能力单元一   畜体的基本结构

【目的要求】熟知细胞的概念；掌握细胞的结构和基本机能；了解细胞的形态和大小。熟知组织的概念；掌握组织的分类、形态、分布；了解组织的功能；神经元的基本结构。熟知器官、系统的概念；掌握有机体的能动调节；了解器官、系统的组成。了解家畜、家禽各部名称。熟练掌握显微镜的构造、使用及保养方法。

【素质教育渗透点】本能力单元要求学生熟知细胞的概念，掌握细胞的结构和基本机能，了解细胞的形态和大小，在细胞知识学习的过程中，紧紧把握不同生物结构和功能基本单位——细胞构造的一致性开展素质渗透。通过高低等生物细胞结构、功能的一致性强化学生对生物进化论的进一步认识，破除上帝造人等唯心神化迷信思想，牢固树立唯物主义世界观；通过引用恩格斯名言说明人类高等之处在于不断适应环境，在发生变异，做为新时代大学生也要不断以社会、学习环境、生活环境的变化改变自己，进入职业技术学院要尽快树立掌握技能、服务生产的学习态度；通过胡克发明显微镜，人类发现精彩的微观世界，带领学生初步认识微观论。

1－1细胞

一、细胞的概念

动物体是由细胞所组成。细胞是动物体形态结构、生理机能和生长发育的基本单位。细胞包括真核细胞（遗传物质有膜包裹，形成完整的细核）和原核细胞（遗传物质无膜包裹，不形成完整的细核）。         

1665年，英国人胡克用他自己改进的显微镜观察软木的薄片，发现软木的薄片是由许多小室所构成，他把这些小室命名为细胞。随后，经过许多人的观察与研究，

对细胞的认识越来越深入。至1838年和1839年，德国

人施莱登和施旺发表了细胞学说，指出植物体和动物体都是由细胞构成的。细胞学说的建立，使我们能把动植物界统一起来。伟大导师恩格斯曾经高度评价了细胞学说，把它和能量转化规律及进货论并列为十九世纪自然科学的三大发现。恩格斯指出：“第一是发现了细胞，发现细胞是这样一种单位，整个植物体和动物体都是从它的繁殖和分化中发育起来的。由于这一发现，我们不仅知道一切高等有机体都是按照一个共同规律发育和生长的，而且通过细胞的变异能力指出了使有机体能改变自己的物种并从而能实现一个比个体发育更高的发育道路。”研究细胞的构造和机能，对于认识生命和改造生物具有重要的意义。

二、细胞的形态和大小

细胞的大小相差很大。多数细胞都很小，要用显微镜才能直到，平均直径在10—100微米。有些细胞比较小，如球状细菌的细胞直径只有0.2微米。有些比较大，如成熟的西瓜果肉细胞，直径可达1毫米，棉花种子的毛（表皮毛）长约40—65毫米，苎麻的纤维细胞长可达200毫米以上，这样大的细胞，肉眼也能看到（见图1-1）。

三、细胞的构造

细胞结构绝大多数均由细胞膜、细胞质和细胞核三部分构成。

      细胞膜 

基质：液态水、无机离子、蛋白质、糖、脂等

细胞  细胞质  细胞器  膜性细胞器：线粒体、内质网、高尔基复合体、LY、微体、环孔板

                      非膜性细胞器：核糖体、中心粒、微管、微丝、中间丝、微梁网

              内含物：具有一定形态的营养物质或代谢产物：糖原、脂滴、色素颗粒等

      细胞核

（一）细胞膜

1、细胞膜的化学成分及电镜结构

（1）化学成分：主要由蛋白质和脂类构成，此外还有少量糖类。

（2）电镜结构：细胞膜是包在细胞质表面的一层薄膜，又称质膜，总厚度7～10nm。

单位膜：电镜下，可见有三层结构：内、外两层电子致密度高，深暗；中间一层 电子致密度低，明亮。各层厚约2.5nm，具有这样三层结构的膜称之“单位膜”。单位膜不仅存在于细胞膜，而且也存在于某些细胞器的细胞内膜，细胞膜和细胞内膜统称为生物膜。细胞内凡具有单位膜的结构统称之“膜相结构”。

2、细胞膜的分子结构

目前公认的是“液态镶嵌模型”（图1－2）

学说。在细胞膜的外表面，糖分子可与蛋白质分

子或脂质分子相结合，形成糖链，糖链常突出于细胞膜的外表面形成致密丛状的糖衣，叫细胞衣。

3、细胞膜的功能

（1）界膜作用

（2）物质交换：完成细胞内外的物质交换，有以下几种方式：

    ①被动运输：是指物质顺着浓度差由高浓度的一侧通过细胞膜向低浓度的一侧运输。

②主动运输：是指物质逆浓度差由低浓度的一侧通过细胞膜向高浓度的一侧运输。这种运输过程需要消耗能量，即ATP→ADP+能量。

③胞吞作用和胞吐作用：细胞膜从外界摄入物质的过程称胞吞作用（入胞）。内吞物质为固体称吞噬作用，为液体称吞饮作用。细胞膜向外界排放物质的过程呈胞吐作用。胞吞和胞吐作用均需消耗能量。

（3）参与信息传递

（4）参与细胞识别

（5）参与免疫反应

（二）细胞质

细胞质包括基质及悬浮在基质中的各种细胞器和内含物。基质呈液态，透明无定型的胶状。内含物指：细胞质中具有一定形态的营养物质或代谢产物。细胞器是细胞质中具有一定形态结构和执行特定生理机能的微小“器官”，根据其有无单位膜包裹，可分为膜相结构及非膜相结构两大类。

         膜性细胞器：线粒体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、微体

细胞器   

         非膜性细胞器：核糖体、中心粒、微管、微丝、中间丝、微梁网

1、线粒体：几乎存在于所有细胞内。

（1）结构：光镜下呈短杆状或颗粒状，长约1～2μm，直径0.5～1.0μm。电镜下是由双层单位膜包裹而成的封闭囊状叠套结构。外膜光滑，呈封闭状，内膜向腔内折叠形成板层状或小管状线粒体嵴。内外两膜之间有膜间腔（外室），内膜所围成的腔隙称为内室，内室中充满线粒体基质。线粒体含有一套遗传系统，能合成少量蛋白质（占自身蛋白质的10%）。（图1－3）

（2）功能：具有能量转换和供应作用。当细胞需要能量时，ATP →ADP + 能量。

2、核糖体（核蛋白体）

（1）结构（图1－4）：由rRNA与蛋白质结合而成的椭圆形致密颗粒，大小约15×25nm，外无单位膜包裹。每个核糖体由大小两个亚基组成，多个核糖体可由mRNA串

                                     联起来形成多聚核糖体。多聚核糖体若游离

于胞质内，称游离核糖体；若附着于内质网的外表面上，称附膜核糖体。

（2）功能：合成蛋白质。

3、内质网（ER）

（1）结构(图1－5)：由单位膜构成的互相通连的扁平囊及小泡小管，可与核膜、质膜、高尔基复合体相通连。根据其 表面是否附有核糖体，可分为粗面内质网（有核糖体附着）和滑面内质网（无核糖体附着，多为小泡、小管状）。

（2）功能：粗面内质网（RER）：合成分泌蛋白。滑面内质网的功能较为复杂，因其内含不同的酶而具不同的功能，如：合成类固醇激素，解毒、胆汁生成、糖脂代谢等。

4、高尔基复合体（G）

（1）结构（图1－6）：光镜下成网状，多

位于核附近，因此亦有内网器之称。电镜下由单位膜包裹构成的扁平囊泡、小泡和大泡三部分组成。扁平囊略弯曲呈弓形，凸面朝向核，称形成面，小泡位于此，小泡由RER出芽而来，其内含有由RER合成的蛋白质，并将其运送到扁平囊泡，故称转运小泡；凹面朝向膜，称成熟面，大泡位于此，有浓缩分泌物的作用，又称浓缩泡。

（2）功能：与细胞内某些合成物质的浓缩、积聚和分泌有关。

5、溶酶体（Ly）

（1）结构：为膜性囊状小体，d=0.25～0.8μm，内含有多种酸性水解酶。其标志酶为：酸性磷酸酶。依其是否与作用底物结合，可分为两种：

①初级溶酶体：是新生LY，仅含有水解酶，无作用底物。

②次级溶酶体：由初级溶酶体与作用底物结合形成。根据底物来源又分为3种：自嗜溶酶体：作用底物为内源性细胞退变、崩解的成分。异嗜溶酶体：作用底物为外源性的，即细胞内吞的细胞外异物。混合溶酶体：其作用底物既有内源性的又有外源性的。当溶酶体的消化作用完成后，其中含一些不能再被消化的剩余物，如：脂褐素等，这种次级溶酶体叫残余体。（其变化过程见图1－7）

（2）功能：具有消化分解细胞内各种大分子物质的作用。

6、过氧化物酶体：又称微体，为圆形或卵圆形小泡，外包单位膜，含多种酶，标志酶为过氧化氢酶。

7、中心粒：光境下呈颗粒状，电镜为9组三联微管构成。作用：参与细胞有丝分裂过程，参与鞭毛与纤毛的形成。

8、环孔板：是带有环形小孔的平行排列的膜性扁平囊泡。

9、微管：是一种中空的管状结构，以三种形状存在，单微管、二联微管、三联微管。功能是构成细胞骨架。

10、微丝：存在多种细胞内。功能是构成细胞骨架。

11、中间丝：又叫中等纤维，介于粗肌丝和细肌丝之间。功能是构成细胞骨架、传递信息。

12 、微梁网：参与构成细胞骨架。

（三）细胞核

除哺乳动物成熟的红细胞外，所有细胞均有核。一个细胞通常为一个核，但亦有双核甚至多核（骨骼肌细胞）。其形态多呈圆形、椭圆形，但也有呈杆状、分叶状等。细胞核均由核膜、核基质、核仁和染色质（染色体）和核内骨架组成（图1－8）。

1、核膜（NM）：电镜下可见由内、外两层单位膜构成，两层膜间有20～40nm的间隙，称核周隙。核膜上有许多核孔，是一组蛋白质颗粒以特定方式排布而成的复杂结构叫核孔复合体。在内核膜的内表面，有一层纤维状的蛋白质纵横整齐排列，整体观为笼状，叫核纤层。核内骨架、核

纤层、核孔复合体相连构成核骨架。

2、核仁（Nu）：多数细胞核有1-2个核仁，在蛋白质合成旺盛的细胞，核仁大而明显。其化学成分： RNA、DNA和蛋白质。其中的核仁内的染色质又叫核仁组织者，是分布在核仁周围的染色质伸入到核仁内的部分，属常染色质，内含rRNA基因。功能为合成rRNA和组装核糖体大小亚基的前体。

3、核基质：亦称核液，内含水、各种酶和无机盐等，是核行使各种功能活动的内环境。

4、染色质（染色体）：染色质是间期核内易被碱性染料着色的结构，其化学组成：DNA、RNA、组蛋白和非组蛋白。在分裂间期，着色浅，处于伸展状态、有转录活性的染色质，称常染色质；有的部分呈浓缩状态，着色深，不转录或转录不活跃的染色质称异染色质。染色质的结构单位：是核小体。

（图1－9）

当细胞进入分裂期，染色质丝高度螺旋化，变粗变短，在光镜下为短线状或棒状结构，称染色体。可见染色质和染色体是同一物质在细胞的间期和分裂期的不同形态表现。

染色体的形态结构：着丝粒、着丝点，着丝粒和着丝点所在的区域染色体缢缩变细，称主缢痕。有些染色体除主缢痕外，还有特别细窄的区域，称次缢痕。在次缢痕的远端连着一个球形小体，称随体。染色体核型：染色体可按长短、结构、着丝点位置等特征进行分组编号，组成染色体组型。

分裂中期，可见每条染色体均由两条染色单体构成，借着丝粒连接，称之为姊妹染色单体。在体细胞中，染色体成对出现（2n），其中一条来自父本，另一条来自母本，称同源染色体。其中有一对与性别有关，称性染色体，哺乳类：XX-XY，禽类：ZW-ZZ。其它染色体均称为常染色体。

染色体的数目：猪38，人46，牛60，鸡78，鸭80。

三、细胞增殖与分化

（一）细胞增殖

细胞增殖是通过细胞分裂来实现的。细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束的过程，称为一个细胞周期。它包括分裂间期和分裂期。

1、分裂间期：是指细胞从一次分裂结束到下一次分裂开始之间的过程。

（1）DNA合成前期（G1期）

（2）DNA合成期（S期）

（3）DNA合成后期（G2期）

（4）G0期细胞：有些细胞在进入G1期后并不立即转入S期，而是暂时转入休止状态，只有在一定条件下才出现增殖活动，这种细胞叫G0期细胞。

2、分裂期（M期）有三种方式：有丝分裂、无丝分裂和减数分裂。

（1）有丝分裂（间接分裂）：分四个时期：前期、中期、后期、末期。

（2）无丝分裂（直接分裂）：细胞质和细胞核一分为二。

（3）减数分裂：仅出现于生殖细胞的成熟过程中，是由连续两次的成熟分裂组成。①同源染色体配对，互换基因，然后相互分开，分配到子细胞中。②姊妹染色单体进入两个子细胞中。两次分裂过程只经过一次DNA复制。

意义：①同源染色体互换基因，使其后代接受双亲的遗传信息。

          ②形成的生殖细胞染色体数目比前减少一半，精卵结合后恢复原来的二倍体结构。

（二）细胞分化

细胞分化是指多细胞生物在个体发育过程中，细胞在分裂的基础上，彼此间在形态结构、生理功能等方面产生稳定性差异的过程。在体内，有的细胞已高度分化，失去了分化成其它细胞的能力，称高分化细胞；有的细胞保持有较强分化成其它细胞的能力，称低分化细胞（如：间充质细胞）。一般来说，分化低的细胞增殖能力强，分裂速度快；分化高的细胞增殖能力差，甚至失去增殖能力，分裂速度慢。

四、细胞的衰老与死亡

1、细胞衰老： 是指细胞适应环境变化和维持细胞内环境稳定的能力降低，并以形态结构和生化改变为基础。

2、细胞死亡：是细胞生命现象不可逆的终止。细胞死亡分为两种：细胞坏死和细胞编程性死亡。

（1）细胞坏死：是由外界因素如：贫血、损伤、生物侵袭等造成细胞急速死亡。

（2）细胞凋亡：细胞自然死亡，自己结束其生命。