普通生物學(陳閱增版)考研筆記及練習題

普通生物學（陳閱增版）考研筆記及練習題普通生物學筆記緒論思考題：1.生物的分界系統(tǒng)有哪些？2.生物的基本特征是什么？3.什么是動物學？4.什么是細胞學說？其意義是什么？5.學習和研究動物學有哪些方法？一、生物分界：物質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，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)結構、生活習性及對環(huán)境的適應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勃勃的生物界。最小的生物為病毒，如細小病毒只有20nm納米，它是一種只有1600對核苷酸的單一DNA鏈的二十面體，沒有蛋白膜。最大的有20-30m長的藍鯨，重達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胞組成。構成生物體的基本單位是細胞。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，轉換成自身的組成物質，并把能量儲藏起來的過程。異化作用或稱分解代謝：是指生物體將自身的組成物質進行分解，并釋放出能量和排出廢物的過程。3.生物都有有生長、發(fā)育和繁殖的現象。任何生物體在其一生中都要經過從小到大的生長過程。在生長過程中，生物的形態(tài)結構和生理機能都要經過一系列的變化，才能從幼體長成與親代相似的個體，然后逐漸衰老死亡。這種轉變過程總稱為發(fā)育。當生物體生長到一定階段就能產生后代，使個體數目增多，種族得以綿延。這種現象稱為繁殖。4.生物都有遺傳和變異的特性：生物在繁殖時，通常都產生與自身相似的后代，這就是遺傳。但兩者之間不會完全一樣，這種不同就是變異。生物具有遺傳性才能保持物種的相對穩(wěn)定和生物類型間的區(qū)別。生物的變異性才能導致物種的變化發(fā)展。(二)動物的基本特征：動物自身不能將無機物合成有機物，只能通過攝取食物從外界獲得自身建設所需的營養(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，估計生物的總數可達2000萬種以上。對這么龐大的生物類群，必須將它們分門別類進行系統(tǒng)的整理，這就是分類學的任務。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、動物界。2.三界分類：1886年德國生物學家?？藸?E.Haeckel)提出三界分類法：原生生物界：單細胞動物、細菌、真菌、多細胞藻類；植物界；動物界。3.四界分類：由美國人科帕蘭(Copeland)提出。原核生物界：包括藍藻和細菌、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：包括原生動物和單細胞的藻類。動物界。植物界。4.五界分類：1959年美國學者魏泰克(Whitaker)提出五界分類法：原核生物界：細菌、立克次體、支原體、藍藻。特點：環(huán)狀DNA位于細胞質中，不具成形的細胞核，細胞器無膜，為原核生物。細胞進行無絲分裂。原生生物界：單細胞的原生動物、藻類。特點：細胞核具核膜的單細胞生物，細胞內有膜結構的細胞器。細胞進行有絲分裂。真菌界：真菌，包括藻菌、子囊菌、擔子菌和半知菌等。特點：細胞具細胞壁，無葉綠體，不能進行光合作用。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：包括進行光合作用的多細胞植物。特點：具有葉綠體，能進行光合作用。營養(yǎng)方式：自養(yǎng)，為食物的生產者。動物界：包括所有的多細胞動物。特點：營養(yǎng)方式：異養(yǎng)。為食物的消費者。5.六界分類：我國生物學家陳世驤提出了六界分類系統(tǒng)：Ⅰ非細胞生物Ⅲ真核生物1.病毒界4.植物界Ⅱ原核生物5.真菌界2.細菌界6.動物界3.藍藻界二、動物學及其分科(一)動物學的定義：動物學是以動物為研究對象，以生物學的觀點和方法，系統(tǒng)地研究動物的形態(tài)結構、生理、生態(tài)、分類、進化、與人類的關系的科學。(二)動物學的主要分科：：：：依據研究內容的不同，動物學分化為許多不同的分科，主要有以下幾類：動物形態(tài)學：研究動物體內外結構以及它們在個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)展過程中的變化規(guī)律的科學。其中解剖學是研究器官構造及其相互關系的科學。研究細胞與器官的顯微結構的科學，稱為細胞學和組織學。用比較現代動物器官系統(tǒng)的異同來研究進化關系的，稱為比較解剖學。研究個體發(fā)育中動物體器官系統(tǒng)形成過程的，稱為胚胎學。此外；研究絕滅動物在地層中的化石的，稱為古動物學。動物分類學：研究動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系、進化過程和發(fā)展規(guī)律。動物生理學：研究動物體的生活機能(如消化、循環(huán)、呼吸、排泄、生殖、刺激反應性等)、各種機能的變化、發(fā)展情況以及在環(huán)境條件影響下所起的反應等。動物生態(tài)學：根據有機體與環(huán)境條件的辯證統(tǒng)一，研究動物的生活規(guī)律及其與環(huán)境中非生物與生物因子的相互關系。按照研究的動物對象分為原生動物學、昆蟲學、寄生蟲學、魚類學、鳥類學和哺乳動物學等。由于生物學與物理和化學的互相滲透，形成了生物物理學、生物化學等邊緣學科。生物化學的迅速發(fā)展，對包括動物學各分科在內的生物科學，影響特別顯著。如對基因物質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，已成為可能。這方面的研究，被稱為遺傳工程。再如有人對人、黑猩猩、猴、雞等生物細胞色素丙的結構進行比較研究、完善了生物進化樹，為分類學和進化論據供了進一步的科學依據。近年來，從分子的水平來闡明生命現象的本質，已涉及生物學科的各個方面，對這方面的研究稱為分子生物學。分子生物學已成為當前生物學中的一個最活躍的領域。另外，研究動物的構造原理，為其它新的工程技術提供依據的科學，叫做仿生學。三、動物學發(fā)展簡史動物學的發(fā)展經歷了極其漫長的過程，大致分為三個階段：(一)描述生物學階段切身利益，積累知識。形態(tài)的、解剖的、分類的、生長發(fā)育的、繁育的、等等。①動物學之父－亞里士多德(Aristotle，384～322B.C.)：動物志。②賈思勰：齊民要術。③李時珍：本草綱目。④胡克(Hooke，R)：顯微鏡。⑤細胞學說(celltheory)：植物和動物的組織都是由細胞構成；所有細胞是由細胞分裂或融合而來的；卵和精子都是細胞；一個細胞可分裂而形成組織。由德國植物學家Schleiden，M.J.和動物學家Schwann，T.于1838～1839年共同提出的。細胞學說的重要意義：在細胞水平上提供了有機界統(tǒng)一的證據，證明了植物和動物有著細胞這一共同起源，為19世紀自然科學領域中辯證唯物主義戰(zhàn)勝形而上學、唯心主義，提供了一個有力的證據；為近代生物科學發(fā)展，接受生物界進化的觀念準備了條件，推動了近代生物學的研究。⑥林奈(C．Linne,1700—1778)：創(chuàng)立了動植物分類系統(tǒng)，植物種志，植物屬志⑦達爾文(C.Darwin,1809—1882)：物種起源，進化論(二)實驗生物學階段在實驗條件下研究生命活動的規(guī)律：①孟德爾和摩爾根：遺傳學的分離、連鎖和交換三大定律。②巴斯德：微生物學，致病微生物傳染。(三)分子生物學階段：①蛋白質分子結構、酶的性質、DNA雙螺旋結構。②DNA—RNA—Protein中心法則。③基因的組成、表達、遺傳、標記、分離、提取、轉導、沉默、缺失、突變、跳動、序列測定等等。④人體基因組計劃。⑤克隆技術、胚胎移植、干細胞研究等等。⑥生物學與三大難題。未來的生物學將是數理化天地生等的大綜合科學。四、研究動物學的基本觀點和方法自然界是一個相互依存，互相制約，錯綜復雜的整體，動物是生物界的一個組成部分。要學習研究生命科學，首先要具有正確的生物學觀點。對復雜的生命現象的本質的探討，不能用簡單的方法做出結論，需要用生物學的觀點善于對科學的事實加以分析和綜合。(一)基本觀點：生物學觀點：動態(tài)地注意形態(tài)與功能的統(tǒng)一，生物體對環(huán)境的適應，整體與局部之間的相互關系，有機體各層次之間的聯系，以及個體發(fā)育與系統(tǒng)發(fā)育的統(tǒng)一。(二)基本方法1.觀察描述法：觀察是動物學研究最基本的方法，通過觀察從客觀世界中獲得原始第一手材料?？茖W觀察的基本要求是客觀地反映所觀察的事物，并且是可以檢驗的。觀察結果必須是可以重復的。只有可重復的結果才是可檢驗的，從而才是可靠的結果。觀察需要有科學知識。觀察切不可為原有的知識所束縛。描述即將觀察的結果如實地記錄下來。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系。沒有比較就無法處理生物界從簡單到復雜，從低等到高等的大量材料。只有通過對不同種屬動物從宏觀的形態(tài)結構到微觀的細胞、分子水平的比較，才能對有關動物學的各種問題進行研究并得到正確的結論。3.實驗方法：實驗是在人為干預、控制研究對象的條件下，對生命現象進行觀察研究的方法。4.人工模擬生命：動物藥理實驗、動物病理實驗、計算機模擬(輸入動物聲音，探索高級神經思維活動的規(guī)律)。(三)動物學課程的教學要求用生物學的觀點和比較分類、歸納求同、演釋推理的方法，掌握動物的體制結構，形態(tài)機能，生活習性和生活規(guī)律等基礎知識，并加深對以動物代謝和適應為中心，發(fā)育為骨干，及動物界的個體發(fā)育與系統(tǒng)發(fā)育的統(tǒng)一、形態(tài)與機能的統(tǒng)一、機體與環(huán)境的統(tǒng)一的動物學原理的理解。(四)學習動物學的目的動物學是農業(yè)科學的基礎。動物學的新理論、新概念對農牧業(yè)的生產和人、畜的醫(yī)療保健事業(yè)，必然具有促進作用。因此，學習動物學的目的，就在于揭露和掌握動物生命活動的客觀規(guī)律，為進一步利用、控制和改造動物提供理論依據。對于動物科學和動物醫(yī)學專業(yè)，簡明扼要地介紹動物界的一般現象和規(guī)律，使學生具備一定的動物學基本知識，為進一步學習專業(yè)有關課程奠定必要的基礎。動物體的基本結構思考題：1.細胞的基本結構和機能是什么？2.組成細胞的物質有哪些？其功能各是什么？3.什么是原核細胞？什么是真核細胞？4.簡述細胞膜的流動鑲嵌假說。5.物質通過細胞膜運輸有哪些形式？6.簡述各主要細胞器的構造和功能。7.細胞分裂有哪些形式？8.簡述有絲分裂和減數分裂的過程，二者有何不同？9.簡述減數分裂的特點和生物學意義。10.名詞解釋：細胞周期、同源染色體、擬核、染色體聯會、胞飲、胞吐、吞噬。第一節(jié)細胞細胞是構成生物體的結構和功能的基本單位。除了病毒，生物有機體都是由單個或許多個細胞構成。一、細胞的一般特征(一)細胞的形狀和大?。杭毎男螤詈痛笮∪Q于其遺傳性、生理功能、對環(huán)境的適應以及分化狀態(tài)等。1.細胞的大?。航^大多數細胞體積都很小。體積小，表面積大，有利于和外界進行物質交換，對細胞生活有特殊意義。如一個30mm邊長的正方體表面積5400mm2，若分成27個小正方體(邊長10mm)，則表面積為16200mm2，是原來的3倍。也有少數細胞肉眼可見，如鴕鳥卵細胞直徑約50mm。2.細胞的形狀：細胞形狀與其擔負的功能和所處的位置有關，與機能相適應。游離的細胞多為圓形或橢圓形，如血細胞和卵；排列緊密的細胞有扁平、方形、柱形等；具收縮功能的肌細胞多為紡錘形或纖維形；具傳導機能的神經細胞星形，有長的突起。(二)細胞的共同特征1.細胞的結構：細胞膜、細胞質(含各種細胞器)和細胞核。具有核被膜和各種細胞器的細胞，稱為真核細胞。只有擬核、沒有細胞器的細胞，稱為原核細胞。分別稱為原核生物和真核生物。2.細胞的機能：①利用能量和轉變能量，從化學能到熱能和機械能。②生物合成，從小分子到大分子，如蛋白質、核酸。③自我復制和分裂繁殖。④協(xié)調有機體整體生命。二、細胞的化學組成(一)元素：107——92——24主要化學元素是：碳、氫、氧、氮占96％。少量幾種元素是：硫、磷、鈉、鈣、鉀、鐵等。極微量的其它化學元素：鋇、硅、礬、錳、鈷、銅、鋅、鉬等，0.1%。各元素的比例基本恒定,對維持正常de生理活動是必要的。(二)組成細胞的物質：有機物：糖類，脂類、蛋白質、核酸、維生素、激素。無機物：礦物質和水。1.糖類：糖類化合物含碳、氫、氧三元素，又稱為碳水化合物?？煞譃閱翁?、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(C6H12O6)，是細胞內能量的主要來源。動物血掖中的葡萄糖稱為血糖。②雙糖：是由兩個單糖分子脫去一個水分子聚合而成，植物細胞中最重要的雙糖是蔗糖和麥芽糖。兩個分子葡萄糖脫掉一分子水結合形成麥芽糖，淀粉被消化時也產生麥芽糖。由一個葡萄糖和一個果糖結合而成蔗糖。蔗糖主要來自甘蔗和菾菜，高等植物多以蔗糖形式轉運。③多糖：是由許多單糖分子，脫去相應數目的水分子聚合而成的高分子糖類化合物，植物細胞中最重要的多糖有纖維素、淀粉、果膠等，動物體內的多糖—淀粉不同于植物淀粉，稱為糖元。2.脂類：由碳、氫、氧元素構成，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。甘油分子中的三個羥基(－OH)，分別與脂肪酸分子中的羧基(－COOH)作用，脫去一分子的水而形成。脂肪分子中的三個脂肪酸，相同或不同。其碳原子數，4至24個，最常見的是16個和18個，偶數。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萜類：類胡蘿卜素、視黃醛(動物感光)。脂類的功能：●膜組成成分●貯存能量●保護層●活性物質3.蛋白質：是極其重要的高分子有機化合物，含量僅次于水，占干重的60％。結構物質、貯藏物質、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。由于氨基酸的數量、種類、排列順序等的差異，可形成各種各樣的蛋白質。蛋白質與其它物質的分子或離子結合形成脂蛋白、核蛋白和色素蛋白等。酶：是生化反應的催化劑，一種酶只能催化一種反應。在一個細胞內約有3000種酶，特定功能和特定酶有關。酶的非蛋白質組分很多，如維生素、核苷酸或某些金屬等。酶可以從細胞中分離出來，并保持其活性，這在工農業(yè)生產、醫(yī)療等方面有廣泛的實用價值。②蛋白質的結構：一級結構：多肽鏈中氨基酸的數目、種類和線性排列順序。二級結構：多肽鏈向一個方向卷曲形成的立體結構。α—螺旋：α角蛋白，指甲、毛發(fā)、纖維蛋白等。β—折疊：β角蛋白，蛛絲、蠶絲。三級結構：球蛋白、肌動蛋白、蛋白質激素、抗體、細胞質和細胞膜中的蛋白。四級結構：血紅蛋白。蛋白質在重金屬離子、酸、堿、乙醇以及高溫、X射線等的作用下可發(fā)生變性，其空間結構改變，沉淀。4.核酸：是重要的遺傳物質，由許多單個核苷酸經脫水聚合而成的高分子有機化合物。單個核苷酸由一個含氮堿基、一個五碳糖和一個磷酸分子組成。核酸中僅有五種含氮堿基，它們是兩種嘌呤——腺嘌呤(縮寫A)和鳥嘌呤(縮寫G)；三種嘧啶——胞嘧啶(縮寫C)，胸腺嘧啶(縮寫T)和尿嘧啶(縮寫U)。根據所含有的糖的不同，核酸可分為核糖核酸(縮寫RNA)和脫氧核糖核酸(縮寫DNA)。DNA主要存在于細胞核內，是構成染色體的遺傳物質；RNA則主要存在于細胞質中，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。在分子結構上，RNA是以單鏈存在，而DNA則以雙鏈形式存在。5.維生素：屬于小分子有機物。綠色植物能夠自身合成維生素，動物必須從食物中攝入，是動物體內必需的一類有機物，否則就會發(fā)生維生素缺乏癥。維生素的共同特點：●都是有機物●不是能源物質和結構物質●需要量很少，但對代謝影響很大，為正常生活所必需的。根據維生素水解的性質不同，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(無機鹽)：無機物對有機體起重要的作用。除了碳、氫，氧、氮和硫之外，生物體內的元素是以鹽類的離于形式存在的。例如：一般含有Na＋、K＋、Ca＋、Mg＋，Fe＋＋＋和C1－、SO4－－、HPO4－、HCO3－等。各種離子對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、肌肉的正常興奮性等。有一些呈不溶解狀態(tài)的無機物，形成固體的沉積物，作為支持和保護性的結構，如碳酸鈣是軟體動物貝殼的主要成分，脊椎動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％。不同種類的細胞，含水量相差很大。水成為生物的一個理想的組成成分：●常溫下為液態(tài)，是有機物和無機物的良好溶劑和運輸介質?！袼羌毎麅然瘜W反應的參加者或產物。沒有水，生物就不可能生存?！袼休^大的比熱，對溫度的調節(jié)很重要。三、細胞的基本結構(一)原核細胞核區(qū)(類核體、擬核)：染色體只由環(huán)狀DNA組成，不含組蛋白。細胞器：僅有核糖體，70S。細胞壁：主要成分為含乙酰胞壁酸的肽聚糖。(二)真核細胞細胞膜、細胞質、細胞核。1.質膜(細胞膜)：生活細胞的外表，都有一層薄膜包圍，將細胞與外界分開，這層薄膜稱為細胞膜或質膜。細胞膜與細胞內的所有膜統(tǒng)稱為生物膜，是一種半透性膜，對進出細胞的物質有很強的選擇透性，其物質組成和基本結構相似。①質膜的組成：主要是脂類物質和蛋白質，還含有少量的多糖、微量的核酸、金屬離子和水。②質膜的結構：在電鏡下呈現暗—明—暗三條平行的帶，即內外兩層暗的帶(由大的蛋白質分子組成)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膜的流動鑲嵌假說：脂類物質分子的雙層形成了膜的基本結構的襯質，膜的蛋白質分子則和脂類層內外表面結合，或嵌入，或貫穿。膜及其組成物質是高度動態(tài)的、易變的。其磷脂和蛋白質都有一定的流動性，使膜的結構處于不斷變動狀態(tài)。膜中的蛋白質有的是特異的酶類，具有識別、捕捉、和釋放物質的能力，從而對物質的透過起主動的控制作用。④物質通過膜的運輸：單純擴散：通過膜上的小孔，從高濃度到低濃度。協(xié)助擴散：由載體協(xié)助，從高濃度到低濃度。主動運輸：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：質膜能向細胞內形成凹陷，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。將細胞內的分泌小泡或其它由膜包被的物質排出細胞外的過程，稱為胞吐作用。2.細胞質：是細胞膜以內，細胞核以外的原生質?？煞譃榘|和細胞器。細胞器是細胞內具有特定結構和功能的亞細胞結構。胞基質是包圍細胞器的、沒有特定結構的細胞質。胞質運動：生活細胞的胞基質在細胞內不斷流動。(1)線粒體：除了細菌、藍藻和厭氧真菌，生活的細胞一般都有線粒體。線粒體是進行呼吸作用的主要細胞器，是細胞能量代謝的中心。呈球狀、桿狀、具分枝或其它形狀的。直徑一般為0.5~1.0μm，長約1~2μm。不同細胞中，線粒體數目差別較大。用電鏡觀察，線粒體外有雙層單位膜。外膜包被整個線粒體，內、外層膜之間有寬約80?的間隙，內膜在許多部位向內伸入到線粒體基質中，形成片狀或管狀的內褶，稱為嵴。內膜及其所形成的嵴的內表面上，均勻地排布有形似大頭針狀的結構，稱為電子傳遞粒(縮寫ETP)，ETP含有ATP酶，能催化ATP的合成。在嵴之間基質，與呼吸作用有關的一系列的酶，定位在基質和內層膜中，基質中還含有DNA、脂類、蛋白質、核蛋白體和含鈣顆粒。細胞內的糖、脂肪和氨基酸的最終氧化是由線粒體進行的，最后釋放能量，供細胞生活的需要。線粒體經分裂或“出芽”增殖。(2)核糖核蛋白體(核蛋白體，核糖體)：是合成蛋白質的主要場所。存在于胞基質、細胞核、內質網外表面及質體和線粒體的基質中。完整的核蛋白體是由兩個近于半球形而大小不等的亞單位結合而成。由幾個到幾十個核蛋白體和mRNA長鏈結合，成為念珠狀復合體，稱多聚核糖核蛋白體。(3)內質網(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狀系統(tǒng)。在ER腔內充滿了液狀基質。有些內質網的外表面有核蛋白體，稱為粗糙型內質網(縮寫rER)；另一些內質網外表面則沒有核蛋白體，稱為光滑型內質網(縮寫sER)。ER膜可和核膜的外層相連，也可經過胞間連絲和相鄰細胞的ER相連。內質網的功能：●具有制造、包裝和運輸代謝產物的作用。rER能合成蛋白質和脂類，合成的物質可能經ER運到sER，再由sER形成小泡，運輸到高爾其體中，然后分泌到細胞外?！馝R是許多細胞器的來源，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?！駜荣|網的分室作用：分隔細胞成許多小室，使各種不同的結構隔開，能分別地進行著不同的生化反應。(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。每一個囊稱為潴泡或槽庫，從囊的邊緣可分離出許多小泡—高爾基小泡，它們可轉移到胞基質中，和其他小泡融合，也可和質膜結合。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有密切的關系。(5)中心體：位于細胞核附近。光鏡下的中心體通常是兩個球形細粒，稱中心粒，其周圍有一層濃稠物質，稱中心球。電鏡下，呈圓柱狀結構，直徑約0.15mm，長0.3-0.6mm。兩個中心粒互相垂直排列。整個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。在細胞分裂時，染色體的移動以中心粒為方向，當中心體遭到破壞時，細胞即失去分裂能力。(6)溶酶體：是分解蛋白質、核酸、多糖等生物大分子的細胞器，具單層膜，含多種水解酶。功能：分解從外界進入細胞內的物質(異體吞噬)，也消化自身局部的細胞質或細胞器(自體吞噬)。當細胞衰老時，其溶酶體膜破裂，釋放出水解酶，消化整個細胞而使細胞死亡(自溶作用)。溶酶體是由內質網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)細胞骨架：是由3種蛋白質纖維組成的支架。3種蛋白質纖維是微管、肌動蛋白和中間絲(中間纖維)?！裎⒐埽褐睆?4nm的中空長管狀的纖維。除紅細胞外，真核細胞都有微管，紡錘體、鞭毛、纖毛都由微管構成。微管蛋白：a和b亞基雙分子螺旋排列構成微管。秋水仙素能與a、b雙體結合，阻止a、b雙體連接成微管。(多倍體)；長春花堿破壞紡錘體，使癌細胞死亡；紫杉醇阻止微管解聚，促使微管單體聚合?！窦拥鞍捉z(微絲)：是實心纖維，直徑4-7nm。肌動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。肌動蛋白絲有運動的功能，與細胞質流動有關。●中間纖維：介于微管與微絲之間的纖維，8-10nm。構成中間纖維的蛋白質5種多，常見的是角蛋白、波形蛋白、層粘連蛋白。3.細胞核：是細胞的控制中心，遺傳物質DNA幾乎全部存在于核內。(1)細胞核的形態(tài)：大小、形狀、位置、數目。(2)細胞核的結構：核膜、核仁和核質等三部分?！窈四?核被膜)：是由內、外兩層單位膜組成的。雙層膜在一定間隔愈合形成小孔—核孔，容許某些物質進出，如輸入RNA、DNA核苷酸前體、組蛋白和核蛋白體的蛋白質，輸出mRNA、tRNA和核蛋白體的亞單位等。在核被膜的外膜和細胞質接觸面上，有核蛋白體；在一些部位，外膜向外延伸到細胞質中去，可以和內質網膜相連。因此，內、外膜間的間隙和內質網的基質是連續(xù)的，似可經過內質網和相鄰的細胞相通?！窈巳剩阂粋€或幾個核仁，是細胞核內形成核蛋白體亞單位的部位。●核質：以堿性染料染色后，可分為著色物質—染色質和不著色物質—核液。染色質：是由核酸和蛋白質的復合物組成的復雜物質結構，含有大量的DNA和組蛋白，較少量的RNA和非組蛋白蛋白質。間期核內染色質常伸展成為寬度約10～15nm的細長的纖絲，這些染色質的細絲，到有絲分裂時高度地螺旋纏繞—螺旋化，成為染色體。當分裂結束，進入間期時，染色體的螺旋又松散開來，擴散成為染色質。染色質就是間期的染色體。染色質細絲：是由許多核小體連接而成，組成串珠狀。每個核小體的中心有8個組蛋白分子，DNA雙螺旋盤在它表面，核小體之間有一段DNA雙螺旋，并與另一個組蛋白分子相連。這就是染色質的基本結構，由此再進一步螺旋纏繞形成2級、3級、4級結構，成為染色單體，從而構成染色體?；颍菏沁z傳物質的基本單位，存在于染色質(體)的DNA分子鏈上。四、細胞分裂生物的生長發(fā)育、代代相傳、延續(xù)種族的基礎是細胞分裂。繁殖是生物或細胞形成新個體或新細胞的過程。(一)細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過程，稱為細胞周期，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備期(G2期)，分裂期(M期或D期)。前三者合稱間期，是細胞進行生長的時期，合成代謝最為活躍，進行著包括DNA合成在內的一系列有關生化活動并且積累能量，準備分裂。1.DNA合成前期(G1期)：DNA合成以前的準備期，染色體由一條DNA分子的染色單體組成。G1期細胞極其活躍地合成RNA、蛋白質和磷脂等。2.DNA合成期(S期)：合成DNA時期，染色體發(fā)生復制，DNA含量比G1期增加一倍。3.DNA合成后期或有絲分裂準備期(G2期)：G2期的每條染色體由兩條完全相同的染色單體組成，含一個完全相同的DNA分子。4.分裂期(M期)：是進行有絲分裂的時期。(二)細胞分裂的類型無絲分裂、有絲分裂、減數分裂等。1.無絲分裂：是指間期核不經任何有絲分裂時期，直接分裂，形成差不多相等的兩個子細胞。2.有絲分裂：又稱間接分裂，分為核分裂和胞質分裂。一個細胞經過一次有絲分裂，產生染色體數目和母細胞染色體數目相同的兩個子細胞。據核的變化，又分為前期、中期、后期和末期。(1)前期：核內的染色質凝縮成染色體，核仁解體，核膜破裂以及紡錘體形成。間期核的染色質是細長的細絲，分裂前期，染色質絲螺旋纏繞逐漸增粗，為念珠狀的細絲，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，其組成物質的一部分轉移到了染色體。前期最末，核膜破裂，和內質網結合，此時核液和細胞質混合起來，此外，前期終了前，核的兩極出現少量的微管細絲，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期。核膜破裂，標志著前期的結束，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上。每個染色單體，各有一個著絲點，所有的紡錘絲形成了一個紡錘狀的構象，稱為紡錘體。紡錘絲在染色體的運動上起重要作用，由于微管的作用，染色體移動，到細胞中部，染色體的著絲點，都排在赤道面。中期時便于計數染色體數目。(3)后期：各個染色體染色單體分開，由赤道面移向細胞兩極的時期。后期時，染色體仍繼續(xù)縮短，達最短程度。染色體從著絲點分開，向兩極移動，到兩極集中。(4)末期：是形成二子核和胞質分裂的時期。到達兩極的子染色體，膨脹而失去輪廓，螺旋解開，變?yōu)槿旧|細絲，并形成新的核膜，核仁出現，形成了兩個子核。經過核分裂和胞質分裂，一個母細胞成為兩個子細胞，子細胞染色體的數目和母細胞的相同，為2N。凡是進行有性生殖的動植物都有減數分裂的過程。兩個性細胞，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.減數分裂：包括兩次連續(xù)的分裂，但其DNA只復制一次，一個母細胞經過減數分裂以后，形成4個子細胞，這樣，每個子細胞染色體的數目(以N表示)，比母細胞(2N)減少了一半。所以稱為減數分裂。如人的體細胞含23對(46條)染色體，經減數分裂產生的精子和卵細胞(配子)染色體數目只有23條，受精后又恢復為46條。減數分裂也分為間期和分裂期。間期細胞進行DNA的復制。分裂期細胞進行兩次連續(xù)的分裂。(1)減數分裂的第一次分裂：稱為減數分裂Ⅰ，包括4個時期。①前期Ⅰ：又可分為以下6個時期：◆前細線期：核中染色體極細，在光鏡下難以分辨，但染色體已開始凝縮，出現螺旋絲。◆細線期：染色質經螺旋化，形成細長線狀的染色體，每條染色體含有2條染色單體。細胞核和核仁增大，RNA含量增加一倍?！襞季€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，準確的配對，這種現象稱為聯會(配對的染色體稱為二價體)?！舸志€期：染色體縮短變粗。二價體的數目為原來二倍體染色體數目的一半。每個二價體含有4條染色單體，也稱為四聯體(每一條染色體由2條染色單體組成)。此期有一個很重要的現象是，二價體中不同染色體的染色單體之間，可在若干相對應的位置上發(fā)生橫斷，并發(fā)生染色單體片段的互換和再結合，而另兩條染色單體則不變。這種現象稱為交換，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。交換對生物的遺傳和變異有重大意義?！綦p線期：染色體繼續(xù)縮短變粗。配對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—交叉點，仍然連接在一起。因此聯會的染色體呈現出X、V、8、0等形狀。◆終變期：染色體變得更為粗、短，染色體對常分散排列在核膜內側，因此，這一時期是觀察、計算染色體數目最適宜的時期，此期末，核膜、核仁相繼消失，紡錘絲開始出現。②中期Ⅰ：成對的染色體(二價體)排列在細胞中部的赤道面上，兩條染色體的著絲點分別排列在赤道面的兩側，紡錘體形成。這個時期也是對染色體進行計數和研究的適宜時期。③后期Ⅰ：在紡錘絲的牽引下，二價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目只有原來母細胞的一半。(但注意的是，每一個染色體仍然含有2條染色單體，實際上減數分裂就是在此減數)。④末期Ⅰ：染色體到達兩極。染色體螺旋解體，重新出現核膜，形成兩個子核，并進行胞質分裂。(2)減數分裂的第二次分裂：減數分裂的第二次分裂緊接著第一次分裂，或有一個極短的分裂間期。在第二次分裂前沒有DNA的復制和染色體的加倍。減數第二次分裂與有絲分裂相似，也可分為4個時期。①前期Ⅱ：此期很短。已伸展的染色體又螺旋化縮短變粗，核膜再度消失，紡錘絲重新出現。②中期Ⅱ：染色體以著絲點排列在子細胞的赤道面上，紡錘體形成。③后期Ⅱ：著絲點分裂，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Ⅱ：移到兩極的染色體解螺旋，核仁，核膜出現，各形成一個子核，并進行胞質分裂，這樣就形成4個子細胞。(3)減數分裂的基因組合：減數分裂時，同源染色體隨機分配，因而配子的染色體組成多種多樣?；蚴侨旧w上的特定核苷酸序列，因此基因組合也是多種多樣。如果一種生物有2對染色體，產生22＝4種配子；如果一種生物有3對染色體，則產生23＝8種配子。人有23對染色體，精子和卵各有223＝8388608種染色體組合。(4)減數分裂的特點：●減數分裂只發(fā)生在生物的有性生殖過程中?！駵p數分裂形成的子細胞染色體數目為母細胞的一半?！駵p數分裂由兩次連續(xù)的分裂完成，一個母細胞形成四個子細胞?！駵p數分裂過程中發(fā)生了同源染色體的配對、交叉、互換等現象。(5)減數分裂的意義：●減數分裂產生的子細胞染色體數目減為母細胞的一半，細胞內只有一組染色體,由此形成的精細胞及卵細胞也是單倍體。精、卵結合形成受精卵又恢復了親代的染色體數目，這就使每一種植物的染色體數目保持了相對的穩(wěn)定性，也就是在遺傳上保持了物種的相對穩(wěn)定性?！駵p數分裂過程中，發(fā)生同源染色體間的交叉，即遺傳物質的交換和重組，使后代出現了變異性。這對增強植物的適應能力，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)?！羯掀そM織分為哪些類型？各有何特點及功能？◆結締組織的分類是什么？各有何特點和功能？◆肌肉組織的分類、特點。◆神經組織的組成是什么？神經元的構造是什么？多細胞生物體的細胞，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造的細胞群以及細胞間質構成的。每種組織各完成一定的機能。二、動物組織的類型根據細胞的形態(tài)和功能的不同，細胞間質的多少和結構上的差異，可將動物的組織分成四大類：上皮組織、結締組織、肌肉組織、神經組織。(一)上皮組織：由形態(tài)規(guī)則、排列緊密的細胞和少量細胞間質組成，無血管(營養(yǎng)物質來自毛細血管滲透)，細胞間有明顯的連接復合體。呈膜狀覆蓋在動物體表和體內各種腔、管和囊的內表面。上皮組織不斷更新，如人體表皮每個月更新2次，胃上皮每2－3天更新1次。上皮組織的功能：保護、吸收、排泄、感覺、分泌、呼吸、生殖等。根據形態(tài)可分成單層和多層上皮二大類。1.單層上皮：僅有一層細胞組成。◆扁平上皮：細胞扁平，分布在血管壁和體腔內表面?！袅⒎缴掀ぃ杭毎柿⒎叫?，核位于細胞中央。大多組成腺體?！糁鶢钌掀ぃ杭毎危寺褕A形，常位于細胞基部。組成胃、腸的內壁、呼吸和生殖器官的一部分。2.復層上皮：由一層以上、處于不同發(fā)育階段的細胞組成?！暨w移上皮：細胞和層數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。依據功能可分為三種類型：1.被覆上皮：覆蓋在機體的內外表面，無脊椎動物的常單層，脊椎動物的常多層。2.腺上皮：由特化的上皮細胞組成，具有制造和分泌物質的功能。如汗腺、唾液腺、乳腺、腸腺等等。3.感覺上皮：為特化的上皮細胞，具有感覺功能，如聽覺上皮、嗅覺上皮、視網膜、味蕾等。4.生殖上皮：精細胞和卵細胞是特化上皮組織，位于睪丸和卵巢。(二)結締組織形態(tài)特點：由多種細胞和發(fā)達的間質組成。細胞間質特別發(fā)達，細胞數量少，排列分散。功能：聯接、固縛軀體各部分；填充體內空隙，保護體內柔軟組織；支持動物機體；制造血球。細胞間質：由含糖較多的基質和纖維組成。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。結締組織的分類：依據生理功能的不同和細胞間質的性質和分散在基質中的纖維成分的不同而形成三種不同狀態(tài)的結締組織：液態(tài)結締組織、粘膠態(tài)結締組織、固態(tài)結締組織。1.液態(tài)結締組織：包括血液和淋巴。(1)血液：由血漿和血細胞組成?！鲅獫{：為一種液態(tài)的細胞間質，是含有各種溶解物質的膠狀物質。溶解物質包括：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)，在一條件下可凝結成纖維狀從血漿中析出，使血液凝固。清除了纖維蛋白的血漿成為一種黃色液體，稱為血清。■血細胞：包括紅血細胞、白血細胞、血小板。紅血細胞：細胞內含有血紅蛋白，能與氧結合，具輸氧功能。人的紅血細胞無細胞核，圓形，兩面凹陷。白血細胞：具吞噬功能，可清除細菌、體內異物和壞死組織。根據形態(tài)可分成二大類：多形核白血細胞：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：淋巴由淋巴液和數量不等的白細胞(大部分是淋巴細胞)和脂肪小滴組成。淋巴液：進入淋巴毛細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：毛細血管中的滲出物形成的液體。2.粘膠態(tài)結締組織(1)疏松結締組織：有排列疏松的纖維和分散在纖維間的多種細胞組成，纖維和細胞埋在基質中。形態(tài)特點：■纖維排列不整齊?！龌|豐富。功能：填充、聯系、固定、營養(yǎng)、保護。(2)致密結締組織：由大量膠原纖維和彈力纖維組成，如骨膜、肌腱。形態(tài)特點：■纖維多而致密，排列整齊?！黾毎?、基質很少。功能：能承受機械壓力，具有支持和保護功能。(3)彈性結締組織：如韌帶，彈性纖維(彈性大，彈性蛋白)組成。(4)網狀結締組織：如淋巴結、肝、脾等器官的基質網，由網狀纖維組成。(5)脂肪組織：由大量脂肪細胞聚集而成，并由疏松結締組織將脂肪組織分隔成許多小體。功能：貯存營養(yǎng)物質，維持體溫，具支持保護作用，參與能量代謝。3.固態(tài)結締組織(支持結締組織)：依據基質的強度、分布部位及功能，可分為軟骨和硬骨。(1)軟骨組織：由軟骨細胞、纖維和基質組成。依據基質中纖維的性質，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：基質為透明的凝膠狀固體，軟骨細胞埋在基質的胞窩內，基質內有少量膠原纖維。分布：關節(jié)，軟肋，氣管。②纖維軟骨：基質內有大量成束的膠原纖維，軟骨細胞分布在纖維束之間。分布：椎間盤，關節(jié)盂。③彈性軟骨：基質內有大量彈力纖維。分布：耳廓，會厭。軟骨的功能：支持作用，防止和減少碰撞的作用，如關節(jié)處的軟骨。胎兒期為軟骨；鯊魚等軟骨魚終生為軟骨。(2)硬骨組織：由骨細胞、骨膠纖維和基質組成。基質內有大量固態(tài)無機鹽(硫酸鈣、磷酸鈣)沉積，使骨組織堅硬。骨膠纖維平行排列在基質內，形成骨板。哺乳動物的骨板有二種：骨松質：構成硬骨的內層，骨板形成有許多較大空隙的網狀結構，網孔內有骨髓。骨密質：構成硬骨的外層，由骨板排列而成，形成下列結構：外環(huán)骨板：排列在骨表面的骨板。內環(huán)骨板：圍繞骨髓腔排列的骨板。哈氏板：內、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，內有血管、神經分布。骨陷窩：骨細胞位于其中。(三)肌組織：是具有伸縮能力的一種組織，由肌肉細胞組成。細胞細長呈纖維狀一個肌細胞即一根肌纖維。功能：能將化學能轉變?yōu)闄C械能，具強烈的收縮作用。依據肌細胞的形態(tài)結構、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：■具橫紋?！黾∪馐湛s受意志支配，又稱隨意肌?！鍪湛s力強，易疲勞。分布：主要附著在骨骼上，又稱骨骼肌。2.平滑肌特點：■細胞呈梭狀?！鰺o橫紋?！霾皇芤庵局?不隨意肌)?！鍪湛s力較弱，不易疲勞。分布：內臟壁。3.心肌特點：■有橫紋。■細胞短柱狀，有分支?！黾毎摻犹幱虚c盤。■收縮有自動節(jié)律性。分布：心臟。(四)神經組織：由神經細胞和神經膠質細胞組成。功能：神經細胞能感受刺激，傳導興奮；神經膠質細胞對神經元起支持、營養(yǎng)和修復作用。1.神經細胞(神經元)：神經細胞是神經組織的結構和功能單位。特點：■由胞體和胞突起組成■細胞體位于腦和脊髓的灰質中■細胞質內含有神經原纖維細胞突起分成二類：軸突：細而長，單根，傳導沖動離開胞體。樹突：呈樹枝狀分支，接受刺激傳導沖動至胞體。2.神經膠質細胞特點：■呈星形，有突起?！黾毎|內無神經原纖維■突起無樹突軸突之分人的神經細胞1010個，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)特征和生理機能的結構。高等動物的器官比較復雜，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、結締組織、肌肉組織和神經組織構成。(二)系統(tǒng)：一些在功能上密切關聯的器官，相互協(xié)同以完成機體某一方面的功能，稱為系統(tǒng)。如由口腔、咽、食道，胃，小腸，大腸，肝，胰等構成消化系統(tǒng)。動物的生殖和個體發(fā)育思考題：1.名詞解釋：生殖、原口動物、后口動物、生物發(fā)生律、個體發(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.原腸胚期的外中內三個胚層，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)不是靠個體的長生不老，而是靠產生后代、代代相傳來實現的。因此，生殖是最重要的。生物以一定的方式產生與自己相似的新個體，這種現象稱為生殖。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：單細胞生物，如細菌、草履蟲、變形蟲、眼蟲、瘧原蟲等。(二)出芽：酵母菌、水螅。(三)孢子生殖：真菌和藻類能產生大量孢子。(四)動物的再生作用：原生動物再生能力很強，如纖毛蟲，只要有核，便可再生。腔腸動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，如果摘除腹神經，便失去再生能力。海星、海參等的再生能力也很強。切碎的海星，只要有一部分中央盤，就能再生完整的海星。脊椎動物的再生作用：例子很多，如手指破了，不用創(chuàng)可貼也會很快愈合，但其再生作用只限于修修補補，而不能產生新的生物個體。二、有性生殖(一)同配生殖：2個配子的大小、形態(tài)完全相同，但生理上已有雌雄的分化，有鞭毛或纖毛，能運動。如衣藻。(二)異配生殖：2個配子大小不同，但形態(tài)相同，都有鞭毛，能運動。如實球藻。(三)卵式生殖：卵子大、富含營養(yǎng)物質，但不能運動；精子小，含營養(yǎng)物質很少，但運動能力強。(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體和雄性個體。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；無脊椎動物的大多數寄生蟲(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，產卵；脊椎動物大多為雌雄異體。(五)孤雌生殖：很多無脊椎動物，如輪蟲、甲殼類、某些昆蟲等的卵不經受精即可發(fā)育為成蟲的生殖方式。①輪蟲：秋末有雄蟲出現，以厚殼受精卵過冬。②蚜蟲：環(huán)境惡化時，精、卵結合。保證種族繁衍，豐富了基因的交換、組合。蜜蜂、螞蟻、白蟻等昆蟲孤雌生殖產生雄性個體，其唯一功能就是產生精子。第二節(jié)精子和卵子的形態(tài)動物界中較原始的種類如變形蟲等只進行無性生殖，較高等的類群大都進行有性生殖。多細胞動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。有些動物同一個體上具備精巢和卵巢，即雌雄同體，如扁形動物、環(huán)節(jié)動物、甲殼動物等。大多數動物雌雄異體，分別產生卵子和精子。一、生殖細胞的發(fā)生(一)精子的發(fā)生：一個精原細胞連續(xù)進行有絲分裂形成多個精原細胞，其中一部分分化為初級精母細胞。一個初級精母細胞進行第一次減數分裂，形成兩個次級精母細胞，接著進行第二次減數分裂，形成四個單倍體的精細胞，每一個精細胞分化發(fā)育為一個精子。(二)卵子的發(fā)生：卵原細胞陸續(xù)分裂分化而產生很多初級卵母細胞，一個初級卵母細胞進行第一次減數分裂形成兩個細胞，體積很大的一個細胞稱為次級卵母細胞，體積很小的一個細胞稱為極體，即第一極體。次級卵母細胞進行第二次減數分裂產生一個有效的大細胞即卵細胞和一個極體。而第一極體減數分裂又產生兩個極體，極體不能受精發(fā)育，總是附在卵細胞的動物極上。從卵巢排出的卵是次級卵母細胞，當精子進入次級卵母細胞后，才進行第二次減數分裂。二、精子和卵子的形態(tài)(一)精子：除了線蟲，各種動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，細胞質很少，便于精子入卵。頭前端是一個頂體泡，內含水解酶，能幫助精子穿過卵膜。頭的后部有兩個中心粒。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，為精子運動提供能量；主段較長，軸絲外無線粒體鞘；末段僅有軸絲，外圍有質膜。精子體小靈活，運動能力很強。線蟲的精子無尾部，但能變形，靠偽足運動。(二)卵子：不能運動，細胞質多，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。1.均黃卵：又稱少黃卵，其卵黃少，分布均勻。大多數無脊椎動物、頭索動物、尾索動物以及高等哺乳動物的卵是均黃卵。2.中黃卵：節(jié)肢動物的卵，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，其卵黃大量集中于卵的一極或一端。如鳥類的卵細胞很大，雞蛋的蛋黃部分是一個卵細胞，絕大部分是卵黃，只有小部分是細胞核和核周圍的細胞質，這一部分稱為胚盤。胚盤所在的一極稱為動物極，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，在水中結合，其受精率低。如沙蠶、海膽、海鞘、魚、蛙、蠑螈等。體外受精要求有大量的精子，且精子和卵子要同時排放。體內受精：多數高等動物進行體內受精，由雄體把精子送入雌體體內，接著和卵子在雌體體內結合，其受精率高。二、同體受精和異體受精雌雄同體的動物，其本身產生的精子與卵子結合，叫同體受精，如絳蟲。同體受精的在動物界中比較少見。雌雄同體的動物(如水螅，蚯蚓等)，雖然有雌、雄兩套生殖器官，能產生雌、雄兩種性細胸，但兩性不在同一時間成熟，因此仍要以異體受精的方式進行繁殖。三、精子與卵子的壽命：不同動物排放精子的數量有差別。豬每次排出的精子數量高達200億—800億。有人研究小鼠的體外受精，低濃度精子(0.31-1.25×105/ml)的受精率相當低，高濃度精子(30×105/ml)的受精率相當高。精子既缺少細胞質，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到幾天時間，只有極個別動物，如蜜蜂、蝙蝠等可達幾個月至幾年。排出的成熟卵具有受精能力的時間較短，一般為幾小時至幾天，在這段時間內不受精，卵子就逐漸分解。如人是一天左右，豬約12小時至48小時。四、精子與卵子的結合棘皮動物海膽是研究動物受精較好的材料，在精子細胞膜的表面具有凝集素受體(糖蛋白、糖脂或糖的復合物)，這種受體參入精卵識別、精卵結合和精卵融合等作用。當精子接觸卵時，其頂體分泌多種酶，消化出一條穿過卵膜的通道，精子即由此進入卵子內。首先發(fā)生細胞質的融合，然后發(fā)生細胞核的融合，形成受精卵。盡管有數十萬精子包圍卵，但在正常情況下，僅有一個精子能與卵融合，若有二個精子與卵子結合，則出現非二倍體細胞。卵子在受精后，必須提供一種屏障，防止額外的精子入卵。不同動物有不同的機制，如魚的卵有一個卵膜孔，只允許單個精子通過，一旦精子通過，便分泌物質堵塞卵孔。許多動物的卵不具卵膜孔，任何位置均可進入精子。當第一個精子入卵后，便形成屏障，如哺乳動物卵的外側有透明帶(糖蛋白)，在受精后，透明帶硬化，使其它精子不能與卵細胞結合。第四節(jié)動物的胚胎發(fā)育、胚后發(fā)育一、個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育(一)個體發(fā)育：是指多細胞動物從受精卵開始，經過細胞分裂、組織分化、器官形成，直至子代個體形成、成長，性成熟直至死亡的全過程。在個體發(fā)育過程中，個體的生理功能、組織結構和器官形態(tài)都發(fā)生一系列變化。動物的個體發(fā)育過程可分為三個階段：◆胚前期：從親代生殖細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。動物的系統(tǒng)發(fā)育是動物界漫長的演化歷史，是指動物由最低等的形式(原生動物)發(fā)展到多細胞結構的后生動物，并逐步完善，復雜化，進而發(fā)展成為最高級形式的動物，直至人類的全部種族發(fā)展史。系統(tǒng)發(fā)育也可指一個類群(如某個科、屬、種)的發(fā)生和發(fā)展歷史。例如馬的系統(tǒng)發(fā)生：經歷了六千萬年的演變。由始祖馬→中新馬→上新馬→真馬→現代馬。二、多細胞動物胚胎發(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出的全都過程。動物的早期胚胎發(fā)育可以劃分成幾個階段，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。卵裂形成的細胞稱為分裂球，經多次有絲分裂形成上千個細胞的囊胚，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細胞，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，通常分為兩大類：1.完全卵裂：整個卵細胞都進行分裂，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行，見于端黃卵、中黃卵。盤裂：卵裂只限于動物極的細胞質部分，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：當卵裂到8和16個分裂球時，細胞間形成腔隙，這個腔隙隨著分裂球的增多，成為一個圓形的空腔，這樣的胚稱為囊胚，中空的腔為囊胚腔。哺乳動物在8到50個細胞時稱為桑椹期。囊胚腔的出現使胚體細胞的活動有了充分的空間。卵裂類型不同，形成的囊胚也不同，有四種類型：1.腔囊胚：均黃卵或少黃卵卵裂形成球狀囊胚，中間形成大的囊胚腔。哺乳動物的囊胚也屬于腔囊胚。動物極有一團細胞，稱為胚結或內細胞團。2.實心囊胚：有些均黃卵卵裂中間無腔，形成一個實心的球體，如水螅、水母、某些環(huán)節(jié)動物、軟體動物等。3.表面囊胚：中黃卵如昆蟲，一層分裂球包在一團卵黃外，無囊胚腔。4.盤狀囊胚：端黃卵囊胚為盤狀，覆蓋于卵黃上。(三)原腸胚：囊胚繼續(xù)發(fā)育，形成雙胚層或三胚層的原腸胚。其主要特征是各種動物在原腸胚形成中，細胞發(fā)生遷移運動。由于動物種類繁多，原腸胚形成的方式和過程也比較復雜，僅介紹一般的三種方式：1.內陷：囊胚期植物極細胞向內陷入，形成兩層細胞。外層的為外胚層，內陷的一層為內胚層，內胚層包圍的腔為原腸腔，原腸空與外界相通的孔為胚孔，中胚層由胚孔部分向內卷入，介入內外胚層間。2.內移：囊胚一部分細胞移入內部形成內胚層。3.外包：動物極細胞分裂快，植物極細胞卵黃多，分裂慢，其結果動物極細胞逐漸向下包圍植物極，形成外胚層，被包圍的植物極成為內胚層。原腸期出現了原腸腔、內胚層、外胚層和原口。原口動物：在胚胎發(fā)育過程中，原口形成口的動物。包括扁形動物，線形動物，環(huán)節(jié)動物，軟體動物，節(jié)肢動物。后口動物：在胚胎發(fā)育過程中，原口形成動物的肛門，在相反方向的一端由內胚層內陷形成口的動物。棘皮動物以后的動物屬于后口動物。原腸胚期的外中內三個胚層，將來分化形成各種組織、器官。外胚層：形成神經系統(tǒng)、眼、內耳上皮、皮膚的表皮、毛發(fā)、羽、鱗、甲、皮膚腺等皮膚衍生物。中胚層：形成肌肉、骨骼、脂肪、循環(huán)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和氣管等。內胚層：形成肝、胰、肺等。(四)多細胞動物胚胎發(fā)育的一般規(guī)律所有多細胞動物在胚胎發(fā)育早期都要經過上述階段，這是動物胚胎發(fā)育的共性。動物種類的不同，使這些發(fā)育階段的形成方式也不同。這是由于不同種類的動物具有不同類型的卵，從而引起的卵裂、囊胚和原腸形成方式的多樣性，這是動物胚胎發(fā)育的特殊性。從多細胞動物胚胎發(fā)育的一般規(guī)律來看動物界系統(tǒng)發(fā)育的歷史過程，可以更清楚地看到兩者間存在著統(tǒng)一的一條客觀規(guī)律，即生物發(fā)生規(guī)律。生物發(fā)生律：由德國科學家赫克爾(E.Haeckel)于1866年提出。從大量的動物胚胎發(fā)育過程的研究中發(fā)現：動物個體胚胎發(fā)育的幾個早期發(fā)育階段非常相似，都按一定漸進的順序進行的，這種相似性正好反映了動物界系統(tǒng)發(fā)育漸進的順序性。系統(tǒng)發(fā)育：單細胞動物→群體原生動物→二胚層動物→三胚層動物個體發(fā)育：受精卵→囊胚→原腸胚→中胚層形成后的胚胎要點：生物的個體發(fā)育過程中，按順序重演其祖先的主要發(fā)育階段，是生物進化的重要依據。三、胚后發(fā)育：從卵膜內孵出或從母體生出后的胎兒發(fā)育，稱為胚后發(fā)育。魚、爬行類、哺乳動物幼體與成體間區(qū)別較小，胚后發(fā)育主要是身體長大，性成熟，身體各部分比例改變等等，這種發(fā)育方式又稱為直接發(fā)育。低等動物中，許多動物的幼蟲(幼體)與成體間差別很大，需要經過一次或數次變態(tài)，這種發(fā)育方式稱為間接發(fā)育或變態(tài)發(fā)育，如昆蟲、蛙等。二、物種(Species)的概念種即物種(species)，按照自然法，種是分門別類的最基本階元。但給物種下一定義卻很難，因為不同專業(yè)生物學家對物種概念有不同的理解。隨著科學發(fā)展，綜合提出多維性物種的概念。物種的定義：●生物的種是具有一定形態(tài)特征和生理特性以及一定自然分布區(qū)的生物類群?！穹N是形態(tài)、生理、行為和生殖的動態(tài)群。●種是由種群組成的生殖單元，在自然界占有一定的生境，在系譜上代表一定的分枝。這個定義是我國陳世驤教授提出的，是一個被廣泛接受的較完善的定義。不同的種存在形態(tài)、生理、地理、生殖隔離。一個物種中的個體一般不能與其它物種中的個體交配，或交配后一般不能產生有生殖能力的后代。例：騾→公驢×母馬，具雜種優(yōu)勢：抗病耐勞，挽力持久，壽命長于親代。亞種：種下分類階元，指同一種內由于地理隔離，彼此分化形成的個體群。變種(variety)：個體變異。變形(form)：差異很小。品種(cultivar或breed)：生產實踐中培育的具有某些經濟性狀的類型，是非生物分類單位。三、種的命名方法：給生物起名字，不同國家、不同民族、不同地區(qū)對同一種生物可有不同的名稱，出現許多混亂，主要表現在兩個方面：同物異名和同名異物。早在1768年，瑞典的分類學家林奈在《自然系統(tǒng)》中制定了雙名法命名生物，現在已規(guī)定生物的命名必須用雙名法進行命名。每一種生物都有一個國際通用的的名字——學名。雙名法規(guī)定，每個學名由二個拉丁文或拉丁化形式的詞組成，屬名在前，種名在后，屬名是名詞，第一個字母要大寫，種名是形容詞，第一個字母要小寫，在種名之后，還應加上命名人姓名、姓氏或其縮寫。如狗家犬的學名：CanisfamiliarisLinne.，Canis是屬名，表示犬屬。familiaris是種名，意思是熟悉的。Linne(有時可縮寫為L.)表示家犬的學名是林奈定的。小家鼠的學名：MusmusculusLinne.，musculus意思是小鼠的。黑斑蛙的學名：RananigromaculataHallowell，nigromaculata意思是黑色斑點的。書寫規(guī)則：印刷體：學名用斜體排版，命名人姓氏用直體排版；手寫體：學名下加下劃線。當某個研究對象的種本名尚未確定時可用：屬名＋sp.表示。例如：Culuxsp.即為庫蚊屬的某種蚊子。屬名的更改：學名的屬名更改后，在學名的初定名人姓氏上加括號。如池鷺BuphusbacchusBonaparte更改為：Aedeolabacchus(Bonaparte)四、亞種的命名：亞種的學名命名方法采用三名制，由屬名＋種本名＋亞種名三部分組成例如：大蟾蜍的學名為：BufobufogagarizansCantor動物的分類學知識第一節(jié)生物分類方法思考題：★生物多樣