人体解剖生理学 第2章 细胞和基本组织.ppt

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1、第二章第二章 细胞和基本组织细胞和基本组织第一节第一节 细细 胞胞第二节第二节 基本组织基本组织 第一节第一节 细细 胞胞 细胞细胞是人体形态结构、生理功能和生长发育的基本单位。人体细胞大小不一，形态也各种各样，这与其功能以及所处的环境相适应。如血细胞在流动的血液中呈圆形，能收缩的肌细胞呈梭形或者圆梭形，接受刺激的神经细胞有长的突起等.一、细胞的结构及其功能一、细胞的结构及其功能 传统习惯：传统习惯：细胞膜、细胞质、细胞核细胞膜、细胞质、细胞核 现代概念：现代概念：现在，对细胞的基本结构又有了新的认识，现在，对细胞的基本结构又有了新的认识，提出了细胞包括提出了细胞包括“三相结构三相结构”的概念

2、。的概念。膜性体系膜性体系 微纤维体系微纤维体系 微球体体系微球体体系（一）细胞膜（一）细胞膜 从原始生命物质向细胞进化所获得的重要特征从原始生命物质向细胞进化所获得的重要特征之一，是之一，是生命物质外面出现一层膜性结构即细胞膜又生命物质外面出现一层膜性结构即细胞膜又称质膜称质膜。细胞膜不但是细胞核环境之间的屏障也是细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、信息传递的门户胞和环境之间进行物质交换、信息传递的门户。1 1、细胞膜的化学组成和分子结构、细胞膜的化学组成和分子结构（1 1）化学组成）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

3、胞膜主要由脂类和蛋白质脂类和蛋白质组成，还包含少量的糖糖。糖与蛋白质或脂质结合形成糖蛋白或糖脂。从30年代以来就提出了各种有关膜分子结构的假设，其中得到较多实验事实支持，而目前仍为大多数人所接受的是70年代初期（Singe和Nicholson两位科学家）1972年提出的液态镶嵌模型（fluid mosaic model）这一假设的基本内容是：膜的共同结构特点膜的共同结构特点是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同生理功能的蛋白质，后者以-螺旋或球形蛋白质的形式存在。（2 2）细胞膜的分子结构）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

4、，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。1 1）脂质双分子层）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。脂质的熔点较低这决定了膜中脂质在一般体温条件下是液体的，即

5、膜具有某种程度的流动性。不同细胞或不同来源的膜结构中脂质的成分和含量各有不同。双层分子层的内外两层所含的脂质也不尽相同。2）膜的蛋白质分子膜的蛋白质分子 嵌入蛋白（结合蛋白）嵌入蛋白（结合蛋白）表在蛋白（表面蛋白或周围蛋白）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，称为周围蛋白或表在蛋白。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

6、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。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。A A、嵌入蛋白具有许多重要功能（结合蛋白）、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 B、表在蛋白质的功能、表在蛋白质的功能 多和细胞的吞噬作用、吞饮作用、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

7、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 3）细胞膜的糖类）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。例如，由于细胞膜上糖链化学结构不同就使红细胞膜上抗原物质具有不同性质，因而血液也相应的被分为不同的血型。红细胞膜上是A凝集原还是B 凝集原其差别仅在于膜糖脂的糖链中一个糖基的不同。（在人的ABO血型系统中）总

8、之总之“液态镶嵌模型液态镶嵌模型”可以概括为：可以概括为：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。2 2、细胞膜的跨膜物质转运功能（重点）、细胞膜的跨膜物质转运功能（重点）（1 1）单纯扩散）单纯扩散

9、概念概念:物质分子总是由膜的高浓度一侧向低浓度一侧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。移动的现象。特点特点:扩散速率高扩散速率高 无饱和无饱和 不依靠特殊膜蛋白质的不依靠特殊膜蛋白质的“帮助帮助”不需另外消耗能量不需另外消耗能量 扩散通量与浓度梯度和膜通透性呈正相关扩散通量与浓度梯度和膜通透性呈正相关例如：例如：O O2 2、COCO2 2、乙醚和乙醇等少数几种。、乙醚和乙醇等少数几种。OO2 2 o o OO2 2 i iCOCO2 2 i i COCO2 2 o o（2 2）易化扩散）易化扩散 概念概念: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

10、+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种的某些特殊蛋白质的帮助而进行的。因此称为易化扩散易化扩散。一般认为易化扩散至少可分为两种类型 。分类分类:经载体的易化扩经载体的易化扩散散经通道的易化扩经通道的易化扩散散经通道的易化扩散经通道的易化扩散KK+i i KK+o oNaNa+o o NaNa+i i经载体的易化扩散：经载体的易化扩散：GLGL、AAAA 载体型：载体型：一种是以所谓的载体为中介的易化扩散，葡萄糖、氨基酸顺浓度差通过细胞膜就属于这种。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点，当载体在膜的一侧与处于高

11、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，但详细过程尚不清楚。以载体为中介的易化扩散有如下特征：以载体为中介的易化扩散有如下特征：（1)载体蛋白有较高的结构特异性。载体蛋白可选择性的与某物质作特异结合。（2）饱和现象。数目有限（3）竞争性抑制。如载体对结构类似的A、B两物质都有转运能力，当A转运增加，B物质转运量降低。通道型：通道型：另一种是以所谓的“通道”为中介的易化扩散。一些离子如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，简称“通道”。K+通道、Na+通道、Ca2+通道。通道的分类：

12、通道的分类：电压依从性通道（电压门控通道）：通道的开关决定于膜所在的环境两侧的电位差。化学依从性通道（化学门控通道）：通道的开关决定于膜所在的环境中存在化学物质（如递质、激素或药物）的情况。机械门控通道：通道的开放决定于所在膜接受机械性刺激的情况以通道为中介的易化扩散的主要特征：以通道为中介的易化扩散的主要特征：它们的结构和功能状态可以因细胞内外各种理化因素的影响而迅速改变，失活或关闭、开放等。有一定特异性，但没有载体严格;可以处于开放或关闭的不同功能状态，其通透性变化快。易化扩散易化扩散特点特点:需依靠特殊膜蛋白质的需依靠特殊膜蛋白质的“帮助帮助”不需另外消耗能量不需另外消耗能量 选择性（选

13、择性（特殊膜蛋白质本身有结构特异性特殊膜蛋白质本身有结构特异性）饱和性（饱和性（结合位点是有限的结合位点是有限的）竟争性（竟争性（经同一特殊膜蛋白质转运经同一特殊膜蛋白质转运）浓度和电压依从性（浓度和电压依从性（特殊膜蛋白质的变构是有条件特殊膜蛋白质的变构是有条件的，如化学门控通道、电压门控通道、机械门控通道的，如化学门控通道、电压门控通道、机械门控通道）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所包含的势能，因而当时不需要细胞另外供能。这样的转运方式叫做“被动转运”。（3 3）主动转运）主动转运概念概念:主动运转是指细胞膜将物质分子或

14、离子从浓度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。低的一侧向浓度高的一侧转运的过程。特点特点:需要消耗能量需要消耗能量,能量由分解能量由分解ATPATP来提供来提供 依靠特殊膜蛋白质依靠特殊膜蛋白质(泵泵)的的“帮助帮助”是逆电是逆电-化学梯度进行的化学梯度进行的例如例如:NaNa+、K K+、CaCa2+2+、H H+、I I-、ClCl-、葡萄糖、氨基酸。、葡萄糖、氨基酸。最重要且研究较充分的是最重要且研究较充分的是NaNa+、K K+的转运，的转运，依靠钠泵（依靠钠泵（NaNa+、K K+依赖式依赖式ATPATP酶）酶）NaNa+-K-K+泵又称泵又称N

15、aNa+-K-K+-ATPase-ATPase，简称钠泵。，简称钠泵。当当NaNa+i i KK+o o时，时，都可被激活，都可被激活，ATPATP分解产分解产生能量，将生能量，将胞内的胞内的3 3个个NaNa+移至胞移至胞外和将胞外外和将胞外的的2 2个个K K+移移入胞内。入胞内。通道转运与钠通道转运与钠-钾泵转运模式图钾泵转运模式图20%-30%20%-30%能量用于钠能量用于钠-钾泵的转运，是组织具钾泵的转运，是组织具有兴奋性的基础。有兴奋性的基础。维持维持NaNa+o o高高、KK+i i高高原先的不均匀分布状态原先的不均匀分布状态2K2K+泵至细胞内泵至细胞内;3Na;3Na+泵至

16、细胞外泵至细胞外分解分解ATPATP产生能量产生能量当当NaNa+i i/K/K+o o激活激活（4 4）入胞和出胞）入胞和出胞 出胞出胞：指细胞把成块的内容物由细胞内排出的过程指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、神经递质主要见于细胞的分泌过程：如激素、神经递质 消化液的分泌。消化液的分泌。指细胞外的大分子物质或团块进入细胞的过程指细胞外的大分子物质或团块进入细胞的过程。分分 为：吞噬为：吞噬=转运物质为固体转运物质为固体;吞饮吞饮=转运物质为液体。转运物质为液体。入胞入胞:分泌物排出分泌物排出融合处出现裂口融合处出现裂口囊泡向质膜内侧移动囊泡向质膜内侧移动膜性结构包被膜性结构包被=分泌囊泡分泌囊泡高尔基复合体高尔基复合体粗面内质网合成蛋白性分泌物粗面内质网合成蛋白性分泌物出胞出胞：囊泡膜与质膜的某点接触并融合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囊泡的膜成为细胞膜的组成部分细胞膜上的受体对物质的细胞膜上的受体对物质的“辨认辨认”发生特异性结合发生特异性结合=复合物复合物复合物向膜表面的复合物向膜表面的“有被小窝有被小窝”移动移动“