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1、细胞 上皮组织 结缔组织 肌组织 神经组织 运 消 呼 循 泌 内 生 神系统 感觉器官 器官 系统 人体 组织 组成人体的基本结构和功能单位 要全面了解人体的形态结构 深入理解生命的活动规律 须从认识细胞开始 原因如下 心 肝 脾 肺 肾等 第一篇人体组成的结构基础 第一章细胞和细胞间质 学习目标 1 掌握细胞的形态 结构2 掌握细胞质的组成 细胞膜和细胞核的结构3 掌握线粒体的结构4 了解内质网 高尔基复合体 核糖体等细胞器的结构5 了解细胞间质的概念和组成 人体最初只是一个受精卵 当精子与卵子融合为受精卵后 不断分裂 分化 逐步形成了一个由一千多万亿个细胞组成的个体 人体众多的细胞并不是
2、杂乱无章的堆积 而是有机的结合 每个细胞在结构和功能上既有独立性又是相互依赖的 因而产生了多姿多彩的人体结构和生命现象 第一节细胞 细胞的形态多种多样 有扁平形 立方形 柱形 梭形 球形和星形等 尽管细胞的外形可以变化 但每一种细胞都有相对稳定的外形特征 一般因其所处的环境和功能的不同 细胞的形态有所差异 如红细胞为圆盘形 以便于在血液中流动运输氧气 肌细胞为圆柱形和长梭形 以利于长度变化完成收缩功能 神经细胞常有许多长短不同的胞突 以易于细胞信息的传递和交流 一 细胞的形态 特点 1 细胞的形态与其功能相适应 2 细胞的大小悬殊很大 形态 结构 功能 二 细胞的结构 1 细胞膜 是指包围在细
3、胞外面的透明的薄膜 又称质膜 厚度约为5 10nm 在电镜下 细胞膜呈内外两层深暗 中层明亮的三层结构 两暗夹一明 这种三板层不仅存在于细胞膜 而且也广泛地分布于其它细胞器膜 故也称单位膜或生物膜 细胞膜主要由脂类和蛋白质组成 并含有少量的糖类等 脂类物质在细胞膜上排列成双分子层结构 单个脂类分子由一个亲水性的头部和一个疏水性的尾部构成 亲水性头部相互靠拢 分别指向膜的内外表面 疏水性尾部相互对立并指向膜的内部 膜上的糖类分子与蛋白质分子结合 组成糖蛋白 与脂类分子结合 组成糖脂 二者具有物质识别 物质交换和接触抑制等功能 蛋白质分子分为两类 1 一类蛋白质分子不同程度的嵌入到脂质双分子层内
4、称为嵌入蛋白质 2 另一类蛋白质分子附着在脂质双分子层的内 外表面 称为表在蛋白质 细胞膜的功能 细胞膜是细胞的外界膜 用以保持细胞的完整性 具有选择的通透性 控制离子和分子的出入 实现细胞内外的物质交换 控制和调节细胞的代谢和生理功能活动 具有黏着 支持和保护作用 细胞膜还参与细胞的吞噬和吞饮作用 基质 细胞器 内含物 2 细胞质 细胞膜和细胞核之间的透明胶状物质 由下列三部分组成 1 基质 是细胞质的液态部分 为均匀透明的胶状物质 又称细胞液 它没有固定的形态 随细胞的机能状态变化而变化 细胞器和内含物悬浮其中 基质的机能是参与蛋白质 核酸 脂肪酸和糖的代谢及维持细胞器所需要的环境和供给细
5、胞器所必需的产物 2 细胞器 是悬浮在基质中具有一定的形态特点与特定功能的细微结构 各种细胞起都处于不断运动和更新的动态中 细胞器包括 线粒体 核糖体 内质网 高尔基复合体 溶酶体 微体 细胞骨架 中心体 线粒体 体育科研中研究最多的细胞器 1分子葡萄糖在线粒体内经过有氧氧化可产生30个分子ATP 而1分子葡萄糖在细胞质内 糖酵解 只能产生2个分子ATP 故线粒体又被称之为细胞的 供能站 动力工厂 又因在生物氧化过程中需要氧 并产生CO2 又称其为细胞的 呼吸器 线粒体在光镜下为颗粒或细棒状 电镜下 其有内外两层膜包围而成 外膜平滑 内膜高度曲折并向内折叠而形成许多突起 称为线粒体嵴 大大增加
6、 了内膜的表面积 提高线粒体的氧化产能能力 在需能多的细胞内这种现象较明显 如在肝细胞中所有线粒体的内膜约为细胞全部膜的三分之一 内膜有许多与呼吸 产能有关的酶 内膜的内表面还有许多规则排列的颗粒 其球形头部就是ATP合酶 能催化ADP生成ATP 线粒体内 外膜之间的腔隙称外腔 线粒体嵴之间的腔隙称内腔 内腔内充满液态的线粒体基质 基质内有DNA RNA 核糖体和许多酶等 除细胞核外 线粒体也有自己的DNA 也能以一分为二的方式增殖 线粒体 内质网 膜性结构 有的呈小管状 有的呈小泡状 有的呈扁囊状 它们彼此相连 交织成三维网状膜系统 这种膜性结构占细胞整个膜成分的50 以上 可见其在细胞的内
7、膜系统中占有的重要地位 根据内质网表面有无核糖体附着 可分为粗面内质网和滑面内质网 合成蛋白质旺盛的细胞内 粗面内质网特别丰富 滑面内质网表面无核糖体附着 其功能较复杂而多样 如肌细胞中的滑面内质网 有摄取和释放Ca2 的功能 与肌纤维的收缩有关 有的滑面内质网有合成脂肪 磷脂和胆固醇等功能 粗面内质网与滑面内质网相互连通 联系密切 粗面内质网合成的蛋白质经滑面内质网送到高尔基复合体 细胞膜内质网膜核被膜的关系示意图 核糖体 核蛋白体或核糖核蛋白体 有大小不同的两个亚单位结合而成的颗粒状结构 核糖体有两种存在形式 一种是游离于细胞质基质内 称游离核糖体 另一种是附着在内质网外表面 称结合核糖体
8、 核糖体的功能是合成蛋白质 只有被mRAN串联的多聚核糖体才具有合成蛋白质的活性 高尔基复合体 由扁平膜囊 小泡和大泡三部分组成 其主体部分是由3 10层扁平膜囊形成的弓形或半球形的叠膜囊结构 一般认为小泡是由附近的内质网出芽脱落而来 能将内质网中合成的蛋白质通过小泡运到高尔基体 大泡是由扁平膜囊周围膨大而成的 是高尔基体分泌出去的产物 高尔基体的主要功能是参与细胞的分泌活动 对内质网合成的蛋白质进行加工 分选 包装 然后分门别类地送往细胞的特定部位或分泌到细胞外 高尔基复合体是细胞的加工和包装工厂 高尔基体功能示意图 溶酶体被称为细胞内的 消化器 溶酶体可分解蛋白质 糖类和脂肪等 微体 最初
9、发现时由于体积较小 故称其为微体 后来发现其中含有多种与过氧化氢代谢有关的酶 又将其命名为过氧化物酶体 微体一般呈圆形或卵圆形 直径约0 6微米 外有界膜包围 内含40余种以上的酶 主要有氧化酶 过氧化氢酶等 微体与细胞内的物质氧化有关 其主要功能是消除对细胞有害的H2O2 对有害物质进行解毒 H2O2 过氧化氢 其水溶液称为双氧水 细胞骨架 细胞质中除了可溶性细胞液以外 还存在由蛋白质组成的细丝结构 这些又细又长的蛋白质细丝纵横交错地分布在胞质中 形成支撑细胞的复杂的蛋白质丝网架 故有人称其为细胞骨架 根据其形态和功能不同 细胞骨架可分为三种细丝 即微丝 是分布于细胞质内的一种细丝状物质 由
10、肌动蛋白构成 它与细胞的运动 支持 吞噬 分泌 信息的传递有关 微管 呈中空圆柱状结构 细胞分裂期形成的纺锤体和上皮细胞的纤毛均有微管构成 它主要与细胞的运动 支持和物质运输有关 中间丝 介于微丝和微管之间的蛋白质丝 其主要的功能是对细胞起机械支架作用 微管中还有一个特殊的结构 即微管组织中心或中心体 中心体多位于细胞核附近 由两个互相垂直的中心粒组成 在电镜下观察 中心粒是由9组三联微管围成的短管状结构 中心体能帮助把已复制好的染色体拉向相反的方向 将染色体平分给两个子细胞 在细胞分裂中起着重要的作用 细胞骨架除能加强细胞的机械强度 支撑细胞的形状之外 还有参与细胞运动 细胞内信号转导 胞内
11、物质转移和染色体分离等功能 细胞质内除细胞器以外的其它有形成分 包括贮存的营养物质 糖原 脂滴 分泌颗粒和代谢产物 色素等 其形态 数量是随细胞的生理状况不同而变化 如进食后肝细胞的糖原会增多 饥饿时则减少 内含物 3 细胞核 人体细胞中除成熟的红细胞外都有细胞核 细胞核是细胞生命活动的调节中心 又是蕴藏和控制遗传信息的中心 它的形态与细胞的形态相适应 大小与细胞的大小有关 约为细胞质的1 4 1 3 数目也各不相同 细胞核一般位于细胞中央 也有位于细胞边缘的 它包括 核被膜 染色质 核纤层 核基质 细胞核结构示意图 核被膜电镜观察 核膜由内外两层膜组成 二层膜之间的腔隙称核周隙 外核膜表面有
12、核糖体附着 核内膜面向核质 并连于核纤层 核膜上有很多穿通的孔 称核孔 由核膜内外层融合而成 核孔被一层很薄的隔膜封闭 功能 核孔是细胞核与细胞质之间物质交换的重要通道 并有一定的选择性 具有控制物质交换的作用 2 核纤层紧贴内核膜 由纤维蛋白组成的纤维网状结构 在细胞核内又与核基质相连 3 核基质传统的概念是细胞核内除染色质和核仁之外的无定形液体部分 故又名核浆或核液 现发现 核基质中除液体成分外 还有一个精细发达 主要由纤维蛋白构成的纤维网架 称核内骨架 它不仅提供细胞核的空间支架 还可能与DNA的复制 基因表达以及核内一系列生命活动有密切关系 4 染色质 或染色体 染色质和染色体都是细胞
13、遗传信息的载体 细胞核内最重要的部分 它们的化学本质是相同的 都包括DNA 组蛋白 非组蛋白及少量RNA等组成物质 容易被碱性染料着色 在细胞分裂间期的核中 染色质呈伸展 弥散分布 染色质又分异染色质 在光镜下呈粒状或块状 高度集缩 缠绕 转录功能不活跃 常染色质 低度集缩 呈螺旋化较疏松的结构 只能在电镜下见到 转录功能相对活跃 参与RNA合成 染色质是分布于细胞核内的嗜碱性物质 为伸展成网状的细纤丝 主要有脱氧核糖核酸 DNA 与蛋白质组成 遗传基因是DNA的片断 所以染色质的功能是携带遗传物质 当细胞进入有丝分裂期 染色质高度螺旋盘曲 变短变粗 形成光镜下能看到的条状或棒状的染色体 根据
14、其功能不同 染色体又分为常染色体 22对 和性染色体 1对 性染色体又分为X和Y 它们和性别有关 男性为X Y 女性为X X 5 核仁 一般细胞核内有一个或数个核仁 个别的无核仁 在蛋白质合成旺盛的细胞中 核仁往往显得形状大或数量多 反之 核仁则小而少 核仁是一个无界膜的圆形或卵圆形结构 但在形态 化学组成和功能上又有别于核内其他部分 在电镜下 核仁包括互相不完全分隔的三部分 即从内 中心部位 到外有纤维中心 纤维成分和颗粒成分 核仁的化学组成是蛋白质和核酸 蛋白质约为80 核酸中RNA约为11 DNA约为8 核仁的主要功能是形成核蛋白体 核蛋白体形成后经核孔进入细胞质内 进行蛋白质的合成 细
15、胞间质是由细胞产生并存在于细胞周围的物质 也叫细胞外基质 也是细胞生命活动的外部环境 细胞间质与细胞共同构成组织 细胞间质中有多种大分子物质和小分子物质 水 离子 营养物 代谢物等 不同组织中的细胞间质的含量有其特点 组织中细胞间质的成分及存在形式的不同 又决定了组织的不同物理性质 如骨和牙组织呈坚硬的固态 软骨组织为半固态 血液为液态 细胞间质有支持 联络 保护 营养等作用 此外 还有物质转运的功能 如细胞的物质交换必须通过细胞间质才能进行 第二节细胞间质 细胞间质 纤维 基质 弹性纤维 胶原纤维 网状纤维 细胞间质的构成 一 纤维 一 弹性纤维 较细 黄色 亦称 黄纤维 主要由弹性蛋白组成
16、 弹性纤维被拉长与回缩 给组织以弹性 二 胶原纤维 粗 白色 亦称 白纤维 由胶原原纤维集合成束组成 胶原原纤维由胶原蛋白组成 胶原原纤维抗张强度大 给组织以韧性 三 网状纤维 由胶原蛋白组成 纤维分支吻合连接成网 抗拉性不如胶原纤维 但其伸展性优于胶原纤维 二 基质为无定形物质 主要由氨基聚糖 粘多糖 和蛋白聚糖 又称粘蛋白 组成 氨基聚糖和蛋白聚糖亲水性强 吸引大量水膨胀形成胶冻样基质 允许营养物 代谢物等在血液和细胞之间流通 基本概念 细胞器 是具有一定的形态特点与特定功能的结构 主要包括线粒体 核糖体 内质网 高尔基复合体 溶酶体 微体 微管与微丝 中心体等 细胞质 是位于细胞膜与细胞核之间的全部物质 其基本组成包括基质 细胞器和内含物 核糖体 由大小两个亚基结合而成 其化学结构由核糖核酸和蛋白质组成 核糖体以游离核糖体和结合核糖体两种形式存在 核糖体具有合成蛋白质的功能 粗面内质网 其主要特征是内质网膜的外面附有核糖体颗粒 此核糖体是细胞内合成蛋白质的场所 亦是细胞内物质运输的通道 溶酶体 是由一层膜围成的圆形颗粒 其中含有多种水解酶 能分解蛋白质 脂肪 糖类与核酸等 溶酶体
