动物生物学1章动物的细胞和组织

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1、动物生物学 Animal Biology生物技术教研室 刘湘 Tel：02762900527动物生物学（ Animal Biology ）是以生物学观点和技术来研究动物生命规 律的科学。它是生命科学的一个分支学科。 是生物科学的一个基础学科。 1、任务( 研究内容)动物生命活动的各个 领域，包括动物体细胞、组织、器官、系统 ；动物机体结构功能的适应以及调控；动物 界的类群、生态、地理、进化、动物资源与 保护等。 2、性质 是生命科学、农学、医学、生态 学以及生物技术等学科和领域的基础，有助 于人们认识自然、揭示动物生命的奥秘。总 目 录 l一、动物的细胞和组织l二、多细胞动物的胚胎发育l三、动

2、物的类群及其多样性 l四、动物体的生命活动l五、进化理论与动物演化l六、动物的地理分布与多样性保护第一章 动物的细胞和组织目录1.1动物体结构与功能的基本单位细胞 1.2动物细胞的周期与细胞分化 1.3多细胞动物的组织、器官和系统1.1动物体结构与功能的基本单位细 胞一、细胞的发现及细胞学说的建立1.细胞的发现： 1665年，英国物理学家罗伯特.虎克（Robert Hooke)研制出能 够放大140倍的光学显微镜，观察栎树皮薄片，发现了细胞，用 拉丁文：Cellar（小室），英文沿用：cell。因首次描述细胞 在显微图谱。 荷兰学者列文虎克（A.van Leeuwenhoek): 在污水中发现

3、细菌和 原生动物，1674年，描述了鱼类红细胞核结构 意大利学者Malpighi,英国Grew:植物细胞细胞壁与细胞质的区别 。2.细胞学说的建立1838-1839年，对细胞的认识有了很大提高， 德国学者施旺（Schwann)、施莱登（Schleiden) 提出：一切动物、植物都由细胞组成。细胞是一 切动植物的基本单位称为细胞学说。极大推 动了生物科学的发展。并且迅速推广到其它领域 。细胞学说、达尔文进化论、孟德尔遗传学（ 1866年）被称为现代生物学的三大基石。二、细胞的基本概念1.原生质的概念2.细胞的分类3.细胞的大小和形状4.细胞的化学组成5.细胞的基本结构1.原生质的概念：原生质是细

4、胞内所含的生活物质。包括： 细胞膜、细胞核、细胞质。 细胞核：位于细胞中央，通常圆球状、胶体结 构。 细胞质：包括细胞质基质和各种细胞器。如： 内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、线粒 体、叶绿体、微丝、微管等2.细胞的分 类地球上的150万种生物，根据细胞结构的不同，可分为： 原核细胞：由原核细胞构成的生物称原核细胞生物：细菌、蓝藻等， 广泛分布于地球，有30亿年的进化历史。 真核细胞：由真核细胞构成的生物称真核细胞生物：包括从单细胞到 多细胞的动物、植物和人。3.细胞的大小和形状细胞的大小：最大的直径 10cm，最小的，支原体 0.1m，一般在10-100m 。必须借助显微镜。 细胞的形状：

5、多样。 游离的细胞：圆形、椭圆形。 紧密连接的：柱状、扁平多边 形等 具有收缩机能：纺锤状、纤维 状。 具有传导机能的：星形等。4.细胞的化学组成 ：1）元素组成：C、H、O 、N、P、S、Ca 占细胞总重99.35%。 微量元素：Fe、Mn、 Cu、I、Zn等，生命 活动的重要成分。如 ：缺I，缺Fe，缺Zn.2）分子组成：以上元素的原子以不同的化学键结合成分子，构成各种化合物（ 有机、无机）。尤其是C原子，能相互连接成链状或环状，构成 细胞的生物大分子。包括：水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质、核酸组成。 不同细胞分子 组成大体相同，但相对含量不同。水：极性分子，水分子中的氧原子具有吸引电子的

6、能力。无机离 子和其他物质的自然溶剂。如:生命系统中很多分子都溶于水， 所以水是生命系统化学反应中最理想的介质。 无机盐：细胞中无机盐以离子状态存在，例如：Na、K、Mg、 Fe、HPO4等，在细胞中都具有非常重要的作用。如Fe:合成 血红蛋白的原料。PO4是合成磷脂、核苷酸的原料。糖：C、H、O三种元素组成，是生命活动所需的能源 ，重要的中间代谢产物，糖类包括单糖、双塘、三 糖，以及由单糖构成的多糖：淀粉、糖原等。有些 糖是构成核酸等生物大分子的成分。 脂类：由C、H、O组成，有的含有P、N，不能溶于水 ，但能溶于：乙醚、苯等有机溶剂中。具有重要生 物学特性。 生物膜的重要成分。如磷脂双分子

7、层。 储存能量。使得动物保持体温。如皮下脂肪保持体 温。 构成生物表面的保护层，如皮肤、羽毛外表面。 有些是重要的生物活性物质，如维生素A,前列腺素 等。蛋白质 1）生物体内普遍存在的一 种主要由氨基酸组成的 生物大分子。如肌肉、 毛发、皮肤的主要成分 。细胞干重一半、生物 膜60-70%含量。 2）蛋白质的基本结构单元 是氨基酸，在蛋白质中 出现的氨基酸共有20种 。氨基酸以肽键相互连 接，形成肽链。3）它与核酸同为生物体最 基本的物质，担负着生 命活动过程的各种极其 重要的功能。例如：具有催化作用的酶、具 有免疫功能的抗体、有 运输作用的血红蛋白， 生物膜的结构蛋白，都 是蛋白质。核酸1）

8、由数十至数十亿个核苷酸通过 磷酸二酯键形成的一类生物大分子 。动、植物和微生物都含有核酸。 根据组成成分不同可分为脱氧核糖 核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）两 大类。DNA是绝大多数生物的遗传 物质。某些病毒和噬菌体则以RNA 为遗传物质。 2）核酸的基本单位是核苷酸，它由 碱基、戊糖和磷酸组成 DNA主要存在于细胞核内，是染 色体的主要组成成分，是细胞核中 的遗传物质。在线粒体和叶绿体中 也含有DNA，是细胞质中的遗传物 质。 RNA主要存在于细胞质中，在蛋 白质合成过程中起重要作用。5.细胞的基本 结构1）原核细胞的结构：由细胞壁、细胞膜、细胞质、核区组成。 细胞壁：由蛋白质、磷脂、脂多

9、糖等组成。 细胞膜：两个致密层和中间的透明区组成。 细胞质：合成代谢的主要部位，无：高尔基体、线粒体、内质网等 细胞器。 核区：核区域没有被膜包围，只有一条DNA。如细菌、蓝藻、枝原 体、放线菌等。2）真核细胞的结构：主要由细胞膜、细胞核、细胞质组成。 细胞膜：包围在细胞表面极薄的膜。 细胞核：有核膜、核仁、核液。 细胞质：核糖体、内质网、叶绿体、高尔基体等细胞器。 例如：从原生动物到人类，从低等植物到高等植物，绝大多数动植物 都是由真核细胞构成的。动物细胞的基本结 构：1.细胞质膜 2.细胞质基质 3.内质网 4.核糖体 5.高尔基体 6.溶酶体 7.过氧化物酶 体 8.线粒体 9.细胞核细

10、胞膜（细胞质膜）1）围绕在细胞最外层，由脂类和蛋白质 组成的薄膜。 2）功能：维持细胞内环境稳定、细胞与 外界进行物质能量交换、信息传递。3）发现：1665年，Robert.Hooke发现了细胞。在此后的几百年里都未能见到质 膜。50年代在电镜下显示了其超微结构。 1925年，E.Gorter,F.Grendel发现质膜是由双层脂分子构成。后来 Harvey等人推测质膜中含有蛋白质成分，提出了质膜的结构模型 ：蛋白质-脂类-蛋白质。 1959年，J,D.Robertson提出生物膜的“蛋白质-脂类-蛋白质”单位 膜模型。 1972年，S.J.Singer等提出生物膜的流动镶嵌模型，并且得到支持

11、。 膜的流动性：膜蛋白和膜脂可侧向运动 膜蛋白分布的不对称性：有的嵌在表面、有的嵌入、横跨磷脂双分 子层。细胞质基 质细胞质：细胞膜以内，细胞核以外的部分。 细胞质基质：除去细胞器所剩的胶状。 功能：细胞与环境、细胞质与细胞核、细胞器之间的 物质运输、能量交换、信息传递。中间代谢反映场所：糖酵解、糖原合成等。近年来，更多证据表明它是一个高度有序的体 系。担负着一系列更多重要的功能。使得细胞内各 种生物大分子、代谢产物能够有序定向运转。内质网（ ER）特点：它是由封闭的膜系统和腔形成的网状结构。在不同类型的细胞 中其形态结构、数量、类型都不同。在同一细胞的不同发育期， 它的结构与功能也有很大不同

12、。 种类：根据结构与功能的不同，分为2大类 糙面内质网（rER）：排列整齐，扁囊状。表面分布有大量核糖体 。功能：合成蛋白质。 光面内质网（sER）：呈分支管道状立体结构。表面平滑，无核糖 体。功能：脂类合成场所。 功能：内质网是细胞内膜系统的一部分，两种内质网也是一个连续系 统，可将在内质网上合成的蛋白质和脂类转移到高尔基体并进行 加工、包装、修饰运到细胞特定部位。核糖 体是一种颗粒状结构，存在于一切细胞。主要由蛋白质(40%) 和rRNA(60%)组成。几乎存在于所有细胞。在真核细胞中附 着在内质网表面附着核糖体，有的游离存在于细胞质 游离核糖体。主要功能：合成蛋白质。1953年发现至今，

13、对核糖体的结构、成份、功能，从分子、 生化、免疫等方面的研究取得了重要成果。高尔基 体1）普遍存在于真核细胞。是由大小不一、单层膜围绕形成的 扁囊和小泡组成的、形态多变的体系。电子显微镜下：是常常由4-8个排列较为整齐的扁平膜囊堆叠 在一起，构成它的主体，扁囊多为弓形，也有半球或球形， 膜表面光滑，周围有大小不等的囊泡，扁囊的中间较窄，周 缘泡状。 2）主要功能：将内质网合成的蛋白质进行加工、分类与包 装，然后运送到细胞的特定部位。细胞内合成糖类的工厂 在内质网上合成的脂类也要由它运送到质膜等部位。溶 酶体1）存在于所有动物细胞，是由单层膜围绕、内含多种酸性水 解酶类的近似球形结构。但不同细胞

14、内其数量、形态都不同 。 2）主要功能：进行细胞内的消化作用，在维持细胞正常代谢 活动、防御等方面起重要作用。例如: 能水解多糖、脂肪、核酸、蛋白质等，所以如果溶酶 体膜破裂，整个细胞将被释放的酶消化掉，即细胞发生自溶 。如衰老和死亡的细胞就是通过溶酶体清除掉。过氧化物酶体（微体）1）是由单层膜包围的，内含氧化酶类的细胞器。存在 于所有动物细胞和很多植物细胞。 2）它也可以降解生物大分子，与溶酶体相似，但在成 分、功能、发生方式等方面有很大不同。线粒 体1）普遍存在于真核生物所有细胞， 它的形态及大小可根据细胞的种 类、生理状况的不同发生变化。 例如： 利氏曼原虫：只有一个。 巨大变形虫：50

15、万个。 在代谢旺盛的细胞中数量多。如鸟 类胸肌细胞、运动员的肌细胞等 。 2）主要功能：细胞内氧化磷酸化、 三羧酸循环等反应的场所，细胞 内的动力工厂。提供细胞各种生 命活动所需的能量。细胞 核1）真核细胞中最大的细胞 器。由核膜、核仁、染色 质、核基质组成。其形状 与细胞的形状有关。 2）主要功能：遗传物质的 储存场所，进行基因的复 制、转录、产物的加工， 从而控制细胞的遗传变译 与代谢活动。3）动物细胞与植物细胞的比较动物细胞和植物细胞既相似又稍有区别 动物细胞和植物细胞都具有本相同的结构和功能体系，如： 相同：都具有细胞膜、核膜、染色质、核仁、线粒体、高尔基体、内 质网、核糖体。其结构与

16、功能基本一样。 不同：植物细胞有一些特有的结构与细胞器，如细胞壁、液泡、叶绿 体等。动物细胞植物细胞植物和动物细胞的区别1.2 动物de细胞周期与细胞分化每一种生物在生长发育过程中：体积增大-细胞数目增多-细胞分裂。它的这种 分裂是有规律的.周期性的。 1.2.1 细胞周期（cell cycle） 是指细胞从一次分裂开始到第二次分裂开始所经历的全过程。(细胞从一次 有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程)。12 动物细胞的周期与细胞分化 每一种生物在生长发育过程中：体积增大-细胞数目增多-细胞分裂。它的这种 分裂是有规律的.周期性的。 1.2.1 细胞周期（cell cycle） 是指细胞从一次分裂开始到第二次分裂开始所经历的全过程。(细胞从一次 有丝分裂结束到下一次有丝分裂结束所经历的整个过程)。细胞周期包括一个有丝分裂期(M phase)和一个分裂间 期（interphase）1.分裂间期： 1）一次分裂结束