有機物,似乎是個動物;但是,它又具有葉綠體,能夠進行光合作用,還在合成淀粉,這又是十足的植物特征……
后來,我們又發現了古菌,它們與細菌在外觀上看起來有幾分相似,但是成分又有所不同,繁殖速度較慢。古菌在與細菌的生存競爭中落了下風,現在主要生存在一些別的微生物很少占領的地方,比如高溫、缺氧等極端環境,被認為是最古老的細胞類型之一。
在黑暗中游蕩
白天,地球的表面沐浴在陽光下,植物利用光合作用合成有機物,支撐起了地表的生態系統,我們生活在這個環境里,并且熟悉這個環境。然而,還有那些不曾有過陽光的黑暗之地,在那里,我們發現了與眾不同的生態體系。
首先是被探險家發現的巖洞深處的生物,包括熔巖流過后形成的深邃管道,也包括水流溶解巖石形成的溶洞。在這里,視力和體色成為了擺設,因為沒有光,很多動物都拋棄了這些特征,同樣因為沒有光,這里沒有植物。溶洞的營養來自水流的攜帶,而熔巖洞則來自上層植物穿透進來的根系。貧乏的有機質使得這里動物的數量稀少,它們不僅生長緩慢,而且都練就了忍饑挨餓的超級本事,比如洞螈 (Proteus anguinus)能一口氣餓上10年……它們有的會具有與我們完全不同的生物節律――比如安氏坑魚(Phreatichthys andruzzii)47小時當一天過,反正也沒有陽光,日子就隨便算啦。而一些在別處滅絕的生物,也能在這樣的環境下茍延殘喘下來,比如奧氏洞迷蝦(Speleonectes ondinae)是數億年前動物的孑遺。
深海,則是另一處沒有陽光的地方,在那里也沒有植物,強大的壓力可以把多數潛水設備壓癟,世界上只有少數深潛器能夠到達,這是最近幾十年我們才開始詳細了解的世界。在這里,所有的營養都來自大洋表層的掉落物。為了接住來之不易的食物,很多動物都長了一張大嘴巴和大胃口,比如深海安康魚(Melanocetus johnsonii)能一口吃下自己體型兩倍大的食物。而地廣魚稀的深海,找到異性也非常不容易,雄魚進化的體型極小,只有小指頭大小,一旦遇到雌魚,它將用牙齒終生吸附在雌魚身體上。雌雄魚的血管合二為一,雄魚的消化系統隨之退化,依靠雌魚的營養生存。這樣,深海安康魚可在任何合適的時間為卵受精,而不用擔心雌魚到了排卵期卻找不到后代的父親……
當然,落下去的最大塊的肉是鯨魚的尸體,沒有動物能一口吃得下,這些重達8~160噸的巨大尸體最終會落到大洋底部,形成鯨落(Whale-fall)。之后,吃肉的魚來了,刮骨的貝類來了,即使是骨架也會被覆蓋上白白的菌席,硫氧化細菌或古菌會成為這個生態系統新的生產者――它們將骨架上散逸出來的硫化物氧化,獲得化學能,將無機物合成有機物,產生新的營養。長相怪異的管蟲會和這些微生物共生,幫助它們獲取硫化物和氧,并分享它們合成的有機物。整個生態系統可以維持數十到上百年。在海底,鯨落可能像島嶼般星羅棋布,構成了一個獨特的生物傳播和轉移網絡。這些生物傳播網絡可能和海底火山口、滲液口周圍聚集的那些生物聯網,因為在那里,同樣有硫氧化細菌和管蟲。如果真是如此,在全球范圍的那些底部,就形成了一個和地表完全不同的生態系統,那里的生物利用化學物質的氧化獲取能量和營養,是一個深部生物圈。而它的范圍,也許更大,能夠延伸到巖層之中。
宇宙會有驚喜?
今天,我們的眼睛已經不只盯著地球,我們探索宇宙的序幕已經拉開。那在宇宙中,我們會不會找到其他的生命?
至少,相當多的科學家相信,地球不是宇宙中的唯一。截至2013年,加州大學伯克利分校的科學家對15萬顆恒星的衛星進行了分析,他們認為22%的恒星都存在一顆體積與地球相似的行星,且這顆行星正處在可能有液態水的距離上。若是如此,光銀河系就應該有90億顆行星符合要求,地球應該有不少相似的朋友……那離我們最近的恒星系,比鄰星會不會有個地球?答案果然是肯定的。就在前不久,在那找到了宜居星球的蹤跡,科學家管它叫比鄰星b(Proxima b),質量是地球的1.3倍,可能有水存在,也許會有生命吧?
也許,生命比我們想象得還要頑強,即使沒有光,它們完全可以像地球深部生物圈的生命一樣利用化學物質反應所產生的能量生存。這種可能性很大。
單細胞生物具有的生命特征范文3
一天,他穿過一片濃密的灌木叢,在空曠的草地上看見一只奇怪的白色“小蛋”。起初,他以為那是鳥蛋或蜥蜴產的卵,用手一摸,發現它軟綿綿的,還有點彈性??唆斊崭械胶芷婀?,正想拿起來看個究竟,突然發現這個“蛋”不斷膨脹,而且“蛋殼”上很快出現了細微的裂縫,接著又綻裂成兩半,從里面跳出一個橙黃色的小傘。細看之下,克魯普發現它竟然是一只蘑菇。
這只蘑菇的生長速度著實驚人,僅僅兩個小時,就長了50厘米。被深深震驚了的克魯普完全忘記了時間。黃昏時分,快速生長的蘑菇又發生了令人吃驚的變化:它那黃澄澄的傘蓋下,突然抖落出一道雪白透明的網格“薄紗”,一直拖到地面,好像歐洲貴婦穿的長裙。緊接著,這只美麗而又奇異的蘑菇散發出難聞的惡臭。此時,森林中已是夜幕低垂,一道綠光從傘蓋下射出,映照著網格“薄紗”,光彩奪目。臭味和光亮吸引來無數小蟲,繞著它飛舞??唆斊栈貒笤儐栔参飳W家才知道,這種奇異的蘑菇屬于竹蓀類真菌植物,是一種營養價值很高、味道鮮美的食用菌。
關于真菌的故事還有很多,其實它離我們并不遙遠。
是植物,還是動物
我們每天都在和真菌打交道,如做面包或饅頭用的酵母菌、釀酒用的“酒曲”、用來提取青霉素的青霉菌、剩菜剩飯的長毛霉變以及我們吃的木耳、香菇、平菇等各種蘑菇,它們都是真菌。那么,真菌是一類什么樣的生物呢?真菌究竟是植物還是動物呢?大家或許在一些比較舊的教材或科普讀物中看到,真菌屬于植物;但現在一些較新的教材或科普讀物則把它們與植物分開了,認為真菌不屬于植物。不少人對此感到十分困惑。
要了解這個問題,還必須從200多年前說起。一般認為,最早把真菌歸入到植物中的是瑞典博物學家林奈。他在1735年所著的一本重要著作《自然系統》中,把整個地球上的生物劃分成兩個界,即植物界和動物界。植物界的生物含有葉綠素,能夠進行光合作用,自己制造食物(光合自養),不能運動,細胞具有細胞壁。動物則不含葉綠素,自己不能制造食物,依靠攝食或捕獲現成的有機物或其他生物為食。動物絕大多數都能運動,細胞沒有細胞壁等。真菌和上述所講的植物和動物均有所不同,如沒有葉綠素,不能進行光合作用,但它們都具有細胞壁,而且絕大多數不能運動。相對而言,真菌和植物更接近一些,所以林奈把真菌列入植物界。同時,由于真菌不產生種子,僅以孢子進行繁殖,因此,過去人們也把真菌和另外一些不產生種子、以孢子進行繁殖的藻類、苔蘚及蕨類植物一起總稱為孢子植物。長期以來,人們都是根據林奈的兩界系統把真菌視為植物的,在植物學教材和自然教科書以及一些科普讀物中,也都是把真菌作為植物來界定的。
隨著科學技術的不斷發展,人們對于生物的認識也在不斷提高,對于真菌的認識,亦是如此。
從20世紀50年代開始,人們就對于把真菌列入植物界提出了很多質疑,并對真菌的地位提出了許多新的意見,其中最有代表性的學者是美國生物學家魏泰克,他在1959年和1969年先后提出將生物分成四界和五界的意見,其中包括把真菌從植物界中分離出來,單獨成立一個真菌界。他的最主要依據就是,真菌的營養方式與植物和動物完全不同,主要是腐生或寄生。以魏泰克為代表的意見得到了國內外廣大生物學家的贊同,肯定了把真菌從植物界中分出、單獨成立真菌界的科學性和合理性。因此,現在國內外一些較新的教材中,均把真菌從植物界分出,單獨按照真菌界進行論述。
真菌什么樣
真菌究竟是一類什么樣的生物?概括地說,真菌是一大群不含葉綠素,具有細胞壁,營養吸收方式為異養的真核生物。它們在形態結構、繁殖、營養方式上的主要特點如下:
首先,真菌的有機體絕大多數都是由菌絲構成的,也就是說,它們的細胞為非常纖細的絲狀結構,如大家在夏天最常見到的引起食物霉變的根霉菌,它們在食物上首先長出大量疏松的白色“綿毛”,這就是它的有機體。由于菌絲很細,只能在顯微鏡下才能看清。這些白色的“綿毛”不久之后就變黑了。這是因為,它們很快產生了大量的黑褐色孢子,白色疏松的菌絲體隨之老化崩解。再如我們吃的側耳、木耳和香菇等蘑菇,它們的有機體在營養生長旺盛時期也長出大量的白色疏松菌絲,但隨后它們的菌絲體發生分化,并形成傘狀、耳狀或其他不同形狀的子實體,在子實體上又產生大量的孢子進行繁殖。如果我們取其子實體任何部位的一點組織在顯微鏡下觀察,同樣可以看見,它們也是由很多菌絲組成的。真菌的菌絲都具有細胞壁,構成細胞壁的成分大多數為幾丁質,菌絲細胞中都有細胞核,即具有繁殖功能。
其次,真菌的繁殖方式多種多樣,繁殖能力很強,但它們都不產生種子,而是通過無性或有性生殖過程產生大量的孢子來繁衍后代。不同的真菌所產生的孢子在類型、大小、形狀和顏色等方面均有所不同。因為真菌的孢子都很小,也必須在顯微鏡下才能看清它們的模樣。此外,真菌的菌絲在適宜的條件下同樣可以進行分裂、生長和繁殖。
真菌在繁殖時所產生的孢 子數量令人吃驚,如1個紫芝每天可以產生2.5億個孢子,磷多孔菌大約產生36億個孢子,而扁平層孔菌可產生300億個孢子。直徑達0.5米的大馬勃所產生的孢子數量更為驚人。一位從南美洲考察回來的人曾在回憶錄中生動地描述了與馬勃遭遇的情景:“這一天,我在森林中獨自行走,前面有個被枯枝落葉遮沒的樹坑,沒留神,我一腳踩上,摔了個嘴啃泥。當我從坑中拔出腳來,正暗自慶幸沒有受傷時,右腳下卻發出了‘叭’的一聲,一個東西被踩破了。頓時,我的眼前黑煙彌漫,一片漆黑,鼻子受到了黑煙的強烈刺激,感到一陣陣酸溜溜的,大量的眼淚從眼眶中涌出,還連連打著噴嚏……過了好一陣子,身邊的黑煙終于散去。這時,我才看到腳下有一個類似南瓜的白色大菌,破裂處還有少量的黑煙裊裊散出。原來,這就是號稱‘植物催淚彈’的馬勃?!?/p>
馬勃散出的黑煙就是它數以億計的孢子。這些四散紛飛的孢子,飄落到地面上后,就能長出小馬勃。由于馬勃的“黑煙”對人具有很強的刺激性,南美洲的印第安人曾把它作為一種特殊的武器抵抗敵人。歐洲殖民者就吃過它不少苦頭,他們為了掠奪南美洲的橡膠資源,曾派大量軍隊侵入南美洲。當地的印第安人為了抵抗殖民者,經常把敵人引到馬勃叢生的密林中去,自己則隱藏起來,等敵人踏上馬勃,被“黑煙”熏得狼狽不堪時,再跳出來反擊。
最后,真菌獲取營養的方式為異養類型,即它們自身不能制造食物,而是依靠分解利用現成的有機物(腐生)或從活的動物、植物及人體來獲取營養(寄生),還有部分種類與其他生物共生。所謂腐生,就是靠分解死亡的動植物殘骸及各種有機物獲取營養的方式。這些真菌生活在土壤、枯枝落葉、草堆、水果及各種食物上,它們對于一些小分子的糖類或氨基酸可以直接吸收利用,而對于一些大分子的有機物,如纖維素、木質素、脂肪、淀粉、蛋白質等,真菌是靠分泌大量的胞外酶,把它們分解成小分子物質,使之成為溶液狀態,然后再以高的滲透壓將營養物質吸收到體內。寄生,則是指真菌寄生在活的動物、植物及人體上,直接吸收寄主的營養物質。此外,還有一些真菌與其他生物(植物、藻類及動物)共生,它們相互依靠,一方面為共生的生物提供好處,另一方面也從與其共生的生物那里獲取營養。
上述特征都表明,真菌和植物及動物的差異很大,它們既不是植物,又不是動物,而是一類獨立的生物類群。
真菌不是細菌
那么,真菌和細菌是不是同一類生物呢?客觀來說,真菌和細菌既有類似的地方,又有很大不同。
二者的共同之處主要表現在它們都有細胞壁,營養方式都是異養,即腐生或寄生。
但真菌和細菌的差異也是很大的,如細菌的細胞壁成分主要是肽聚糖,真菌則大多為幾丁質;真菌的營養方式全部為異養(腐生或寄生),大多數細菌和真菌一樣營腐生生活或寄生生活,腐生細菌依靠分解各種有機物來獲取營養,寄生細菌則直接從活的植物、動物或人體等各種寄主吸取營養。
細菌和真菌的不同之處還在于,有些細菌為自養類型,包括光合自養和化能自養兩類。光合自養類型的細菌含有細菌葉綠素,可以進行光合作用,自己制造營養物質,如光合細菌。但它們和植物的光合過程也不完全相同,細菌的光合作用不產生氧氣?;茏责B細菌是利用氧化無機物時所釋放出的能量來制造有機物,如硫細菌將硫化氫氧化成硫,再將硫氧化成硫酸而獲取能量。
真菌和細菌的最大區別在于,細菌的細胞中只具有核物質,沒有核膜和核仁,我們稱為原核。細胞中也沒有線粒體、高爾基體、內質網等細胞器。而真菌的細胞中具有真核,即有核膜和核仁。細胞中具有線粒體、高爾基體、內質網等細胞器。
此外,細菌和真菌的有機體在結構上也差異甚大,細菌的菌體形態有球形、桿狀和螺旋形等幾大類,而且都非常小,真菌除很少種類為單細胞類型外,絕大多數都是由菌絲構成的,有機體也比細菌大得多,高等真菌的有機體還有一定程度的組織分化,結構也比較復雜。所以,真菌和細菌不同,真菌中不包括細菌。此外,真菌也不包括放線菌,雖然放線菌的菌體為絲狀體;但它們和細菌一樣屬于原核生物。
真菌從何而來
關于真菌的起源還存在諸多謎團。首先,真菌究竟是在哪個地質歷史時期出現的,目前還很難確定;其次,對于真菌起源于哪類生物也沒有確切的答案。
研究推測,地球上生命起源的年代大約在距今37億年前到距今35億年前,原核生物(藍藻、細菌類)出現于距今35億到距今32億年前,真核生物是由原核生物演化而來的。據推測,真核生物大約是在距今15億年前到距今14億年前產生的。真菌是真核生物,因此,最原始的真菌在地球上出現的時間不可能早于這個時期。
單細胞生物具有的生命特征范文4
近3年涉及本專題的試題統計如下表:
考點年份 細胞分化細胞全能性細胞衰老和凋亡細胞癌變
2010廣東理綜(3)
2011大綱全國卷(1)、北京理綜卷(1)、安徽理綜卷(2)山東理綜卷(2)山東理綜卷(3)
江蘇卷(5)
2012上海卷(16)安徽理綜卷(3)、山東理綜卷(3)新課標全國卷(2)、江蘇卷(20)、四川理綜卷(26)
[考題特點]
高考試題對本部分內容的考查以選擇題的形式為主,能力要求以識記、理解為主。但隨著新成果的不斷出現及人們對健康的高度關注,可能會出現以衰老、凋亡機理和癌癥原因為命題素材的簡答題。
[考點解讀]
一、細胞分化
1.概念:在個體發育中,由一個或一種細胞增殖產生的后代,在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。
2.特點:(1)普遍性:生物界普遍存在的現象。(2)持久性:貫穿于生物體整個生命過程中,但在胚胎時期達到最大。(3)不可逆性:一般情況下,分化的細胞不會再演變為原始的細胞。(4)遺傳信息穩定性:分化過程中遺傳物質不改變,只是基因的選擇性表達。
3.意義:(1)增加了細胞種類,形成不同的組織、器官,是生物個體發育的基礎。(2)使多細胞生物體中的細胞趨向專門化,有利于提高各種生理功能的效率。
4.注意:細胞分化是多細胞生物才有的,R型細菌轉化為S型細菌不是細胞分化;細胞分化過程中必須有基因表達,植物細胞吸水導致形態改變不是分化。
二、細胞的全能性
1.概念:指已經分化的細胞,仍然具有發育成完整個體的潛能。
2.原因:生物體的每一個細胞中都包含該物種所特有的全套遺傳物質,都有發育成為完整個體所必需的全套基因。
3.結果:產生新的生物個體。
4.注意:植物根莖葉的組織培養說明體細胞具有全能性;花粉離體培養、蜜蜂的卵發育成為雄蜂說明生殖細胞具有全能性;克隆羊的成功說明細胞核具有全能性。
三、細胞衰老和凋亡
1.細胞衰老。
(1)個體衰老與細胞衰老的關系。
對于單細胞生物來說,細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡。對于多細胞生物來說,體內細胞總是在不斷更新,細胞衰老與個體衰老不完全同步。但從整體上看,個體衰老的過程也是組成個體的細胞普遍衰老的過程。
(2)細胞衰老的特征。
細胞衰老是細胞內發生的生理生化過程,衰老的細胞在形態、結構和功能上都發生明顯的變化。
①形態上的變化:由于細胞內水分減少,使細胞萎縮,體積縮小。
②結構上的變化:細胞核體積增大,染色體固縮;溶酶體數目增加且體積增大;內質網排列無序。
③功能上的變化:由于線粒體數目減少,使呼吸速度減慢。一些酶的活性降低,蛋白質合成速率降低。如人的頭發變白是由于人的頭發基部的黑色素細胞衰老,細胞中的酪氨酸酶活性降低,使黑色素合成受阻造成的。細胞膜通透性改變,物質運輸功能降低。如老年斑是由于細胞代謝產生的脂褐質色素不能運出。
(3)細胞衰老與健康。
細胞的正常衰老對于實現有機體的自我更新非常有利,如紅細胞的快速更新,使血液中始終有足夠量的新生紅細胞來運輸氧氣。細胞異常衰老會給人類帶來健康上的威脅,如兒童早衰癥就是細胞過早衰老產生的一種疾病。對人類來說,合理的飲食結構、良好的生活習慣、適宜的體育鍛煉和樂觀的人生態度等都有益于延緩衰老。
2.細胞凋亡。
(1)概念:由基因決定的細胞自動結束生命的過程。
(2)意義:①對于多細胞生物體完成正常發育非常重要。在胚胎發育至某階段,特定區域的細胞(群)就發生自然凋亡。如人的肢體發育中,早期的手和足形似漿板,只有當某些多余細胞凋亡后,才能形成正常的指或趾。又如蝌蚪變成青蛙時,尾的細胞凋亡保證了正常的變態發育。
②對于維持內部環境的穩定以及抵御外界各種因素的干擾起著關鍵的作用。細胞凋亡可以清除已完成正常使命的衰老細胞,如人的紅細胞分化成熟后是無核有功能的細胞,可存活120d,然后自然死亡。細胞凋亡還可以清除被病毒感染的細胞。
(3)細胞壞死和細胞凋亡。
盡管結果一樣,但其產生機理是完全不同的。細胞壞死是在種種不利的因素(如病菌感染、細胞缺氧等)影響下,由于細胞正常的代謝活動受阻或中斷從而導致細胞損傷和死亡。細胞壞死時,細胞內容物釋放到細胞外,對周圍細胞產生傷害,引發炎癥反應。細胞凋亡是受嚴格的程序性調控,是一種自然的生理過程。凋亡的細胞內容物沒有逸散到胞外環境中,不會導致炎癥反應。
四、細胞癌變
1.癌細胞的特點:①適宜條件下,無限增殖。②形態結構發生顯著變化。③易擴散轉移,是由于細胞膜上糖蛋白等物質減少,細胞間的黏著性降低。
2.原因:環境中的致癌因子使原癌基因和抑癌基因發生突變。
(1)原癌基因和抑癌基因:原癌基因主要負責調節細胞周期,控制細胞生長和分裂的進程;抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。
(2)機理:
物理致癌因子化學致癌因子病毒致癌因子作用正常細胞原癌基因、抑癌基因突變細胞癌變
3.防治:(1)預防:盡量避免接觸各種致癌因子,加強鍛煉,增強體質。(2)治療:抑制DNA復制或有關蛋白質的合成,從而阻止癌細胞的增殖。
[典例賞析]
例1.取同種生物的不同類型細胞,檢測其基因表達,結果如下圖。請回答:
(1)基因1~8中有一個是控制核糖體蛋白質合成的基因,則該基因最有可能是基因。
(2)圖所示細胞中功能最為近似的是細胞。
A.1與6 B.2與5
C.2與3D.4與5
解析:考查細胞分化的知識,同時考查觀察圖的能力和分析能力。
核糖體是細胞合成蛋白質的場所,每個細胞中必須有核糖體才能生存。圖中顯示基因2在7種細胞中都表達,所以它最可能是控制核糖體蛋白質合成的基因。細胞的功能與基因的表達產物有關,細胞1和6表達的相同基因最多,所以功能最為近似。
答案:(1)2 (2)A
例2.以下不能說明細胞全能性的實驗是( )
A.胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株
B.紫色糯性玉米種子培育出植株
C.轉入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株
D.番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株
解析:考查細胞全能性的概念,同時考查理解能力。
選項中的胡蘿卜韌皮部細胞、棉花細胞、番茄與馬鈴薯的體細胞都屬于已經分化的細胞,由它們培育出植株都是細胞全能性的體現。而玉米種子培育出植株實際上是胚發育形成植物,屬于植物個體發育的一個階段。
答案:B
例3.下列關于細胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌變的說法,正確的是( )
A.細胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌變都是細胞必須經歷的生命歷程
B.細胞分化形成不同的組織器官,細胞衰老發生在組織器官形成之后
C.細胞分化的實質是基因選擇性表達,細胞凋亡與基因選擇性表達無關
D.細胞分化過程受細胞內外信號的調控,與細胞分裂和細胞凋亡相伴進行
解析:綜合考查細胞的分裂、分化、衰老、凋亡和癌變知識,同時考查理解能力。
細胞分裂、分化、衰老、凋亡都是細胞必須經歷的生命歷程,但細胞癌變不是。細胞衰老在組織器官形成之前也存在。細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程,與基因選擇性表達有關。細胞分化是在細胞分裂的基礎上進行的,分化后的細胞可以補充因凋亡而缺少的細胞。
答案:D
例4.在個體發育中,有些細胞由于受到致癌因子的作用,不能正常的完成分化而轉變為惡性增殖的癌細胞。請回答問題:
(1)人體正常體細胞轉化為癌細胞后,細胞膜上發生改變,這些癌細胞便可以成為,刺激機體產生免疫反應,健康的機體可以通過免疫消滅它們。
(2)藥物可以抑制癌細胞的分裂。如果用藥物抑制DNA復制,癌細胞的細胞周期將阻斷在期;如果用藥物抑制紡錘體的形成,則癌細胞的細胞周期將阻斷在期。
(3)將人體癌細胞放在含有3H-胸腺嘧啶的培養液中培養,經過一次分裂后,子細胞中將有條染色體被標記,原因是DNA分子進行復制。將癌組織切片放在高倍顯微鏡下觀察,所有癌細胞中染色體數目(相同、不同)。
解析:考查癌細胞的特征、免疫類型、癌癥的治療和細胞增殖,同時考查理解能力和分析能力。
(1)細胞癌變后,細胞膜上出現異常蛋白成為抗原。癌細胞出現后,通過細胞免疫形成的效應T細胞與它們接觸,使它們裂解死亡。(2)DNA復制發生在分裂間期,紡錘體的形成發生在分裂期。(3)由于DNA分子是半保留復制,所以癌細胞放在含有3H-胸腺嘧啶的培養液中培養,復制后每條染色體上的2條染色單體均被標記。又因為人的細胞中含有46條染色體,所以著絲點分裂后形成的92條染色體均含有標記。因此分裂后產生的子細胞中將有46條染色體被標記。由于切片中所有癌細胞不處于同一時期,故所有癌細胞中染色體數目不同。
答案:(1)糖蛋白 抗原 細胞 (2)分裂間 分裂 (3)46 半保留 不同
[專題訓練]
1.有人把已分化的細胞中表達的基因形象地分為“管家基因”和“奢侈基因”?!肮芗一颉痹谒屑毎斜磉_,是維持細胞基本生命活動所必需的;而“奢侈基因”只在特定組織細胞中表達。下列屬于“奢侈基因”表達產物的是( )
A.ATP水解酶B.RNA聚合酶
C.DNA聚合酶D.血紅蛋白
2.珍珠是河蚌產生的一種有機物,它既是一種有機寶石,又可作為護膚品的主要原料,因為它在抑制細胞脂褐素的增加上有重要作用,這表明珍珠在保健上可用于( )
A.抑制細胞癌變B.延緩細胞衰老
C.促進細胞分裂D.誘導細胞分化
3.下列不屬于細胞凋亡實例的是( )
A.與效應T細胞緊密接觸的靶細胞裂解
B.被HIV侵染的T淋巴細胞裂解死亡
C.發育到第5周的人體胚胎中,位于指(趾)間的蹼消失
D.女性月經期子宮內膜脫落
4.《參考消息》報道,臺灣科學家發現致癌蛋白質KLHL20,KLHL20蛋白是HIF-1(低氧誘導因子-1)在缺氧狀態下誘導生成的一種促進腫瘤細胞生長的蛋白。下列有關說法錯誤的是( )
A.KLHL20蛋白可能是細胞膜上的一種糖蛋白
B.KLHL20蛋白的產生一定與核糖體和線粒體都有關
C.消除KLHL20蛋白在對付侵犯性癌癥方面也許有效
D.HIF-1可被視為癌癥治療中藥物干涉的目標
5.礦工中有一種常見的職業病――硅肺,其發病原因是肺部吸入硅塵(SiO2)后,硅塵可以被吞噬細胞吞噬,吞噬細胞中的溶酶體缺乏分解硅塵的酶,而硅塵可以破壞溶酶體膜,導致肺部細胞死亡,進而肺功能受損。下列說法錯誤的是( )
A.硅肺的細胞死亡屬于細胞壞死
B.硅肺的發生可以說明酶具有專一性
C.吞噬細胞吞噬硅塵,是人體的第一道防線發揮作用
單細胞生物具有的生命特征范文5
一、“細胞分化”概念內涵及層級
1.在個體發育中,由一個或一種細胞增殖產生的后代,在形態、結構和生理功能上會發生穩定性差異。細胞的這種特化不僅是正常發育所必需的,而且還能提高細胞各種生理功能的效率。
2.一般說來,體內各種細胞均含有物種的全部基因,但基因的表達具有時空性。細胞之所以在形態、結構和功能上發生穩定性差異,是因為組織特異性基因選擇表達成了組織特異性蛋白的緣故。從理論上講,已分化的細胞仍然具有發育成一個完整個體的潛能。
3.細胞分化是漸進性的,其方向的限定早于形態差異的出現,且分化細胞的表型保持相對穩定,一般不可逆轉。
之所以采用完整的陳述句的形式來表述概念,是因為這種表述方式更易于確認需要學生理解和掌握概念的內容及意義,也更易于建立概念之間的聯系。
二、“細胞分化”概念教學的組織
在分析“細胞分化”的概念內涵及層級之后,教學設計應該緊緊圍繞著相應的概念條款展開,通過列舉事實、分析討論,或者基于資料的探究等活動,幫助學生深層理解這些概念內涵,并基于概念理解而構建合理的知識結構(見圖1)。
1.列舉事實,嘗試定義。呈現人的受精卵發育至胎兒的圖片:列舉學生熟知的根尖分生區細胞分化成伸長區、成熟區的事實,然后,引導學生抽象概括出:“細胞分化是指在個體發育中,由一個或一種細胞增殖產生的后代,在形態、結構和生理功能上會發生穩定性差異的過程。”這是廣大教師一貫堅持的做法,值得肯定。因為事實是用來幫助學生建立和理解概念的,事實當然要圍繞著概念的結構來排布。但是,定義常常不等同于概念?!岸x”通常用“是……”來表述,說得十分肯定?!案拍睢泵枋鲆活愂挛锏谋举|,有時并不用“是”來描述。在引導學生下定義之后,教師還應該設置下列問題,吸引學生深入思考細胞分化的結果和生物學意義。①在人的個體發育過程中,假若沒有細胞分化,受精卵能發育成胎兒嗎?為什么?②細胞在形態、結構上出現特化,對于細胞完成其生理功能有何意義?③從遺傳的角度分析,受精卵為什么能夠發育成一個完整個體?問題3的設置實際上是指向“細胞全能性”這一核心概念的豐富內涵,之所以在此設置問題3,一方面是因為不僅已分化的細胞具有發育成完整個體的潛能,未分化的受精卵在自然條件下更容易發育成一個完整的個體。也就是說,“細胞全能性”這一概念是隨著教學進程不斷建構起來的;另一方面,其用意還在于探討細胞分化的原因,起到承上啟下的教學功效。
2.探究發現,明晰原因。美國地平線研究組(Horizon Research Team)主席維斯(Weiss)及高級研究助理帕斯利(Pasley)經過了18個月的觀察,對364節課詳細分析,發現優質課堂主要有幾個特征,其中包括:①在課堂教學過程中,教師善用多種策略,為某個科學概念提供清晰的闡釋;②吸引學生從事動腦筋的活動;③幫助學生理解學科的核心概念等。因此,可以引入相關科學史對細胞分化原因進行探討。
資料1:最早試圖對細胞分化機制作出解釋的學者是Weismann(1883),他根據當時對馬蛔蟲的研究結果,提出了“體細胞分化是由于遺傳物質丟失造成的,每一種組織只保留了其特有的遺傳物質”的見解。在馬蛔蟲這一特例中,在卵裂過程中體細胞的染色體確實發生丟失現象。因此,Weismann這一觀點在當時看來既符合邏輯,又有實際例證,因而被學術界所普遍接受。你同意上述觀點嗎?根據是什么?
資料2:1958年Steward等利用胡蘿卜根的韌皮部組織培養出了完整的新植株;1970年Steward用懸浮培養的胡蘿卜單個細胞培養成了可育的植株。
資料3:1969年Nitch將煙草的單個單倍體孢子培養成了完整的單倍體植株。
分析資料2和資料3,你得出的結論是什么?基于對上述3則資料的分析探究,學生就容易得出以下結論:①高度分化的植物體細胞,遺傳物質并沒有丟失,仍含有發育成一個完整個體所需的全套基因,具有發育的全能性;②在二倍體染色體組中,只要有一套單倍體的基因組,就含有該物種的全部遺傳信息,因此,植物的生殖細胞也具有發育的全能性。至此,細胞全能性的概念內涵已昭然若揭,師生共同歸納(見圖2)。學生仍然會有2個疑問:①既然已分化細胞中含有相同的遺傳信息,為什么細胞的形態、結構和生理功能會出現穩定性差異?②已分化的動物細胞是否也像植物細胞那樣具有發育的全能性?針對疑問1,教師可以列舉事實,循循善誘,問題指向要明確,最終讓學生領悟“細胞分化是組織特異性基因表達的結果”。例如:通過分子雜交實驗表明,在任何時間一種細胞的基因組只有一少部分基因在活動。在幼紅細胞中,糖酵解酶系的編碼基因、核糖體蛋白基因是否均能表達?血紅蛋白基因、胰島素基因是否都能表達?細胞的形態、結構與生理功能主要由哪種化學物質直接體現?幼紅細胞最終分化成紅細胞的主要原因是什么?針對疑問2,教師要向學生說明:到目前為止,人們還沒有成功地將單個已分化的動物體細胞培養成新個體,這是因為動物細胞的發育潛能隨著分化程度的提高而逐漸變窄。但這種分化潛能的變化是對細胞整體而言的,對細胞核來說是否還保持著全能性呢?進而引導學生分析細胞核移植實驗。
3.因果分析,把握特征。學生一旦理解了細胞分化的因果關系,就容易從中把握細胞分化的特征:①漸變性——細胞在發生形態差異之前的一定時間,細胞分化命運即已確定,基因活動模式已發生改變,從基因到蛋白質再到細胞形態、結構、功能特化是一個漸變過程。②不可逆性——分化細胞的表型保持相對穩定,以執行特
定的功能。然而,在某些條件下,分化細胞的基因活動模式可發生可逆的變化,又回到未分化狀態。
單細胞生物具有的生命特征范文6
文件編號: 1003 - 7586(2016)06 - 0024 - 03
動畫電影是指那些利用多媒體計算機技術制作的、以兒童為主要觀影對象的電影。這類作品的故事性、畫面感、科學性等,較一般意義上的兒童影視作品更為突出。作為一種非常重要的生物教學資源,動畫電影具有獨特的教學功能。它不僅能激發兒童的學習興趣,還能在潛移默化中向兒童展示生物知識、介紹生物原理、涵育生物素養,其教育功能全面而生動。
《冰河世紀》系列電影最早由福克斯電影公司于2002年推出,首部影片構劃了一個充滿樂趣、溫情和探險的生物世界,塑造了長毛象曼尼、巨型樹獺席德、以及劍齒虎迭亞哥等動物角色,它們為了護送一個人類棄嬰進行了一次超越生死、感人至深的旅程。該影片曾獲第75屆奧斯卡金像獎最佳動畫長片提名。隨后??怂褂殖掷m推出第二、三、四部續集。下面通過剖析電影制作方將生物元素巧妙地融入到影片之中的方法,為動畫電影進入具體的生物教育活動提供參考。這也應當成為當前生物教育中關注的新命題。
1 在栩栩如生的細節設計中展示生物知識
張藝謀說過一句耐人尋味的話:“沒有多少人能記住整部電影詳細的過程,但卻能記住某個閃亮的細節。”這足以表明,電影中的任何一個細節都可能具有某種特殊的價值。正如一個精彩的教學細節,往往會影響一節課的成功與否。
1.1 精美畫面直接呈現生物知識
畫面是電影語言的基本單位,一方面準確地再現攝錄像工具所提供的客觀現象;另一方面又是經過攝影者的選擇,安排和組合的形象,它必然載負著創作者的思想和情感?!侗邮兰o(一)》中,長毛象、樹獺和劍齒虎為了追趕上人類而選擇了一條捷徑,進入了一個由冰川凍結而成的地下洞穴,一些動物被冰封其中,成為活生生地標本。但是很少有人會留意到這樣一個細節:樹獺所觀察到的標本是按照生物進化的一般過程出現的,即單細胞生物――爬行生物――復雜(哺乳)生物。這一細節折射出了導演的良苦用意,即盡可能真實地呈現各個地殼變動時代的地貌特征以及物種在不同時代出現的順序。如果說這種線索尚屬于“明”的話,那么在《冰河世紀(四)》中,科學性則被夸張性地“隱”于其中,由于地心內部的變化,陸地被分割成數塊,一群長頸鹿沿著裂痕站立成兩隊,而它們的頭部仍然盡力地向對面的陸地伸展。多么生動有趣的刻畫!這與科學家證明大陸漂移說的做法幾無二致,即通過考察相鄰大陸邊緣生物的相似性,以推斷真實的地殼運動。由此可見,要向兒童展示生物知識,精美的畫面具有其獨特的優勢。
1.2 趣味臺詞真實表達生物知識
畫面再生動、形象,沒有語言來闡述事情的來龍去脈,兒童有可能看不懂影片呈現的內容,讀不懂制作者想傳達的豐富信息。此時就需要通過臺詞,盡可能地補充畫面傳達的生物知識,從而使兒童受到啟發和教育?!侗邮兰o(三)》中,追蹤恐龍足跡的主人公們在中途遇上了一只怪物,它兇狠地睜著一雙發光的巨眼,表情猙獰,貌似要將眾人吞噬一般,每個人的身體都有些顫抖,甚至語音都有些走調。這時獨眼鼠大聲地喊道:“嘿,離開我的草坪,快滾!”話音剛落,這只怪物就聽話似地轉了身,拍打著巨大的翅膀慢慢飛翔著離開?!皬乃€是只毛毛蟲起,我就認識它了!”獨眼鼠接下來的話讓眾人如釋重負,原來這是一只利用斑瀾色彩作恐嚇色的巨大的蝴蝶。假如你錯過了這段臺詞,可能真看不懂幾秒鐘前發生的一幕。就這短短的兩句話,將蝴蝶的生長發育特點和動物如何保護自己的科學知識置于其中,可謂精煉而豐富。
1.3 反常情境巧妙隱藏生物知識
杜威提出,教育即經驗的不斷改造或改組。其目的就在于通過教育讓人克服現實生活的種種弊端,從而達到一種理想的生活。動畫片中那些超乎日常經驗的畫面,無疑能夠給兒童幼小的心靈帶來震憾,引領他們用全新的目光來認識這個現實世界。如:在孩子們的經驗中,萬物皆有生命。不同的是,動物的生命力主要體現為軀體的運動狀態和多種感覺器官的協同配合,而植物則不具備這種“杰出能力”,冰河系列電影則完全顛覆了這種認識。影片曾用大量的鏡頭刻畫了捕蠅草和食人花兩種植物。遍布在叢林四圍的紫色捕蠅草,充當了窺視者的角色,它們悄悄地彈出隱藏在體筒內的綠色小眼睛,留意著周圍發出的絲毫動靜。當長毛象去采摘果實時,則不可避免地陷入了食人花布置的陷阱之中。捕蠅草甚至能夠察覺出對手的快速移動發射堅韌的藤蔓。當獨眼鼠持刀冒險進入了它的體內營救長毛象時,一個巨大的心臟加上兩根紅綠的血管出現了,瞬時,營救活動變成了人類世界的拆彈行動,誰說草木無情呢?這完全顛覆了兒童對植物的認識。
2 在充滿樂趣的故事情節中介紹生物原理
以兒童為主要觀影對象的動畫電影,必然要采用講故事的形式。而在構想電影情節的時候,除了遵循簡單、易懂的基本要求之外,還要盡可能地引起兒童的興趣。一部好的兒童動畫電影要將故事的趣味性、可看性與廣博的知識性巧妙地融合,這樣才能迎合兒童的觀賞口味,增強兒童的觀影體驗,讓科學得以向兒童傳播。
2.1 通過嬰孩的重歸人群,重新詮釋生物的生存法則
生物的生存之道是什么?對此有很多種不同的回答??梢允悄闼牢一睢⑷跞鈴娛?;也可以是物競天擇,適者生存;還可以是萬物平等,各有絕招。整個《冰河世紀》系列影片中對自然界中生物的生存法則進行了詳細的描繪。尤其值得稱頌的是,影片重新思考了動物(包括人類)與自然的相互關系,對物競天擇進行反思,以寓言和象征的方式重新詮釋了萬物平等的觀念?!侗邮兰o(一)》中動物們幫助拯救孩子的情節便具有這樣的意義。在護送嬰兒回家的路上,猛犸象、劍齒虎和樹獺組成了一支臨時護送隊,但它們各懷心事,為了達到自己的目的不得不走到一起。然而共同的追求卻讓本來相互為敵的動物逐漸放棄對立,進而成為同盟。通過這一故事情節向兒童證明,所有的動物都可以在一定程度上實現和平共處。這也印證了盧梭在《論人類不平等的起源與基礎》中那句意味深長的話,“人與人之間原本是平等的,正如各種動物,在生理因素還沒有導致其中一些動物發生我們能看到的種種變化之前,它們也是平等的。”
2.2 借助角色的親身經歷,深刻暗喻生物的滅絕原因
生物滅絕的原因有很多種,除了生物鏈的破壞、氣候的影響、突發性的地理災害等,還有容易被忽略的人類活動。電影制作方認為人類過度地狩獵比起氣候或其他環境因素的失衡,更容易引發大規模的滅絕事件。在《冰河世紀(一)》的護嬰行動中,長毛象因為人類的捕殺而失去了家庭,它總覺得自己是這個地球上的最后一只猛馬象,內心的恐懼時時刺激著它脆弱的神經,這其實是在用無聲的語言向人類控訴追捕動物所帶來的種種惡果,也揭示出人類實質上已經成為生物自然進化甚至生死存亡的決定性因素。更為可怕的是,人類的文明仍在繼續向前發展。大量的微生物、植物、真菌和動物群落原本聚集在茂密的森林華蓋之下,現在它們一點點讓位于大規模種植的大豆和玉米、牛羊馬等動物也有相同的遭遇。與此同時,精良武器的制造使得狩獵效率得到了極大的提高,甚至于最后狩獵成了一種運動……這對自然界的物種來說無疑就是一種災難。
2.3 在倡導和諧的精神指引下,涵育生物素養
電影藝術向來就是現實的反映,它總是根植于現實的土壤中。雖然它們講述的都是發生在虛幻年代的虛構故事,但在提供視覺沖擊的同時,它們也往往提出一些關于生物世界當中的道德倫理問題:生物如何面對自然災難?人類應該如何處理與其它生物的關系?未來的世界將走向何方等。對這些問題的解答能夠體現出一個人所具有的生物素養?!侗邮兰o》用電影的方式給出了自己的解答,讓兒童在潛移默化之中受到教育。
(1) 提出對環境保護問題的高度預警。
很多人之所以喜歡冰河系列電影,其中一個重要原因是被片中利用電腦技術所模擬出的冰山崩裂、滔天巨浪、斷壁懸崖、巖漿間歇井噴等自然奇觀所吸引。冰河系列電影物場景與其說是虛構,倒不如說是對未來現實的某種預警。時至今日,幾百萬年過去了,這對于地球歷史而言不過是滄海一瞬,但地球的面貌卻已發生了徹底變化,全世界超過50%的森林已經消失,而其中又有超過一半是在上個世紀內發生的。若以目前的速度發展,在幾十年內地球上的熱帶雨林將全部消失。森林就像是地球的肺,它可以代償大量生物所消耗的氧氣和產生的二氧化碳,以及日漸增加的由于燃燒煤炭石油和木材所引發的相似效應。森林的減少意味著將來氧氣的消耗量將大于生產量,二氧化碳的生產量則將超過消耗量,這一改變會經由溫室效應導致全球氣溫的顯著轉暖。若果真如此,或許《冰河世紀》中的場景將出現在現實生活中。
(2) 引發對人類命運問題的終極思考。