第一章细胞与细胞间质..doc

第一篇 人体组成的结构基础 细胞cell是组成人体的基本结构和功能单位；一些形态结构和生理功能相同或相似的细胞和细胞间质结合在一起，构成了组织tissue，如上皮组织、肌肉组织等；几种不同的组织结合在一起，又构成具有一定形态结构和生理功能的器官organ，如心、肺等；若干个器官组合在一起，再形成具有某些功能的系统system，如消化系统、呼吸系统等；八个系统（另加感觉器官）最后构成一个复杂而又协调的人体。因此，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。 第一章 细胞和细胞间质 【学习目标】 掌握细胞的形态、结构； 掌握细胞质的组成、细胞膜和细胞核的结构； 掌握线粒体的结构； 了解内质网、高尔基复合体、核糖体等细胞器的结构； 了解细胞间质的概念和组成。 第一节 细胞 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。 一、细胞的形态结构 （一）细胞的形态 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。(图1-1) 人体细胞在体积上也有明显的差异。卵细胞较大，直径可达200μm；小脑的颗粒细胞直径只有4μm；骨骼肌细胞长约1－40mm，最长可达15cm；脊髓运动神经细胞的轴突可长1m以上，但是胞突的长度和其直径大小相差很大。由于单个细胞非常微小，肉眼难以观察，因而要详细了解其内部结构须在光镜或电镜下进行。 （二）细胞的结构 细胞的结构分为细胞膜、细胞质和细胞核三部分。 1．细胞膜cell membrance 是指包围在细胞外面的透明的薄膜，又称质膜plasma membrance，厚度约为5~10nm。这层薄膜不仅能保护细胞的完整性，又能控制细胞内外物质的进出，感受其周围环境的变化，使细胞产生应答反应。 在电镜下，细胞膜通常呈现两边有深色的暗层和中间夹一浅色的明层、宽度约为7nm的三板层结构（两暗一明的铁轨形状）。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 unit membrance或生物膜 (图1-2)。 根据生物化学分析，细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，并含有少量的糖类等(图1-3)。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的头部和一个疏水的尾部构成，亲水性头部相互靠拢，分别朝向膜的内外表面，疏水性尾部相互对立并指向膜的内部。由于脂类分子以与膜表面垂直的方向相互靠拢并平行排列，故形成了有规律排列在膜内外的脂类双分子层，这种双分子层构成了膜的骨架，也是最稳定的一种排列结构，即亲水性头部吸引水，而疏水性尾部避开水，且与其他疏水分子聚集。膜上的蛋白质分子是嵌入或附着在脂类双分子层上的。部分嵌入或全部嵌入或穿越脂双分子层的蛋白质，称为嵌入蛋白；附着在脂类双分子层内外表面的蛋白质分子，称为表在蛋白。膜上还有糖类分子，多位于膜的外表面或细胞器膜的腔面，有的与蛋白质分子结合，组成糖蛋白；有的与脂类分子结合，组成糖脂。这些糖蛋白或糖脂，具有物质识别、物质交换和接触抑制（即细胞互相挤压后，会抑制细胞的分裂）等功能。 【学习与应用】 膜蛋白质的含量和种类，与膜功能的复杂性相关。人体内多数细胞的膜内蛋白质和脂类的含量相同，各约50%。但一些功能特殊的生物膜上的蛋白质含量就较高，如：线粒体的内膜，其膜上蛋白质的含量高达75%，这是因为线粒体有复杂的能量代谢功能；而神经髓鞘的功能简单，仅起绝缘作用，其膜上蛋白质含量就较少、脂类的含量（75%）相对较高。另外，那些穿越脂类双分子层的嵌入蛋白可能是细胞膜上的通道，在细胞的物质运输等方面起着重要的作用。 生物膜的研究己成为生物和体育科学、药学领域中一道亮丽的风景线，倍受专家学者关注。膜生物学已成为一门新兴学科，包括生物膜形态学、膜细胞生物学、膜分子生物学、膜受体学等。目前国际上该领域进展迅速，在膜的合成与分选、膜受体与信号转导、膜脂第二信使、膜功能筏与膜穴系统、膜蛋白结构的晶体学与膜拓扑学等方面取得重大进展，有些内容己获得国际诺贝尔医学与生理学奖。 2．细胞质cytoplasm 细胞膜和细胞核之间的透明胶状物质称为细胞质，细胞质由基质、细胞器和内含物三部分组成。(图1-4) （1）基质hyaloplasm 是细胞质的液态部