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是一门重要的专业基础课第二章动物体的基本结构与机能《药用动物学》Prof.Jiang2第二章动物体的基本结构与机能第一节细胞第二节组织、器官和系统的基本概念3第一节细胞(cell)一、细胞的一般特征二、细胞的化学组成三、细胞的结构四、细胞周期五、细胞分裂4一、细胞的一般特征1、细胞的大小：一般比较微小，通常以微米（1微米＝1／1000毫米）计算其大小。一般10－100µm(微米)，小型血细胞3－4微米，鸵鸟的卵细胞，不包括蛋清，直径可达7－8厘米。562、细胞的形态结构与机能相适应：（1）游离的细胞多为圆形或椭圆形，如血细胞，卵；（2）紧密连接的细胞有扁平，方形，柱形等，如上皮细胞；（3）具有收缩机能的肌细胞，多为纺锤形或纤维形；（4）具有传导机能的神经细胞则为星形，多具有长的突起。7893、细胞的共同特征：（1）形态结构方面：一般细胞都具有细胞膜，细胞质（包括各种细胞器），细胞核的结构；（2）机能方面：A、细胞能够利用能量和转变能量；B、具有生物合成的能力；C、具有自我复制、分裂繁殖的能力；D、具有协调细胞整体生命的能力。10二、细胞的化学组成（一）元素组成1、碳、氢、氧、氮、磷、硫对生命起着特别重要的作用。有机体大部分有机分子是由这6种元素构成的；2、钙、钾、钠、氯、镁、铁在细胞中虽然较少，但也是必需的---常量元素(元素含量在0.01%以上)。3、锰、碘、钼、钴、锌、硒、铜、铬、锡、钒、硅、氟是微量元素，也是生命所不可缺少的---微量元素。细胞：无机物：水75－85％，无机盐1％。有机物：蛋白质10－20％，核酸1％，脂类2－3％，糖类1％11（二）、有机分子的组成1、蛋白质(protein)蛋白质是细胞的基本物质，也是细胞各种生命活动基础。蛋白质由氨基酸组成，组成蛋白质的氨基酸20种，氨基酸借肽键连成肽链。即一个氨基酸分子的氨基与另一氨基酸分子的羧基脱水缩合成为肽链。蛋白质是由几十、几百甚至成千上万的氨基酸分子，按一定次序相连而成长链，又按一定的方式盘曲折叠形成极其复杂的生物大分子。分子量以万来记算，有些可达数千万。12所有这20种氨基酸通常存在于每一种蛋白质中，随着这些氨基酸在数量和排列上的千变万化，蛋白质的特性，也随之多种多样。结构上的细微差异都能影响到机能。细菌细胞内有500－1000种蛋白质，人体细胞已超过万种，不同的生物种，有不同的特有蛋白质，两种动物亲缘关系越近，它们的蛋白质越相似。这可作为种类鉴别及种类间亲缘关系的证据。也可用于组织移植等方面的实践。132、核酸(nucleicacid)在生命活动中起着极其重要的作用。生物的遗传、变异可以说主要由核酸决定的。核酸分为：核糖核酸RNA，脱氧核糖核酸DNA。细胞质、细胞核都含有核糖核酸RNA，脱氧核糖核酸DNA是细胞核的主要成分。构成核酸的基本单位是核苷酸。一个核苷酸是由一个五碳糖（或脱氧五碳糖），一个含氮碱基（嘌呤、嘧啶），磷酸结合而成的。核酸就是由几十到几万甚至几百万个核苷酸，聚合而成的大分子。分子量很大，一般是几万，几百万，有些达若干亿。14核苷酸的种类虽然不多，但可因核苷酸的数目、比例、排列次序而构成各种不同的核苷酸。（1）DNA分子结构：DNA是由两条多核苷酸链平行围绕着同一轴，盘旋成一双链螺旋，象螺旋软梯，双链之间由氢键连接一定的碱基对。碱基：腺嘌呤（A,adenine）与胸腺嘧啶（T,thymine）鸟嘌呤（G,guanine）与胞嘧啶（C,cytosine）即：A－T，G－C15DNA中，四种碱基核苷酸有各种不同排列方式，对生物的多样性和传递遗传信息有很大的优越性。DNA双链结构为遗传物质的复制提供了条件。两条多核苷酸链氢键断裂，彼此松开，再各以自己为样板，根据碱基对应的规律，各形成一条新链，与原来的一条链并列盘旋起来，又成为双链结构（半保留复制）。这就保证了遗传物质的相对稳定性。1617（2）RNA分子结构：也有四个碱基，与DNA不同，是由尿嘧啶（U,uracil）代替了DNA的胸腺嘧啶（T）。即：A－U，G－C转录对应。（3）DNA指导蛋白质的合成：由DNA双链中的一条链，根据碱基对应规律，被转录一条信使核糖核酸mRNA上，由转移核糖核酸tRNA把氨基酸运到mRNA上，在核糖核蛋白体rRNA上，以mRNA为模板，合成蛋白质。mRNA上相邻三个核苷酸，决定一种特定的氨基酸。18rRNA193、糖类(carbohydrate)糖的基本单位是由碳、氢、氧组成，它的化学式Cx(H2O)y,其中H与O的比列大多为2：1，与水相同，即也称为碳水化合物。当x与y的值分别等于3或大于3时，才有糖的一般性质，如甜味等。常见的葡萄糖x、y的值为6，为单糖。二个单糖分子脱水缩合而成的糖为双糖。如蔗糖、乳糖等。多个单糖脱水缩合而成为多糖，如：肝糖原、肌糖原、淀粉、纤维素。糖是由植物的光合作用生成的，是细胞的主要能源，也是构成细胞的成分。204、脂类(lipid)比较重要的脂类有：真脂（甘油三酯）、磷酯、固醇三大类。最简单的脂肪是由甘油、与脂肪酸所构成。脂类是一种能源，每克脂肪要比每克糖或蛋白质多供应一倍以上的热量，也是细胞各种结构的组成成分，尤其是细胞膜、核膜、细胞器的膜，主要是蛋白质和磷脂组成。5、维生素（vitamin）P1221三、细胞的结构细胞分为：细胞膜、细胞质（细胞器）、细胞核。2223（一）细胞膜(cellmembrane）是包围在细胞的表面、为极薄的膜。光学显微镜下看不见膜本身，电子显微镜观察，细胞膜分三层，内外两层为致密层，中间夹着不太致密的一层，其三层，称为单位膜(unitmembrane)，厚度一般为7nm－10nm。主要由蛋白质、脂类（磷脂）构成。膜的内外二层致密相当于蛋白质成分，中间的一层又由二层磷脂分子所组成。不同种膜的脂类和蛋白质的化学组成不同，细胞膜不是静止的，而是动态的结构。242526质膜（细胞膜）：是由球形蛋白质和连续的脂质双分子层构成的流体，膜脂（膜的脂类）具有流动性，所以质膜也有流动性。细胞膜的作用：（1）维持细胞内环境恒定的作用；（2）吸收营养；（3）排出代谢废物；（4）信息传递；（5）代谢调控；（6）细胞识别；（7）免疫。27（二）细胞质(cytoplasm)在细胞膜以内，细胞核以外的部分为细胞质。其性状：活的细胞质呈半透明，均质的状态，粘滞性较低。内含:基质、内含物和细胞器。细胞质分三部分：A、基质（胞质基质、基本细胞质fundamentalcytoplasm）：除去细胞器、内含物，剩下来的均质、半透明的，看来没有什么结构的胶体物质。B、内含物(inclusions)：是细胞代谢的产物或是进入细胞的外来物，不具备代谢活性。C、细胞器(organelle)：又称“细胞器官”、“胞器”。是细胞生命活动不可缺少的，具有一定的形态结构和功能。重要的细胞器如下：2829微管内质网高尔基体溶酶体中心粒细胞核核糖体核孔核仁核膜染色质过氧化物酶体多聚核糖体线粒体ER,EndoplasmicReticulum3031321、内质网(endoplasmicreticulumorER)：细胞质首次在电子显微镜下发现这种膜系统，称为内质网。它是由膜形成的一些小管、小囊、膜层。根据内质网形态的不同可分为两种：（1）粗面型（roughER）：主要特点，是在内质网膜的外面附有颗粒，即是核蛋白体rRNA。（2）滑面型（smoothER）：特点是，膜上无颗粒，膜系常呈管状，小管彼此连接成网。功用：（1）粗面内质网，在其核蛋白体上合成蛋白质，而且也参加物质的储藏和运输；（2）滑面型内质网参与脂类物质的合成，糖元和其他碳水化合物的代谢有关；（3）也参与细胞内的物质运输。整个内质网提供了大量的膜表面，有利于酶的分布和细胞的生命活动。332、高尔基器(体)（Golgiapparatus）：光镜下，用一定的固定、染色技术处理高等动物细胞，可见到高尔基器。其呈现网状结构，大多数无脊椎动物则呈现分散的圆形或凹盘形结构。电镜下：高尔基器也是一种膜结构。它是由一些表面光滑的大扁囊和小囊构成的。几个大扁囊平行重叠在一起，小囊分散于大扁囊的周围。机能：参与细胞分泌物的储存、加工和转运出细胞的作用。由粗面内质网合成的蛋白质，到高尔基体后，在其内储存、加工，经过去水浓缩，成为分泌颗粒，或再加入高尔基体内合成的糖类物质，形成糖蛋白，一起转运出细胞外使用。此外，对摄入的脂类也有暂时储存和加工的作用。34353、溶酶体(lysosome)：是一些颗粒状结构，大小一般在0.25-0.8µm之间，表面围有一层单位膜，其大小，形态有很大变化。内含有多种水解酶，因此称为溶酶体。是消化、溶解物质的小体。有60多种水解酶，能把一些大分子（蛋白质、核酸、多糖、脂类等大分子）分解为较小的分子。供细胞内的物质合成，或供线粒体的氧化需要。作用：溶解和消化。它对排除生活机体内的死亡细胞、排除异物、保护机体，以及胚胎形成、发育都有重要作用。对病理研究也有重要作用。缺氧、中毒，细胞可自溶，VA过量溶酶体膜破裂。362013051033,34374、线粒体(mitochondrium)：是一些线状、小杆状，颗粒状的结构。电镜下，其表面是由双层膜构成的。内膜向内形成一些隔，称为线粒体嵴（cristae）。在线粒体内有丰富的酶系统。作用：线粒体是细胞呼吸中心，它是生物有机体借氧化作用，产生能量的一个主要机构，它能将营养物质（葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等）氧化产生能量，储存在ATP的高能磷酸键上，供细胞其它生理活动的需要，有人说线粒体是细胞的“动力工厂”。385、中心粒(centriole)：中心粒的位置是固定的，具有极性的结构。光镜下，在细胞间期，经固定，染色后，中心粒仅仅是1个或2个小颗粒。电镜下，中心粒是一个柱状体，长度约为0.3-0.5µm，直径0.15µm,它是由9组小管状的亚单位组成的，每个亚单位，由3个微管构成。（9X3＝27个微管）。这些管的排列方向与柱状体的纵轴平行。中心粒通常是成对存在，两个中心粒的位置常成直角。作用：中心粒在有丝分裂时有重要作用。微丝(microfilament)、微管(microtubule)：对细胞起支架作用，维持细胞形状,参入细胞的运动。还有：糖原、脂类、结晶、色素等。392013050423,2440（三）细胞核(nucleus)是细胞的重要组成部分。1、核的形状：其形状与细胞的形状有关，如：在球形、立方形、多角形的细胞中，核常为球形；在柱状形、梭形细胞中，核常为椭圆形。通常每一个细胞有一个核，也有双核或多核的。2、细胞核：外包核膜(nuclearmembrane)，内有1或2个核仁(mucleolus)，内含核基质(nuclearmatrix)，染色质(chromatin)。电镜下：核膜(核被膜)是由双层膜，2个单位膜构成的，内外两层膜大致是平行的。外层与粗面内质网相连。核膜上有许多孔，称为核孔(nuclearpore)。是两层单位膜，溶合后而形成。核膜对控制核内、外物质的出入，维持内环境的恒定有重要作用。41（1）核仁是由核仁丝(nucleolonema)、颗粒、基质构成的。核仁丝和颗粒是由核糖核酸和蛋白质结合而成的；基质主要由蛋白质组成。没有界膜（单位膜）包围核仁。核仁的主要机能是合成核蛋白体RNA（rRNA）。并能组合成核蛋白体亚单位的前体颗粒。42（2）染色质(chromatin)是一种嗜碱性的物质，能用碱性染料染色而得名。染色质主要由DNA和组蛋白结合而成的丝状结构的染色质丝(chromatinfilament)。染色质丝在间期核内是分散的。在细胞分裂时，由于染色质丝螺旋化，盘绕折叠，形成明显可见的染色体(chromosome)。染色体上具有大量控制遗传性状的基因。3、细胞核的机能：保存遗传物质，控制生化合成，控制细胞代谢，决定细胞或机体的性状表现，把遗传物质从细胞，或个体的这一代传到下一代去。4344四、细胞周期由一次分裂开始，到下一次分裂开始所经历的全过程，称为一个细胞周期(cellcycle)。它分为：分裂期，分裂间期(interphas