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文檔簡介
普通生物學(xué)筆記(陳閱增)
普通生物學(xué)講課文本
緒論
思考題:1.生物的分界系統(tǒng)有哪些?2.生物的基本特征是什么?3.什么是動(dòng)物學(xué)?
4.什么是細(xì)胞學(xué)說?其意義是什么?5.學(xué)習(xí)和研究動(dòng)物學(xué)有哪些方法?
一、生物分界:物質(zhì)世界是由生物和非生物二部分組成。
非生物界:所有無生命的物質(zhì),如:空氣、陽光、巖石、土壤、水等。
生物界:一切有生命的生物。
非生物界組成了生物生存的環(huán)境。生物和它所居住的環(huán)境共同組成了生物圈。
生物的形式多樣,種類繁多,各種生物在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活習(xí)性及對(duì)環(huán)境的適應(yīng)方式
等方面有著千差萬別,變化無窮,共同組成了五彩繽紛而又生機(jī)勃勃的生物界。
最小的生物為病毒,如細(xì)小病毒只有20nm納米,它是一種只有1600對(duì)核甘酸
的單一DNA
鏈的二十面體,沒有蛋白膜。最大的有20-30ni長的藍(lán)鯨,重達(dá)100多噸。
(一)生物的基本特征
1.除病毒以外的一切生物都是由細(xì)胞組成。構(gòu)成生物體的基本單位是細(xì)胞。
2.生物都有新陳代謝作用。
同化作用或稱合成代謝:是指生物體把從食物中攝取的養(yǎng)料加以改造,轉(zhuǎn)換成自
身的組成物質(zhì),并把能量儲(chǔ)藏起來的過程。
異化作用或稱分解代謝:是指生物體將自身的組成物質(zhì)進(jìn)行分解,并釋放出能量
和排出廢物的過程。
3.生物都有有生長、發(fā)育和繁殖的現(xiàn)象。
任何生物體在其一生中都要經(jīng)過從小到大的生長過程。在生長過程中,生物的形態(tài)
結(jié)構(gòu)和生理機(jī)能都要經(jīng)過一系列的變化,才能從幼體長成與親代相似的個(gè)體,然后逐漸衰老
死亡。這種轉(zhuǎn)變過程總稱為發(fā)育。當(dāng)生物體生長到一定階段就能產(chǎn)生后代,使個(gè)體數(shù)目增多,
種族得以綿延。這種現(xiàn)象稱為繁殖。
4.生物都有遺傳和變異的特性:生物在繁殖時(shí),通常都產(chǎn)生與自身相似的后代,這
就是遺傳。但兩者之間不會(huì)完全一樣,這種不同就是變異。生物具有遺傳性才能保持物種的
相對(duì)穩(wěn)定和生物類型間的區(qū)別。生物的變異性才能導(dǎo)致物種的變化發(fā)展。
(二)動(dòng)物的基本特征:動(dòng)物自身不能將無機(jī)物合成有機(jī)物,只能通過攝取食物從
外界獲得自身建設(shè)所需的營養(yǎng)。這種營養(yǎng)方式稱為異養(yǎng)。
(三)生物的分界:地球上生活著的生物約有200萬種,但每年還有許多新種被發(fā)現(xiàn),
估計(jì)生物的總數(shù)可達(dá)2000萬種以上。對(duì)這么龐大的生物類群,必須將它們分門別類進(jìn)行系
統(tǒng)的整理,這就是分類學(xué)為任務(wù)。
1.二界分類:公元前300多年,古希臘亞里士多德將生物分為二界:植物界、動(dòng)
物界。
2.三界分類:1886年德國生物學(xué)家海克爾(EHacckel)提出三界分類法:
原生生物界:單細(xì)胞動(dòng)物、細(xì)菌、真菌、多細(xì)胞藻類;植物界;動(dòng)物界。
3.四界分類:由美國人科帕蘭(Copeland)提出。
原核生物界:包括藍(lán)藻和細(xì)菌、放線菌、立克次氏體、螺旋體、支原體等多種微
生物。
原生生物界:包括原生動(dòng)物和單細(xì)胞的藻類。動(dòng)物界。植物界。
4.五界分類:1959年美國學(xué)者魏泰克(Whitaker)提出五界分類法:
原核生物界:細(xì)菌、立克次體、支原體、藍(lán)藻.特點(diǎn):環(huán)狀DNA位于細(xì)胞質(zhì)中,
不具成形的細(xì)胞核,細(xì)胞器無膜,為原核生物。細(xì)胞進(jìn)行無絲分裂。
原生生物界:單細(xì)胞的原生動(dòng)物、藻類。特點(diǎn):細(xì)胞核具核膜的單細(xì)胞生物,細(xì)
胞內(nèi)有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器。細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂。
真菌界:真菌,包括藻菌、子囊菌、擔(dān)子菌和半知菌等。特點(diǎn):細(xì)胞具細(xì)胞壁,無
葉綠體,不能進(jìn)行光合作用。無根、莖、葉的分化。營腐生和寄生生活,營養(yǎng)方式為分解吸
收型,在食物鏈中為還原者。
植物界:包括進(jìn)行光合作用的多細(xì)胞植物。特點(diǎn):具有葉綠體,能進(jìn)行光合作用。
營養(yǎng)方式;臼養(yǎng),為食物的生產(chǎn)者。
動(dòng)物界:包括所有的多細(xì)胞動(dòng)物。
特點(diǎn):營養(yǎng)方式:異養(yǎng)。為食物的消費(fèi)者。
5.六界分類:我國生物學(xué)家陳世驥提出了六界分類系統(tǒng):
I非細(xì)胞生物III真核生物
1.病毒界4.植物界
II原核生物5.真菌界
2.細(xì)菌界6.動(dòng)物界
3.藍(lán)藻界
二、動(dòng)物學(xué)及其分科
(一)動(dòng)物學(xué)的定義:動(dòng)物學(xué)是以動(dòng)物為研究對(duì)象,以生物學(xué)的觀點(diǎn)和方法,系統(tǒng)地
研究動(dòng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理、生態(tài)、分類、進(jìn)化、與人類的關(guān)系的科學(xué)。
(二)動(dòng)物學(xué)的主要分科:
:::依據(jù)研究內(nèi)容的不同,動(dòng)物學(xué)分化為許多不同的分科,主要有以下幾類:
動(dòng)物形態(tài)學(xué):研究動(dòng)物體內(nèi)外結(jié)構(gòu)以及它們?cè)趥€(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)展過程中的變化規(guī)
律的科學(xué)。其中解剖學(xué)是研究器官構(gòu)造及其相互關(guān)系的科學(xué)。研究細(xì)胞與器官的顯微結(jié)構(gòu)的
科學(xué),稱為細(xì)胞學(xué)和組織學(xué)。用比較現(xiàn)代動(dòng)物器官系統(tǒng)的異同來研究進(jìn)化關(guān)系的,稱為比較
解剖學(xué)。研究個(gè)體發(fā)育中動(dòng)物體器官系統(tǒng)形成過程的,稱為胚胎學(xué)。此外;研究絕滅動(dòng)物在
地層中的化石的,稱為古動(dòng)物學(xué)。
動(dòng)物分類學(xué):研究動(dòng)物類群之間彼此相似或相異的程度,并分門別類,列成系統(tǒng);
似闡明它們的親緣關(guān)系、進(jìn)化過程和發(fā)展規(guī)律。
動(dòng)物生理學(xué):研究動(dòng)物體的生活機(jī)能(如消化、循環(huán)、呼吸、排泄、生殖、刺激反
應(yīng)性等)、各種機(jī)能的變化、發(fā)展情況以及在環(huán)境條件影響下所起的反應(yīng)等。
動(dòng)物生態(tài)學(xué):根據(jù)有機(jī)體與環(huán)境條件的辯證統(tǒng)一,研究動(dòng)物的生活規(guī)律及其與環(huán)境
中非生物與生物因子的相互關(guān)系。
按照研究的動(dòng)物對(duì)象分為原生動(dòng)物學(xué)、昆蟲學(xué)、寄生蟲學(xué)、魚類學(xué)、鳥類學(xué)和哺
乳動(dòng)物學(xué)等。
由于生物學(xué)與物理和化學(xué)的互相滲透,形成了生物物理學(xué)、生物化學(xué)等邊緣學(xué)科。
生物化學(xué)的迅速發(fā)展,對(duì)包括動(dòng)物學(xué)各分科在內(nèi)的生物科學(xué),影響特別顯著。如對(duì)
基因物質(zhì)DNA的深入研究,使定向改變生物的特性,甚至創(chuàng)造目前世界上所沒有的生物種,
己成為可能。這方面的研究,被稱為遺傳工程。再如有人對(duì)人、黑猩猩、猴、雞等生物細(xì)胞
色素丙的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較研究、完善了生物進(jìn)化樹,為分類學(xué)和進(jìn)化論據(jù)供了進(jìn)一步的科學(xué)依
據(jù)。
近年來,從分子的水平來闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì),已涉及生物學(xué)科的各個(gè)方面,對(duì)這
方面的研究稱為分子生物學(xué)。分子生物學(xué)已成為當(dāng)前生物學(xué)中的一個(gè)最活躍的領(lǐng)域。
另外,研究動(dòng)物的構(gòu)造原理,為其它新的工程技術(shù)提供依據(jù)的科學(xué),叫做仿生學(xué)。
三、動(dòng)物學(xué)發(fā)展簡史
動(dòng)物學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了極其漫長的過程,大致分為三個(gè)階段:
(一)描述生物學(xué)階段
切身利益,積累知識(shí)。形態(tài)的、解剖的、分類的、生長發(fā)育的、繁育的、等等。
①動(dòng)物學(xué)之父一亞里士多德(Aristolle,384?322
B.C.):動(dòng)物志。②賈思勰:齊民要術(shù)。③李時(shí)珍:本草綱目。④胡克(Hooke,R):
顯微鏡。⑤細(xì)胞學(xué)說(cell
theory):植物和動(dòng)物的組織都是由細(xì)胞構(gòu)成;所有細(xì)胞是由細(xì)胞分裂或融合而來的;
卵和精子都是細(xì)胞;一個(gè)細(xì)胞可分裂而形成組織。由德國植物學(xué)家Schleidcn,M.J.和動(dòng)物學(xué)
家Schwann,T.于1838?1839年共同提出的。
細(xì)胞學(xué)說的重要意義:在細(xì)胞水平上提供了有機(jī)界統(tǒng)一的證據(jù),證明了植物和動(dòng)物
有著細(xì)胞這一共同起源,為19世紀(jì)自然科學(xué)領(lǐng)域中辯證唯物主義戰(zhàn)勝形而上學(xué)、唯心主義,
提供了一個(gè)有力的證據(jù);為近代生物科學(xué)發(fā)展,接受生物界進(jìn)化的觀念準(zhǔn)備了條件,推動(dòng)了
近代生物學(xué)的研究。
⑥林奈(C.Linne,17(H)—1778):創(chuàng)立了動(dòng)植物分類系統(tǒng),植物種志,植物屬志
⑦達(dá)爾文(C.Darwin,1809—1882):物種起源,進(jìn)化論
(二)實(shí)驗(yàn)生物學(xué)階段
在實(shí)驗(yàn)條件下研究生命活動(dòng)的規(guī)律:①孟德爾和摩爾根:遺傳學(xué)的分離、連鎖和
交換三大定律。②巴斯德:微生物學(xué),致病微生物傳染。
(三)分子生物學(xué)階段:①蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、幅的性質(zhì)、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。②
DNA—RNA—Protein中心法貝上③基因的組成、表達(dá)、遺傳、標(biāo)記、分離、提取、
轉(zhuǎn)導(dǎo)、沉默、缺失、突變、跳動(dòng)、序列測(cè)定等等。④人體基因組計(jì)劃。⑤克隆技術(shù)、胚胎移
植、干細(xì)胞研究等等。⑥生物學(xué)與三大難題。未來的生物學(xué)將是數(shù)理化天地生等的大綜合科
學(xué)。
四、研究動(dòng)物學(xué)的基本觀點(diǎn)和方法
自然界是一個(gè)相互依存,互相制約,錯(cuò)綜復(fù)雜的整體,動(dòng)物是生物界的一個(gè)組成部
分。要學(xué)習(xí)研究生命科學(xué),首先要具有正確的生物學(xué)觀點(diǎn)。對(duì)復(fù)雜的生命現(xiàn)象的本質(zhì)的探討,
不能用簡單的方法做出結(jié)論,需要用生物學(xué)的觀點(diǎn)善于對(duì)科學(xué)的事實(shí)加以分析和綜合。
(一)基本觀點(diǎn):生物學(xué)觀點(diǎn):動(dòng)態(tài)地注意形態(tài)與功能的統(tǒng)一,生物體對(duì)環(huán)境的適應(yīng),
整體與局部之間的相互關(guān)系,有機(jī)體各層次之間的聯(lián)系,以及個(gè)體發(fā)育與系統(tǒng)發(fā)育的統(tǒng)一。
(二)基本方法
1.觀察描述法:觀察是動(dòng)物學(xué)研究最基本的方法,通過觀察從客觀世界中獲得原始
第一手材料。科學(xué)觀察的基本要求是客觀地反映所觀察的事物,并且是可以檢驗(yàn)的。觀察結(jié)
果必須是可以重復(fù)的。只有可重復(fù)的結(jié)果才是可檢驗(yàn)的,從而才是可靠的結(jié)果。觀察需要有
科學(xué)知識(shí)。觀察切不可為原有的知識(shí)所束縛。描述即將觀察的結(jié)果如實(shí)地記錄下來。包括:
文字描述、繪圖(生物圖)、攝影、攝像、儀器記錄等。
2.比較法:沒有比較就沒有鑒別。沒有比較就無從揭示生命的統(tǒng)一性和多樣性之
間的關(guān)系。
沒有比較就無法處理生物界從簡單到復(fù)雜,從低等到高等的大量材料。
只有通過對(duì)不同種屬動(dòng)物從宏觀的形態(tài)結(jié)構(gòu)到微觀的細(xì)胞、分子水平的比較,才
能對(duì)有關(guān)動(dòng)物學(xué)的各種問題進(jìn)行研究并得到正確的結(jié)論。
3.實(shí)驗(yàn)方法:實(shí)驗(yàn)是在人為干預(yù)、控制研究對(duì)象的條件下,對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行觀察
研究的方法。
4.人工模擬生命:動(dòng)物藥理實(shí)驗(yàn)、動(dòng)物病理實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)模擬(輸入動(dòng)物聲音,
探索高級(jí)神經(jīng)思維活動(dòng)的規(guī)律)。
(三)動(dòng)物學(xué)課程的教學(xué)要求
用生物學(xué)的觀點(diǎn)和比較分類、歸納求同、演釋推理的方法,掌握動(dòng)物的體制結(jié)構(gòu),
形態(tài)機(jī)能,生活習(xí)性和生活規(guī)律等基礎(chǔ)知識(shí),并加深對(duì)以動(dòng)物代謝和適應(yīng)為中心,發(fā)育為骨
干,及動(dòng)物界的個(gè)體發(fā)育與系統(tǒng)發(fā)育的統(tǒng)一、形態(tài)與機(jī)能的統(tǒng)一、機(jī)體與環(huán)境的統(tǒng)一的動(dòng)物
學(xué)原理的理解。
(四)學(xué)習(xí)動(dòng)物學(xué)的目的
動(dòng)物學(xué)是農(nóng)業(yè)科學(xué)的基礎(chǔ)。動(dòng)物學(xué)的新理論、新概念對(duì)農(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)和人、畜的醫(yī)
療保健事業(yè),必然具有促進(jìn)作用。因此,學(xué)習(xí)動(dòng)物學(xué)的目的,就在于揭露和掌握動(dòng)物生命活
動(dòng)的客觀規(guī)律,為進(jìn)一步利用、控制和改造動(dòng)物提供理論依據(jù)。
對(duì)于動(dòng)物科學(xué)和動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè),簡明扼要地介紹動(dòng)物界的-?般現(xiàn)象和規(guī)律,使學(xué)生
具備一定的動(dòng)物學(xué)基本知識(shí),為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)有關(guān)課程奠定必要的基礎(chǔ)。
動(dòng)物體的基本結(jié)構(gòu)
思考題:
1.細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)和機(jī)能是什么?2.組成細(xì)胞的物質(zhì)有哪些?其功能各是什么?3.
什么是原核細(xì)胞?什么是真核細(xì)胞?4.簡述細(xì)胞膜的流動(dòng)鑲嵌假說。5.物質(zhì)通過細(xì)胞膜運(yùn)輸
有哪些形式?6.
簡述各主要細(xì)胞器的構(gòu)造和功能。7.細(xì)胞分裂有哪些形式?8.簡述有絲分裂和減數(shù)
分裂的過程,二者有何不同?9.簡述減數(shù)分裂的特點(diǎn)和生物學(xué)意義。10.名詞解釋:細(xì)胞周期、
同源染色體、擬核、染色體聯(lián)會(huì)、胞飲、胞吐、吞噬。
第一節(jié)細(xì)胞
細(xì)胞是構(gòu)成生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。除了病毒,生物有機(jī)體都是由單個(gè)
或許多個(gè)細(xì)胞構(gòu)成。
一、細(xì)胞的一般特征
(一)細(xì)胞的形狀和大小:細(xì)胞的形狀和大小取決于其遺傳性、生理功能、對(duì)環(huán)境
的適應(yīng)以及分化狀態(tài)等。
1.細(xì)胞的大小:絕大多數(shù)細(xì)胞體積都很小。體積小,表面積大,有利于和外界進(jìn)
行物質(zhì)交換,對(duì)細(xì)胞生活有特殊意義。
如一個(gè)30mm邊長的正方體表面積5400mm2,若分成27個(gè)小正方體(邊長10mm),
則表面積為16200mm2,是原來的3倍。也有少數(shù)細(xì)胞肉眼可見,如鴕鳥卵細(xì)胞直徑約50mmo
2.細(xì)胞的形狀:細(xì)胞形狀與其擔(dān)負(fù)的功能和所處的位置有關(guān),與機(jī)能相適應(yīng)。
游離的細(xì)胞多為圓形或橢圓形,如血細(xì)胞和卵;排列緊密的細(xì)胞有扁平、方形、柱
形等;具收縮功能的肌細(xì)胞多為紡錘形或纖維形;具傳導(dǎo)機(jī)能的神經(jīng)細(xì)胞星形,有長的突起。
(二)細(xì)胞的共同特征
1.細(xì)胞的結(jié)構(gòu):細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)(含各種細(xì)胞舞)和細(xì)胞核。
具有核被膜和各種細(xì)胞器的細(xì)胞,稱為真核細(xì)胞。只有擬核、沒有細(xì)胞器的細(xì)胞,
稱為原核細(xì)胞。分別稱為原核生物和真核生物。
2.細(xì)胞的機(jī)能:①利用能量和轉(zhuǎn)變能量,從化學(xué)能到熱能和機(jī)械能。②生物合成,
從小分子到大分子,如蛋白質(zhì)、核酸。③自我復(fù)制和分裂繁殖。④協(xié)調(diào)有機(jī)體整體生命。
二、細(xì)胞的化學(xué)組成
(一)元素:107——92——24
主要化學(xué)元素是:碳、氫、氧、氮占96%。
少量幾種元素是:硫、磷、鈉、鈣、鉀、鐵等。
極微量的其它化學(xué)元素:領(lǐng)、硅、磯、錦、鉆、銅、鋅、鋁等,0.1%。
各元素的比例基本恒定,對(duì)維持正常de生理活動(dòng)是必要的。
(二)組成細(xì)胞的物質(zhì)
:有機(jī)物:糖類,脂類、蛋白質(zhì)、核酸、維生素、激素。
無機(jī)物:礦物質(zhì)和水。
1.糖類:糖類化合物含碳、氫、氧三元素,又稱為碳水化合物。可分為單糖、雙糖
和多糖三類。①單糖:是不能用水解的方法再降解成更小糖單位的糖類。最重要的單糖是五
碳糖和六碳糖,前者如核糖和脫氧核糖,是核酸的組成成分之一;后者如葡萄糖(C6Hl206),
是細(xì)胞內(nèi)能量的主要來源,動(dòng)物血掖中的葡萄糖稱為血糖。②雙糖:是由兩個(gè)單糖分子脫去
一個(gè)水分子聚合而成,植物細(xì)胞中最重要的雙糖是蔗糖和麥芽糖。兩個(gè)分子葡萄糖脫掉一分
子水結(jié)合形成麥芽糖,淀粉被消化時(shí)也產(chǎn)生麥芽糖。由一個(gè)葡萄糖和一個(gè)果糖結(jié)合而成蔗糖。
蔗糖主要來自甘蔗和恭菜,高等植物多以蔗糖形式轉(zhuǎn)運(yùn)。③多糖:是由許多單糖分子,脫去
相應(yīng)數(shù)目的水分子聚合而成的高分子糖類化合物,植物細(xì)胞中最重要的多糖有纖維素、淀粉、
果膠等,動(dòng)物體內(nèi)的多糖一淀粉不同于植物淀粉,稱為糖元。
2.脂類:由碳、氫、氟元素構(gòu)成,含氫原子的比例高。
①中性脂肪和油:脂肪的能量比同等重量的糖類可高達(dá)二倍多。脂肪分子是由一分
子甘油和三分子脂肪酸組成。甘油分子中的三個(gè)羥基(一0H),分別與脂肪酸分子中的叛基(一
COOH)作用,脫去一分子的水而形成。脂肪分子中的三個(gè)脂肪酸,相同或不同。其碳原子
數(shù),4至24個(gè),最常見的是16個(gè)和18個(gè),偶數(shù)。油:液態(tài),不飽和脂肪酸。脂肪:固態(tài),
飽和脂肪酸。②蠟。③磷脂:膜,腦、心、腎、肺、骨髓、卵、大豆。④類固醇:膽固醇、
植物固醇。⑤砧類:類胡蘿卜素、視黃醛(動(dòng)物感光)。
脂類的功能:?膜組成成分?貯存能量?保護(hù)層?活性物質(zhì)
3.蛋白質(zhì):是極其重要的高分子有機(jī)化合物,含量僅次于水,占干重的60%。結(jié)構(gòu)
物質(zhì)、貯藏物質(zhì)、酶。除碳、氫、氧、氮等元素外,還含有硫、磷、碘、鐵、鋅等元素。
①蛋白質(zhì)的組成:由很多氨基酸聚合形成的高分子長鏈化合物。氨基酸有20多種。
由于氨基酸的數(shù)量、種類、排列順序等的差異,可形成各種各樣的蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)與其它物質(zhì)的分子或離子結(jié)合形成脂蛋白、核蛋白和色素蛋白等。
酶:是生化反應(yīng)的催化劑,一種酶只能催化一種反應(yīng)。在一個(gè)細(xì)胞內(nèi)約有3000種
酶,特定功能和特定酶有大。酶的非蛋白質(zhì)組分很多,如維生素、核甘酸或某些金屬等。酶
可以從細(xì)胞中分離出來,并保持其活性,這在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療等方面有廣泛的實(shí)用價(jià)值。
②蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu):一級(jí)結(jié)構(gòu):多肽鏈中氨基酸的數(shù)目、種類和線性排列順序。
二級(jí)結(jié)構(gòu):多孜鏈向一個(gè)方向卷曲形成的立體結(jié)構(gòu)。
a一螺旋:a侑蛋白,指甲、毛發(fā)、纖維蛋白等。
8一折疊:B角蛋白,蛛絲、蠶絲。
三級(jí)結(jié)構(gòu):球蛋白、肌動(dòng)蛋白、蛋白質(zhì)激素、抗體、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜中的蛋白。
四級(jí)結(jié)構(gòu):血紅蛋白。
蛋白質(zhì)在重金屬離子、酸、堿、乙醇以及高溫、X射線等的作用下可發(fā)生變性,
其空間結(jié)構(gòu)改變,沉淀。
4.核酸:是重要的遺傳物質(zhì),由許多單個(gè)核甘酸經(jīng)脫水聚合而成的高分子有機(jī)化
合物。
單個(gè)核甘酸由一個(gè)含氮堿基、一個(gè)五碳糖和一個(gè)磷酸分子組成。核酸中僅有五種含
氮堿基,它們是兩種噤吟一一腺喋吟(縮寫A)和鳥喋吟(縮寫G);三種喀唯一一胞喀呢(縮寫
C),胸腺嗜咤(縮寫T)和尿n密咤(縮寫U)。
根據(jù)所含有的糖的不同,核酸可分為核糖核酸(縮寫RNA)和脫氧核糖核酸(縮寫
DNA)O
DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi),是構(gòu)成染色體的遺傳物質(zhì);RNA則主要存在于細(xì)胞質(zhì)
中,而在堿基種類上,DNA含A、G、C、T等四種,在RNA中則以U代替T。在分子結(jié)
構(gòu)上,RNA是以單鏈存在,而DNA則以雙鏈形式存在。
5.維生素:屬于小分子有機(jī)物。綠色植物能夠自身合成維生素,動(dòng)物必須從食物中
攝入,是動(dòng)物體內(nèi)必需的一類有機(jī)物,否則就會(huì)發(fā)生維生素缺乏癥。
維生素的共同特點(diǎn):?都是有機(jī)物?不是能源物質(zhì)和結(jié)構(gòu)物質(zhì)?需要量很少,
但對(duì)代謝影響很大,為正常生活所必需的。
根據(jù)維生素水解的性質(zhì)不同,可分為脂溶性和水溶性兩大類。前者如維生素A、
D、E、K等,后者如維生素B1—B12、C、P等。
6.礦物質(zhì)(無機(jī)鹽):無機(jī)物對(duì)有機(jī)體起重要的作用。除了碳、氫,氧、氮和硫之外,
生物體內(nèi)的元素是以鹽類的離于形式存在的。例如:一股含有Na+、K+、Ca+、Mg+,
Fe+++和Cl—、S04一一、HP04一、HC03一等。
各種離子對(duì)生物體都具有重要的生理作用。例如,維持體液的正常滲透壓,酸堿
度以及維持神經(jīng)、肌肉的正常興奮性等。
有一些呈不溶解狀態(tài)的無機(jī)物,形成固體的沉積物,作為支持和保護(hù)性的結(jié)構(gòu),如
碳酸鈣是軟體動(dòng)物貝殼的主要成分,脊椎動(dòng)物的骨骼含有碳酸鈣和磷酸鈣以及鎂、氟等離子。
7.水:含量最多,一般占60?90%。不同種類的細(xì)胞,含水量相差很大。水成為生
物的一個(gè)理想的組成成分:?常溫下為液態(tài),是有機(jī)物和無機(jī)物的良好溶劑和運(yùn)輸介質(zhì)。?
水是細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的參加者或產(chǎn)物。沒有水,生物就不可能生存。?水有較大的比熱,對(duì)
溫度的調(diào)節(jié)很重要。
二、細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)
(一)原核細(xì)胞
核區(qū)(類核體、擬核):染色體只由環(huán)狀DNA組成,不含組蛋白。
細(xì)胞器:僅有核糖體,70S。
細(xì)胞壁:主要成分為含乙酰胞壁酸的肽聚糖.
(二)真核細(xì)胞
細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核。
1.質(zhì)膜(細(xì)胞膜):生活細(xì)胞的外表,都有一層'薄膜包圍,將細(xì)胞與外界分開,這層
薄膜稱為細(xì)胞膜或質(zhì)膜。細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)的所有膜統(tǒng)稱為生物膜,是一種半透性膜,對(duì)進(jìn)出
細(xì)胞的物質(zhì)有很強(qiáng)的選擇透性,其物質(zhì)組成和基本結(jié)構(gòu)相似。
①質(zhì)膜的組成:主要是脂類物質(zhì)和蛋白質(zhì),還含有少量的多糖、微量的核酸、金屬
離子和水。②質(zhì)膜的結(jié)構(gòu):在電鏡下呈現(xiàn)暗一明一暗三條平行的帶,即內(nèi)外兩層暗的帶(由
大的蛋白質(zhì)分子組成)之間,有一層明亮的帶(由脂類分子組成),這樣的膜稱單位膜。③膜的
流動(dòng)鑲嵌假說:脂類物質(zhì)分子的雙層形成了膜的基本結(jié)構(gòu)的襯質(zhì),膜的蛋白質(zhì)分子則和脂類
層內(nèi)外表面結(jié)合,或嵌入:或貫穿。膜及其組成物質(zhì)是高度動(dòng)態(tài)的、易變的。其磷脂和蛋白
質(zhì)都有一定的流動(dòng)性,使膜的結(jié)構(gòu)處于不斷變動(dòng)狀態(tài)。膜中的蛋白質(zhì)有的是特異的酶類,具
有識(shí)別、捕捉、和釋放物質(zhì)的能力,從而對(duì)物質(zhì)的透過起主動(dòng)的控制作用。④物質(zhì)通過膜的
運(yùn)輸:單純擴(kuò)散:通過膜上的小孔,從高濃度到低濃度。協(xié)助擴(kuò)散:由載體協(xié)助,從高濃度
到低濃度。主動(dòng)運(yùn)輸:由載體協(xié)助,并且要消耗能量,從低濃度到高濃度。
胞吞和胞吐:質(zhì)膜能向細(xì)胞內(nèi)形成凹陷,吞食外圍的液體或固體的小顆粒。吞食
液體的過程稱為胞飲作用,吞食固體的過程稱為吞噬作用。
將細(xì)胞內(nèi)的分泌小泡或其它由膜包被的物質(zhì)排出細(xì)胞外的過程,稱為胞吐作用。
2.細(xì)胞質(zhì):是細(xì)胞膜以內(nèi),細(xì)胞核以外的原生質(zhì)。可分為胞基質(zhì)和細(xì)胞器。細(xì)胞器
是細(xì)胞內(nèi)具有特定結(jié)構(gòu)和功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。胞基質(zhì)是包圍細(xì)胞器的、沒有特定結(jié)構(gòu)的細(xì)胞
質(zhì)。
胞質(zhì)運(yùn)動(dòng):生活細(xì)胞的胞基質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)不斷流動(dòng)。
(1)線粒體:除了細(xì)菌、藍(lán)濠和厭氧真菌,生活的細(xì)胞-?般都有線粒體。
線粒體是進(jìn)行呼吸作用的主要細(xì)胞器,是細(xì)胞能量代謝的中心。呈球狀、桿狀、具
分枝或其它形狀的。直徑一般為0.57.0Um,長約l~2um。不同細(xì)胞中,線粒體數(shù)目差別
較大。
用電鏡觀察,線臉體外有雙層單位膜。外膜包被整個(gè)線粒體,內(nèi)、外層膜之間有寬
約80?的間隙,內(nèi)膜在許多部位向內(nèi)伸入到線粒體基質(zhì)中,形成片狀或管狀的內(nèi)褶,稱為靖。
內(nèi)膜及其所形成的崎的內(nèi)表面上,均勻地排布有形似大頭針狀的結(jié)構(gòu),稱為電子傳遞粒(縮
寫ETP),ETP含有ATP防,能催化ATP的合成。在崎之間基質(zhì),與呼吸作用有關(guān)的一系列
的酶,定位在基質(zhì)和內(nèi)層膜中,基質(zhì)中還含有DNA、脂類、蛋白質(zhì)、核蛋白體和含鈣顆粒。
細(xì)胞內(nèi)的糖、脂肪和氨基酸的最終氧化是由線粒體進(jìn)行的,最后釋放能量,供細(xì)
胞生活的需要。線粒體經(jīng)分裂或“出芽”增殖。
(2)核糖核蛋白體(核蛋白體,核糖體):是合成蛋白質(zhì)的主要場所。存在于胞基質(zhì)、
細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外表面及質(zhì)體和線粒體的基質(zhì)中。完整的核蛋白體足由兩個(gè)近于半球形而大
小不等的亞單位結(jié)合而成,由幾個(gè)到幾十個(gè)核蛋白體和mRNA長鏈結(jié)合,成為念珠狀復(fù)合
體,稱多聚核糖核蛋白體,
(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(縮寫ER):是由膜圍成的扁平的囊、槽、池或管,并形成相互溝通的
網(wǎng)狀系統(tǒng)。在ER腔內(nèi)充滿了液狀基質(zhì)。
有些內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的外表面有核蛋白體,稱為粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(縮寫rER)
;另一些內(nèi)質(zhì)網(wǎng)外表面則沒有核蛋白體,稱為光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(縮寫sER)。
ER膜可和核膜的外層相連,也可經(jīng)過胞間連絲和相鄰細(xì)胞的ER相連。
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能:?具有制造、包裝和運(yùn)輸代謝產(chǎn)物的作用。rER能合成蛋白質(zhì)和脂
類,合成的物質(zhì)可能經(jīng)ER運(yùn)到sER,再由sER形成小泡,運(yùn)輸?shù)礁郀柶潴w中,然后分泌到
細(xì)胞外。?ER是許多細(xì)胞器的來源,如液泡、高爾基體、圓球體及微體都可能是由ER特
化或分離出的小泡而來。
?內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分室作用:分隔細(xì)胞成許多小室,使各種不同的結(jié)構(gòu)隔開,能分別地進(jìn)
行著不同的生化反應(yīng)。
(4)高爾基體:是一疊由平滑的單位膜圍成的囊組成,囊作扁平圓形,邊緣膨大且
具穿孔。每一個(gè)囊稱為潴泡或槽庫,從囊的邊緣可分離出許多小泡一高爾基小泡,它們可轉(zhuǎn)
移到胞基質(zhì)中,和其他小泡融合,也可和質(zhì)膜結(jié)合。
高爾基體凸出的面是形成面,凹入的面是成熟面。高爾基體在來源上和ER有密
切的關(guān)系。
(5)中心體:位于細(xì)胞核附近。光鏡下的中心體通常是兩個(gè)球形細(xì)粒,稱中心粒,
其周圍有一層濃稠物質(zhì),稱中心球。
電鏡下,呈圓柱狀結(jié)構(gòu),直徑約0.15mm,長0.3-0.6mmo兩個(gè)中心粒互相垂直排
列。整個(gè)圓柱由九組縱行的微管很有秩序地排列而成,每組有微管三根。在細(xì)胞分裂時(shí),染
色體的移動(dòng)以中心粒為方向,當(dāng)中心體遭到破壞時(shí),細(xì)胞即失去分裂能力。
(6)溶酶體:是分解蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子的細(xì)胞器,具單層膜,含多種水解酹。
功能:分解從外界進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)(異體吞噬),也消化自身局部的細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞
器(自體吞噬)。當(dāng)細(xì)胞衰老時(shí),其溶酶體膜破裂,釋放出水解酶,消化整個(gè)細(xì)胞而使細(xì)胞死
亡(自溶作用)。
溶酶體是由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)分離出來的小泡形成的。凡含有溶酶體酶的小液泡,就是溶酶
體。
(7)細(xì)胞骨架:是由3種蛋白質(zhì)纖維組成的支架。
3種蛋白質(zhì)纖維是微管、肌動(dòng)蛋白和中間絲(中間纖維)。
?微管:直徑24nm的中空長管狀的纖維。陵紅細(xì)胞外,真核細(xì)胞都有微管,紡
錘體、鞭毛、纖毛都由微管構(gòu)成。
微管蛋白:a和b亞基雙分子螺旋排列構(gòu)成微管。
秋水仙素能與a、b雙體結(jié)合,阻止a、b雙體連接成微管。(多倍體);長春花堿破
壞紡錘體,使癌細(xì)胞死亡;紫杉醇阻止微管解聚,促使微管單體聚合。
?肌動(dòng)蛋白絲i微絲):是實(shí)心纖維,直徑4-7
nm。肌動(dòng)蛋白由啞鈴形單體相連成串,兩串以右手螺旋形式扭纏成束。肌動(dòng)蛋白
絲有運(yùn)動(dòng)的功能,與細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)有關(guān)。
?中間纖維:介于微管與微絲之間的纖維,8-10nm。構(gòu)成中間纖維的蛋白質(zhì)5
種多,常見的是角蛋白、波形蛋白、層粘連蛋白。
3.細(xì)胞核:是細(xì)胞的控制中心,遺傳物質(zhì)DNA幾乎全部存在于核內(nèi)。
(1)細(xì)胞核的形態(tài):大小、形狀、位置、數(shù)目。
(2)細(xì)胞核的結(jié)構(gòu):核膜、核仁和核質(zhì)等三部分。
?核膜(核被膜)
:是由內(nèi)、外兩層單位膜組成的。雙層膜在一定間隔愈合形成小孔一核孔,容許某
些物質(zhì)進(jìn)出,如輸入RNA、DNA核甘酸前體、組蛋白和核蛋白體的蛋白質(zhì),輸出mRNA、
tRNA和核蛋白體的亞單位等。在核被膜的外膜和細(xì)胞質(zhì)接觸面上,有核蛋白體;在一些部
位,外膜向外延伸到細(xì)胞質(zhì)中去,可以和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜相連。因此,內(nèi)、外膜間的間隙和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)
的基質(zhì)是連續(xù)的,似可經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和相鄰的細(xì)胞相通.
?核仁:一個(gè)或幾個(gè)核仁,是細(xì)胞核內(nèi)形成核蛋白體亞單位的部位。
?核質(zhì):以堿性染料染色后,可分為著色物質(zhì)一染色質(zhì)和不著色物質(zhì)一核液。
染色質(zhì):是由核酸和蛋白質(zhì)的復(fù)合物組成的復(fù)雜物質(zhì)結(jié)構(gòu),含有大量的DNA和組
蛋白,較少量的RNA和非組蛋白蛋白質(zhì)。間期核內(nèi)染色質(zhì)常伸展成為寬度約10?15nm的
細(xì)長的纖絲,這些染色質(zhì)的細(xì)絲,到有絲分裂時(shí)高度地螺旋纏繞一螺旋化,成為染色體。當(dāng)
分裂結(jié)束,進(jìn)入間期時(shí),染色體的螺旋又松散開來,擴(kuò)散成為染色質(zhì)。染色質(zhì)就是間期的染
色體。
染色質(zhì)細(xì)絲:是由許多核小體連接而成,組成串珠狀。每個(gè)核小體的中心有8個(gè)組
蛋白分子,DNA雙螺旋盤在它表面,核小體之間有一段DNA雙螺旋,并與另一個(gè)組蛋白
分子相連。這就是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu),由此再進(jìn)一步螺旋纏繞形成2級(jí)、3級(jí)、4級(jí)結(jié)構(gòu),
成為染色單體,從而構(gòu)成染色體。
基因:是遺傳物質(zhì)的基本單位,存在于染色質(zhì)(體)的DNA分子鏈上。
四、細(xì)胞分裂
生物的生長發(fā)育、代代相傳、延續(xù)種族的基礎(chǔ)是細(xì)胞分裂。繁殖是生物或細(xì)胞形
成新個(gè)體或新細(xì)胞的過程,
(一)細(xì)胞周期及其概念
從一次分裂開始,到下一次分裂完成的整個(gè)過程,稱為細(xì)胞周期,分為DNA合成
前期(G1期),DNA合成期(S期),DNA合成后期或有絲分裂準(zhǔn)備期(G2期),分裂期(M期
或D期)。前三者合稱間期,是細(xì)胞進(jìn)行生長的時(shí)期,合成代謝最為活躍,進(jìn)行著包括DNA
合成在內(nèi)的一系列有關(guān)生化活動(dòng)并且積累能量,準(zhǔn)備分裂。
1.DNA合成前期(G1期):DNA合成以前的準(zhǔn)備期,染色體由一條DNA分子的染
色單體組成。G1期細(xì)胞極其活躍地合成RNA、蛋白質(zhì)和磷脂等。
2.DNA合成期(S期):合成DNA時(shí)期,染色體發(fā)生復(fù)制,DNA含量比G1期增
加一倍。
3.DNA合成后期或有絲分裂準(zhǔn)備期(G2期):G2期的每條染色體由兩條完全相同
的染色單體組成,含一個(gè)完全相同的DNA分子。
4.分裂期(M期):是進(jìn)行有絲分裂的時(shí)期。
(二)細(xì)胞分裂的類型
無絲分裂、有絲分裂、減數(shù)分裂等。
1.無絲分裂:是指間期核不經(jīng)任何有絲分裂時(shí)期,直接分裂,形成差不多相等的
兩個(gè)子細(xì)胞。
2.有絲分裂:又稱間接分裂,分為核分裂和胞質(zhì)分裂。一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過一次有絲分裂,
產(chǎn)生染色體數(shù)目和母細(xì)胞染色體數(shù)目相問的兩個(gè)子細(xì)胞.據(jù)核的變化,又分為前期、中期、
后期和末期。
(1)前期:核內(nèi)的染色質(zhì)凝縮成染色體,核仁解體,核膜破裂以及紡錘體形成。間
期核的染色質(zhì)是細(xì)長的細(xì)絲,分裂前期,染色質(zhì)絲螺旋纏繞逐漸增粗,為念珠狀的細(xì)絲,繼
續(xù)螺旋化縮短、變粗,成為分離的染色體,染色體縮至最短,核仁解體,其組成物質(zhì)的一部
分轉(zhuǎn)移到了染色體。前期最末,核膜破裂,和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合,此時(shí)核液和細(xì)胞質(zhì)混合起來,此
外,前期終了前,核的兩極出現(xiàn)少量的微管細(xì)絲,開始形成紡錘體。
(2)中期:是染色體排到赤道面上,紡錘體完全形成的時(shí)期。核膜破裂,標(biāo)志著前
期的結(jié)束,各染色體的染色單體清晰可見,微管伸長,形成紡錘絲,有的通過兩極,有的從
一極附著到染色單體的著絲點(diǎn)上。每個(gè)染色單體,各有一個(gè)著絲點(diǎn),所有的紡錘絲形成了一
個(gè)紡錘狀的構(gòu)象,稱為紡錘體。紡錘絲在染色體的運(yùn)動(dòng)上起重要作用,由于微管的作用,染
色體移動(dòng),到細(xì)胞中部,染色體的著絲點(diǎn),都排在赤道面。中期時(shí)便于計(jì)數(shù)染色體數(shù)目。
(3)后期:各個(gè)染色體染色單體分開,由赤道面移向細(xì)胞兩極的時(shí)期。后期時(shí),染
色體仍繼續(xù)縮短,達(dá)最短程度。染色體從著絲點(diǎn)分開,向兩極移動(dòng),到兩極集中。
(4)末期:是形成二子核和胞質(zhì)分裂的時(shí)期。到達(dá)兩極的子染色體,膨脹而失去輪廓,螺旋
解開,變?yōu)槿旧|(zhì)細(xì)絲,并形成新的核膜,核仁出現(xiàn),形成了兩個(gè)子核。
經(jīng)過核分裂和胞質(zhì)分裂,一個(gè)母細(xì)胞成為兩個(gè)子細(xì)胞,子細(xì)胞染色體的數(shù)目和母
細(xì)胞的相同,為2N。
凡是進(jìn)行有性生殖的動(dòng)植物都有減數(shù)分裂的過程。兩個(gè)性細(xì)胞,即配子(精子或卵)
融合為一,成為合子或受精卵,再發(fā)育成新的一代,稱為有性生殖。
3.減數(shù)分裂:包括兩次連續(xù)的分裂,但其DNA只更制一次,一個(gè)母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)
分裂以后,形成4個(gè)子細(xì)胞,這樣,每個(gè)子細(xì)胞染色體的數(shù)目(以N表示),比母細(xì)胞(2N)
減少了一半。所以稱為減數(shù)分裂。
如人的體細(xì)胞含23對(duì)(46條)染色體,經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生的精子和卵細(xì)胞(配子)染
色體數(shù)目只有23條,受精后又恢復(fù)為46條。
減數(shù)分裂也分為間期和分裂期。間期細(xì)胞進(jìn)行DNA的復(fù)制。分裂期細(xì)胞進(jìn)行兩
次連續(xù)的分裂。
(1)減數(shù)分裂的第一次分裂:稱為減數(shù)分裂【,包括4個(gè)時(shí)期。
①前期I:又可分為以下6個(gè)時(shí)期:
?前細(xì)線期:核中染色體極細(xì),在光鏡下難以分辨,但染色體已開始凝縮,出現(xiàn)
螺旋絲。
?細(xì)線期:染色質(zhì)經(jīng)螺旋化,形成細(xì)長線狀的染色體,每條染色體含有2條染色
單體。細(xì)胞核和核仁增大,RNA含量增加一倍。
?偶線期(合線期):同源染色體(一條來自父本,一條來自母本,兩者的形狀,大
小很相似,而且基因順序也相同的染色體)
兩兩靠攏,準(zhǔn)確的配對(duì),這種現(xiàn)象稱為聯(lián)會(huì)(配對(duì)的染色體稱為二價(jià)體)。
?粗線期:染色體縮短變粗。二價(jià)體的數(shù)目為原來二倍體染色體數(shù)目的一半。每個(gè)
二價(jià)體含有4條染色單體,也稱為四聯(lián)體(每一條染色體由2條染色單體組成)。此期有一個(gè)
很重要的現(xiàn)象是,一價(jià)體中不問染色體的染色單體之間,可在若干相對(duì)應(yīng)的位置上發(fā)生橫斷,
并發(fā)生染色單體片段的互換和再結(jié)合,而另兩條染色單體則不變。這種現(xiàn)象稱為交換,即在
粗線期同源染色體的非姊妹染色單體間發(fā)生局部交換。交換對(duì)■生物的遺傳和變異有重大意
義。
?雙線期:染色體繼續(xù)縮短變粗。配對(duì)的同源染色體彼此排斥并開始分離,但在染
色單體之間發(fā)生交換的地方一交叉點(diǎn),仍然連接在一起。因此聯(lián)會(huì)的染色體呈現(xiàn)出X、V、
8、0等形狀。
?終變期:染色沐變得更為粗、短,染色體對(duì)常分散排列在核膜內(nèi)側(cè),因此,這一
時(shí)期是觀察、計(jì)算染色體數(shù)目最適宜的時(shí)期,此期末,核膜、核仁相繼消失,紡錘絲開始出
現(xiàn)。
②中期I:成對(duì)的染色體(二價(jià)體)排列在細(xì)胞中部的赤道面上,兩條染色體的著絲
點(diǎn)分別排列在赤道面的兩側(cè),紡錘體形成。這個(gè)時(shí)期也是對(duì)染色體進(jìn)行計(jì)數(shù)和研究的適宜時(shí)
期。
③后期I:在紡錘絲的牽引下,二價(jià)體中兩條同源染色體分開,分別移向兩極。這
樣每一極染色體數(shù)目只有原來母細(xì)胞的一半。(但注意的是,每一個(gè)染色體仍然含有2條染
色單體,實(shí)際上減數(shù)分裂就是在此減數(shù))。
④末期I:染色體到達(dá)兩極。染色體螺旋解體,重新出現(xiàn)核膜,形成兩個(gè)子核,
并進(jìn)行胞質(zhì)分裂。
(2)減數(shù)分裂的第二次分裂:減數(shù)分裂的第二次分裂緊接著第一次分裂,或有一個(gè)
極短的分裂間期。在第二次分裂前沒有DNA的復(fù)制和染色體的加倍。減數(shù)第二次分裂與有
絲分裂相似,也可分為4個(gè)時(shí)期。
①前期H:此期很短。己伸展的染色體又幡旋化縮短變粗,核膜再度消失,紡錘
絲重新出現(xiàn)。
②中期H:染色體以著絲點(diǎn)排列在子細(xì)胞的赤道面上,紡錘體形成。
③后期II:著絲點(diǎn)分裂,染色單體彼此分離,在紡錘絲的牽引下分別移向兩極。
④末期H:移到兩極的染色體解螺旋,核仁,核膜出現(xiàn),各形成一個(gè)子核,并進(jìn)
行胞質(zhì)分裂,這樣就形成4個(gè)子細(xì)胞。
(3)減數(shù)分裂的基因組合:減數(shù)分裂時(shí),同源染色體隨機(jī)分配,因而配子的染色體
組成多種多樣。基因是染色體上的特定核昔酸序列,因此基因組合也是多種多樣。
如果一種生物有2對(duì)染色體,產(chǎn)生22=4種配子;如果一種生物有3對(duì)染色體,則
產(chǎn)生23=8種配子。人有23對(duì)染色體,精子和卵各有223=8388608種染色體組合。
(4)減數(shù)分裂的特點(diǎn):?減數(shù)分裂只發(fā)生在生物的有性生殖過程中。?減數(shù)分裂形
成的子細(xì)胞染色體數(shù)忖為母細(xì)胞的一半。?減數(shù)分裂由兩次連續(xù)的分裂完成,一個(gè)母細(xì)胞形
成四個(gè)子細(xì)胞。?減數(shù)分裂過程中發(fā)生了同源染色體的配對(duì)、交叉、互換等現(xiàn)象。
(5)減數(shù)分裂的意義:?減數(shù)分裂產(chǎn)生的子細(xì)胞染色體數(shù)目減為母細(xì)胞的一半,細(xì)
胞內(nèi)只有一組染色體,由此形成的精細(xì)胞及卵細(xì)胞也是單倍體。精、卵結(jié)合形成受精卵又恢
復(fù)了親代的染色體數(shù)目,這就使每一種植物的染色體數(shù)目保持了相對(duì)的穩(wěn)定性,也就是在遺
傳上保持了物種的相時(shí)穩(wěn)定性。?減數(shù)分裂過程中,發(fā)生同源染色體間的交叉,即遺傳物質(zhì)
的交換和重組,使后代出現(xiàn)了變異性。這對(duì)增強(qiáng)植物的適應(yīng)能力,繁衍種族,都有重要意義。
第二節(jié)組織、器官和系統(tǒng)
思考題:?名詞解釋:組織、器官、系統(tǒng)。?上皮組織分為哪些類型?各有何特點(diǎn)
及功能??結(jié)締組織的分類是什么?各有何特點(diǎn)和功能??肌肉組織的分類、特點(diǎn)。?神經(jīng)
組織的組成是什么?神經(jīng)元的構(gòu)造是什么?
多細(xì)胞生物體的細(xì)胞,由于形態(tài)的分化和功能的分工,形成不同的組織、器官和
系統(tǒng)。
一、組織的概念
組織是由相同功能和相似構(gòu)造的細(xì)胞群以及細(xì)胞間質(zhì)構(gòu)成的。每種組織各完成一
定的機(jī)能。
二、動(dòng)物組織的類型
根據(jù)細(xì)胞的形態(tài)和功能的不同,細(xì)胞間質(zhì)的多少和結(jié)構(gòu)上的差異,可將動(dòng)物的組
織分成四大類:上皮組織、結(jié)締組織、肌肉組織、神經(jīng)組織。
(一)上皮組織:由形態(tài)規(guī)則、排列緊密的細(xì)胞和少量細(xì)胞間質(zhì)組成,無血管(營養(yǎng)物
質(zhì)來自毛細(xì)血管滲透),細(xì)胞間有明顯的連接復(fù)合體。呈膜狀覆蓋在動(dòng)物體表和體內(nèi)各種腔、
管和囊的內(nèi)表面。
上皮組織不斷更新,如人體表皮每個(gè)月更新2次,胃上皮每2—3天更新I次。
上皮組織的功能:保護(hù)、吸收、排泄、感覺、分泌、呼吸、生殖等。
根據(jù)形態(tài)可分成單層和多層上皮二大類。
1.單層上皮:僅有一層細(xì)胞組成。
?扁平上皮:細(xì)胞扁平,分布在血管壁和體腔內(nèi)表面。
?立方上皮:細(xì)胞呈立方形,核位于細(xì)胞中央。大多組成腺體。
?柱狀上皮:細(xì)胞柱形,核卵圓形,常位于細(xì)胞基部。組成胃、腸的內(nèi)壁、呼吸
和生殖器官的一部分。
2.復(fù)層上皮:由一層以上、處于不同發(fā)育階段的細(xì)胞組成。
?遷移上皮:細(xì)胞和層數(shù)隨所在器官生理狀況的改變而變遷。組成膀胱和輸尿管
的上皮。
依據(jù)功能可分為三種類型:
1.被法上皮:覆蓋在機(jī)體的內(nèi)外表面,無脊椎動(dòng)物的常單層,脊椎動(dòng)物的常多層。
2.腺上皮:由特化的上皮細(xì)胞組成,具有制造和分泌物質(zhì)的功能。如汗腺、唾液
腺、乳腺、腸腺等等。
3.感覺上皮:為特化的上皮細(xì)胞,具有感覺功能,如聽覺上皮、嗅覺上皮、視網(wǎng)
膜、味蕾等。
4.生殖上皮:精細(xì)胞和卵細(xì)胞是特化上皮組織,位于睪丸和卵巢。
(二)結(jié)締組織
形態(tài)特點(diǎn):由多種細(xì)胞和發(fā)達(dá)的間質(zhì)組成。細(xì)胞間質(zhì)特別發(fā)達(dá),細(xì)胞數(shù)量少,排
列分散。
功能:聯(lián)接、固縛軀體各部分;填充體內(nèi)空隙,保護(hù)體內(nèi)柔軟組織;支持動(dòng)物機(jī)
體;制造血球。
細(xì)胞間質(zhì):由含糖較多的基質(zhì)和纖維組成。
纖維有二種。膠元纖維:由膠原蛋白組成,有韌性,常集合成束。彈力纖維:由
彈力纖維組成,有彈性。
結(jié)締組織的分類:依據(jù)生理功能的不同和細(xì)胞間質(zhì)的性質(zhì)和分散在基質(zhì)中的纖維成
分的不同而形成三種不同狀態(tài)的結(jié)締組織:液態(tài)結(jié)締組織、粘膠態(tài)結(jié)締組織、固態(tài)結(jié)締組織。
1.液態(tài)結(jié)締組織:包括血液和淋巴。
(1)血液:由血漿和血細(xì)胞組成。
■血漿:為一種液態(tài)的細(xì)胞間質(zhì),是含有各種溶解物質(zhì)的膠狀物質(zhì)。溶解物質(zhì)包括:
血清蛋白、纖維蛋白原、酶、糖、脂肪等。纖維蛋白原:在血漿中處于溶解狀態(tài),在一條件
下可凝結(jié)成纖維狀從I能漿中析出,使血液凝固。清除了纖維蛋白的血漿成為?種黃色液體,
稱為血清。
■血細(xì)胞:包括紅血細(xì)胞、白血細(xì)胞、血小板。
紅血細(xì)胞:細(xì)胞內(nèi)含有血紅蛋白,能與氧結(jié)合,具輸氧功能。人的紅血細(xì)胞無細(xì)
胞核,圓形,兩面凹陷。
白血細(xì)胞:具吞噬功能,可清除細(xì)菌、體內(nèi)異物和壞死組織。根據(jù)形態(tài)可分成二大
類:多形核白血細(xì)胞:嗜中性白血球、嗜酸性白血球、嗜堿性白血球。
單核白血球:單核白血球和淋巴細(xì)胞。
血小板:為形狀不固定的小體,具凝血作用。
(2)淋巴:淋巴由淋巴液和數(shù)量不等的白細(xì)胞(大部分是淋巴細(xì)胞)和脂肪小滴組
成。
淋巴液:進(jìn)入淋巴毛細(xì)管的組織液即稱淋巴液。為一種不透明的無色或淡黃色液
體。
組織液:毛細(xì)血管中的滲出物形成的液體。
2.粘膠態(tài)結(jié)締組織
(1)疏松結(jié)締組織:有排列疏松的纖維和分散在纖維間的多種細(xì)胞組成,纖維和細(xì)
胞埋在基質(zhì)中。形態(tài)特點(diǎn):■纖維排列不整齊。■基質(zhì)豐富。功能:填充、聯(lián)系、固定、營
養(yǎng)、保護(hù)。
(2)致密結(jié)締組織:由大量膠原纖維和彈力纖維組成,如骨膜、肌腱。
形態(tài)特點(diǎn):■纖維多而致密,排列整齊。■細(xì)胞、基質(zhì)很少。功能:能承受機(jī)械壓
力,具有支持和保護(hù)功能。
(3)彈性結(jié)締組織:如韌帶,彈性纖維(彈性大,彈性蛋白)組成。
(4)網(wǎng)狀結(jié)締組織:如淋巴結(jié)、肝、脾等器官的基質(zhì)網(wǎng),由網(wǎng)狀纖維組成。
(5)脂肪組織:由大量脂肪細(xì)胞聚集而成,并由疏松結(jié)締組織將脂肪組織分隔成
許多小體。
功能:貯存營養(yǎng)物質(zhì),維持體溫,具支持保護(hù)作用,參與能量代謝。
3.固態(tài)結(jié)締組織(支持結(jié)締組織):依據(jù)基質(zhì)的強(qiáng)度、分布部位及功能,可分為軟
骨和硬骨。
(1)軟骨組織:由軟骨細(xì)胞、纖維和基質(zhì)組成。依據(jù)基質(zhì)中纖維的性質(zhì),可分為
三種類型:透明軟骨、纖維軟骨和彈性軟骨。
①透明軟骨:基質(zhì)為透明的凝膠狀固體,軟骨細(xì)胞埋在基質(zhì)的胞窩內(nèi),基質(zhì)內(nèi)有少
量膠原纖維。分布:關(guān)節(jié),軟肋,氣管。②纖維軟骨:基質(zhì)內(nèi)有大量成束的膠原纖維,軟骨
細(xì)胞分布在纖維束之間。分布:椎間盤,關(guān)節(jié)盂。③彈性軟骨:基質(zhì)內(nèi)有大晟彈力纖維。分
布:耳廓,會(huì)厭。
軟骨的功能:支持作用,防止和減少碰撞的作用,如關(guān)節(jié)處的軟骨。胎兒感為軟
骨;鯊魚等軟骨魚終生為軟骨。
(2)硬骨組織:由骨細(xì)胞、骨膠纖維和基質(zhì)組成。基質(zhì)內(nèi)有大量固態(tài)無機(jī)鹽(硫酸鈣、
磷酸鈣)沉積,使骨組織堅(jiān)硬。骨膠纖維平行排列在基質(zhì)內(nèi),形成骨板。
哺乳動(dòng)物的骨板有二種:
骨松質(zhì):構(gòu)成硬骨的內(nèi)層,骨板形成有許多較大空隙的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),網(wǎng)孔內(nèi)有骨髓。
骨密質(zhì):構(gòu)成硬骨的外層,由骨板排列而成,形成下列結(jié)構(gòu):
外環(huán)骨板:排列在骨表面的骨板。內(nèi)環(huán)骨板:隹繞骨髓腔排列的骨板。哈氏板:內(nèi)、
外環(huán)骨板之間的呈同心圓排列的骨板。哈氏管:同心圓中央的管道,內(nèi)有血管、神經(jīng)分布。
骨陷窩:骨細(xì)胞位于其中,
(三)肌組織:是具有伸縮能力的一種組織,由肌肉細(xì)胞組成。細(xì)胞細(xì)長呈纖維狀一
個(gè)肌細(xì)胞即一根肌纖維。功能:能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,具強(qiáng)烈的收縮作用。
依據(jù)肌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能和分布,肌肉組織分三種類:橫紋肌、平滑肌、心
肌。
1.橫紋肌特點(diǎn):■具橫紋。■肌肉收縮受意志支配,又稱隨意肌。■收縮力強(qiáng),
易疲勞。分布:主要附著在骨骼上,又稱骨骼肌。
2.平滑肌特點(diǎn):■細(xì)胞呈梭狀。■無橫紋。■不受意志支配(不隨意肌)。■收縮
力較弱,不易疲勞。分布:內(nèi)臟壁。
3.心肌特點(diǎn):■有橫紋。■細(xì)胞短柱狀,有分支。■細(xì)胞聯(lián)接處有閏盤。■收縮有自動(dòng)節(jié)律
性。分布:心臟。
(四)神經(jīng)組織
:由神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞組成。
功能:神經(jīng)細(xì)胞能感受刺激,傳導(dǎo)興奮;神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)神經(jīng)元起支持、營養(yǎng)和
修復(fù)作用。
1.神經(jīng)細(xì)胞(神經(jīng)元):神經(jīng)細(xì)胞是神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu)和功能單位。
特點(diǎn):■由胞體和胞突起組成■細(xì)胞體位于腦和脊髓的灰質(zhì)中■細(xì)胞質(zhì)內(nèi)含有
神經(jīng)原纖維
細(xì)胞突起分成二類:
軸突:細(xì)而長,單根,傳導(dǎo)沖動(dòng)離開胞體。
樹突:呈樹枝狀分支,接受刺激傳導(dǎo)沖動(dòng)至胞體。
2.神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞特點(diǎn):■呈星形,有突起。■細(xì)胞質(zhì)內(nèi)無神經(jīng)原纖維■突起無
樹突軸突之分
人的神經(jīng)細(xì)胞1010個(gè),長30萬Km,等于地球到月亮。
三、器官和系統(tǒng)
(一)器官:器官是由幾種不同類型的組織綜合而成的,具有一定形態(tài)特征和生理
機(jī)能的結(jié)構(gòu)。
高等動(dòng)物的器官比較復(fù)雜,如胃,肝、心,腎、肺等都是各種不同的器官,其中胃
是一種消化器官,由上皮組織、結(jié)締組織、肌肉組織和神經(jīng)組織構(gòu)成。
(二)系統(tǒng):一些在功能上密切關(guān)聯(lián)的器官,相互協(xié)同以完成機(jī)體某一方面的功能,
稱為系統(tǒng)。如由口腔、咽、食道,胃,小腸,大腸,肝,胰等構(gòu)成消化系統(tǒng)。
動(dòng)物的生殖和個(gè)體發(fā)育
思考題:1.名詞解釋:生殖、原口動(dòng)物、后口均物、生物發(fā)生律、個(gè)體發(fā)育、系統(tǒng)
發(fā)育。2.無性生殖和有性生殖各有哪些形式?3.簡述精子和卵子的發(fā)生過程。4.卵子的類型
有哪些?5.卵裂的形式、囊胚的形式各有哪些?原腸胚形成的方式有幾種?6.原腸胚期的外
中內(nèi)三個(gè)胚層,將來各分化形成什么組織或器官?
生物的壽命各不相同,但終將衰老、死亡。生命的延續(xù)不是靠個(gè)體的長生不老,
而是靠產(chǎn)生后代、代代相傳來實(shí)現(xiàn)的。因此,生殖是最重要的。
生物以一定的方式產(chǎn)生與自己相似的新個(gè)體,這種現(xiàn)象稱為生殖。
第一節(jié)生殖的方式
一、無性生殖:凡不涉及性別、沒有配子(精子和卵)參與、沒有受精過程的生殖
都稱為無性生殖。
(一)裂殖:單細(xì)胞生物,如細(xì)菌、草履蟲、變形蟲、眼蟲、瘧原蟲等。
(二)出芽:酵母菌、水蛇。
(三)胞子生殖:真菌和藻類能產(chǎn)生大量抱子。
(四)動(dòng)物的再生作用:原生動(dòng)物再生能力很強(qiáng),如纖毛蟲,只要有核,便可再生。
腔腸動(dòng)物和渦蟲的再生能力從前到后遞減。
蚯蚓頭部再生能力比后部體節(jié)強(qiáng),如果摘除腹神經(jīng),便失去再生能力。
海星、海參等的再生能力也很強(qiáng)。切碎的海星,只要有一部分中央盤,就能再生
完整的海星。
脊椎動(dòng)物的再生作用:例子很多,如手指破了,不用創(chuàng)可貼也會(huì)很快愈合,但其
再生作用只限于修修補(bǔ)補(bǔ),而不能產(chǎn)生新的生物個(gè)體。
二、有性生殖
(一)同配生殖:2個(gè)配子的大小、形態(tài)完全相同,但生理上已有雌雄的分化,有
鞭毛或纖毛,能運(yùn)動(dòng)。如衣藻。
(二)異配生殖:2個(gè)配子大小不同,但形態(tài)相同,都有鞭毛,能運(yùn)動(dòng)。如實(shí)球藻。
(三)卵式生殖:卵子大、富含營養(yǎng)物質(zhì),但不能運(yùn)動(dòng);精子小,含營養(yǎng)物質(zhì)很少,
但運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)。
(四)雌雄同體;有性生殖T雌雄配子T兩性分化,生物體不一定都分為雌性個(gè)體和
雄性個(gè)體。許多生物是雌雄同體,如植物的雌雄同株、兩性花、雜性花,多為異花傳粉;無
脊椎動(dòng)物的大多數(shù)寄生蟲[絳蟲)、蚯蚓、蛤、蚌等雌雄同體,大多為異體受精,其精巢先成
熟,釋放精子后退化,卵巢成熟晚,產(chǎn)卵;脊椎動(dòng)物大多為雌雄異體。
(五)孤雌生殖:很多無脊椎動(dòng)物,如輪蟲、甲殼類、某些昆蟲等的卵不經(jīng)受精即可
發(fā)育為成蟲的生殖方式。①輪蟲:秋末有雄蟲出現(xiàn),以厚殼受精卵過冬。②蚣蟲:環(huán)境惡化
時(shí),精、卵結(jié)合。
保證種族繁衍,豐富了基因的交換、組合。
蜜蜂、螞蟻、白蟻等昆蟲孤雌生殂產(chǎn)生雄性個(gè)體,其唯一功能就是產(chǎn)生精子。
第二節(jié)精子和卵子的形態(tài)
動(dòng)物界中較原始的種類如變形蟲等只進(jìn)行無性生殖,較高等的類群大都進(jìn)行有性生
殖。多細(xì)胞動(dòng)物體中形成精子的器官稱為精巢或睪丸,形成卵子的器官稱為卵巢。
有些動(dòng)物同一個(gè)體上具備精巢和卵巢,即雌雄同體,如扁形動(dòng)物、環(huán)節(jié)動(dòng)物、甲
殼動(dòng)物等。大多數(shù)動(dòng)物雌雄異體,分別產(chǎn)生卵子和精子。
一、生殖細(xì)胞的發(fā)生
(一)精子的發(fā)生:一個(gè)精原細(xì)胞連續(xù)進(jìn)行有絲分裂形成多個(gè)精原細(xì)胞,其中一部分
分化為初級(jí)精母細(xì)胞。一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞進(jìn)行第一次減數(shù)分裂,形成兩個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞,接
著進(jìn)行第二次減數(shù)分裂,形成四個(gè)單倍體的精細(xì)胞,每一個(gè)精細(xì)胞分化發(fā)育為一個(gè)精子。
(二)卵子的發(fā)生:卵原細(xì)胞陸續(xù)分裂分化而產(chǎn)生很多初級(jí)卵母細(xì)胞,一個(gè)初級(jí)卵母
細(xì)胞進(jìn)行第一次減數(shù)分裂形成兩個(gè)細(xì)胞,體積很大的一個(gè)細(xì)胞稱為次級(jí)卵母細(xì)胞,體積很小
的?個(gè)細(xì)胞稱為極體,即第?極體。次級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)行第二次減數(shù)分裂產(chǎn)生一個(gè)有效的大細(xì)
胞即卵細(xì)胞和一個(gè)極體。而第一極體減數(shù)分裂又產(chǎn)生兩個(gè)極體,極體不能受精發(fā)育,總是附
在卵細(xì)胞的動(dòng)物極上。
從卵巢排出的卵是次級(jí)卵母細(xì)胞,當(dāng)精子進(jìn)入次級(jí)卵母細(xì)胞后,才進(jìn)行第二次減
數(shù)分裂。
二、精子和卵子的形態(tài)
(一)精子:除了線蟲,各種動(dòng)物的精子都是同一類型,均可分為頭、頸、尾三部
分。
1.頭部:染色體集中的地方,細(xì)胞質(zhì)很少,便于精子入卵。頭前端是一個(gè)頂體泡,
內(nèi)含水解酶,能幫助精子穿過卵膜。頭的后部有兩個(gè)中心粒。
2.頸部:圓柱狀,是由中心粒演變而來。
3.尾部:分為中段、主段和末段。中段較短,中央是軸絲,圍有9列微管,軸絲外
有螺旋線粒體鞘,為精子運(yùn)動(dòng)提供能量;主段較長,軸絲外無線粒體鞘;末段僅有軸絲,外
圍有質(zhì)膜。
精子體小靈活,運(yùn)動(dòng)能力很強(qiáng)。線蟲的精子無尾部,但能變形,靠偽足運(yùn)動(dòng)。
(二)卵子:不能運(yùn)動(dòng),細(xì)胞質(zhì)多,核糖體和mRNA十分豐富,并含有卵黃,其主要成分為
磷脂、中性脂肪和蛋白質(zhì),
1.均黃卵;又稱少黃卵,其卵黃少,分布均勻。大多數(shù)無脊椎動(dòng)物、頭索動(dòng)物、
尾索動(dòng)物以及高等哺乳動(dòng)物的卵是均黃卵。
2.中黃卵:節(jié)肢動(dòng)物的卵,卵黃集中于卵的中央。
3.端黃卵:魚類、兩棲類、爬行類和鳥類的卵,其卵黃大量集中于卯的一極或一端。
如鳥類的卵細(xì)胞很大,雞蛋的蛋黃部分是一個(gè)卵細(xì)胞,絕大部分是卵黃,只有小部分是細(xì)胞
核和核周圍的細(xì)胞質(zhì),這一部分稱為胚盤。胚盤所在的一極稱為動(dòng)物極,卵黃所在的一極為
植物極。
第三節(jié)受精作用
精子和卵子融合而成為受精卵或合子的全過程稱為受精。
一、體內(nèi)受精和體外受精
體外受精:精子和卵子都排出體外,在水中結(jié)合,其受精率低。如沙蠶、海肥、海
鞘、魚、蛙、螺蜿等。體外受精要求有大量的精子,且精子和卵子要同時(shí)排放。
體內(nèi)受精:多數(shù)高等動(dòng)物進(jìn)行體內(nèi)受精,由雄體把精子送入雌體體內(nèi),接著和卵
子在雌體體內(nèi)結(jié)合,其受精率高。
二、同體受精和異體受精
雌雄同體的動(dòng)物,其本身產(chǎn)生的精子與卵子結(jié)合,叫同體受精,如絳蟲。同體受
精的在動(dòng)物界中比較少見,
雌雄同體的動(dòng)物[如水蛆,蚯蚓等),雖然有雌、雄兩套生殖器官,能產(chǎn)生雌、雄兩
種性細(xì)胸,但兩性不在同一時(shí)間成熟,因此仍要以異體受精的方式進(jìn)行繁殖。
三、精子與卵子的壽命:不同動(dòng)物排放精子的數(shù)量有差別。豬每次排出的精子數(shù)量
高達(dá)200億一800億。有人研究小鼠的體外受精,低濃度精子(0.31-1.25X105/ml)的受精率
相當(dāng)?shù)停邼舛染樱?0X105/ml)的受精率相當(dāng)高。
精子既缺少細(xì)胞質(zhì),又十分活躍,所以離體后生命十分短暫,幾分到幾天便失去受
精能力,而排放在雌體生殖道中的精子壽命僅為幾小時(shí)到幾天時(shí)間,只有極個(gè)別動(dòng)物,如蜜
蜂、蝙蝠等可達(dá)幾個(gè)月至幾年。排出的成熟卵具有受精能力的時(shí)間較短,一?般為幾小時(shí)至幾
天,在這段時(shí)間內(nèi)不受精,卵子就逐漸分解。如人是一天左右,豬約12小時(shí)至48小時(shí)。
四、精子與卵子的結(jié)合
棘皮動(dòng)物海膽是研究動(dòng)物受精較好的材料,在精子細(xì)胞膜的表面具有凝集素受體
(糖蛋白、糖脂或糖的復(fù)合物),這種受體參入精卵識(shí)別、精卵結(jié)合和精卵融合等作用。當(dāng)精
子接觸卵時(shí),其頂體分泌多種酶,消化出一條穿過卵膜的通道,精子即由此進(jìn)入卵子內(nèi)。首
先發(fā)生細(xì)胞質(zhì)的融合,然后發(fā)生細(xì)胞核的融合,形成受料卵。盡管有數(shù)十萬精子包圍卵,但
在正常情況下,僅有一個(gè)精子能與卵融合,若有二個(gè)精子與卵子結(jié)合,則出現(xiàn)非二倍體細(xì)胞。
卵子在受精后,必須提供一種屏障,防止額外的精子入卵。不同動(dòng)物有不同的機(jī)制,如魚的
卵有一個(gè)卵膜孔,只允許單個(gè)精子通過,一旦精子通過,便分泌物質(zhì)堵塞卵孔。許多動(dòng)物的
卵不具卵膜孔,任何位置均可進(jìn)入精子。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)精子入卵后,便形成屏障,如哺乳動(dòng)物卵
的外側(cè)有透明帶(糖蛋白),在受精后,透明帶硬化,使其它精子不能與卵細(xì)胞結(jié)合。
第四節(jié)動(dòng)物的胚胎發(fā)育、胚后發(fā)育
一、個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育
(一)個(gè)體發(fā)育:是指多細(xì)胞動(dòng)物從受精卵開始,經(jīng)過細(xì)胞分裂、組織分化、器官形
成,直至子代個(gè)體形成、成長,性成熟直至死亡的全過程。在個(gè)體發(fā)育過程中,個(gè)體的生理
功能、組織結(jié)構(gòu)和器官形態(tài)都發(fā)生一系列變化。
動(dòng)物的個(gè)體發(fā)育過程可分為三個(gè)階段:?胚前期:從親代生殖細(xì)胞形成到成熟的階
段。?胚胎期:從受精卵形成開始到幼體形成破卵而出或離開母體之前的階段。
?胚后期:從幼體破卵而出或脫離母體以后的階段。
(二)系統(tǒng)發(fā)育:即種族發(fā)展史,也可稱為系統(tǒng)發(fā)生。
動(dòng)物的系統(tǒng)發(fā)育是動(dòng)物界漫長的演化歷史,是指動(dòng)物由最低等的形式(原生動(dòng)物)發(fā)
展到多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的后生動(dòng)物,并逐步完善,發(fā)雜化,進(jìn)而發(fā)展成為最高級(jí)形式的動(dòng)物,直至
人類的全部種族發(fā)展史。系統(tǒng)發(fā)育也可指一個(gè)類群(如某個(gè)科、屬、種)的發(fā)生和發(fā)展歷史。
例如馬的系統(tǒng)發(fā)生:經(jīng)歷了六千萬年的演變。由始祖馬一中新馬一上新馬一真馬一現(xiàn)代馬。
二、多細(xì)胞動(dòng)物胚胎發(fā)育的一般規(guī)律:
::胚胎發(fā)育是指受精卵發(fā)育為幼體,并從卵膜孵出或從母體產(chǎn)業(yè)的全都過程。動(dòng)
物的早期胚胎發(fā)育可以劃分成幾個(gè)階段,如卵裂、囊胚形成,原腸形成以及三胚層的形成和
分化等。
(一)卵裂:受精卵分裂。卵裂形成的細(xì)胞稱為分裂球,經(jīng)多次有絲分裂形成上千個(gè)
細(xì)胞的囊胚,但卵裂與普通的有絲分裂不同,分裂球只分裂而不生長。盡管囊胚含有上千個(gè)
細(xì)胞,但與受精卵體積相仿。
卵裂的類型與卵黃含量多少和分布有關(guān),通常分為兩大類:
1.完全卵裂:整個(gè)卵細(xì)胞都進(jìn)行分裂,見于均黃卵、少黃卵。
均等卵裂:卵黃少,分布均勻,卵裂時(shí)形成的分裂球大小相等,如文昌魚。
不均等卵裂:卵黃少,分布不均勻卵裂時(shí)形成的,分裂球大小不均勻,如蛙。
2.不完全卵裂:又稱偏裂,卵裂在不含卵黃的部分進(jìn)行,見于端黃卵、中黃卵。
盤裂:卵裂只限于動(dòng)物極的細(xì)胞質(zhì)部分,如雞。
表面卵裂:卵裂只限于卵的表面,見于中黃卵,如昆蟲。
(二)囊胚:當(dāng)卵裂到8和16個(gè)分裂球時(shí),細(xì)胞間形成腔隙,這個(gè)腔隙隨著分裂球
的增多,成為一個(gè)圓形的
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