第一章 动物的细胞和组织(绪论)

动物生物学

AnimalBiology廖洁628185）（一）、科学概念动物（Animal）动物学（Zoology）动物生物学（ZoologicalBiology）是研究动物的生命活动与环境的关系及其发生发展规律的科学。研究内容涉及动物机体的结构和功能、个体的发生和发育、行为、起源与进化途径、多样性状况与成因、与人类的关系、濒危珍稀种保护、资源保护与持续利用、有害动物防除等。（二）、战略地位1.动物是在自然界中适应、生存和进化的，他的发展变化与宇宙、地球和自然环境有着密切的关系。因而动物生物学的研究必然要借助于宇宙学、地学和植物学等学科的研究成果，2.动物的进化和人类的起源是人们关心的两个重要课题。人自身说到底也是动物中的一种。人类要了解自身的起源、演变、生存和今后的前景，都离不开对动物生物学的研究。3.保存、保护和恢复地球生态系统是当前全球为之奋斗的一个目标。动物生物学的研究可为环境检测提供有价值的资料。保护环境保护包括动物物种在内的生物多样性已成为保护人类自身的一个不可分割的课题。4.动物作为食物、饲料、工业原料、药材、害虫天敌、传粉媒介、观赏和装饰物在人类物质和精神生活中成为不可缺少的财富，动物资源的持续利用是人类赖以生存的一个重要因素。5.医学的发展始终与动物学的发展伴随进行比如动物解剖学、发育生物学、生理学、内分泌学、病理学、免疫学、寄生虫学和动物流行病学不但为动物医学同时也为人体医学提供重要资料。6.动物中奇特的结构、功能和行为，包含着许多令人感兴趣的生命奥秘，已经并将继续为仿生学提供新的课题，推动包括物理、化学及军事科学中某些领域的发展。（三）、包含范畴1动物的细胞和组织2动物的发育规律3动物的类型及其多样性4动物体的生命活动5动物的遗传和进化6动物的地理分布与多样性保护（四）、使用教材1.指定教材：动物生物学，许崇任和程红主编。2.参考教材：普通动物学，刘凌云和郑光美主编，等教材。（五）、教材使用许崇任和程红主编的《动物生物学》，一共分为6章，第三章是全书的重点，篇幅占全书的57%。为教和学的方便，在教学过程中，我们将其分为三章分别来讲授，这样实际教学过程全书共分8章，分别是第一章：动物的细胞和组织；第二章：多细胞动物的胚胎发育；第三章：单细胞真核生物；第四章：无脊椎动物类群；第五章：脊索动物类群；第六章：动物体的生命活动；第七章：动物的遗传和进化；第八章：动物的地理分布与多样性保护。讲授过程中亦有详略。（六）、学习方法1看图物学习：利用图和实物的实感性记忆。2比较性学习：类群、结构、功能之间比较。3生物学法则：注重结构和功能之间的统一性。4抓进化路线：低等向高等、简单向复杂、水生向陆生。5联系实际学：注重实践环节，勤于观察。2.各章要求2.1动物细胞和组织细胞的基本结构四大组织的特点：重点是上皮和结缔组织2.2多细胞动物的胚胎发育相关概念：受精卵子极性卵裂囊胚原肠胚重演律受精的生物学意义动物胚胎发育的基本阶段及其各阶段的特点2.3动物的类群及其多样性2.3.1动物的分类和系统发生分类等级物种的命名方法和规则2.3.2动物体的基本结构相关概念对称、体腔、体节、头部形成及骨骼化2.3.3原生动物主要特点主要类群2.4无脊椎动物类群主要类群：①原生动物门②海绵动物门③腔肠动物门④扁形动物门⑤轮形动物门⑥线形动物门⑦环节动物门⑧软体动物门⑨节肢动物门⑩棘皮动物门和半索动物门掌握要点：门的特征、纲的特征、重要种类、生物学习性。2.5脊索动物类群主要掌握：（1）进化中的重要事件（2）重要名词解释（3）各类群（6纲）主要特征（4）各类群的分类及重要代表动物（5）重要种类的生物学习性2.6动物体的生命活动2.6.1、学习建议（1）系统总结，加深对各个系统进化的理解（2）正确掌握和理解基本概念（消化、排泄…）（3）掌握结构与功能联系（神经-肌肉）2.6.2、重要内容提示（1）动物的排泄和体内水盐平衡调节主要排泄器官（区分无脊椎和脊椎动物中“后肾”的不同含义）；哺乳动物肾的结构及其功能；水盐平衡调节机制。（2）动物的神经调节重要概念：神经元、反射弧、突触、膜电位、动作电位等；神经冲动的传导；突触传递；植物性神经系统。（3）体液调节：激素、分泌和调控、作用，主要的内分泌腺；（4）动物生殖：生殖方式；精卵的发生；月经周期。2.7动物的遗传和进化自学（遗传学课程有专门介绍）：（1）孟德尔第一、第二定律（2）基因与染色体主要掌握：（3）生命史的3个阶段（4）小进化与大进化（5）人类的起源与进化（6）物种形成的方式2.8动物的地理分布与多样性保护主要掌握：（1）世界动物地理分布的特点（2）中国动物地理分布的特点（3）生物多样性的内涵（4）我国生物多样性特点（5）生物多样性保护第一章生命活动的基本单位

---细胞1．细胞的发现和细胞学说的创立1.1细胞的发现1665年，英国的物理学家胡克用自己设计并制造的显微镜观察栎树软木塞切片时发现其中有许多小室，状如蜂窝，称为“cellar”，这是人类第一次发现细胞，不过，胡克发现的只是死的细胞壁。胡克发现细胞用的显微镜1.1细胞的发现1674年，荷兰学者列文虎克(AntonvanLeeuwenhoek)为了检查布的质量，亲自磨制透镜，装配了高倍显微镜(300倍左右)，并观察到了血细胞、池塘水滴中的原生动物、人类和哺乳类动物的精子。这是人类第一次观察到完整的活细胞。列文虎克把他的观察结果写信报告给了英国皇家学会，得到英国皇家学会的充分肯定，并很快成为世界知名人士。1.2细胞学说(celltheory)的创立1838年，德国植物学家施来登(MathiasSchleiden)提出:尽管植物的不同组织在结构上有着很大的差异，但是植物是由细胞构成的，植物的胚是由单个细胞产生的。1839年，德国动物学家施旺(TheodorSchwann)提出了细胞学说的两条最重要的基本原理：①地球上的生物都是由细胞构成的;②所有的生活细胞在结构上都是类似的。1855年，德国医生和病理学家魏尔肖(RudolfVirchow)补充了细胞学说的第三条原理:所有的细胞都是来自于已有细胞的分裂，即细胞来自于细胞。

细胞学说的基本内容（1）认为细胞是有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成；（2）每一个细胞作为相对独立的单位,既有它”自己的生命”，又对由其他细胞所共同组成的整体生命有所助益；（3）新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生；细胞学说的创立大大推进了人类对生命自然界的认识，有力地促进了生命科学的进步。恩格斯对细胞学说给予极高的评价，把它与进化论和能量守恒定律并列为19世纪的三大发明。2.细胞的基本概念2.1原生质的概念：被膜包裹在细胞内的所有生活物质称为原生质(protoplasm)，包括细胞核(nucleus)和细胞质(cellplasma)。细胞核：核仁，悬浮于核基质。细胞质：多种细胞器，浸润在细胞基质中。细胞质的衍生物---纤毛、鞭毛异质(alloplasm)：原生质高度特化物---如植物细胞的角质、木栓质、木质、纤维素。副质(paraplasm)：细胞代谢过程中形成的产物---分泌粒、脂肪粒、卵黄粒、乳液、淀粉粒。2.2细胞的分类按细胞结构的复杂程度可分为：原核细胞生物：单一细胞构成。真核细胞生物：一个细胞构成或多细胞构成。

真核细胞生物是由原核细胞生物进化而来，真核细胞生物有的由一个细胞构成，有的由许多细胞构成，如成人有2×1014个细胞，婴儿有2×1012个细胞。2.3细胞的大小和形态形态与功能密切相关：依细胞在各种组织和器官中所承担的不同功能，分化形成了各种不同的形状。这些不同的形状一方面取决于对功能的适应，另一方面亦受细胞的表面张力、胞质的粘滞性、细胞膜的坚韧程度，以及微管和微丝骨架等因素的影响。形态：有球形、杆状、星形、多角形、梭形、圆柱形等2.4细胞的化学组成2.4.1细胞的元素组成有24种元素是细胞中具有的，也是生命所必须的。其中C、H、O、N、P、S对生命起特别重要作用，大部分有机分子是由这6种元素组成。还有Ca、K、Na、Cl、Mg、Fe虽然在细胞中较少，但也是必须的。其它的Mn、I、Mo、Co、Zn、Se、Cu、Cr、Sn、V、Si、F微量元素也是生命不可缺少的。2.4.2细胞的分子组成生命是物质的，所有的细胞都是由水、蛋白质、糖类、脂类、核酸、盐类和各种微量的有机化合物所组成。水生命来自于水，细胞中的所有反应都是在水中进行的，所以水是细胞生命的活动介质。细胞中水的含量最高，通常占细胞总量70%-80%。水的存在形式---游离水和结合水。

游离水---细胞代谢反应的溶剂；

结合水---原生质结构的一部分。是以氢键和蛋白质结合的水分子，占细胞内全部水的4.5%。水的功能水在细胞中既是反应物也是溶剂反应剂：水分子参与了生命活动的一些重要反应，在大分子的合成过程中水是产物，而在分解反应中水是反应剂。溶剂：由于水是极性分子，所以是各种极性有机分子和离子的最好溶剂。主要是靠氢键的形成使这些分子和离子得以溶解。水的溶剂作用水分子的氢键无机盐细胞中的无机盐一般以离子状态存在，如Na+、K+、Mg2+、Cl-、HPO42-、HCO42-等。无机离子的功能1.维持细胞内的pH和渗透压，以保持细胞的正常生理活动；2.同蛋白质或脂类结合组成具有特定功能的结合蛋白，参与细胞的生命活动；3.作为酶反应的辅助因子。无机盐无机盐的作用分类：1.大分子的结构成分：主要是C、H、N、O、P、S等2.各种酶反应所需的主要离子：包括Ca2+、Cu2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-等3.各种酶活性所需的基础微量元素：包括Co2+、Cu2+、Fe3+、Mn2+、Zn2+等4.某些生物需要的特殊微量元素：如碘、铯、溴等有机小分子细胞内有四类有机小分子:

单糖、脂肪酸、氨基酸和核苷酸。细胞内的有机小分子约占细胞总有机物的十分之一，但却有许多不同的种类。有机小分子—糖类糖是细胞的营养物，是细胞内贮存的营养物质，提供细胞代谢所需的能源。包括单糖、二糖、低聚糖(2-6个糖)和多糖(由几百到几千个单糖分子组成)，其中多糖属于生物大分子。单纯的多糖由许多葡萄糖残基组成。在动物细胞内主要是糖原；在植物细胞内主要是淀粉；有机小分子—脂脂肪酸是脂的主要成分。细胞内几乎所有的脂肪酸分子都是通过它们的羧酸基团与其它分子共价连接。各种脂肪酸的碳氢链长度及所含碳—碳双键的数目和位置的不同，决定了它们不同的化学特性。脂肪酸是营养价值较高的营养物，按重量比计算，脂肪酸分解产生的能量，相当于葡萄糖所产生能量的两倍。脂肪酸在细胞内最重要的功能是构成细胞结构。有机小分子—核苷酸核苷酸是组成核酸的基本单位每个核苷酸分子由：一个戊糖(核糖或脱氧核糖)一个含氮碱基(嘧啶或嘌呤)一个磷酸脱水缩合而成有机小分子—氨基酸细胞内主要有20种氨基酸，各种氨基酸在结构上的一个共同特点是，在与羧基（-COOH）相连的碳原子(α碳原子)上都有一个氨基，因而称为氨基酸。其差别主要是R侧链不同，决定了氨基酸不同的化学性质。氨基酸是组成蛋白质的基本单位，蛋白质是通过一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基之间形成的肽键而首尾相连，构成的多肽链。生物大分子概念：构成细胞的基本结构，并且执行细胞基本功能的巨大的、高度组织起来的生物分子称为生物大分子。类型：核酸、蛋白质、多糖，以及某些类型的脂类，前三种是由单体构成的多聚体。细胞内大约有3000种大分子。生物大分子的功能取决于构成它们亚单位的种类和排列顺序。生物大分子—多糖多糖是细胞的重要支持材料，是细胞壁的主要结构成分。糖同蛋白质结合形成糖蛋白。蛋白质的糖基化不仅对蛋白分子的理化性质有很大影晌，而且对蛋白质的生物功能也有很大影响。已知的上千种蛋白质中，50％以上是糖基化的。许多糖蛋白具有酶、激素、抑制剂等生物活性，相当一部分糖蛋白，其分子中糖链是实现生物功能所必需的，去除或破坏糖链会使它们失去生物功能。生物大分子—

核糖核酸与脱氧核糖核酸

脱氧核糖核酸即是DNA分子，是遗传物质，只有一种类型，其结构是双螺旋的；生物大分子—蛋白质蛋白质是细胞内行使各种生物功能的生物大分子；估计在一个典型哺乳动物细胞中有10,000种不同的蛋白质执行着不同的功能；第一讲——二、动物的细胞和组织第一讲

二、动物的细胞和组织二、动物的细胞和组织（一）、细胞由膜包围着含有细胞核和细胞质且能进行独立繁殖的最小原生质团。细胞是一切有机体的形态结构和生命活动的基本单位。（二）、细胞学说

细胞是有机体，一切生物个体都是由细胞发育而来；每个细胞作为一个相对独立的单位，既有自己的生命，也对其他细胞共同组成的整体生命有益；新细胞可以通过老细胞繁殖产生。（三）、细胞分类原核细胞：原核细胞（prokaryoticcell）是组成原核生物的细胞。这类细胞主要特征是没有核膜和明显可见的细胞核,只有拟核，且不进行有丝分裂、减数分裂、无丝分裂。进化地位较低。由原核细胞组成的生物是原核生物，原核生物只有一个细胞构成。如古杆菌、支原体、衣原体等。真核细胞：真核细胞（eukaryoticcell）是组成真核生物的细胞。这类细胞的主要特征是有核膜和细胞核，能进行有丝分裂，能进行原生质流动和变形运动。进化地位较高。由真核细胞组成的生物是真核生物。由一个或众多细胞构成。（四）、细胞的大小最小的细胞如支原体仅0.1µm，最大的细胞如鸵鸟蛋，最大直径近100mm,是支原体的1000000倍。

细胞质膜细胞质基质内质网核糖体

（五）、真核细胞的结构高尔基体溶酶体过氧化物酶体线粒体细胞核植物细胞动物细胞成纤维细胞巨型线粒体巨型线粒体第二极体（六）、细胞周期与细胞分化细胞从一次分裂开始到第二次分裂开始所经历的全过程称为一个细胞周期。细胞周期包括一个有丝分裂期和一个分裂间期。细胞分化是一种类型的细胞在形态结构、生理功能和生物化学特性方面稳定地转变成另一类细胞的过程。有关细胞周期和细胞分化问题是遗传学研究的重要问题。同学们可以自学。第一讲——三、动物的组织、器官和系统第一讲

三、动物组织、器官和系统三、动物的组织、器官和系统（一）、概念组织是由一群结构和功能相同或相似的细胞及其相关的非细胞物质彼此以一定的形式连接起来执行一定功能的结构单位。由多种组织连接在一起形成具有一定形态特征和结构，共同完成一定的生理机能的结构单位称为器官。不同器官按一定关系组成的整体，共同完成生命体的一项连续性的生理功能，这样的结构单位称为系统。（二）、细胞连接细胞间在细胞膜上分化而形成的彼此联系的特定连接，称细胞连接。桥粒动物细胞连接的类型紧密连接间隙连接（二）、细胞连接细胞间在细胞膜上分化而形成的彼此联系的特定连接，称细胞连接。桥粒动物细胞连接的类型