动物组织和器官

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。
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 与动物细胞有丝分裂有关 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
中心体
由两个互相垂直的中心粒 无膜结构 组成 成熟的植物细胞内有一完 具有单层膜 整的大的液泡,内存细胞 结构 液
植物体的构成： 细胞 组织
动物体的构成:
细胞
上皮组织 结缔组织 组织 神经组织 肌肉组织
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。
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。
第二章、动物组织和器官
动物细胞、组织、器官和系统
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 • ------
形态
内质网
有无膜结构
功能
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 蛋白质合成的场所
网状结构有的和细胞膜相 具有单层膜 连接,有的和细胞核膜相 结构 连接 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
核糖体
由单层膜组成的扁平囊叠 具有单层膜 结构 高尔基体 加而形成
• • • •
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。
有丝分裂
Diagrams of mitotic stages
1. Interphase
2. Early prophase
3. Middle prophase
4. Late prophase
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5. Prometaphase
6. Metaphase
7. Early anaphase
8. Anaphase
动物细胞
植物细胞
植物和动物细胞的区别
细胞壁 植物细胞 动物细胞 作用 保护 支持 √ 细胞膜 √ √ 细胞质 √ √ 细胞核 √ √
保护、控 含多种细 内有遗传 制物质的 胞器 物质 进出
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。动物细胞最 多的一种连接方式。
9. Early telophase
10. Late telophase
细胞有丝分裂过程中与哪些细胞结 构直接有关？
间期
动物 细胞核 细胞 （DNA复制） 核糖体 （蛋白质合成 植物 细胞核 （DNA复制） 细胞 核糖体
（蛋白质合成）
前期
中心体（纺 锤体形成） 核膜、核仁
末期
细胞膜 （子细胞 形成）
细胞的分子组成
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。
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：
液泡
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。
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
• 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 体的组织。虽然细胞都是高度“社会化”细胞， 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“完整的” 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 本结构单位。 • 细胞是有机体生长发育的基础（增殖、生长与分 化）。 • 细胞是遗传的基本单位，具有遗传的全能性。
细胞膜的结构示意图
细胞的基本共性
• 所有细胞都有两种核酸——DNA和RNA（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；而RNA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——核糖体，在翻译肽链时，与mRNA形成多 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 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。 • 结构方面：具有细胞膜，细胞质（包括各种细胞器），细胞核。少数 细胞如细菌、蓝藻等细胞核不具核膜，称为原核细胞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、 蓝藻等），而具有核膜的细胞称为真核细胞eukaryotic cell（以磷脂 及蛋白质为基础的膜系统结构；以DNA或RNA——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）。 • 机能方面：①能利用和转化能量，维持细胞的生命活动；②具有生物 合成能力；③具有自我复制和繁殖能力；④具有协调整体生命活动的 能力。
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——细 胞膜（细胞膜的流动镶嵌模型）。 流动镶嵌模型主要强调: (1)膜的流动性:膜蛋白和膜脂均可侧向流动. (2)膜蛋白分布的不对称性:有的镶在膜表面,有的嵌入或横跨磷脂双分 子层. 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 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。 (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。 (3)生物膜可以看成是蛋白质在双层脂分子中的二维溶液。