红血球 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 神经细胞 神经胶质细胞 神经胶质细胞 思考题 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.掌握器官、系统的基本概念。 动物细胞的基本结构 细胞膜-(蛋白质-脂类-蛋白质三明治式质膜结构模型) 细胞质基质-物质运输、能量交换、信息传递、中间代谢反应。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。 细胞核-核膜、染色质、核仁、核骨架。是遗传信息储存场所,控制着细胞的遗传与代谢活动。 形态 有无膜结构 功能 内质网 网状结构有的和细胞膜相连接,有的和细胞核膜相连接 具有单层膜结构 1.和蛋白质,脂类,糖类的合成有关 2.是蛋白质流动的通道 3.扩大了细胞内的膜面积 核糖体 椭球形粒状小体,有的游离在细胞质基质中,有的附着在内质网上 无膜结构 蛋白质合成的场所 高尔基体 由单层膜组成的扁平囊叠加而形成 具有单层膜结构 1.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 3.与植物细胞细胞壁的形成有关 中心体 由两个互相垂直的中心粒组成 无膜结构 与动物细胞有丝分裂有关 液泡 成熟的植物细胞内有一完整的大的液泡,内存细胞液 具有单层膜结构 1.调节细胞的内部环境 2.保持正常的渗透压 3.保持细胞的膨胀状态 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周期(cell cycle),它包括分裂间期和分裂期。2次细胞分裂之间的时期称为分裂间期(interphase)。分裂间期又根据DNA的复制分为3个时期。在分裂间期的中间,DNA合成复制,称为合成期即S期(synthesis),在S期之前和S期之后分别称为合成前期即G1期(presynthetic phase)和合成后期即G2期(postsynthetic phase)。 一般认为在G1期合成DNA复制所需要的酶和底物、RNA等,在G2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。 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。 细胞分裂 1、无丝分裂(amitosis) (也叫直接分裂) 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,接着核延长,中间缢缩,分裂成2个核; 同时,细胞质也随着拉长并分裂,结果形成2个细胞。这种分裂不如有丝分裂普遍和重要。 细胞分裂 2、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 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 3、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 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——生成生殖细胞 meiosis sperm & egg 细胞分化 1.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 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 (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 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: 细胞 组织 器官 植物体 细胞 组织 器官 系统 根茎叶花果实 种子 上皮组织 结缔组织 神经组织 肌肉组织 动物体的构成: 动物体 一、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: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: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:保护、吸收、排泄、分泌、呼吸、感觉等。 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 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:广布于身体各处,连接身体各种组织。 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:支持、保护、吸收、营养、修复及物质的运输等。 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 第一讲——一、课程简介 第一讲 一、 课程简介 (一)、科学概念 动物(Animal) 动物学(Zoology) 动物生物学(Zoological Biology) 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。 (七)、学习要求—总体要求 1.总体要求 (1)读懂教材教学光盘 (2)按时按质完成作业 (3)积极在线讨论交流 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(prokaryotic cell)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(eukaryotic cell)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 的生物学特性 生命结构和功能的基本单位 生命进化的基本单位 个体发育的基本单位 生命存在的不同等级形式 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 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 结构上的比较 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(体)。 细胞间连接方式的比较 植物细胞:胞间连丝 动物细胞:细胞连接,连接方式有3。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,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。 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。