第一章第一章动物细胞、组织、器官和系统动物细胞、组织、器官和系统 第一章第一章动物细胞、组织、器官和系统动物细胞、组织、器官和系统 教学重点难点：教学重点难点：1.细胞的结构和功能, 动物细胞与植物细胞的区别 2.动物细胞的周期 3.动物四大基本组织在体内的分布、形态结构和功能特点1.细胞 的生物学特性的生物学特性生命结构和功能的基本单位生命结构和功能的基本单位生命进化的基本单位生命进化的基本单位个体发育的基本单位个体发育的基本单位生命存在的不同等级形式生命存在的不同等级形式正在分裂的细胞正在分裂的细胞细胞 概念的新思考细胞是多层次非线性的复杂结构体系细胞是物质、结构、能量与信息过程精巧结合的综合体细胞是高度有序的、具有自装配与自组织能力的体系-动物细胞动物细胞植物细胞植物细胞植物和动物细胞的区别动物细胞与植物细胞的比较动物细胞与植物细胞的比较 结构上的比较结构上的比较植物细胞具有细胞壁、液泡、叶绿体等；植物细胞具有细胞壁、液泡、叶绿体等； 动物细胞无上述结构，但有中心粒动物细胞无上述结构，但有中心粒(体体)。细胞间连接方式的比较细胞间连接方式的比较植物细胞：胞间连丝植物细胞：胞间连丝动物细胞：细胞连接，连接方式有动物细胞：细胞连接，连接方式有3。分别是：。分别是：桥粒：上皮之间呈纽扣状结构，与质胶中的中间纤维连接，桥粒：上皮之间呈纽扣状结构，与质胶中的中间纤维连接，形成细胞骨架网。多见于皮肤、子宫颈等部位。形成细胞骨架网。多见于皮肤、子宫颈等部位。紧密连接：膜与膜之间的紧密连接。多见于肠壁。紧密连接：膜与膜之间的紧密连接。多见于肠壁。间隙连接：细胞之间存在间隙，有一系列通道贯穿在间隙间隙连接：细胞之间存在间隙，有一系列通道贯穿在间隙之间。细胞质通过细胞之间存在的间隙相通。之间。细胞质通过细胞之间存在的间隙相通。动物细胞最动物细胞最多的一种连接方式多的一种连接方式。一切动物有机体都由细胞构成，细一切动物有机体都由细胞构成，细胞是构成动物有机体的基本单位胞是构成动物有机体的基本单位 一切动物有机体均由细胞构成。一切动物有机体均由细胞构成。在多细胞动物体内，功能相同的细胞群体构成机在多细胞动物体内，功能相同的细胞群体构成机体的组织。虽然细胞都是高度体的组织。虽然细胞都是高度“社会化社会化”细胞，细胞，具有分工与合作的相互关系，但又保持形态与结具有分工与合作的相互关系，但又保持形态与结构的独立性，每个细胞有独立的一套构的独立性，每个细胞有独立的一套“完整的完整的”构造体系，构成基本结构单位。构造体系，构成基本结构单位。细胞具有独立性。有序的自控代谢体系，构成基细胞具有独立性。有序的自控代谢体系，构成基本结构单位。本结构单位。细胞是有机体生长发育的基础（增殖、生长与分细胞是有机体生长发育的基础（增殖、生长与分化）。化）。细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性。细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性。细胞的基本共性细胞的基本共性 所有细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜所有细胞表面均有由磷脂双分子层与镶嵌蛋白质构成的生物膜细细胞膜（细胞膜的流动镶嵌模型）。胞膜（细胞膜的流动镶嵌模型）。流动镶嵌模型主要强调流动镶嵌模型主要强调: (1)膜的流动性膜的流动性:膜蛋白和膜脂均可侧向流动膜蛋白和膜脂均可侧向流动. (2)膜蛋白分布的不对称性膜蛋白分布的不对称性:有的镶在膜表面有的镶在膜表面,有的嵌入或横跨磷脂双分有的嵌入或横跨磷脂双分子层子层.目前对它的认识总结是：目前对它的认识总结是： (1)具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭具有极性头部和非极性尾部的磷脂分子在水相中具有自发形成封闭的膜系统的性质，以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相的磷脂双分的膜系统的性质，以疏水性尾部相对，极性头部朝向水相的磷脂双分子层是组成生物膜的基本构成成分。子层是组成生物膜的基本构成成分。 (2)蛋白分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子中或结合在其表面。蛋白分子以不同的方式镶嵌在磷脂双分子中或结合在其表面。 (3)生物膜可以看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。生物膜可以看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。细胞膜的结构示意图细胞膜的结构示意图细胞的基本共性细胞的基本共性所有细胞都有两种核酸所有细胞都有两种核酸DNA和和RNA（复制与转录的载体）。（复制与转录的载体）。DNA对遗传信息的永久贮存与精密复制更具稳定性，增强了修复能力；对遗传信息的永久贮存与精密复制更具稳定性，增强了修复能力；而而RNA专司遗传信息的转录与指导蛋白质分子的翻译。专司遗传信息的转录与指导蛋白质分子的翻译。作为蛋白质合成的机器作为蛋白质合成的机器核糖体，在翻译肽链时，与核糖体，在翻译肽链时，与mRNA形成多形成多聚核糖体。聚核糖体。所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。遗传物质在分裂前复所有细胞的增殖都以一分为二的方式进行分裂。遗传物质在分裂前复制加倍，在分裂时均匀分配到两个子细胞内，是生命繁衍的基础与保制加倍，在分裂时均匀分配到两个子细胞内，是生命繁衍的基础与保证。证。结构方面：结构方面：具有细胞膜，细胞质（包括各种细胞器），细胞核。具有细胞膜，细胞质（包括各种细胞器），细胞核。少数少数细胞如细菌、蓝藻等细胞核不具核膜，称为细胞如细菌、蓝藻等细胞核不具核膜，称为原核细胞原核细胞prokaryotic cell（没有典型核结构；遗传信息量小，遗传载体仅为一个环状（没有典型核结构；遗传信息量小，遗传载体仅为一个环状DNA构成；细胞内没有细胞器与细胞核膜。包括的种类有支原体、细菌、构成；细胞内没有细胞器与细胞核膜。包括的种类有支原体、细菌、蓝藻等），而具有核膜的细胞称为蓝藻等），而具有核膜的细胞称为真核细胞真核细胞eukaryotic cell（以磷脂（以磷脂及蛋白质为基础的膜系统结构；以及蛋白质为基础的膜系统结构；以DNA或或RNA蛋白质为主要成蛋白质为主要成分的遗传信息表达系统结构；由特异蛋白质分子构成的细胞骨架系统）分的遗传信息表达系统结构；由特异蛋白质分子构成的细胞骨架系统）。机能方面：机能方面：能利用和转化能量，维持细胞的生命活动；能利用和转化能量，维持细胞的生命活动；具有生物具有生物合成能力；合成能力；具有自我复制和繁殖能力；具有自我复制和繁殖能力；具有协调整体生命活动的具有协调整体生命活动的能力。能力。细胞的分子组成细胞的分子组成 动物细胞的基本结构细胞膜细胞膜-（蛋白质蛋白质-脂类脂类-蛋白质三明治式质膜结构模蛋白质三明治式质膜结构模型型）细胞质基质细胞质基质-物质运输、能量交换、信息传递、中间物质运输、能量交换、信息传递、中间代谢反应。代谢反应。包含许多细胞器：内质网、核糖体、包含许多细胞器：内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、线粒体等。高尔基体、溶酶体、过氧化物酶体、线粒体等。细胞核细胞核-核膜、染色质、核仁、核骨架。是核膜、染色质、核仁、核骨架。是遗传信息遗传信息储存场所，控制着细胞的遗传与代谢活动。储存场所，控制着细胞的遗传与代谢活动。形态形态有无膜结构有无膜结构功能功能内质网内质网网状结构有的和细胞膜相网状结构有的和细胞膜相连接连接,有的和细胞核膜相有的和细胞核膜相连接连接具有单层膜具有单层膜结构结构1.和蛋白质和蛋白质,脂类脂类,糖类的合成有糖类的合成有关关2.是蛋白质流动的通道是蛋白质流动的通道3.扩大了细胞内的膜面积扩大了细胞内的膜面积核糖体核糖体椭球形粒状小体椭球形粒状小体,有的游有的游离在细胞质基质中离在细胞质基质中,有的有的附着在内质网上附着在内质网上无膜结构无膜结构蛋白质合成的场所蛋白质合成的场所高尔基体高尔基体由单层膜组成的扁平囊叠由单层膜组成的扁平囊叠加而形成加而形成具有单层膜具有单层膜结构结构1.对蛋白质进行进一步的加工对蛋白质进行进一步的加工2.与动物细胞分泌物形成有关与动物细胞分泌物形成有关3.与植物细胞细胞壁的形成有与植物细胞细胞壁的形成有关关中心体中心体由两个互相垂直的中心粒由两个互相垂直的中心粒组成组成无膜结构无膜结构与动物细胞有丝分裂有关与动物细胞有丝分裂有关液泡液泡成熟的植物细胞内有一完成熟的植物细胞内有一完整的大的液泡整的大的液泡,内存细胞内存细胞液液具有单层膜具有单层膜结构结构1.调节细胞的内部环境调节细胞的内部环境2.保持正常的渗透压保持正常的渗透压3.保持细胞的膨胀状态保持细胞的膨胀状态2.细胞周期细胞周期细胞由一次分裂结束到下一次分裂结束之间的期限称为细胞由一次分裂结束到下一次分裂结束之间的期限称为细胞周期细胞周期（cell cycle），它包括分裂间期和分裂期。，它包括分裂间期和分裂期。2次细胞分裂之间的时次细胞分裂之间的时期称为分裂间期（期称为分裂间期（interphase）。分裂间期又根据）。分裂间期又根据DNA的复制分为的复制分为3个时期。在分裂间期的中间，个时期。在分裂间期的中间，DNA合成复制，称为合成期即合成复制，称为合成期即S期期（synthesis），在），在S期之前和期之前和S期之后分别称为合成前期即期之后分别称为合成前期即G1期期（presynthetic phase）和合成后期即）和合成后期即G2期（期（postsynthetic phase）。）。一般认为在一般认为在G1期合成期合成DNA复制所需要的酶和底物、复制所需要的酶和底物、RNA等，在等，在G2期合成纺锤体和星体的蛋白质。期合成纺锤体和星体的蛋白质。细胞分裂间期所需要的时间远较分裂期为长。细胞分裂间期所需要的时间远较分裂期为长。细胞已经分化执行特殊的机能时，常不再进行分裂，又重新开始生细胞已经分化执行特殊的机能时，常不再进行分裂，又重新开始生过分裂。过分裂。把细胞已经分化但不处于生长分裂期的这个阶段称为把细胞已经分化但不处于生长分裂期的这个阶段称为G0期。期。细胞分裂细胞分裂 1、无丝分裂、无丝分裂(amitosis) （也叫直接分裂）是一种比较简单的分裂方式。是一种比较简单的分裂方式。在无丝分裂时看不见染色体的复杂变化，核物质在无丝分裂时看不见染色体的复杂变化，核物质直接分裂成二部分。直接分裂成二部分。核分裂一般是从核仁开始，延长横裂为二，接着核分裂一般是从核仁开始，延长横裂为二，接着核延长，中间缢缩，分裂成核延长，中间缢缩，分裂成2个核；个核；同时，细胞质也随着拉长并分裂，结果形成同时，细胞质也随着拉长并分裂，结果形成2个细个细胞。这种分裂不如有丝分裂普遍和重要。胞。这种分裂不如有丝分裂普遍和重要。细胞分裂细胞分裂2、有丝分裂（、有丝分裂（mitosis）（）（也叫间接分裂） 整个有丝分裂过程是连续的，一般把它分为前期、中期、后期和末期。（1）前期（prophase）细胞核中开始呈现出一定数目的长丝状染色体。每条前期染色体是由两条染色单体（chromatid）螺旋细丝所组成。随着前期继续进行，染色体螺旋化逐渐加强，染色体也随之逐渐缩短变粗。中心粒开始向细胞的两极移动。在中心粒的周围出现星芒状细丝称为星体，同时在两星体之间出现一些呈纺锤状的细丝称为纺锤体（spindle），每条细丝称为纺锤丝（Spindle fiber）。现已证明纺锤丝是由微管蛋白所形成的微管（microtubule）构成的。核膜、核仁逐渐崩解、消失，染色体逐渐向细胞的中央移动，直到染色体排列到细胞的赤道面上，这时就进入了下一个分裂时期。（2）中期（metaphase）是从染色体达到了细胞的赤道面、停止移动的开始的。动物细胞的染色体在赤道面上一般呈辐射状排列在纺锤体的周围。在此期中纺锤体已达到最大的程度。一些纺锤丝从纺锤体的两极分别与染色体的着丝点相连接，另一些纺锤丝不与染色体相连，而是直接伸到两极的中心粒。中期时染色体高度螺旋化，呈浓缩状，因此中期是观察染色体形态、计算染色体数目最合适的时期。当染色体的着丝点分裂，2个染色单体分开，这时分裂又进入了下一个肘期。（3）后期（anaphase）从每个染色体的两个染色单体分开向两极移动开始，这分开的染色体称为子染色体（daughter chromosome） 子染色体移向两极的整个过程，都属于后期。 （4）末期（telophase）两组子染色体已移至细胞的两极，染色体移动停止，即进入末期。此期主要进行核的重建过程和细胞质分裂。可见核膜、核仁重新出现。染色体的浓缩状态逐渐减低，直到恢复成间期核的状态。在核重建的同时，胞质发生分裂，在动物细胞首先在细胞的赤道区域发生缢缩，缢缩逐渐加强，直到分裂成2个细胞。 有丝分裂有丝分裂1. Interphase 2. Early prophase 3. Middle prophase 4. Late prophase 5. Prometaphase 6. Metaphase 7. Early anaphase 8. Anaphase 9. Early telophase 10. Late telophase Diagrams of mitotic stages 细胞有丝分裂过程中与哪些细胞结构直接有关？ 间期前期末期动物细胞细胞核（DNA复制）核糖体（蛋白质合成植物细胞中心体（纺锤体形成）核膜、核仁细胞膜（子细胞形成）细胞核（DNA复制）核糖体（蛋白质合成）细胞质（纺锤体形成）核膜、核仁高尔基体（子细胞形成）细胞分裂细胞分裂3、减数分裂（、减数分裂（meiosis）减数分裂与正常的有丝分裂的不同点在于：减数分裂时进行2次连续的核分裂，细胞分裂了2次，其中染色体只分裂一次，结果染色体的数目减少一半。减数分裂发生的时间，每类生物是固定的，但在不同生物类群之间可以是不同的。大致可分为3种类型：细胞分裂细胞分裂合子减数分裂（zygotic meiosis）或称始端减数分裂（initial meiosis），发生在受精卵开始卵裂时，结果形成具有半数染色体数目的有机体。这种减数分裂形式只见于很少数的低等生物。孢子减数分裂（sporic meiosis）或称中间减数分裂（intermediate meiosis），发生在孢子形成时，即在孢子体和配子体世代之间。这是高等植物的特征。配子减数分裂（gametic meiosis）或称终端减数分裂（terminal meiosis），是一般动物的特征，包括所有后生动物、人和一些原生动物。这种减数分裂发生在配子形成时，发生在配子形成过程中成熟期的最后2次分裂，结果形成精子和卵。减数分裂的具体过程是很复杂的，它包括2次细胞分裂。第一次分裂的前期较长，一般把这个前期分为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期，这前期I（表示第一次分裂前期）之后是中期I、后期I和末期I；经过减数分裂间期（很短或看不出来），进入前期II、中期II、后期II、末期II。也有的不经过间期。在减数分裂过程中，细胞分裂2次，但染色体只分裂一次，结果染色体数目减少了一半。一般说来，第一次分裂是同源染色体（homologue）分开，染色体的数目减少一半，是减数分裂。第二次分裂是姊妹染色单体（sister chromatid）分开，染色体的数目没有减少，是等数分裂。减数分裂对维持物种的染色体数目的恒定性，对遗传物质的分配、重组等都具有重要意义这对生物的进化发展都是极为重要的。减数分裂减数分裂生成生殖细胞生成生殖细胞meiosissperm & egg细胞分化细胞分化 1概念概念：胚胎细胞分裂后的未定型细胞或简单可塑性细胞，在形态和化学组成上向专一性或特异性方向转化，演变为特定细胞类型的过程。2细胞分化的特点细胞分化的特点分化是稳定的，一般是不可逆的；方向的确定性往往早于形态差异在形态特征发生明显差异之前，细胞分化方向即已确定，并可持续若干细胞代；细胞生理状态随分化水平提高而变化。3细胞发育的潜能细胞发育的潜能（1）在发育过程中细胞潜能逐渐变窄全能性细胞含有使后代细胞形成完整个体的潜能；多能性胚胎进一步发育，有的细胞虽具有分化出多种组织的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力。单能性有的可分化出几种细胞，但不能分化出这几种细胞以外的其它细胞或只能分化出一种细胞。4细胞质在分化中的决定作用细胞质在分化中的决定作用受精卵细胞质的不均一性。性细胞决定子。体细胞决定子。植物体的构成：植物体的构成：细胞细胞组织组织器官器官植物体植物体细胞细胞组织组织器官器官系统系统根根茎茎叶叶花花果实果实种子种子上皮组织上皮组织结缔组织结缔组织神经组织神经组织肌肉组织肌肉组织动物体的构成动物体的构成:动物体动物体3、组织(tissue)定义：由形态相似的细胞和细胞间质组合而成的，具有一定的形态、结构和生理功能的基本结构。 类别：上皮组织 结缔组织 肌肉组织 神经组织1、上皮组织位置位置：覆盖于动物体的外表面或衬在体内各种管、腔及囊的内表面。 特点特点：细胞排列紧密，邻细胞间有各种连接结构。 组织间常无血管，靠基膜渗透营养。 功能功能：保护、吸收、排泄、分泌、呼吸、感觉等。 种类种类：被覆上皮、腺上皮、感觉上皮。A、被覆上皮(cover epithelium)1）、单层上皮：）、单层上皮： 单层扁平上皮（心腔、血管、淋巴管等） 单层立方上皮（某些腺体的小输出管） 单层柱状上皮（腺体导管、胃肠粘膜） 单层纤毛上皮（子宫、输卵管、小支气管） 假复层上皮2）、复层上皮）、复层上皮 复层扁平上皮（身体与外界接触部位） 复层柱状上皮（肛门黏膜等） 变移上皮（排泄器官）皮肤的剖面图皮肤的剖面图B、腺上皮(glandular epithelium)内分泌腺 外分泌腺 肠胃的杯状细胞 汗腺 唾液腺 乳腺C、感觉上皮(sensory epithelium)嗅觉上皮 味觉上皮 视觉上皮 听觉上皮 触觉上皮2、结缔组织(connective tissue)位置位置：广布于身体各处，连接身体各种组织。 特点特点：有大量的间质和多种细胞构成。细胞的位置不固定，不形成完整的细胞层。 功能功能：支持、保护、吸收、营养、修复及物质的运输等。 种类种类：疏松结缔组织、致密结缔组织、脂肪组织、软骨组织、骨组织、血液淋巴等。A、疏松结缔组织特点：多种细胞分散在排列疏松的纤维之中。存在于各器官和组织间。 细胞：成纤维细胞 巨噬细胞 纤维：胶原纤维 弹力纤维B、致密结缔组织特点：含大量的胶原纤维和弹力纤维，细胞和基质较少。如： 肌腱，含大量平行排列的胶原纤维束。 韧带、大动脉管，含大量的弹力纤维束。 皮肤的真皮层，大量胶原纤维交织成网状。C、脂肪组织特点：在疏松结缔组织中充满了大量的脂肪细胞，分布在器官和皮肤之下。 作用：支持、保护、保温、储能等。D、软骨组织特点：由软骨细胞和纤维、基质构成。 透明软骨：含硫酸软骨素和大量胶原纤维。如支气管环等。 弹性软骨：大量弹性纤维交织成网。如外耳郭等。 纤维软骨：大量胶原纤维束。如椎间盘等。E、骨组织特点：骨细胞、纤维和基质构成。基质中含大量的无机盐。有： 密质骨 松质骨F、血液特点：具有流动性。 血液 血浆：血清+纤维蛋白原 中性粒细胞 血细胞：红细胞 颗粒细胞 嗜酸性粒细胞 白细胞 嗜碱性粒细胞 血小板 无颗粒细胞 单核细胞 淋巴细胞红红血血球球3、肌肉组织主要由收缩性强的肌细胞构成。 根据肌细胞的形态结构分为： 骨骼肌 心肌 平滑肌A、骨骼肌肌细胞：长圆柱状，多核。含丰富的肌原纤维。 肌原纤维 肌球蛋白：粗肌丝 肌动蛋白：细肌丝 收缩就是肌动蛋白在肌球蛋白上的滑行。B、心肌特点：心脏特有。具有横纹但不明显。肌细胞有分支，且只有一个核。 细胞间形成闰盘，有利传导。 受植物性神经控制，为不随意肌。C、平滑肌特点：肌细胞无横纹。 广泛存在于脊椎动物的内脏器官。受植物性神经控制，为不随意肌4、神经组织由神经细胞（神经元）和神经胶质细胞组成。 神经元 形态； 树突、胞体、轴突 分类： 依形态分 依功能分 神经胶质细胞神神经经细细胞胞神神经经胶胶质质细细胞胞神神经经胶胶质质细细胞胞二、器官和系统器官(organ)-由不同类型的组织联合形成的，具有一定的形态特征和一定的生理功能的结构。系统(system)-各种不同的器官按照一定的顺序排列起来共同完成特定的生理功能的结构。小结小结1.细胞的共同特征是什么？2.组成细胞的重要化学成分有哪些？各有何重要作用？从蛋白质、核酸的基本结构特点，初细胞膜的基本结构极其最基本的机能是什么？3.细胞质各重要成分（如内质网、高尔基器、线粒体、溶酶体、中心粒等）的结构特点及其主要机能是什么？4.细胞核包括哪些部分？各部分的结构特点及其主要机能是什么？5.什么是细胞周期，它包括哪些内容？初步了解研究细胞周期的实践意义。6.有丝分裂一般分为几个周期，各期的主要特点是什么？7.减数分裂与有丝分裂有何区别？8.四类基本组织的主要特征及其最主要的机能是什么？9.9.掌握组织、器官、系统的基本概念。