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　　 第一節(jié) 細胞的種類

　　一、性命的基礎(chǔ)單位

　　生物的種類很多，體型結(jié)構(gòu)各異，但構(gòu)成它們身材結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)單位是一樣的，即都是由細胞構(gòu)成的。

　　二、細胞的形態(tài)和大小

　　細胞一般比擬小，須要用顯微鏡才干看見，通常以微米（1mm=1/1000mm）盤算其大小。組成高級動物組織的大多數(shù)細胞，直徑在20~30mm之間。

　　細胞的形態(tài)也是多種多樣的。游離的細胞多為圓形或橢圓形，如血細胞和卵；緊密銜接的細胞有扁平、方形、柱形等；具有壓縮機能的肌細胞多為紡錘形或纖維形；具有傳導性能的神經(jīng)細胞則為星形，多具長的崛起。

　　三、細胞的分類

　　1．原核細胞

　　少數(shù)單細胞有機體的細胞核不具核膜（核物資存在于細胞質(zhì)中的必定區(qū)域），稱為原核細胞，如細菌、藍藻。

　　2．真核細胞

　　具有核膜的細胞核是真正的細胞核，具有真正細胞核的細胞稱為真核細胞。

　　3．細胞和機能

　　細胞能夠應用能量和改變能量，例如細胞能將化學鍵能改變?yōu)闊崮芎蜋C械能等，以保持細胞各種生命運動；細胞具有生物合成的才能，能把小分子的簡略物質(zhì)合成大分子的龐雜物質(zhì)，如合成蛋白質(zhì)、核酸等；細胞還具有自我復制和分裂滋生的才能，如遺傳物質(zhì)的復制，通細致胞分裂將細胞的特征遺傳給下一代細胞。這后一點正是遺傳學所關(guān)注的。

　　細胞固然各種各樣，但它們在形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能上還是有共同的特征。在形態(tài)結(jié)構(gòu)上，一般細胞都具有細胞膜、細胞質(zhì)（包含各種細胞器）和細胞核的結(jié)構(gòu)。

　　 第二節(jié)細胞的結(jié)構(gòu)與功能

　　 高級動物的細胞一般可分為細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核等部分。細胞的外面由細胞膜包被著，這個膜又稱為質(zhì)膜，里面是細胞核及四周的細胞質(zhì)。

　　一、細胞膜（質(zhì)膜）

　?。ㄒ唬┘毎さ?a href="http://www.hkxccw.cn/old_version/books/tech/jiegou.html" title="顯微鏡的構(gòu)造" class="sitelink">構(gòu)造

　　細胞膜是一個可塑的、流動的、嵌有蛋白質(zhì)的類脂雙分子層結(jié)構(gòu)。

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　　細胞膜能夠保持細胞的外形，有維護細胞免受外界環(huán)境的侵害的才能。

　　細胞膜是有選擇性的滲透性膜，能夠防止性命所必須的物質(zhì)滲出細胞，可以調(diào)節(jié)水、無機鹽類和養(yǎng)分物質(zhì)等進進細胞，堅持細胞內(nèi)外物質(zhì)的交流和接洽。

　　哺乳動物細胞表面存在各種表面抗原，不同物種的細胞之間，同一物種不同遺傳類型的個體細胞之間，表面抗原有差異，這在遺傳學上是有意義的。

　　二、細胞質(zhì)和細胞器

　　 細胞膜以內(nèi)，細胞核之外的物質(zhì)，統(tǒng)稱為細胞質(zhì)。細胞器是細胞質(zhì)內(nèi)具有一定形態(tài)特色和不同功能的結(jié)構(gòu)，如線粒體、質(zhì)體、中心體、核糖核蛋白體、高爾基體等。

　　在電子顯微鏡下察看，很多細胞器都是由膜圍成的，這些膜統(tǒng)稱生物膜。

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　　內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是一種互相通連的扁平囊泡構(gòu)成的膜性管道體系。這種結(jié)構(gòu)并不局限于細胞質(zhì)內(nèi)，也會延長到細胞邊沿，并與細胞膜連通。

　　粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能是參與蛋白質(zhì)的合成與運輸，因此，這種內(nèi)質(zhì)網(wǎng)常見于蛋白質(zhì)合成茂盛的細胞中，滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能較為龐雜，與脂類的合成以及糖元和其它糖類的代謝有關(guān)，也參與細胞內(nèi)的物質(zhì)運輸。

　　（二）高爾基體

　　高爾基體位于細胞核鄰近，由單層膜圍成的扁平囊泡，由大泡和小泡組成。

　　其功效是將粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體后，在高爾基體內(nèi)儲存、加工，濃縮成分泌顆粒，或與高爾基體本身合成的糖類物資形成糖蛋白，一起轉(zhuǎn)運出細胞，供細胞外應用。

　　（三）線粒體

　　線粒體多為絲狀、棒狀或粒狀。由內(nèi)外兩層膜組成，內(nèi)膜的不同部位向內(nèi)折疊形成很多褶脊，把線粒體內(nèi)部隔成許多小室。線粒體是細胞內(nèi)天生高能磷酸鍵ATP的氧化磷酸化的重要場合，細胞主要的性命運動依附于線粒體發(fā)生的能量，線粒體是細胞的“動力站”，是細胞能量代謝的中心。

　　（四）溶酶體

　　溶酶體是由一層生物膜圍成的球形小體。其中含有很多酸性水解酶，其重要作用是溶解和消化。溶酶體不僅能消化細胞外源性物質(zhì)，還能消化細胞本身的一些朽邁或損傷的結(jié)構(gòu)，使細胞內(nèi)的一些結(jié)構(gòu)不斷更新，以保持細胞的正常生涯性能。

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　　核糖核蛋白體簡稱核糖體，是由核糖體核糖核酸（rRNA）和蛋白質(zhì)構(gòu)成的略呈球形的顆粒狀小體。核糖體是合成蛋白質(zhì)的主要場合。

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　　中心體的地位比擬接近細胞的中心因而得名，由兩部分組成，即中心粒和中心球。中心體的功能與細胞的有絲分裂和染色體的分別有親密關(guān)系。

　　三、細胞核

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　　1．核膜 是一層極薄的膜。在電子顯微鏡下，核膜有多孔的雙層膜構(gòu)造。內(nèi)外兩層平行排列，外膜上附有核蛋白體，與細胞質(zhì)中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連通。

　　2．核質(zhì) 為間期核內(nèi)非染色或染色很淺的基質(zhì)，染色質(zhì)和核仁懸浮在其中，并含有蛋白質(zhì)和酶等，成為細胞核行使各種功能的內(nèi)環(huán)境。

　　3．核仁 是細胞核內(nèi)一個或幾個圓球形的結(jié)構(gòu)，是由核仁絲、顆粒和基質(zhì)構(gòu)成的。

　　核仁是核中的主要結(jié)構(gòu)，是形成核糖體的部位有研討證實，核仁與細胞信息的傳遞也有關(guān)系。

　　4．染色質(zhì) 主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。在間期細胞核中，染色質(zhì)呈纖維狀結(jié)構(gòu)，稱為染色質(zhì)絲。當細胞進入分裂期時，每條染色質(zhì)絲均高度螺旋化，變短變粗，成為一個圓柱狀或桿狀的染色體。

　　第三節(jié) 染色體

　　一、染色體的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

　　一個典范的染色體可以分成下面幾個部分：

　　1．著絲點 在染色體上有一個縊縮而染色較淺的部分稱為主縊痕，這是紡錘絲附著的處所，又稱著絲點。在著絲點的兩側(cè)是染色體的兩臂，長的一端叫長臂，短的一端叫短臂。著絲點的功能與細胞分裂時染色體的移動有關(guān)，著絲點在每條染色體上的位置是恒定的，因此，依據(jù)著絲點的位置可以把不同的染色體區(qū)離開來。

　　2．次縊痕 次縊痕是某些染色體所特有的另一形態(tài)特點，染色較淺。次縊痕在染色體上的位置和范疇大小也是恒定的。

　　3．隨體 是染色體上的一種圓形或長形的突出物，由一根纖細的染色體細絲與染色體相連，必定染色體所具有的隨體，其形態(tài)和大小是恒定的。

　　4．核仁組織區(qū) 這是細胞中某一個或幾個染色體與核仁接洽的處所，它與核仁的形成有親密的關(guān)系。許多生物的核糖體DNA就集中在這個特定的位點上。

　　二、染色體的類型和數(shù)目

　　 依據(jù)染色體上著絲點的地位、染色體臂的是非和隨體的有無，可以把染色體分成：中心著絲點染色體；近中著絲點染色體；近端著絲點染色體；末端著絲點染色體四種類型。

　　可以通過對染色體形態(tài)的研討來辨別染色體。鑒定染色體形態(tài)一般根據(jù)著絲點的位置、次縊痕、隨體的有無及位置。

　　每種生物細胞中的染色體數(shù)目是恒定的，必定形態(tài)和數(shù)目標染色體，常成為各種生物的細胞學特點。每種生物的染色體數(shù)目在體細胞中為2n，稱為二倍體，而在性細胞中染色體通常為n，稱為單倍體。

　　各種生物體細胞中的染色體大都成對存在，即在一個體細胞中雷同的染色體有兩條，這兩條染色體的形狀大小、著絲點的地位雷同，一條來自父方，一條來自母方。通常把這對染色體稱為同源染色體。在同種生物的體細胞中除成對的染色體外，還因性別不同而有一對染色體的大小、外形、作用不同且與性別發(fā)育有關(guān)，這對染色體叫做性染色體，如X和Y或Z和W，其余的稱為常染色體。

　　三、細胞分裂周期

　　 生物細胞的生長、分裂是有其周期性的。通常把細胞從上一次分裂停止到下一次分裂停止的時光，稱為細胞周期。一個細胞周期可以分為間期和分裂期兩個階段。

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　　細胞從一次分裂停止到下一次決裂開端前的一段時光，稱為間期。已知間期細胞核處于高度活潑的狀況，此期DNA進行了復制，數(shù)目加倍，組蛋白等的含量也有相應的增添，從而為子細胞的形成籌備了物資條件。

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　　細胞一旦完成分裂前的籌備，便進入有絲分裂期。

　　有絲分裂的遺傳學意義，在于把S期加倍了的DNA形成染色體，然后再均勻分配到兩個子細胞中往，使每個子細胞得到一套和母細胞完整雷同的遺傳物質(zhì)。

　　四、有絲分裂

　　 有絲分裂一般包含兩個持續(xù)的進程，一是核分裂，重要是核的外形及其內(nèi)含物產(chǎn)生一系列變更，使本來的核成為兩個子核；二是細胞質(zhì)分裂和細胞分裂，即在兩個子細胞和之間形成新的細胞膜，從而成為兩個子細胞。

　　有絲分裂各時代的主要特點如下：

　　1．前期 前期開始，細胞核膨大，染色質(zhì)進入高度螺旋化狀況，并逐漸變粗變短，形成具有一定形態(tài)、數(shù)目標染色體。此時可以看到每條染色體是由兩條染色單體組成的。兩條染色單體并不完整分開，仍有著絲點相連。接著核仁逐漸變小而消逝，到前期末核膜也消散。此時一對中心粒也彼此分開，向細胞兩極移動。每個中心粒四周呈現(xiàn)許多放射狀的細絲，形成星體。在兩個中心粒之間涌現(xiàn)紡錘絲，紡錘絲與星體銜接形成紡錘體。

　　2．中期 到中期時，染色體更加致密而顯明，有規(guī)律地排列在細胞兩極間的赤道平面上，形成赤道板。在中期，紡錘體也變得更加清楚可見。著絲點分成兩個，并分辨于兩極的紡錘絲相連。這時細胞內(nèi)的染色體數(shù)目比本來增添了一倍。

　　3．后期 兩條染色單體從著絲點處罰開后，開始向細胞兩極移動，分到兩極的染色體數(shù)目與原來的染色體數(shù)目相等。染色體向兩極移動與紡錘絲和著絲點有親密關(guān)系。

　　4．末期 當兩組染色體移動到兩極后，細胞分裂便進進末期。這時染色體又逐漸變成修長而盤曲的染色質(zhì)絲，紡錘絲也逐漸消散，核膜、核仁又重新呈現(xiàn)，形成新的細胞核，與此同時，細胞質(zhì)也開端分裂為兩部分，形成兩個子細胞。

　　五、減數(shù)分裂

　　 減數(shù)分裂又稱為成熟分裂，是有性生殖的生物個體形成性細胞的一種特別的有絲分裂方法。其特色是每個低級精母細胞或卵母細胞經(jīng)過兩次持續(xù)的細胞分裂，形成四個子細胞。而染色體在全部減數(shù)分裂進程中只分裂一次，因此每個子細胞（性細胞）中染色體數(shù)目（以n代表）只有本來初級精母細胞和初級卵母細胞的一半。

　　構(gòu)成減數(shù)分裂的兩次持續(xù)分裂，通常稱為減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂，它們都可以分為前、中、后、末四個時期，習慣上以前期Ⅰ、中期Ⅰ、前期Ⅱ、中期Ⅱ等來表現(xiàn)。

　?。ㄒ唬p數(shù)第一次決裂

　　1．前期Ⅰ 在減數(shù)分裂進程中為時Zui長，其間染色體產(chǎn)生一系列的龐雜變化。又分為四期。

　　細線期：第一次分裂開始，染色質(zhì)濃縮呈細線狀盤繞成團，此時已經(jīng)過復制，但一般看不出是成雙的。

　　偶線期：每對同源染色體開始兩兩并列，即配對，這種現(xiàn)象叫做聯(lián)會。配對具有嚴厲的選擇性，只有同源染色體才干配合在一起。

　　粗線期：染色體不斷縮短變粗，此時可以明白地看到同源染色體的配對，這種配對染色體叫做二價體，此時二價體的每一條染色體已復制為二，但著絲點尚未復制離開。所以每條二價體都包括有四條染色單體，故又稱四分體。可以產(chǎn)生某些片斷的互換，從而發(fā)生遺傳性狀的重組。

　　雙線期：染色體持續(xù)縮短，組成二價體的兩條同源染色體之間開端彼此分別，即進進雙線期。雙線期的染色體比粗線期的縮得更短更粗。

　　終變期：又稱濃縮期，染色體縮到Zui短并且分散到四周近核膜處，這時是對染色體分辨鑒定和計數(shù)Zui為明白的時期，核仁還依然存在。但核膜變得含混。

　　2．中期Ⅰ 核膜、核仁消散，二價染色體排列在赤道上，每條二價體的兩個著絲點分辨排列在赤道的兩側(cè)，同源染色體將要分向兩極，此時是辨認染色體的Zui佳時代。

　　3．后期Ⅰ 構(gòu)成二價體的同源染色體對相互分別，各自向兩極移動，這時多條染色體的兩個姊妹染色單體由于還共有一個著絲點而不分開，并一起移向一極。

　　4．末期Ⅰ 染色體達到兩極后解開螺旋成染色質(zhì)就進入末期。隨著核膜和核仁重新形成，著絲點仍未分裂。接著進行細胞質(zhì)分裂，形成兩個子細胞。至此完成了第一次減數(shù)分裂。這時的兩個子細胞內(nèi)分辨含有各同源染色體中的一個，為單倍體。

　?。ǘp數(shù)第二次分裂

　　通常在末期Ⅰ后，緊接著進入減數(shù)第二次分裂的前期，但也有的經(jīng)過一個短暫的間期。減數(shù)第二次分裂和一般有絲分裂十分類似，也可分為四個時代。

　　前期Ⅱ的歷時很短，有的基本沒有。此時染色體呈線狀，由兩條染色單體組成。隨著紡錘體的呈現(xiàn)進入中期Ⅱ，這時染色體縮短并排列在赤道面上，接著著絲點復制并分裂。著絲點的分裂促使一對姊妹染色體離開并移向兩極，這標記著中期Ⅱ的開始。當兩組染色體各自達到兩極后，解螺旋湊集重新成為新的子核便進入第二次減數(shù)分裂的末期，同時細胞質(zhì)也一分為二，形成子細胞，即性細胞。

　　減數(shù)分裂保證了子代和親代間染色體數(shù)目標恒定，為后代的性狀發(fā)育和性狀遺傳供給了物質(zhì)基本；同時保證了物種的相對穩(wěn)固性。而且由于同源染色體在中期Ⅰ排列在赤道面上，然后分向兩極，而各對同源染色體中的兩個成員在后期Ⅰ各移向哪一極是隨機的，這樣不同對的染色體可以自由組合在一起進入同一配子。同時，在前期Ⅰ的粗線期，同源染色體的非姊妹染色單體之間可以發(fā)生片斷的互換，為生物的變異供給了物質(zhì)基本，有利于生物的適應與進化，并為人工選擇供給了豐盛的資料。

　　高級動物的雄性性腺中有精原細胞，雌性性腺中有卵原細胞，它們通過多次有絲分裂，然后生長分化為初級精母細胞和低級卵母細胞。初級精母細胞（2n）經(jīng)過減數(shù)第一分裂產(chǎn)生兩個次級精母細胞（n），次級精母細胞再經(jīng)過減數(shù)第二分裂和一系列變更，終極產(chǎn)生四個精子。初級卵母細胞（2n）經(jīng)過減數(shù)第一分裂發(fā)生兩個大小懸殊的細胞，大的是次級卵母細胞（n），奧林巴斯工業(yè)顯微鏡，小的是第一極體，極體只有細胞核，幾乎沒有細胞質(zhì)，次級卵母細胞經(jīng)過減數(shù)第二分裂后，產(chǎn)生兩個大小不同的細胞，大的為卵細胞，小的為第二極體，第一極體有的還分裂一次，有的不分裂，以后和第二極體一起退化，因此低級卵母細胞經(jīng)過減數(shù)決裂，只產(chǎn)生一個有功效的卵子。精致胞和卵細胞通過受精作用形成合子，又恢復了二倍體的染色體數(shù)目。

　　六、染色體在動物生涯史中的周期變更

　　動物體是由受精卵發(fā)育而來的，所以體內(nèi)的細胞都是二倍體。二倍體細胞經(jīng)過減數(shù)分裂成為單倍體細胞（精子或卵子），再經(jīng)過受精作用，形成受精卵又恢復成二倍體。


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