人体解剖生理学---第一章细胞及基本组织.ppt
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1、第一章 人体基本结构概述 人体解剖生理学人体解剖生理学 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 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:能不同而由很大的差别: 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
2、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。 二、细胞的结构 (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。 (1)化学组成 细胞膜是细胞表面的一层薄膜又称质膜, 厚约7.510nm。真核细胞的细胞膜
3、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。 (2)细胞膜的分子结构 在电镜下细胞膜可以分为三层,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。 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
4、 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 。 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
5、们的疏 水集团朝向膜内部。 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。 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
6、外尚有目前还不确知其具体功能的膜蛋白。 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。 3)细胞膜的糖类 主要是一些寡糖和多糖链,它们都以共价
7、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。 (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(passive transport) 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。 A 单纯扩散 物质分
8、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 O2o O2i CO2i CO2o 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 载体型易化扩散: 以载体为中介的易化扩散 ,如葡萄糖、
9、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。 (2)饱和现象。 (3)竞争性抑制。 经载体的易化扩散: GL、 AA 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 经通道的易化扩散 K+i
10、K+o Na+o Na+i 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 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。 2)主动转运(active transport) 概念: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 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
11、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。 通道转运与钠-钾泵转运模式图 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 ATP 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 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。 细胞的吞噬过程 细胞膜上的受体对物质的“辨认
12、” 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: 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。 分泌物排出 融合处出现裂口 囊泡向质膜内侧移动 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 (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。
13、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”。 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。
14、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。 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、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
15、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。 (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
16、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。 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,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); 3 3、染色质和染色体染色质和染色体 间期细胞核中,能被碱性
17、染料着色的物间期细胞核中,能被碱性染料着色的物 质即染色质质即染色质(或称染色质纤维)。染色质的基本化学成分是(或称染色质纤维)。染色质的基本化学成分是 脱氧核糖核酸(简称脱氧核糖核酸(简称DNADNA)和组蛋白。二者结合形成染色质结)和组蛋白。二者结合形成染色质结 构的基本单位构的基本单位核小体。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复螺旋,折叠,最后组装成中期染色体。因此,染色质和染。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。色体实际上是同一物质在间期和分裂期的不同
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- 人体 解剖 生理学 第一章 细胞 基本 组织
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