普通動物學-第2章_動物體的基本結構

1、第二章第二章 動物體的基本結構動物體的基本結構第一節(jié)第一節(jié) 動物的細胞動物的細胞第二節(jié)第二節(jié) 動物的組織動物的組織第三節(jié)第三節(jié) 動物的器官和系統(tǒng)動物的器官和系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 動物的細胞動物的細胞v1838年，德國植物學家年，德國植物學家Schleiden。v1839年，德國動物學家年，德國動物學家Schwann。v1858年，年，Virchow。v細胞學說可以歸納為以下細胞學說可以歸納為以下3點：點：v1 所有生物都由細胞和細胞的產物組成。所有生物都由細胞和細胞的產物組成。v2 新的細胞必須經過已存在的細胞分裂而產新的細胞必須經過已存在的細胞分裂而產生。生。v 3 每一個細胞可以是獨立的生命單

2、位，許多每一個細胞可以是獨立的生命單位，許多細胞細胞 又可以共同形成生物體或組織。又可以共同形成生物體或組織。 特特 征征高等植物細胞高等植物細胞 動物細胞動物細胞 膜系統(tǒng)和細胞器膜系統(tǒng)和細胞器 有葉綠體，大液泡，有葉綠體，大液泡，乙醛酸循環(huán)體乙醛酸循環(huán)體有中心體，溶酶體有中心體，溶酶體 細胞壁細胞壁有纖維素為主要成分有纖維素為主要成分無無 鞭毛或纖毛鞭毛或纖毛 無無微管微管 胞吞作用胞吞作用 無無 有有細胞分裂細胞分裂細胞板細胞板收縮環(huán)收縮環(huán)第第一一節(jié)節(jié)植物細胞和動物細胞的比較第第一一節(jié)節(jié)植物細胞第第一一節(jié)節(jié)動物細胞1、1 細胞的結構與功能第第二二節(jié)節(jié)一、一、細胞膜v細胞膜細胞膜又稱又稱質膜

3、質膜，具有半，具有半透性，可有選透性，可有選擇地讓物質通擇地讓物質通過；過；細胞膜還細胞膜還有一些起識別有一些起識別和接收信息作和接收信息作用的蛋白質用的蛋白質。細胞質中還有細胞質中還有內膜內膜。細胞核包括核膜、核纖層、核基質、染色質和核仁等部分。核被膜是包在核外的雙層膜，外核膜可延伸與細胞質中的內質網相連。一些蛋白質和RNA分子可通過核被膜或核孔進入或輸出細胞核。染色質是細胞核中由DNA和蛋白質組成并可被蘇木精等染料染色的物質，染色質DNA含有大量基因，是生命的遺傳物質。在細胞準備分裂時，線性纏繞的染色質聚縮成在顯微鏡下可辨認的染色體。 核仁是細胞核中的纖維和顆粒狀結構，富含蛋白質和RNA。

4、染色質和核仁都沒有膜包被，存在于液態(tài)的核基質中。第第二二節(jié)節(jié)二、細胞核第第二二節(jié)節(jié)返回細胞核示意圖真核細胞細胞質內遍布著內膜系統(tǒng)。是一些由膜包被的細胞器或片層結構，包括內質網、高爾基體、溶酶體、胞內體和分泌泡等。這些膜相結構在發(fā)生和功能上相互有密切的聯(lián)系。內膜系統(tǒng)為細胞內的分子提供了傳遞的通道，為一些脂質和蛋白質合成提供場所。 第第二二節(jié)節(jié)三、內膜系統(tǒng) 細胞質中以脂質細胞質中以脂質雙分子層為基礎雙分子層為基礎形成的囊狀、泡形成的囊狀、泡狀和管狀結構狀和管狀結構。 內質網的作用：內質網的作用：蛋白質合成與轉蛋白質合成與轉運，脂質代謝，運，脂質代謝，糖類代謝，解毒糖類代謝，解毒作用等方面。作用等方

5、面。 光面內質網與粗光面內質網與粗面內質網。面內質網。第第二二節(jié)節(jié)內質網 高爾基體高爾基體是一些聚集的扁的小囊和小泡。是一些聚集的扁的小囊和小泡。 是內質網合成產物和細胞分泌物的加工和包裝場所，最后是內質網合成產物和細胞分泌物的加工和包裝場所，最后形成分泌泡將分泌物排出細胞外。形成分泌泡將分泌物排出細胞外。 高爾基體本身還可合成一些生物大分子如多糖等。高爾基體本身還可合成一些生物大分子如多糖等。 高爾基體還與植物分裂時的新細胞膜和新細胞壁的形成有高爾基體還與植物分裂時的新細胞膜和新細胞壁的形成有關，動物細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關。關，動物細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關。 動

6、物細胞內的一種細胞器，為單層膜小泡，由高爾基體斷動物細胞內的一種細胞器，為單層膜小泡，由高爾基體斷裂而產生裂而產生, , 內含多種水解酶。內含多種水解酶。 溶酶體對細胞營養(yǎng)、免疫防御、清除有害物質、應激等具溶酶體對細胞營養(yǎng)、免疫防御、清除有害物質、應激等具有重要的作用。有重要的作用。 溶酶體第第二二節(jié)節(jié)高爾基體第第二二節(jié)節(jié)返回高爾基體結構示意圖 線粒體線粒體在幾乎所有真核細胞內都有發(fā)現(xiàn)，少數情況下一在幾乎所有真核細胞內都有發(fā)現(xiàn)，少數情況下一個細胞僅有一個線粒體，多數情況一個細胞有幾十、幾個細胞僅有一個線粒體，多數情況一個細胞有幾十、幾百甚至上千個線粒體。百甚至上千個線粒體。 線粒體由內膜和外膜

7、包裹的囊狀結構，囊內是液態(tài)的基線粒體由內膜和外膜包裹的囊狀結構，囊內是液態(tài)的基質。液態(tài)基質中含有催化檸檬酸循環(huán)的多種酶。質。液態(tài)基質中含有催化檸檬酸循環(huán)的多種酶。 外膜平整，內膜向內折入形成一些嵴，內膜面上有外膜平整，內膜向內折入形成一些嵴，內膜面上有ATPATP酶復合體。酶復合體。 線粒體是細胞呼吸和能量代謝中心。線粒體基質中還含線粒體是細胞呼吸和能量代謝中心。線粒體基質中還含有有DNADNA分子、核糖體及其相關的酶蛋白等。分子、核糖體及其相關的酶蛋白等。第第二二節(jié)節(jié)n 線粒體線粒體四、其他細胞器 第第二二節(jié)節(jié)返回線粒體結構示意圖1. 2 細胞的化學組成n組成細胞及生物體的主要組成細胞及生物

8、體的主要元素包括元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等等 第第一一節(jié)節(jié)主要元素的作用v以人體為例簡單介紹組成細胞及生物體的主要元素和它們在生命活動中具有的各種重要作以人體為例簡單介紹組成細胞及生物體的主要元素和它們在生命活動中具有的各種重要作用和功能（圖用和功能（圖2-2）。組成細胞及生物體的主要元素包括）。組成細胞及生物體的主要元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等，以等，以上上7種元素約占生物體的種元素約占生物體的99.35%，其中，其中C、H、O、N 4種元素約占種元素約占96%。v（1）碳元素：具有特別重要的作用，碳原子相互連接成鏈或環(huán)，形成各種生物大分子的基）碳元素：具有特別重要的作

9、用，碳原子相互連接成鏈或環(huán)，形成各種生物大分子的基本骨架；本骨架；v（2）氧元素：存在于幾乎所有的有機化合物中，是構成水的元素之一，又為細胞呼吸所必）氧元素：存在于幾乎所有的有機化合物中，是構成水的元素之一，又為細胞呼吸所必需；需；v（3）氫元素：存在于幾乎所有的有機化合物中，是構成水的另一種元素，在生物代謝反應）氫元素：存在于幾乎所有的有機化合物中，是構成水的另一種元素，在生物代謝反應中，氫離子還與能量的轉移密切相關；中，氫離子還與能量的轉移密切相關；v（4）磷元素：是核酸、生物膜中磷脂的成分，參與細胞中的能量轉移反應，還是骨骼的結）磷元素：是核酸、生物膜中磷脂的成分，參與細胞中的能量轉移反

10、應，還是骨骼的結構成分；構成分；v（5）氮元素：是蛋白質、核酸、植物細胞中葉綠素等的重要組成元素；）氮元素：是蛋白質、核酸、植物細胞中葉綠素等的重要組成元素；v（6）鈣元素：是動物骨骼、牙齒等的成分，鈣離子在肌肉收縮、細胞信號傳導中發(fā)揮作用，）鈣元素：是動物骨骼、牙齒等的成分，鈣離子在肌肉收縮、細胞信號傳導中發(fā)揮作用，并參與血液的凝結和植物細胞壁的組成；并參與血液的凝結和植物細胞壁的組成；v（7）硫元素：是大多數蛋白質的成分；）硫元素：是大多數蛋白質的成分；v（8）鉀離子和鈉離子：是細胞質與動物組織液的主要陽離子，對于維持體液或細胞內外正）鉀離子和鈉離子：是細胞質與動物組織液的主要陽離子，對于

11、維持體液或細胞內外正負離子平衡、神經脈沖的傳導有重要作用，鉀離子可影響肌肉收縮，控制葉片氣孔的開閉負離子平衡、神經脈沖的傳導有重要作用，鉀離子可影響肌肉收縮，控制葉片氣孔的開閉等；等；v（9）鎂元素：參與多種酶的活化，是植物細胞中葉綠素的成分；）鎂元素：參與多種酶的活化，是植物細胞中葉綠素的成分；v（10）氯元素：是細胞質與動物組織液的主要陰離子，對于維持體液或細胞內外正負離子）氯元素：是細胞質與動物組織液的主要陰離子，對于維持體液或細胞內外正負離子平衡有重要作用，對于植物光合作用也是必不可少的；平衡有重要作用，對于植物光合作用也是必不可少的；v（11）鐵元素：是動物血紅蛋白的重要成分，）鐵元

12、素：是動物血紅蛋白的重要成分， 還可參與某些酶的活化；還可參與某些酶的活化；v（12）微量元素：包括）微量元素：包括I, Mn, Cu, Zn, Co, F, Mo, Se, B和和 Si 等。等。不同的生物體，其分子組成大體相同。生物體主要由蛋白質、核酸、脂質、糖類、無機鹽和水組成。第第一一節(jié)節(jié)生物體的一般化學組成生物體的一般化學組成 是由是由2020種氨基酸組成的生物大分子。種氨基酸組成的生物大分子。 蛋白質的特定構象即蛋白質的三維空間結構和形態(tài)對于蛋白質的特定構象即蛋白質的三維空間結構和形態(tài)對于蛋白質的功能起決定性的作用。蛋白質的功能起決定性的作用。 蛋白質變性（構象發(fā)生變化）使得其特定

13、的功能立即喪蛋白質變性（構象發(fā)生變化）使得其特定的功能立即喪失。失。第第四四節(jié)節(jié)蛋白質核酸貯存遺傳信息，控制蛋白質的合成。核酸貯存遺傳信息，控制蛋白質的合成。核酸包括脫氧核糖核酸核酸包括脫氧核糖核酸(DNA)(DNA)和核糖核酸和核糖核酸(RNA)(RNA)。貯存遺傳信息的特殊貯存遺傳信息的特殊DNADNA片段稱為基因，它主要編碼蛋片段稱為基因，它主要編碼蛋白質的氨基酸序列，從而決定蛋白質的功能。通過蛋白質的氨基酸序列，從而決定蛋白質的功能。通過蛋白質的作用，白質的作用，DNADNA實際上控制著細胞和生物體的生命過實際上控制著細胞和生物體的生命過程。程。DNADNA控制蛋白質的合成是通過控制蛋

14、白質的合成是通過RNARNA來實現(xiàn)的，即遺傳信來實現(xiàn)的，即遺傳信息由息由DNADNA轉錄到轉錄到RNARNA，后者決定蛋白質的氨基酸序列。，后者決定蛋白質的氨基酸序列。 核酸第第五五節(jié)節(jié) 構成核酸的基本單位是核苷酸，構成核酸的基本單位是核苷酸，每一個核苷酸單體由每一個核苷酸單體由3 3部分組成部分組成：一個戊糖分子、一個：一個戊糖分子、一個磷酸磷酸和一和一個含氮的個含氮的堿基。堿基。第第五五節(jié)節(jié) DNADNA分子是由兩條脫氧核糖核苷酸長鏈互以堿基配對相連分子是由兩條脫氧核糖核苷酸長鏈互以堿基配對相連而成的螺旋狀雙鏈分子；而成的螺旋狀雙鏈分子； DNADNA主要存在于細胞核內的染色主要存在于細胞

15、核內的染色質中，線粒體和葉綠體中也有，是遺傳信息的攜帶者。質中，線粒體和葉綠體中也有，是遺傳信息的攜帶者。 雙螺旋結雙螺旋結構理論是現(xiàn)代構理論是現(xiàn)代分子生物學的分子生物學的理論基礎。理論基礎。 第第五五節(jié)節(jié)DNA雙螺旋結構RNARNA分子分子是單鏈的，是單鏈的，RNARNA在細胞核內產生，然后進入細胞質，在細胞核內產生，然后進入細胞質，在蛋白質的合成中起重要作用。在蛋白質的合成中起重要作用。第第五五節(jié)節(jié)RNA分子結構糖類廣布于生物細胞中，所有生物細胞皆含糖類廣布于生物細胞中，所有生物細胞皆含核糖。核糖。糖類糖類是多羥醛或多羥酮及其縮合物和某些衍是多羥醛或多羥酮及其縮合物和某些衍生物的總稱。生物

16、的總稱。糖是生物代謝過程的重要中間代謝物，糖類糖是生物代謝過程的重要中間代謝物，糖類是細胞重要的結構成分，可構成纖維素、淀是細胞重要的結構成分，可構成纖維素、淀粉、核酸和糖蛋白等重要生物大分子，糖類粉、核酸和糖蛋白等重要生物大分子，糖類又是生命活動的主要能源。又是生命活動的主要能源。糖類包括小分子的糖類包括小分子的單糖單糖、寡糖寡糖和由單糖構成和由單糖構成的大分子的大分子多糖。多糖。糖類第第二二節(jié)節(jié)脂質主要是由碳原子和氫原子通過共價鍵結合形成的脂質主要是由碳原子和氫原子通過共價鍵結合形成的非極性化合物，具有疏水性，即脂質不溶于水，可溶非極性化合物，具有疏水性，即脂質不溶于水，可溶于非極性溶劑。

17、于非極性溶劑。脂質分子含脂質分子含C C、H H、O 3O 3種元素，但種元素，但H:OH:O遠大于遠大于2 2，有些，有些脂含脂含P P和和N N，各種脂質分子的結構可以差異很大。，各種脂質分子的結構可以差異很大。脂質是生物膜的主要成分，脂肪氧化時產生的能量大脂質是生物膜的主要成分，脂肪氧化時產生的能量大約是糖氧化時的約是糖氧化時的2 2倍。倍。生物表面的保護層生物表面的保護層/ /保持體溫保持體溫/ /生物活性物質。生物活性物質。脂質第第三三節(jié)節(jié)1.3 細胞分裂與細胞周期1 1、 為什么會有細胞分裂？為什么會有細胞分裂？第第四四節(jié)節(jié)n隨著細胞生長，細胞體積增大，而細胞表面積和體積之比(表面

18、積/體積)卻在變小。n活細胞不斷進行新陳代謝，細胞表面擔負著輸入養(yǎng)分，排出廢物的重任n表面積/體積 比值的下降， 意味著代謝速率的受限和下降。所以，細胞分裂是細胞生長過程中保持足夠表面積，維持一定的生長速率的重要措施。生物的生長也依賴于細胞分裂。如植物頂芽的生長。多細胞生物已經完成了組織分化和個體發(fā)育，即在它完全長大以后，仍然需要細胞分裂的過程，維持細胞的新陳代謝，如骨髓細胞不斷再生出新的血細胞。 細胞分裂并非只是母細胞簡單地一分為二，而是一個比較復雜細胞分裂并非只是母細胞簡單地一分為二，而是一個比較復雜的過程。它首先涉及細胞內遺傳物質的過程。它首先涉及細胞內遺傳物質DNADNA要完成復制，再

19、均要完成復制，再均等分為兩份。等分為兩份。 原核生物中，原核生物中，DNADNA的復制和分離相對比較簡單的復制和分離相對比較簡單, ,而真核生物的細而真核生物的細胞核中，胞核中，DNADNA的復制和分離相對要復雜得多。的復制和分離相對要復雜得多。 第第四四節(jié)節(jié)有分裂能力的細胞，從一次分裂結束到下一次分裂結束所有分裂能力的細胞，從一次分裂結束到下一次分裂結束所經歷的一個完整過程稱為一個經歷的一個完整過程稱為一個細胞周期細胞周期。典型的細胞周期可包括間期和細胞分裂期兩部分。典型的細胞周期可包括間期和細胞分裂期兩部分。間期間期是細胞代謝、是細胞代謝、DNADNA復制旺盛時期，它包括一個復制旺盛時期，

20、它包括一個DNADNA合成合成期（期（S S期）以及期）以及S S期前后兩個間隙期（期前后兩個間隙期（G G1 1期，期，G G2 2期）。期）。細胞分裂期細胞分裂期則包括有絲分裂和胞質分裂兩個主要過程，分則包括有絲分裂和胞質分裂兩個主要過程，分別稱為別稱為M M期和期和C C期。期。有絲分裂有絲分裂（M M期）是一個涉及細胞核及其染色體分裂的復期）是一個涉及細胞核及其染色體分裂的復雜過程，它使得新形成的兩個子細胞具有與母細胞完全相雜過程，它使得新形成的兩個子細胞具有與母細胞完全相同的染色體形態(tài)和數目。同的染色體形態(tài)和數目。胞質分裂胞質分裂（C C期）則是細胞質分裂形成兩個新的子細胞的期）則是

21、細胞質分裂形成兩個新的子細胞的過程。過程。1.2 細胞周期與有絲分裂 第第四四節(jié)節(jié)有絲分裂是一個連續(xù)的過程，根據染色體形態(tài)的變化有絲分裂是一個連續(xù)的過程，根據染色體形態(tài)的變化特征可分為前期、中期、后期和末期特征可分為前期、中期、后期和末期4 4個階段。個階段。第第四四節(jié)節(jié)間期：物質準備間期：物質準備前期：染色體出現(xiàn)，前期：染色體出現(xiàn)，核膜核仁逐漸核膜核仁逐漸消失，紡錘體消失，紡錘體形成形成中期：赤道板形成中期：赤道板形成后期：兩個姐妹染色后期：兩個姐妹染色單體分離為兩單體分離為兩條染色體，分條染色體，分別受微管牽拉別受微管牽拉向兩極移動向兩極移動 末期：兩套染色體分末期：兩套染色體分別到達兩極

22、別到達兩極胞質分裂最終將兩側胞質分裂最終將兩側分隔開分隔開 有絲分裂過程有絲分裂過程第第四四節(jié)節(jié)進行有性生殖的生物從體細胞產生生殖細胞或性細胞都要經歷細胞的減數分裂過程。由二倍體細胞形成單倍體細胞，染色體數目需要在細胞分裂過程中減半，這種細胞分裂稱為減數分裂。 一般有性生殖都要涉及母本和父本一對生物，每一個生物通常各自產生一種特別的性細胞，即雄配子或雌配子。在動物和植物中，雌配子是卵細胞，雄配子是精子（在高等植物中稱為精核）。雌雄配子相互融合形成受精卵或稱合子。合子通常為二倍體（2n），而配子則為單倍體(n)。1.3、配子形成與減數分裂 第第四四節(jié)節(jié) 減數分裂時，配子母細胞（二倍體）要經過兩次

23、連續(xù)的核減數分裂時，配子母細胞（二倍體）要經過兩次連續(xù)的核分裂，但分裂，但DNADNA只復制一次，因此兩次分裂形成的只復制一次，因此兩次分裂形成的4 4個子細胞個子細胞中，染色體數目比配子母細胞減少了一半。中，染色體數目比配子母細胞減少了一半。 減數分裂過程包括兩個階段減數分裂過程包括兩個階段，分別稱為減數分裂，分別稱為減數分裂1 1和減數分和減數分裂裂2 2，每一階段根據染色體形態(tài)的變化特征還可區(qū)分為前期，每一階段根據染色體形態(tài)的變化特征還可區(qū)分為前期、中期、后期和末期。、中期、后期和末期。 在減數分裂在減數分裂1 1的前期，染色體變短變粗時，來自母本和來自的前期，染色體變短變粗時，來自母本

24、和來自父本的各一條相當的同源染色體兩兩配對，稱為父本的各一條相當的同源染色體兩兩配對，稱為聯(lián)會聯(lián)會。由。由于每一條染色體實際含有一條姐妹染色單體，因此聯(lián)會復于每一條染色體實際含有一條姐妹染色單體，因此聯(lián)會復合體共有合體共有4 4條染色單體，稱條染色單體，稱四分體四分體。n 減數分裂的特點: 一是子細胞染色體數減半; 二是子細胞基因組合大為豐富。 基因組合的豐富由兩個原因造成。首先，體細胞的染色體實際上是由兩套同源染色體組成。人的細胞有 4 條染色體，實際上可以看作 2 對同源染色體加上兩條性染色體。第二節(jié)第二節(jié) 動物的組織動物的組織定義定義：一些形態(tài)相同或類似的細胞，加上非細：一些形態(tài)相同或類

25、似的細胞，加上非細胞形態(tài)的間質，彼此組合在一起，共同擔負一胞形態(tài)的間質，彼此組合在一起，共同擔負一定機能的結構。定機能的結構。細胞（形態(tài)相同或類似、功能相同）細胞（形態(tài)相同或類似、功能相同）組織組織 細胞間質細胞間質（營養(yǎng)和支持細胞）（營養(yǎng)和支持細胞）基質（無定形成分）基質（無定形成分）纖維（有形成分）纖維（有形成分）動動 物物 四四 大大 組組 織織一、上皮組織一、上皮組織二、結締組織二、結締組織三、肌肉組織三、肌肉組織四、神經組織四、神經組織一、上皮組織一、上皮組織（一）位置（一）位置動物體的外表面動物體的外表面體內各種管、腔及囊的內表面體內各種管、腔及囊的內表面內臟器官的表面內臟器官的表面（二）功能（二）功能 保護、吸收、排泄、分泌、呼吸、感覺等保護、吸收、排泄、分泌、呼吸、感覺等（三）種類（三）種類 被覆上皮被覆上皮 腺上皮腺上皮 感覺上皮感覺上皮二、結締組織二、結締組織位置位置：廣布于身體各處，連接身體各種組織：廣布于身體各處，連接身體各種組織特點特點：由大量的間質和多種細胞構成；細胞：由大量的間質和多種細胞構成；細胞的位置不固定，排列分散的位置不固定，排列分散功能功能：支持、保護、吸收、營養(yǎng)、修復及物：支持、保護、吸收、營養(yǎng)、修復及物質的運輸等質