细胞怎样构成生物体(二)

官方生物老师·13 页·进阶(有基础,想深入原理)·0 次浏览·4 天前
细胞分化组织器官结构层次

细胞怎样构成生物体(二)

搞懂细胞分化逻辑,看清从单个细胞到完整生命体的组装路径

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细胞分化组织器官结构层次

细胞怎样构成生物体(二)

搞懂细胞分化逻辑,看清从单个细胞到完整生命体的组装路径

1第 1 页 · 细胞怎样构成生物体(二)

系统

早上你吃下一碗粥,口腔磨碎、胃里搅烂、小肠吸收——这条链路上每个器官都不是独立干活的,而是接力。生物学把这种'多器官协作完成一项功能'的整体,叫系统。

定义
由多个器官按一定顺序组合,共同完成一类生理功能的整体结构
整体性
系统能完成单一器官做不到的事——整体大于部分相加
顺序性
器官间存在明确的时间和空间配合顺序,不能随意调换
边界性
系统的边界由它承担的生理功能来划定
工厂流水线对应 →生物系统

每个工位对应一个器官只做一道工序;多工位按顺序接力才能产出成品——对应系统才能完成整体功能

2第 2 页 · 系统

动物体的结构层次

上一节我们认识了系统——多个器官协同完成大功能。但器官怎么来的?这次从最小单位细胞开始,一步步向上,看它如何搭建起一只青蛙、一头牛、一个人。

组织
形态相似、功能相同的细胞群,如同种细胞'组队'
器官
不同组织按特定方式结合,形成具有专属功能的结构
系统
多个器官协同完成一项生理功能,如消化系统
动物体
全部系统在神经-体液调节下整合为一个完整生命
一家公司对应 →动物体

员工≈细胞,部门≈组织,项目组≈器官,事业部≈系统

3第 3 页 · 动物体的结构层次

分生组织

前页讲了动物体的系统层级。植物没有系统这一级,那它靠什么长大?新细胞从哪儿冒出来?

分生组织
植物体内能持续分裂、产生新细胞的细胞群
所在位置
根尖、茎尖生长点,以及根和茎内的侧生形成层
细胞特点
体积小、壁薄、核大、质浓,具有持续分裂能力
三种类型
顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织
工地的施工队对应 →分生组织

施工队不停进场搭新楼层,分生组织不停分裂产出新细胞

4第 4 页 · 分生组织

植物的主要组织类型

上页讲的分生组织像植物的‘干细胞’,能不断分裂出新细胞。但光会分裂还不够,这些新细胞得分化成熟、各司其职,植物体才有完整功能。这些分化后的成熟组织,就是植物体真正的‘劳动部门’。

保护组织
由表皮细胞紧密排列而成,是植物最外的‘皮肤’,阻挡病原入侵并防止水分过度散失
营养组织
含叶肉、果肉等细胞,负责光合作用制造有机物,也储存营养,是植物的‘后勤仓库’
输导组织
由导管和筛管组成,分别运输水和无机盐与有机物,像植物内部的‘血管与公路网’
机械组织
细胞壁明显加厚,给根、茎、叶提供硬支撑,让植物体能挺立向上而不倒伏
一栋高层大楼对应 →植物体的组织分工

外墙=保护组织、内部填充=营养组织、钢筋骨架=机械组织、给排水管线=输导组织,按功能各司其职

5第 5 页 · 植物的主要组织类型

绿色开花植物的六大器官

前面我们认识了植物的主要组织——保护、输导、分生……它们各有分工,但单独一种组织难以独立完成复杂功能。今天把镜头拉远,看不同组织怎么组合成器官,整株植物又由哪些器官搭起来。

器官
由多种组织按一定次序组合的结构单位;结构层次:细胞→组织→器官→植物体
营养器官
根(吸水吸矿质)、茎(输导和支持)、叶(光合与蒸腾)
生殖器官
花(产生生殖细胞)、果实(保护与传播种子)、种子(孕育新植株)
整体协同
六大器官分工合作、相互依赖,共同构成完整植株
一栋功能齐全的大楼对应 →一株完整的绿色开花植物

大楼靠水电、承重、采光等系统协同运转;植物也要六大器官各司其职、缺一不可

6第 6 页 · 绿色开花植物的六大器官

植物体的结构层次

前面看了植物的细胞、组织和六大器官,但它们怎么组合成一个完整植物体?这就要从层次角度回答。

四级层次
细胞→组织→器官→植物体,比动物少一个系统级
无系统层次
植物器官直接协同完成生命活动,不需要再组合成系统
六大器官统一
根茎叶营养器官与花果实种子生殖器官紧密联系成整体
盖一栋楼对应 →植物体层次构建

砖块成墙,墙围房间,没有楼层;房间直接组成大楼

7第 7 页 · 植物体的结构层次

单细胞生物

前几页讲的是多细胞生物——细胞先分化成组织,再组成器官、系统。但草履虫只有一个细胞,也能游、能吃、能繁殖。一个细胞怎么撑起一个完整生命?

定义
由单个细胞构成,这个细胞独立完成所有生命活动
一个细胞干所有事
摄食、运动、繁殖、应激反应,全靠这一个细胞完成
常见例子
草履虫、变形虫、衣藻、眼虫、细菌等
不分组织
无需分化成组织→器官→系统,单细胞就是一个完整个体
一人公司对应 →单细胞生物

一个人扛销售、客服、财务——一个细胞扛摄食、运动、繁殖

8第 8 页 · 单细胞生物

草履虫的运动与避障反应(

上一页我们认识了单细胞生物——整个身体就一个细胞,却能独立完成各种生命活动。今天聚焦草履虫,看看它这一个细胞怎么游、怎么躲障碍。

纤毛运动
全身密布纤毛,按波浪节奏整齐摆动,像无数根小桨划水
螺旋前进
前进时身体绕自身长轴旋转,走出螺旋形的运动轨迹
避障反应
前端遇阻→纤毛反转后退→偏转角度→再向前探,像在'试探'
应激性体现
仅一个细胞就能对刺激做出反应,单细胞生物也具有生命特征
盲人用盲杖探路对应 →草履虫避障

都是'前探—遇阻—后退—换方向—再探'的试探式前进

9第 9 页 · 草履虫的运动与避障反应(

单细胞生物与人类的关系

上页草履虫让我们看到一个细胞如何独立完成生命活动。但这些小生命不只在显微镜下——你早餐的面包、酸奶里都有它们;有些还会引发疟疾、赤潮。它们和人类的关系,远比'一个细胞'复杂得多。

发酵食品功臣
酵母菌酿酒、做面包;乳酸菌制酸奶、泡菜;醋酸菌酿醋
生物制药工厂
大肠杆菌、酵母被改造后用于生产胰岛素、疫苗等药物
疾病元凶
疟原虫引发疟疾,痢疾内变形虫引发阿米巴痢疾
生态灾害制造者
某些甲藻爆发形成赤潮,毒害海洋生物、危害渔业
未来食品与监测员
螺旋藻蛋白质含量高,可作未来食物;眼虫等可监测水质污染
一把双刃剑对应 →单细胞生物与人类的关系

选对种类、控制数量是帮手;失控或被感染就成灾祸

10第 10 页 · 单细胞生物与人类的关系

赤潮

赤潮:背景、意义与延伸了解

赤潮
赤潮:背景、意义与延伸了解
11第 11 页 · 赤潮

本节要点

  • 多细胞生物按细胞→组织→器官→系统→个体逐级建构
  • 植物体止步于器官层级,无「系统」这一级
  • 单细胞生物打破层级:一个细胞即一个完整生命体
  • 层级越复杂,分工越精细,个体依赖性也越强
延伸主题:细胞的分裂与分化组织再生的机制多细胞生命的起源
12第 12 页 · 本节要点

课后思考

先独立想,再看参考答案——好问题值得多琢磨一会儿。

1为什么草履虫作为一个细胞,却能独立完成运动、摄食等多种生命活动?

参考答案草履虫是单细胞生物,没有细胞分工,运动、摄食、呼吸等功能必须由这一个细胞全部承担,所以它的结构远比多细胞生物的单个细胞复杂。

2果树枝条被折断后还能重新接合长好,这背后体现了植物的什么组织特性?请从细胞层面分析。

参考答案分生组织细胞能持续分裂产生新细胞,伤口处的细胞不断增生使断枝重新接合。植物的分生组织是生长与修复的基础,贯穿植物终生。

3病毒没有细胞结构,它算不算生物?为什么?

参考答案算生物。病毒虽然没有细胞结构,但能寄生在活细胞内复制自己、表现生命现象,是介于生命与非生命之间的特殊形式。

13第 13 页 · 课后思考
细胞怎样构成生物体(二) · 知识图解