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1、第一章人体基本结构概述 人体解剖生理学 1 2 运动 肌肉 消化 呼吸 泌尿 生殖 内分泌 神经和循环系统 免疫系统 骨骼系统 人体结构可分为10大系统 或8大系统 人体的4种基本组织 上皮组织肌肉组织结缔组织神经组织 3 第一节细胞的结构和功能 传统 细胞膜 细胞质 细胞核现代 膜性体系 微纤维体系 微球体体系 细胞的形态和大小根据所处的环境 生理功能不同而由很大的差别 4 5 6 一 细胞的化学组成 细胞内的生活物质称为原生质 其主要成分为 1 脂质70 磷脂 30 胆固醇 少量鞘脂均为双噬性分子 形成双分子层 体温条件下呈液态 2 蛋白质镶嵌蛋白 以螺旋或球形结构镶嵌在脂质双分子层表面蛋
2、白 结合蛋白 可作为载体 通道 离子泵 受体 酶 免疫蛋白等 3 糖 为寡糖和多糖 形成糖脂和糖蛋白 是细胞的特异性标志 如 红细胞膜A B凝集原的差别在于糖链中一个糖基的差别 7 二 细胞的结构 8 一 细胞膜 从原始生命物质向细胞进化所获得的重要特征之一 是生命物质外面出现一层膜性结构即细胞膜又称质膜 细胞膜不但是细胞核环境之间的屏障也是细胞和环境之间进行物质交换 信息传递的门户 9 1 化学组成细胞膜是细胞表面的一层薄膜又称质膜 厚约7 5 10nm 真核细胞的细胞膜主要由脂类和蛋白质组成 还包含少量的糖 糖与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂 10 2 细胞膜的分子结构在电镜下细胞膜可以
3、分为三层 即在膜的靠内外两侧各有一条2 5nm的电子致密带 中间夹有一条厚约2 5nm的透明带 总厚度为7 5nm左右 这种结构不仅见于各种细胞的细胞膜 亦见于各种细胞器的膜性结构 如线粒体膜 内质网膜等 因而它被认为是一种细胞中普遍存在的基本结构形式 称为单位膜式生物膜 11 细胞膜的液态镶嵌模型 生物膜是以有极性的液态脂质双分子层为基架 其中镶嵌着具有不同分子结构 从而具有不同生理功能的蛋白质 脂质的亲水性端分别朝向膜的内外两侧 疏水性端相互靠近位于膜的内部 膜蛋白质分子镶嵌在脂质双分子层上 有的附着在膜的内或外表面 有的半镶嵌在膜的内或外表面 有的蛋白质侧贯穿整个脂质双分子层 两端暴露在
4、膜的内外两侧 糖和膜上的脂质或蛋白质结合 形成糖脂和糖蛋白 糖脂和糖蛋白的糖链部分 几乎都棵露于膜的外表面 这些糖链可以成为细胞的特异性标志 12 13 1 脂质双分子层细胞膜是由脂质双分子层构成的 在膜的脂质中以磷脂类为主 约占70 以上 其次是胆固醇 一般低于30 还有少量属鞘脂类的脂质 膜的脂质分子都是长杆形 它们的一端是亲水性极性基团 另一端是疏水性非极性基团 由于水分子排斥作用 形成脂质分子的亲水基团朝向膜内外两边的水溶液 而它们的疏水集团朝向膜内部 14 15 2 膜的蛋白质分子嵌入蛋白 结合蛋白 表在蛋白 表面蛋白或周围蛋白 膜蛋白质主要都是镶嵌在脂质双分子层之间的 螺旋或球形结
5、构的蛋白质 它们的亲水端露在膜表面 疏水端则嵌在脂质双分子层与脂质分子的疏水部分连接 有的镶嵌蛋白质贯穿整个脂质双分子层 称为嵌入蛋白 有的蛋白质只附着于脂质双分子层表面 称为周围蛋白或表面蛋白 16 根据细胞膜蛋白质的不同功能 大致可将其归为几类 与细胞膜的物质转运功能有关的蛋白 如载体 通道和离子泵 与 辨认 和 接受 细胞环境中特异的化学性刺激有关的蛋白通称为受体 属于酶类的膜蛋白 与细胞的免疫功能有关的膜蛋白 此外尚有目前还不确知其具体功能的膜蛋白 17 A 嵌入蛋白具有许多重要功能 结合蛋白 a转运膜内外物质的载体 通道和离子泵 b有的是接受激素递质和其他活性物质的受体c有的是具有催
6、化作用的酶B 表在蛋白质的功能多和细胞的吞噬作用 胞饮作用 变形运动以及细胞分裂中的细胞膜分割有关 总之 生物膜所有的多种功能 在很大程度上决定于膜内所含的蛋白质 脂质双分子层是液态的 镶嵌其中的蛋白也是可以移动的 但蛋白分子移动一般只是横向的 和脂质双分子层的定向关系不发生改变 这是由于脂质的疏水区和蛋白质的疏水性部分有一定的吸引力之故 18 3 细胞膜的糖类主要是一些寡糖和多糖链 它们都以共价键的形式和膜内脂质或蛋白质结合 形成糖脂或糖蛋白 这些糖链绝大多数是裸露在膜的外表面一侧的 由于组成这些糖链的单糖在排列顺序上有差异 这就成为细胞特异性的 标志 这些细胞表面的糖链部分有的有抗原性质
7、19 3 细胞膜的跨膜转运功能 细胞膜的物质转运作用包括膜的被动转运 主动转运 胞饮 胞吞 和胞吐等 1 被动转运 passivetransport 当同种物质 不同浓度的两种溶液相邻地放在一起时 溶质的分子会顺着浓度差或电位差产生净流动叫被动转运 被动转运不需要细胞膜或细胞另外提供其它形式的能量 被动转运又可有以下两种形式 单纯扩散和易化扩散 20 A单纯扩散物质分子总是由膜的高浓度一侧向低浓度一侧移动的现象 如O2和CO2等 特点 扩散速率高 无饱和现象 不依靠特殊膜蛋白质的 帮助 不需另外消耗能量 扩散通量与浓度梯度和膜通透性呈正比 21 O2 o O2 i CO2 i CO2 o 22
8、 B易化扩散概念 不溶于脂质的或很难溶于脂质的某些物质 如葡萄糖 氨基酸等分子和K Na Ca2 等离子 在一定情况下 也能顺浓度梯度通过细胞膜 但它们是借助于细胞膜结构中的某些特殊蛋白质的帮助而进行的 因此称为易化扩散 一般认为易化扩散至少可分为两种类型 经载体的易化扩散 经通道的易化扩散 23 载体型易化扩散 以载体为中介的易化扩散 如葡萄糖 氨基酸顺浓度差通过细胞膜等 载体是细胞膜上的镶嵌蛋白质 在这种蛋白质分子上有与被运输物质的特异结合位点 当载体在膜的一侧与高浓度的某一被转运物质结合后 可移向膜的另一侧 然后与被运物质分离 如此反复进行 以载体为中介的易化扩散有如下特征 1 选择性
9、2 饱和现象 3 竞争性抑制 24 经载体的易化扩散 GL AA 25 通道型易化扩散 以 通道 为中介的易化扩散 如K Na Ca2 等顺着浓度梯度通过细胞膜 就属于这种类型 通道 也是镶嵌在细胞膜上的一种蛋白质 称通道蛋白 通道的分类 电压门控通道 化学门控通道 机械门控通道 26 经通道的易化扩散 K i K o Na o Na i 27 通道中介的易化扩散的特点 A 速度快B 有选择性C 受精密调控 28 单纯扩散和易化扩散的共同点 物质分子或离子都是顺浓度差和顺电位差移动 物质移动所需要的能量来自浓度差或电势差所包含的势能 29 30 2 主动转运 activetransport 概
10、念 主动运转是指细胞膜将物质分子或离子从浓度低的一侧向浓度高的一侧转运的过程 特点 需要消耗能量 能量由分解ATP来提供 依靠特殊膜蛋白质 泵 的 帮助 是逆电 化学梯度进行的 31 主动转运分为2种 1 原发性主动转运 又称为一次性主动转运 细胞直接利用代谢产生的能量将物质逆浓度梯度或电化学梯度进行跨膜转运的过程 特点 转运体为非对称性 并具有与ATP结合的专属性结构区域 将酶反应 ATP分解为ADP Pi 与离子转运相结合 通过转运体的构象改变来单向转运离子 32 通道转运与钠 钾泵转运模式图 33 2 继发性主动转运 也称联合转运 某种物质能够逆浓度差进行跨膜运输 但是其能量不是来自于A
11、TP分解 而是由主动转运其他物质时造成的高势能提供 这种转运方式称为继发性主动转运 同向转运逆向转运 34 3 胞吞和胞吐胞吞 细胞外的大分子物质或团块进入细胞的过程 分为 吞噬 转运物质为固体 胞饮 转运物质为液体 35 细胞的吞噬过程 36 细胞膜上的受体对物质的 辨认 发生特异性结合 复合物 复合物向膜表面的 有被小窝 移动 有被小窝 处的膜凹陷 凹陷膜与细胞膜断离 吞食泡 吞食泡与胞内体的膜性结构相融合 胞吞 37 胞吐 细胞把成块的内容物由细胞内排出的过程 主要见于细胞的分泌过程 如激素 神经递质消化液的分泌 胞吐是一个复杂的耗能过程 38 分泌物排出 融合处出现裂口 囊泡向质膜内侧
12、移动 膜性结构包被 分泌囊泡 高尔基复合体 粗面内质网合成蛋白性分泌物 胞吐 囊泡膜与质膜的某点接触并融合 囊泡的膜成为细胞膜的组成部分 39 二 细胞质 1 细胞质基质如果把细胞膜和核膜之间的大小不等的结构全部除去 剩下的胶态物质就是细胞质基质 简称基质或胞浆 主要功能 细胞质基质也进行着一定的代谢活动 2 核蛋白体 核糖体 它是由核蛋白体核糖核酸 简称rRNA 和蛋白质构成的椭圆形颗粒小体 主要功能 核蛋白体是细胞内蛋白质合成的主要构造 因此有人喻之为 装配蛋白质的机器 40 3 内质网内质网是分布在细胞质基质中的膜性管道系统 大小管 泡互相吻合形成网状 内质网膜可与核膜 高尔基复合体膜和
13、细胞膜等相连 这说明整个细胞的膜性结构是互相连接的一个整体 内质网膜表面附着由许多核蛋白体的称为粗面内质网 没有核蛋白体附着的称为滑面内质网 粗面内质网 粗面内质网与蛋白质的合成密切相关 它既是核蛋白体附着的支架 又是运输蛋白质的通道 滑面内质网 其功能比较复杂 例如 肝细胞内的滑面内质网可能与糖原的合成和贮存有关 皮质腺和产生类固醇物质的内分泌腺细胞中 滑面内质网有合成脂类物质的功能 骨骼肌细胞内的滑面内质网又称 肌质网 与骨骼肌细胞的兴奋 收缩耦联机制有关等 41 4 高尔基体 高尔基复合体 它是由数层重叠的扁平囊泡 若干小泡及大泡三部分组成的膜性结构 主要功能 是与细胞内一些物质的积聚
14、加工和分泌颗粒的形成密切相关 此外 高尔基体也参与溶酶体酶 的形成 5 线粒体是由内外两层单位膜形成的圆形或椭圆形的囊状结构 主要功能 线粒体中存在着催化物质代谢和能量转化的各种酶和辅酶 因而供能物质 如糖酵解产物丙酮酸 在线粒体内能得到彻底氧化分解 生成更多高能磷酸化合物ATP以备细胞其它生命活动需要 细胞生命活动中所需要能量约有95 来自线粒体 因此 线粒体的主要功能是进行细胞的氧化供能 故有细胞内 动力工厂 之称 6 溶酶体是一种囊状小体 主要功能 溶酶体是细胞内重要的消化器官 除上述细胞质基质和细胞器外 尚有微丝 微管 中心粒等细胞器是由蛋白质构成的丝状和管状结构 它们与其它细胞器的位
15、移 分泌颗粒的运输 微绒毛的收缩以及细胞的运动等功能有密切关系 42 三 细胞核 所谓细胞核 在形态上只是核物质的集中区域 一般靠近细胞中央部分 在功能上是遗传信息传递的中枢及细胞主要遗传物质的所在地 并控制细胞内蛋白质合成的数量和质量 从而调节细胞的各种生命活动 43 1 核膜是位于细胞核表面的薄膜 由两层单位膜组成 主要功能 核膜的特殊作用就是把核物质集中在靠近细胞中央的一个区域内 核物质的区域化有利于实现其功能 核膜上还有许多散在的孔 称为核孔 核孔是核与细胞质进行物质交换的孔道 在核内形成的核糖核酸 RNA 可经核孔进入细胞质 2 核仁绝大多数真核细胞的细胞核内部有一个或一个以上的核仁
16、 它通常只出现于间期的细胞核中 在有丝分裂期则消失 核仁的化学成分主要是蛋白质和核酸 主要是核糖核酸 44 3 染色质和染色体间期细胞核中 能被碱性染料着色的物质即染色质 或称染色质纤维 染色质的基本化学成分是脱氧核糖核酸 简称DNA 和组蛋白 二者结合形成染色质结构的基本单位 核小体 在细胞有丝分裂时 若干核小体构成的染色质纤维反复螺旋 折叠 最后组装成中期染色体 因此 染色质和染色体实际上是同一物质在间期和分裂期的不同形态表现 DNA分子的功能主要有两方面 贮藏 复制和传递遗传信息 控制细胞内蛋白质的合成 详见生物化学 由上可知 细胞各组成部分 简称组分 在结构和功能方面都有各自的特点 但它们又是密切联系 相互依存 相互配合成为统一的整体 从而保证细胞生命活动的正常进行 45 第二节基本组织 组织 tissue 结构和机能上具有密切联系的细胞和细胞间质所组成 细胞间质是由细胞产生 并位于细胞之间的不具有细胞形态的物质 细胞间质的作用 对细胞主要起支持 连接和营养等作用 并参与构成细胞生存的微环境 基本组织分为 上皮组织结缔组织肌肉组织神经组织 46 上皮组织 Epithelialt
