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　　 第一节 细胞的种类

　　一、性命的基础单位

　　生物的种类很多，体型结构各异，但构成它们身材结构的基础单位是一样的，即都是由细胞构成的。

　　二、细胞的形态和大小

　　细胞一般比拟小，须要用显微镜才干看见，通常以微米（1mm=1/1000mm）盘算其大小。组成高级动物组织的大多数细胞，直径在20~30mm之间。

　　细胞的形态也是多种多样的。游离的细胞多为圆形或椭圆形，如血细胞和卵；紧密衔接的细胞有扁平、方形、柱形等；具有压缩机能的肌细胞多为纺锤形或纤维形；具有传导性能的神经细胞则为星形，多具长的崛起。

　　三、细胞的分类

　　1．原核细胞

　　少数单细胞有机体的细胞核不具核膜（核物资存在于细胞质中的必定区域），称为原核细胞，如细菌、蓝藻。

　　2．真核细胞

　　具有核膜的细胞核是真正的细胞核，具有真正细胞核的细胞称为真核细胞。

　　3．细胞和机能

　　细胞能够应用能量和改变能量，例如细胞能将化学键能改变为热能和机械能等，以保持细胞各种生命运动；细胞具有生物合成的才能，能把小分子的简略物质合成大分子的庞杂物质，如合成蛋白质、核酸等；细胞还具有自我复制和分裂滋生的才能，如遗传物质的复制，通细致胞分裂将细胞的特征遗传给下一代细胞。这后一点正是遗传学所关注的。

　　细胞固然各种各样，但它们在形态结构和性能上还是有共同的特征。在形态结构上，一般细胞都具有细胞膜、细胞质（包含各种细胞器）和细胞核的结构。

　　 第二节细胞的结构与功能

　　 高级动物的细胞一般可分为细胞膜、细胞质、细胞核等部分。细胞的外面由细胞膜包被着，这个膜又称为质膜，里面是细胞核及四周的细胞质。

　　一、细胞膜（质膜）

　　（一）细胞膜的构造

　　细胞膜是一个可塑的、流动的、嵌有蛋白质的类脂双分子层结构。

　　（二）细胞膜的功效

　　细胞膜能够保持细胞的外形，有维护细胞免受外界环境的侵害的才能。

　　细胞膜是有选择性的渗透性膜，能够防止性命所必须的物质渗出细胞，可以调节水、无机盐类和养分物质等进进细胞，坚持细胞内外物质的交流和接洽。

　　哺乳动物细胞表面存在各种表面抗原，不同物种的细胞之间，同一物种不同遗传类型的个体细胞之间，表面抗原有差异，这在遗传学上是有意义的。

　　二、细胞质和细胞器

　　 细胞膜以内，细胞核之外的物质，统称为细胞质。细胞器是细胞质内具有一定形态特色和不同功能的结构，如线粒体、质体、中心体、核糖核蛋白体、高尔基体等。

　　在电子显微镜下察看，很多细胞器都是由膜围成的，这些膜统称生物膜。

　　（一）内质网

　　内质网是一种互相通连的扁平囊泡构成的膜性管道体系。这种结构并不局限于细胞质内，也会延长到细胞边沿，并与细胞膜连通。

　　粗面内质网的功能是参与蛋白质的合成与运输，因此，这种内质网常见于蛋白质合成茂盛的细胞中，滑面内质网的功能较为庞杂，与脂类的合成以及糖元和其它糖类的代谢有关，也参与细胞内的物质运输。

　　（二）高尔基体

　　高尔基体位于细胞核邻近，由单层膜围成的扁平囊泡，由大泡和小泡组成。

　　其功效是将粗面内质网合成的蛋白质转移到高尔基体后，在高尔基体内储存、加工，浓缩成分泌颗粒，或与高尔基体本身合成的糖类物资形成糖蛋白，一起转运出细胞，供细胞外应用。

　　（三）线粒体

　　线粒体多为丝状、棒状或粒状。由内外两层膜组成，内膜的不同部位向内折叠形成很多褶脊，把线粒体内部隔成许多小室。线粒体是细胞内天生高能磷酸键ATP的氧化磷酸化的重要场合，细胞主要的性命运动依附于线粒体发生的能量，线粒体是细胞的“动力站”，是细胞能量代谢的中心。

　　（四）溶酶体

　　溶酶体是由一层生物膜围成的球形小体。其中含有很多酸性水解酶，其重要作用是溶解和消化。溶酶体不仅能消化细胞外源性物质，还能消化细胞本身的一些朽迈或损伤的结构，使细胞内的一些结构不断更新，以保持细胞的正常生涯性能。

　　（五）核糖核蛋白体

　　核糖核蛋白体简称核糖体，是由核糖体核糖核酸（rRNA）和蛋白质构成的略呈球形的颗粒状小体。核糖体是合成蛋白质的主要场合。

　　（六）中心体

　　中心体的地位比拟接近细胞的中心因而得名，由两部分组成，即中心粒和中心球。中心体的功能与细胞的有丝分裂和染色体的分别有亲密关系。

　　三、细胞核

　　（一）细胞核的构造

　　1．核膜 是一层极薄的膜。在电子显微镜下，核膜有多孔的双层膜构造。内外两层平行排列，外膜上附有核蛋白体，与细胞质中内质网相连通。

　　2．核质 为间期核内非染色或染色很浅的基质，染色质和核仁悬浮在其中，并含有蛋白质和酶等，成为细胞核行使各种功能的内环境。

　　3．核仁 是细胞核内一个或几个圆球形的结构，是由核仁丝、颗粒和基质构成的。

　　核仁是核中的主要结构，是形成核糖体的部位有研讨证实，核仁与细胞信息的传递也有关系。

　　4．染色质 主要由DNA和蛋白质组成。在间期细胞核中，染色质呈纤维状结构，称为染色质丝。当细胞进入分裂期时，每条染色质丝均高度螺旋化，变短变粗，成为一个圆柱状或杆状的染色体。

　　第三节 染色体

　　一、染色体的形态与结构

　　一个典范的染色体可以分成下面几个部分：

　　1．着丝点 在染色体上有一个缢缩而染色较浅的部分称为主缢痕，这是纺锤丝附着的处所，又称着丝点。在着丝点的两侧是染色体的两臂，长的一端叫长臂，短的一端叫短臂。着丝点的功能与细胞分裂时染色体的移动有关，着丝点在每条染色体上的位置是恒定的，因此，依据着丝点的位置可以把不同的染色体区离开来。

　　2．次缢痕 次缢痕是某些染色体所特有的另一形态特点，染色较浅。次缢痕在染色体上的位置和范畴大小也是恒定的。

　　3．随体 是染色体上的一种圆形或长形的突出物，由一根纤细的染色体细丝与染色体相连，必定染色体所具有的随体，其形态和大小是恒定的。

　　4．核仁组织区 这是细胞中某一个或几个染色体与核仁接洽的处所，它与核仁的形成有亲密的关系。许多生物的核糖体DNA就集中在这个特定的位点上。

　　二、染色体的类型和数目

　　 依据染色体上着丝点的地位、染色体臂的是非和随体的有无，可以把染色体分成：中心着丝点染色体；近中着丝点染色体；近端着丝点染色体；末端着丝点染色体四种类型。

　　可以通过对染色体形态的研讨来辨别染色体。鉴定染色体形态一般根据着丝点的位置、次缢痕、随体的有无及位置。

　　每种生物细胞中的染色体数目是恒定的，必定形态和数目标染色体，常成为各种生物的细胞学特点。每种生物的染色体数目在体细胞中为2n，称为二倍体，而在性细胞中染色体通常为n，称为单倍体。

　　各种生物体细胞中的染色体大都成对存在，即在一个体细胞中雷同的染色体有两条，这两条染色体的形状大小、着丝点的地位雷同，一条来自父方，一条来自母方。通常把这对染色体称为同源染色体。在同种生物的体细胞中除成对的染色体外，还因性别不同而有一对染色体的大小、外形、作用不同且与性别发育有关，这对染色体叫做性染色体，如X和Y或Z和W，其余的称为常染色体。

　　三、细胞分裂周期

　　 生物细胞的生长、分裂是有其周期性的。通常把细胞从上一次分裂停止到下一次分裂停止的时光，称为细胞周期。一个细胞周期可以分为间期和分裂期两个阶段。

　　（一）间期

　　细胞从一次分裂停止到下一次决裂开端前的一段时光，称为间期。已知间期细胞核处于高度活泼的状况，此期DNA进行了复制，数目加倍，组蛋白等的含量也有相应的增添，从而为子细胞的形成筹备了物资条件。

　　（二）分裂期

　　细胞一旦完成分裂前的筹备，便进入有丝分裂期。

　　有丝分裂的遗传学意义，在于把S期加倍了的DNA形成染色体，然后再均匀分配到两个子细胞中往，使每个子细胞得到一套和母细胞完整雷同的遗传物质。

　　四、有丝分裂

　　 有丝分裂一般包含两个持续的进程，一是核分裂，重要是核的外形及其内含物产生一系列变更，使本来的核成为两个子核；二是细胞质分裂和细胞分裂，即在两个子细胞和之间形成新的细胞膜，从而成为两个子细胞。

　　有丝分裂各时代的主要特点如下：

　　1．前期 前期开始，细胞核膨大，染色质进入高度螺旋化状况，并逐渐变粗变短，形成具有一定形态、数目标染色体。此时可以看到每条染色体是由两条染色单体组成的。两条染色单体并不完整分开，仍有着丝点相连。接着核仁逐渐变小而消逝，到前期末核膜也消散。此时一对中心粒也彼此分开，向细胞两极移动。每个中心粒四周呈现许多放射状的细丝，形成星体。在两个中心粒之间涌现纺锤丝，纺锤丝与星体衔接形成纺锤体。

　　2．中期 到中期时，染色体更加致密而显明，有规律地排列在细胞两极间的赤道平面上，形成赤道板。在中期，纺锤体也变得更加清楚可见。着丝点分成两个，并分辨于两极的纺锤丝相连。这时细胞内的染色体数目比本来增添了一倍。

　　3．后期 两条染色单体从着丝点处罚开后，开始向细胞两极移动，分到两极的染色体数目与原来的染色体数目相等。染色体向两极移动与纺锤丝和着丝点有亲密关系。

　　4．末期 当两组染色体移动到两极后，细胞分裂便进进末期。这时染色体又逐渐变成修长而盘曲的染色质丝，纺锤丝也逐渐消散，核膜、核仁又重新呈现，形成新的细胞核，与此同时，细胞质也开端分裂为两部分，形成两个子细胞。

　　五、减数分裂

　　 减数分裂又称为成熟分裂，是有性生殖的生物个体形成性细胞的一种特别的有丝分裂方法。其特色是每个低级精母细胞或卵母细胞经过两次持续的细胞分裂，形成四个子细胞。而染色体在全部减数分裂进程中只分裂一次，因此每个子细胞（性细胞）中染色体数目（以n代表）只有本来初级精母细胞和初级卵母细胞的一半。

　　构成减数分裂的两次持续分裂，通常称为减数第一次分裂和减数第二次分裂，它们都可以分为前、中、后、末四个时期，习惯上以前期Ⅰ、中期Ⅰ、前期Ⅱ、中期Ⅱ等来表现。

　　（一）减数第一次决裂

　　1．前期Ⅰ 在减数分裂进程中为时Zui长，其间染色体产生一系列的庞杂变化。又分为四期。

　　细线期：第一次分裂开始，染色质浓缩呈细线状盘绕成团，此时已经过复制，但一般看不出是成双的。

　　偶线期：每对同源染色体开始两两并列，即配对，这种现象叫做联会。配对具有严厉的选择性，只有同源染色体才干配合在一起。

　　粗线期：染色体不断缩短变粗，此时可以明白地看到同源染色体的配对，这种配对染色体叫做二价体，此时二价体的每一条染色体已复制为二，但着丝点尚未复制离开。所以每条二价体都包括有四条染色单体，故又称四分体。可以产生某些片断的互换，从而发生遗传性状的重组。

　　双线期：染色体持续缩短，组成二价体的两条同源染色体之间开端彼此分别，即进进双线期。双线期的染色体比粗线期的缩得更短更粗。

　　终变期：又称浓缩期，染色体缩到Zui短并且分散到四周近核膜处，这时是对染色体分辨鉴定和计数Zui为明白的时期，核仁还依然存在。但核膜变得含混。

　　2．中期Ⅰ 核膜、核仁消散，二价染色体排列在赤道上，每条二价体的两个着丝点分辨排列在赤道的两侧，同源染色体将要分向两极，此时是辨认染色体的Zui佳时代。

　　3．后期Ⅰ 构成二价体的同源染色体对相互分别，各自向两极移动，这时多条染色体的两个姊妹染色单体由于还共有一个着丝点而不分开，并一起移向一极。

　　4．末期Ⅰ 染色体达到两极后解开螺旋成染色质就进入末期。随着核膜和核仁重新形成，着丝点仍未分裂。接着进行细胞质分裂，形成两个子细胞。至此完成了第一次减数分裂。这时的两个子细胞内分辨含有各同源染色体中的一个，为单倍体。

　　（二）减数第二次分裂

　　通常在末期Ⅰ后，紧接着进入减数第二次分裂的前期，但也有的经过一个短暂的间期。减数第二次分裂和一般有丝分裂十分类似，也可分为四个时代。

　　前期Ⅱ的历时很短，有的基本没有。此时染色体呈线状，由两条染色单体组成。随着纺锤体的呈现进入中期Ⅱ，这时染色体缩短并排列在赤道面上，接着着丝点复制并分裂。着丝点的分裂促使一对姊妹染色体离开并移向两极，这标记着中期Ⅱ的开始。当两组染色体各自达到两极后，解螺旋凑集重新成为新的子核便进入第二次减数分裂的末期，同时细胞质也一分为二，形成子细胞，即性细胞。

　　减数分裂保证了子代和亲代间染色体数目标恒定，为后代的性状发育和性状遗传供给了物质基本；同时保证了物种的相对稳固性。而且由于同源染色体在中期Ⅰ排列在赤道面上，然后分向两极，而各对同源染色体中的两个成员在后期Ⅰ各移向哪一极是随机的，这样不同对的染色体可以自由组合在一起进入同一配子。同时，在前期Ⅰ的粗线期，同源染色体的非姊妹染色单体之间可以发生片断的互换，为生物的变异供给了物质基本，有利于生物的适应与进化，并为人工选择供给了丰盛的资料。

　　高级动物的雄性性腺中有精原细胞，雌性性腺中有卵原细胞，它们通过多次有丝分裂，然后生长分化为初级精母细胞和低级卵母细胞。初级精母细胞（2n）经过减数第一分裂产生两个次级精母细胞（n），次级精母细胞再经过减数第二分裂和一系列变更，终极产生四个精子。初级卵母细胞（2n）经过减数第一分裂发生两个大小悬殊的细胞，大的是次级卵母细胞（n），奥林巴斯工业显微镜，小的是第一极体，极体只有细胞核，几乎没有细胞质，次级卵母细胞经过减数第二分裂后，产生两个大小不同的细胞，大的为卵细胞，小的为第二极体，第一极体有的还分裂一次，有的不分裂，以后和第二极体一起退化，因此低级卵母细胞经过减数决裂，只产生一个有功效的卵子。精致胞和卵细胞通过受精作用形成合子，又恢复了二倍体的染色体数目。

　　六、染色体在动物生涯史中的周期变更

　　动物体是由受精卵发育而来的，所以体内的细胞都是二倍体。二倍体细胞经过减数分裂成为单倍体细胞（精子或卵子），再经过受精作用，形成受精卵又恢复成二倍体。


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