普通动物学-第2章_动物体的基本结构

1、第二章第二章 动物体的基本结构动物体的基本结构第一节第一节 动物的细胞动物的细胞第二节第二节 动物的组织动物的组织第三节第三节 动物的器官和系统动物的器官和系统第一节第一节 动物的细胞动物的细胞v1838年，德国植物学家年，德国植物学家Schleiden。v1839年，德国动物学家年，德国动物学家Schwann。v1858年，年，Virchow。v细胞学说可以归纳为以下细胞学说可以归纳为以下3点：点：v1 所有生物都由细胞和细胞的产物组成。所有生物都由细胞和细胞的产物组成。v2 新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产新的细胞必须经过已存在的细胞分裂而产生。生。v 3 每一个细胞可以是独立的生命单

2、位，许多每一个细胞可以是独立的生命单位，许多细胞细胞 又可以共同形成生物体或组织。又可以共同形成生物体或组织。 特特 征征高等植物细胞高等植物细胞 动物细胞动物细胞 膜系统和细胞器膜系统和细胞器 有叶绿体，大液泡，有叶绿体，大液泡，乙醛酸循环体乙醛酸循环体有中心体，溶酶体有中心体，溶酶体 细胞壁细胞壁有纤维素为主要成分有纤维素为主要成分无无 鞭毛或纤毛鞭毛或纤毛 无无微管微管 胞吞作用胞吞作用 无无 有有细胞分裂细胞分裂细胞板细胞板收缩环收缩环第第一一节节植物细胞和动物细胞的比较第第一一节节植物细胞第第一一节节动物细胞1、1 细胞的结构与功能第第二二节节一、一、细胞膜v细胞膜细胞膜又称又称质膜

3、质膜，具有半，具有半透性，可有选透性，可有选择地让物质通择地让物质通过；过；细胞膜还细胞膜还有一些起识别有一些起识别和接收信息作和接收信息作用的蛋白质用的蛋白质。细胞质中还有细胞质中还有内膜内膜。细胞核包括核膜、核纤层、核基质、染色质和核仁等部分。核被膜是包在核外的双层膜，外核膜可延伸与细胞质中的内质网相连。一些蛋白质和RNA分子可通过核被膜或核孔进入或输出细胞核。染色质是细胞核中由DNA和蛋白质组成并可被苏木精等染料染色的物质，染色质DNA含有大量基因，是生命的遗传物质。在细胞准备分裂时，线性缠绕的染色质聚缩成在显微镜下可辨认的染色体。 核仁是细胞核中的纤维和颗粒状结构，富含蛋白质和RNA。

4、染色质和核仁都没有膜包被，存在于液态的核基质中。第第二二节节二、细胞核第第二二节节返回细胞核示意图真核细胞细胞质内遍布着内膜系统。是一些由膜包被的细胞器或片层结构，包括内质网、高尔基体、溶酶体、胞内体和分泌泡等。这些膜相结构在发生和功能上相互有密切的联系。内膜系统为细胞内的分子提供了传递的通道，为一些脂质和蛋白质合成提供场所。 第第二二节节三、内膜系统 细胞质中以脂质细胞质中以脂质双分子层为基础双分子层为基础形成的囊状、泡形成的囊状、泡状和管状结构状和管状结构。 内质网的作用：内质网的作用：蛋白质合成与转蛋白质合成与转运，脂质代谢，运，脂质代谢，糖类代谢，解毒糖类代谢，解毒作用等方面。作用等方

5、面。 光面内质网与粗光面内质网与粗面内质网。面内质网。第第二二节节内质网 高尔基体高尔基体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。 是内质网合成产物和细胞分泌物的加工和包装场所，最后是内质网合成产物和细胞分泌物的加工和包装场所，最后形成分泌泡将分泌物排出细胞外。形成分泌泡将分泌物排出细胞外。 高尔基体本身还可合成一些生物大分子如多糖等。高尔基体本身还可合成一些生物大分子如多糖等。 高尔基体还与植物分裂时的新细胞膜和新细胞壁的形成有高尔基体还与植物分裂时的新细胞膜和新细胞壁的形成有关，动物细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关。关，动物细胞中的高尔基体与细胞分泌物的形成有关。 动

6、物细胞内的一种细胞器，为单层膜小泡，由高尔基体断动物细胞内的一种细胞器，为单层膜小泡，由高尔基体断裂而产生裂而产生, , 内含多种水解酶。内含多种水解酶。 溶酶体对细胞营养、免疫防御、清除有害物质、应激等具溶酶体对细胞营养、免疫防御、清除有害物质、应激等具有重要的作用。有重要的作用。 溶酶体第第二二节节高尔基体第第二二节节返回高尔基体结构示意图 线粒体线粒体在几乎所有真核细胞内都有发现，少数情况下一在几乎所有真核细胞内都有发现，少数情况下一个细胞仅有一个线粒体，多数情况一个细胞有几十、几个细胞仅有一个线粒体，多数情况一个细胞有几十、几百甚至上千个线粒体。百甚至上千个线粒体。 线粒体由内膜和外膜

7、包裹的囊状结构，囊内是液态的基线粒体由内膜和外膜包裹的囊状结构，囊内是液态的基质。液态基质中含有催化柠檬酸循环的多种酶。质。液态基质中含有催化柠檬酸循环的多种酶。 外膜平整，内膜向内折入形成一些嵴，内膜面上有外膜平整，内膜向内折入形成一些嵴，内膜面上有ATPATP酶复合体。酶复合体。 线粒体是细胞呼吸和能量代谢中心。线粒体基质中还含线粒体是细胞呼吸和能量代谢中心。线粒体基质中还含有有DNADNA分子、核糖体及其相关的酶蛋白等。分子、核糖体及其相关的酶蛋白等。第第二二节节n 线粒体线粒体四、其他细胞器 第第二二节节返回线粒体结构示意图1. 2 细胞的化学组成n组成细胞及生物体的主要组成细胞及生物

8、体的主要元素包括元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等等 第第一一节节主要元素的作用v以人体为例简单介绍组成细胞及生物体的主要元素和它们在生命活动中具有的各种重要作以人体为例简单介绍组成细胞及生物体的主要元素和它们在生命活动中具有的各种重要作用和功能（图用和功能（图2-2）。组成细胞及生物体的主要元素包括）。组成细胞及生物体的主要元素包括C、H、O、N、P、S、Ca等，以等，以上上7种元素约占生物体的种元素约占生物体的99.35%，其中，其中C、H、O、N 4种元素约占种元素约占96%。v（1）碳元素：具有特别重要的作用，碳原子相互连接成链或环，形成各种生物大分子的基）碳元素：具有特别重要的作

9、用，碳原子相互连接成链或环，形成各种生物大分子的基本骨架；本骨架；v（2）氧元素：存在于几乎所有的有机化合物中，是构成水的元素之一，又为细胞呼吸所必）氧元素：存在于几乎所有的有机化合物中，是构成水的元素之一，又为细胞呼吸所必需；需；v（3）氢元素：存在于几乎所有的有机化合物中，是构成水的另一种元素，在生物代谢反应）氢元素：存在于几乎所有的有机化合物中，是构成水的另一种元素，在生物代谢反应中，氢离子还与能量的转移密切相关；中，氢离子还与能量的转移密切相关；v（4）磷元素：是核酸、生物膜中磷脂的成分，参与细胞中的能量转移反应，还是骨骼的结）磷元素：是核酸、生物膜中磷脂的成分，参与细胞中的能量转移反

10、应，还是骨骼的结构成分；构成分；v（5）氮元素：是蛋白质、核酸、植物细胞中叶绿素等的重要组成元素；）氮元素：是蛋白质、核酸、植物细胞中叶绿素等的重要组成元素；v（6）钙元素：是动物骨骼、牙齿等的成分，钙离子在肌肉收缩、细胞信号传导中发挥作用，）钙元素：是动物骨骼、牙齿等的成分，钙离子在肌肉收缩、细胞信号传导中发挥作用，并参与血液的凝结和植物细胞壁的组成；并参与血液的凝结和植物细胞壁的组成；v（7）硫元素：是大多数蛋白质的成分；）硫元素：是大多数蛋白质的成分；v（8）钾离子和钠离子：是细胞质与动物组织液的主要阳离子，对于维持体液或细胞内外正）钾离子和钠离子：是细胞质与动物组织液的主要阳离子，对于

11、维持体液或细胞内外正负离子平衡、神经脉冲的传导有重要作用，钾离子可影响肌肉收缩，控制叶片气孔的开闭负离子平衡、神经脉冲的传导有重要作用，钾离子可影响肌肉收缩，控制叶片气孔的开闭等；等；v（9）镁元素：参与多种酶的活化，是植物细胞中叶绿素的成分；）镁元素：参与多种酶的活化，是植物细胞中叶绿素的成分；v（10）氯元素：是细胞质与动物组织液的主要阴离子，对于维持体液或细胞内外正负离子）氯元素：是细胞质与动物组织液的主要阴离子，对于维持体液或细胞内外正负离子平衡有重要作用，对于植物光合作用也是必不可少的；平衡有重要作用，对于植物光合作用也是必不可少的；v（11）铁元素：是动物血红蛋白的重要成分，）铁元

12、素：是动物血红蛋白的重要成分， 还可参与某些酶的活化；还可参与某些酶的活化；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。不同的生物体，其分子组成大体相同。生物体主要由蛋白质、核酸、脂质、糖类、无机盐和水组成。第第一一节节生物体的一般化学组成生物体的一般化学组成 是由是由2020种氨基酸组成的生物大分子。种氨基酸组成的生物大分子。 蛋白质的特定构象即蛋白质的三维空间结构和形态对于蛋白质的特定构象即蛋白质的三维空间结构和形态对于蛋白质的功能起决定性的作用。蛋白质的功能起决定性的作用。 蛋白质变性（构象发生变化）使得其特定

13、的功能立即丧蛋白质变性（构象发生变化）使得其特定的功能立即丧失。失。第第四四节节蛋白质核酸贮存遗传信息，控制蛋白质的合成。核酸贮存遗传信息，控制蛋白质的合成。核酸包括脱氧核糖核酸核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)(DNA)和核糖核酸和核糖核酸(RNA)(RNA)。贮存遗传信息的特殊贮存遗传信息的特殊DNADNA片段称为基因，它主要编码蛋片段称为基因，它主要编码蛋白质的氨基酸序列，从而决定蛋白质的功能。通过蛋白质的氨基酸序列，从而决定蛋白质的功能。通过蛋白质的作用，白质的作用，DNADNA实际上控制着细胞和生物体的生命过实际上控制着细胞和生物体的生命过程。程。DNADNA控制蛋白质的合成是通过控制蛋

14、白质的合成是通过RNARNA来实现的，即遗传信来实现的，即遗传信息由息由DNADNA转录到转录到RNARNA，后者决定蛋白质的氨基酸序列。，后者决定蛋白质的氨基酸序列。 核酸第第五五节节 构成核酸的基本单位是核苷酸，构成核酸的基本单位是核苷酸，每一个核苷酸单体由每一个核苷酸单体由3 3部分组成部分组成：一个戊糖分子、一个：一个戊糖分子、一个磷酸磷酸和一和一个含氮的个含氮的碱基。碱基。第第五五节节 DNADNA分子是由两条脱氧核糖核苷酸长链互以碱基配对相连分子是由两条脱氧核糖核苷酸长链互以碱基配对相连而成的螺旋状双链分子；而成的螺旋状双链分子； DNADNA主要存在于细胞核内的染色主要存在于细胞

15、核内的染色质中，线粒体和叶绿体中也有，是遗传信息的携带者。质中，线粒体和叶绿体中也有，是遗传信息的携带者。 双螺旋结双螺旋结构理论是现代构理论是现代分子生物学的分子生物学的理论基础。理论基础。 第第五五节节DNA双螺旋结构RNARNA分子分子是单链的，是单链的，RNARNA在细胞核内产生，然后进入细胞质，在细胞核内产生，然后进入细胞质，在蛋白质的合成中起重要作用。在蛋白质的合成中起重要作用。第第五五节节RNA分子结构糖类广布于生物细胞中，所有生物细胞皆含糖类广布于生物细胞中，所有生物细胞皆含核糖。核糖。糖类糖类是多羟醛或多羟酮及其缩合物和某些衍是多羟醛或多羟酮及其缩合物和某些衍生物的总称。生物

16、的总称。糖是生物代谢过程的重要中间代谢物，糖类糖是生物代谢过程的重要中间代谢物，糖类是细胞重要的结构成分，可构成纤维素、淀是细胞重要的结构成分，可构成纤维素、淀粉、核酸和糖蛋白等重要生物大分子，糖类粉、核酸和糖蛋白等重要生物大分子，糖类又是生命活动的主要能源。又是生命活动的主要能源。糖类包括小分子的糖类包括小分子的单糖单糖、寡糖寡糖和由单糖构成和由单糖构成的大分子的大分子多糖。多糖。糖类第第二二节节脂质主要是由碳原子和氢原子通过共价键结合形成的脂质主要是由碳原子和氢原子通过共价键结合形成的非极性化合物，具有疏水性，即脂质不溶于水，可溶非极性化合物，具有疏水性，即脂质不溶于水，可溶于非极性溶剂。

17、于非极性溶剂。脂质分子含脂质分子含C C、H H、O 3O 3种元素，但种元素，但H:OH:O远大于远大于2 2，有些，有些脂含脂含P P和和N N，各种脂质分子的结构可以差异很大。，各种脂质分子的结构可以差异很大。脂质是生物膜的主要成分，脂肪氧化时产生的能量大脂质是生物膜的主要成分，脂肪氧化时产生的能量大约是糖氧化时的约是糖氧化时的2 2倍。倍。生物表面的保护层生物表面的保护层/ /保持体温保持体温/ /生物活性物质。生物活性物质。脂质第第三三节节1.3 细胞分裂与细胞周期1 1、 为什么会有细胞分裂？为什么会有细胞分裂？第第四四节节n随着细胞生长，细胞体积增大，而细胞表面积和体积之比(表面

18、积/体积)却在变小。n活细胞不断进行新陈代谢，细胞表面担负着输入养分，排出废物的重任n表面积/体积 比值的下降， 意味着代谢速率的受限和下降。所以，细胞分裂是细胞生长过程中保持足够表面积，维持一定的生长速率的重要措施。生物的生长也依赖于细胞分裂。如植物顶芽的生长。多细胞生物已经完成了组织分化和个体发育，即在它完全长大以后，仍然需要细胞分裂的过程，维持细胞的新陈代谢，如骨髓细胞不断再生出新的血细胞。 细胞分裂并非只是母细胞简单地一分为二，而是一个比较复杂细胞分裂并非只是母细胞简单地一分为二，而是一个比较复杂的过程。它首先涉及细胞内遗传物质的过程。它首先涉及细胞内遗传物质DNADNA要完成复制，再

19、均要完成复制，再均等分为两份。等分为两份。 原核生物中，原核生物中，DNADNA的复制和分离相对比较简单的复制和分离相对比较简单, ,而真核生物的细而真核生物的细胞核中，胞核中，DNADNA的复制和分离相对要复杂得多。的复制和分离相对要复杂得多。 第第四四节节有分裂能力的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束所有分裂能力的细胞，从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的一个完整过程称为一个经历的一个完整过程称为一个细胞周期细胞周期。典型的细胞周期可包括间期和细胞分裂期两部分。典型的细胞周期可包括间期和细胞分裂期两部分。间期间期是细胞代谢、是细胞代谢、DNADNA复制旺盛时期，它包括一个复制旺盛时期，

20、它包括一个DNADNA合成合成期（期（S S期）以及期）以及S S期前后两个间隙期（期前后两个间隙期（G G1 1期，期，G G2 2期）。期）。细胞分裂期细胞分裂期则包括有丝分裂和胞质分裂两个主要过程，分则包括有丝分裂和胞质分裂两个主要过程，分别称为别称为M M期和期和C C期。期。有丝分裂有丝分裂（M M期）是一个涉及细胞核及其染色体分裂的复期）是一个涉及细胞核及其染色体分裂的复杂过程，它使得新形成的两个子细胞具有与母细胞完全相杂过程，它使得新形成的两个子细胞具有与母细胞完全相同的染色体形态和数目。同的染色体形态和数目。胞质分裂胞质分裂（C C期）则是细胞质分裂形成两个新的子细胞的期）则是

21、细胞质分裂形成两个新的子细胞的过程。过程。1.2 细胞周期与有丝分裂 第第四四节节有丝分裂是一个连续的过程，根据染色体形态的变化有丝分裂是一个连续的过程，根据染色体形态的变化特征可分为前期、中期、后期和末期特征可分为前期、中期、后期和末期4 4个阶段。个阶段。第第四四节节间期：物质准备间期：物质准备前期：染色体出现，前期：染色体出现，核膜核仁逐渐核膜核仁逐渐消失，纺锤体消失，纺锤体形成形成中期：赤道板形成中期：赤道板形成后期：两个姐妹染色后期：两个姐妹染色单体分离为两单体分离为两条染色体，分条染色体，分别受微管牵拉别受微管牵拉向两极移动向两极移动 末期：两套染色体分末期：两套染色体分别到达两极

22、别到达两极胞质分裂最终将两侧胞质分裂最终将两侧分隔开分隔开 有丝分裂过程有丝分裂过程第第四四节节进行有性生殖的生物从体细胞产生生殖细胞或性细胞都要经历细胞的减数分裂过程。由二倍体细胞形成单倍体细胞，染色体数目需要在细胞分裂过程中减半，这种细胞分裂称为减数分裂。 一般有性生殖都要涉及母本和父本一对生物，每一个生物通常各自产生一种特别的性细胞，即雄配子或雌配子。在动物和植物中，雌配子是卵细胞，雄配子是精子（在高等植物中称为精核）。雌雄配子相互融合形成受精卵或称合子。合子通常为二倍体（2n），而配子则为单倍体(n)。1.3、配子形成与减数分裂 第第四四节节 减数分裂时，配子母细胞（二倍体）要经过两次

23、连续的核减数分裂时，配子母细胞（二倍体）要经过两次连续的核分裂，但分裂，但DNADNA只复制一次，因此两次分裂形成的只复制一次，因此两次分裂形成的4 4个子细胞个子细胞中，染色体数目比配子母细胞减少了一半。中，染色体数目比配子母细胞减少了一半。 减数分裂过程包括两个阶段减数分裂过程包括两个阶段，分别称为减数分裂，分别称为减数分裂1 1和减数分和减数分裂裂2 2，每一阶段根据染色体形态的变化特征还可区分为前期，每一阶段根据染色体形态的变化特征还可区分为前期、中期、后期和末期。、中期、后期和末期。 在减数分裂在减数分裂1 1的前期，染色体变短变粗时，来自母本和来自的前期，染色体变短变粗时，来自母本

24、和来自父本的各一条相当的同源染色体两两配对，称为父本的各一条相当的同源染色体两两配对，称为联会联会。由。由于每一条染色体实际含有一条姐妹染色单体，因此联会复于每一条染色体实际含有一条姐妹染色单体，因此联会复合体共有合体共有4 4条染色单体，称条染色单体，称四分体四分体。n 减数分裂的特点: 一是子细胞染色体数减半; 二是子细胞基因组合大为丰富。 基因组合的丰富由两个原因造成。首先，体细胞的染色体实际上是由两套同源染色体组成。人的细胞有 4 条染色体，实际上可以看作 2 对同源染色体加上两条性染色体。第二节第二节 动物的组织动物的组织定义定义：一些形态相同或类似的细胞，加上非细：一些形态相同或类

25、似的细胞，加上非细胞形态的间质，彼此组合在一起，共同担负一胞形态的间质，彼此组合在一起，共同担负一定机能的结构。定机能的结构。细胞（形态相同或类似、功能相同）细胞（形态相同或类似、功能相同）组织组织 细胞间质细胞间质（营养和支持细胞）（营养和支持细胞）基质（无定形成分）基质（无定形成分）纤维（有形成分）纤维（有形成分）动动 物物 四四 大大 组组 织织一、上皮组织一、上皮组织二、结缔组织二、结缔组织三、肌肉组织三、肌肉组织四、神经组织四、神经组织一、上皮组织一、上皮组织（一）位置（一）位置动物体的外表面动物体的外表面体内各种管、腔及囊的内表面体内各种管、腔及囊的内表面内脏器官的表面内脏器官的表面（二）功能（二）功能 保护、吸收、排泄、分泌、呼吸、感觉等保护、吸收、排泄、分泌、呼吸、感觉等（三）种类（三）种类 被覆上皮被覆上皮 腺上皮腺上皮 感觉上皮感觉上皮二、结缔组织二、结缔组织位置位置：广布于身体各处，连接身体各种组织：广布于身体各处，连接身体各种组织特点特点：由大量的间质和多种细胞构成；细胞：由大量的间质和多种细胞构成；细胞的位置不固定，排列分散的位置不固定，排列分散功能功能：支持、保护、吸收、营养、修复及物：支持、保护、吸收、营养、修复及物质的运输等质