细胞膜的功能.docx
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细胞膜的功能
第二章：
动物的细胞和组织
动物体的结构和功能水平分为5级，即细胞（cell）、组织（tissue）、器官（organ）、系统（system）和有机体（organism）。
（如下图）
第一节：
细胞（cell）
一、细胞的发现及细胞学说的建立：
细胞（ce11）是一切生物体（病毒和类病毒除外）的结构与机能单位，一切复杂的，瞬息万变的生命活动都是在细胞内进行的。
1665年RobertHooke（英）发现细胞（cell）
1838-1839年Schleiden&Schwann（德）提出“细胞学说（celltheory）”：
一切动植物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。
二、细胞的一般特征：
（一）细胞一般比较微小，需要用显微镜才能看见。
但也有少数例外，如一些鸟卵（不包括蛋清），直径可达几个cm。
（二）细胞的形态结构与机能也是多种多样的。
游离的细胞多为圆形或椭圆形，如血细胞和卵；紧密连接的细胞有扁平、方形、柱形等；具有收缩机能的肌细胞多为纺锤形或纤维形；具有传导机能的神经细胞则为星形，多具长的突起。
（三）细胞的共同特征：
1、在形态结构方面：
一般具有细胞膜、细胞质（包括各种细胞器）和细胞核的结构。
少数单细胞有机体不具核膜（核物质存在于细胞质中的一定区域），称为原核细胞（prokaryoticcell），如细菌、蓝藻。
具核膜的细胞就是细胞有真正的细胞核，称为真核细胞（eukaryoticcell）。
2、在机能方面：
①细胞能够利用能量和转变能量。
例如细胞能将化学键能转变为热能和机械能等，以维持细胞各种生命活动。
②具有生物合成的能力，能把小分子的简单物质合成大分子的复杂物质。
如合成蛋白质、核酸等。
③具有自我复制和分裂繁殖的能力。
如遗传物质的复制，通过细胞分裂将细胞的特性遗传给下一代细胞。
④具有协调细胞机体整体生命的能力。
三、细胞的结构与功能：
细胞有原核细胞（prokaryoticcell）和真核细胞（eukaryoticcell）之分。
下面主要介绍真核细胞的结构和功能。
（一）细胞膜或质膜（cellmembrane或plasmamembrane）：
1、细胞膜的结构——液态镶嵌模型（fluidmosaicmodel）：
细胞膜（生物膜）呈一种可塑的、流动的、镶嵌有蛋白质的类脂双分子层的膜结构。
2、细胞膜的功能：
①保护功能。
②物质运输：
半透性（semipermeability）或称选择性透性。
③信息传递：
如生物电的传导。
④细胞识别：
对同种或异种细胞的识别，或对异己物质的识别。
⑤能量转换。
等等
（二）细胞质（cytoplasm）：
在细胞膜以内、细胞核以外的部分为细胞质。
细胞质中包含下列各重要的细胞器：
1、内质网（endoplasmicreticulumER）：
（K．R．Porter&A．D．Claude，1945）
——两种类型：
（1）糙面型或颗粒型（roughERrER）：
内质网膜的外面附有颗粒，这些颗粒叫做核（糖核）蛋白体（ribosome）或称核糖体。
功能：
合成蛋白质，也参加蛋白质的修饰、加工和运输。
（2）光面型或无颗粒型（smoothERsER）。
膜上无颗粒，膜系常呈管状，小管彼此连接成网。
功能：
与糖原代谢（肝细胞）、甾醇类激素合成、脂类运送（小肠上皮细胞）、肌肉收缩（肌细胞）及解毒作用（肝细胞）等有关。
（功能差异较大，决定于细胞的类型）
——这二种内质网可认为是一个系统，因为它们在一个细胞内常是彼此连接的，而且糙面内质网又与核膜相连。
2、高尔基器（Golgiapparatus）：
（Golgi1898意大利）
又称高尔基体（Golgibody）、高尔基复合体（Golgicomplex）。
在电子显微镜下观察，高尔基器也是一种膜结构。
它是由一些表面光滑的大扁囊（或称网内池）和小囊构成的。
几个大扁囊平行重叠在一起，小囊分散于大扁囊的周围。
功能：
加工、浓缩、包装、形成分泌颗粒——高尔基器参与细胞分泌过程，将内质网核蛋白体上合成的蛋白质进行加工、分类和包装，再加上高尔基器合成的糖类物质形成糖蛋白转运出细胞，供细胞外使用，同时也将加工分类后的蛋白质及由内质网合成的一部分脂类加工后，按类分送到细胞的特定部位。
高尔基器也进行糖的生物合成。
3、线粒体（mitochondrium）：
（Altmann1890德）
线粒体是一些线状、小杆状或颗粒状的结构。
在电子显微镜下观察，线粒体表面是由双层膜构成的。
内膜向内形成一些隔，称为线粒体嵴（cristae）。
功能：
参与葡萄糖的有氧氧化以及能量的交换与传递——是细胞的“动力工厂”或“动力站”，生命活动的总能量中，95%来自线粒体。
4、溶酶体（lysosome）：
（1955DeDuve）
颗粒状结构，大小一般在0．25um～0．8pum之间。
表面围有一单层膜（一个单位膜），其大小、形态有很大变化。
其中含有多种水解酶，因此称为溶酶体，就是能消化或溶解物质的小体。
功能：
消化、防御。
①正常的细胞内消化：
溶酶体含有多种水解酶，可催化大分子的降解。
②细胞自溶：
细胞有规律的死亡——溶酶体在细胞内破裂，整个细胞被酶消化。
③加工激素：
如胰岛素——刚形成时是胰岛素原，经溶酶体剪裁，形成有活性的胰岛素。
④与细胞病理有关。
细胞质内除上述结构外，还有微丝（microfilament）、微管（microtubule）和中等（间）纤维（intermediatefilament）等组成的细胞骨架（cytoskeleton），它们有支持、运动和运输等功能。
此外，细胞质内还有各种内含物，如糖原、脂类、结晶、色素等。
（三）细胞核（nucleus）：
1、形态：
多种多样，一般与细胞的形状有关。
如在球形、立方形、多角形的细胞中，核常为球形；在柱形的细胞中，核常为椭圆形。
2、数目：
通常每一个细胞有一个核，也有双核或多核的。
3、结构：
（1）核膜或核被膜（nuclearmembrane或nuclearenvelope）：
包在核外面，两层膜，外膜与rER相连，核膜上有小孔，称核孔
（nuclearpore）。
（2）核仁（nucleolus）：
又称核小体，主要成分是蛋白质和RNA。
（3）核基质（nuclearmatrix）：
又称核骨架（nuclear
skeleton）是核的骨架，呈纤维状的网，主要成分是蛋白质。
（4）染色质（chromatin）：
主要成分是DNA和蛋白质。
细胞分裂时染色质进一步浓缩而成光学显微镜下可以看见的染色体（chromosome）.
4、功能：
控制细胞的生长、分裂、分化和新陈代谢等。
四、细胞周期
1、细胞周期的概念：
细胞在生活过程中不断地进行生长和分裂，它的生长和分裂是有周期性的。
细胞由一次分裂结束到下一次分裂结束之间的期限称为细胞周期（cellcycle）。
包括：
两个时期——分裂期和分裂间期（interphase）。
三个过程——细胞生长，DNA复制，细胞复制。
——分裂间期又根据DNA的复制分为3个时期：
G1期：
DNA合成前期（PresyntheticPhase）
S期：
DNA合成复制，称合成期（synthesis）
G2期：
DNA合成后期（postsyntheticPhase）
——分裂期又叫M期。
——细胞已经分化而不处于生长分裂期的这个阶段称为G0期。
细胞已经分化执行特殊的机能时，常不再进行分裂，但在某些刺激下，如创伤愈合或对生长素的反应中，又重新开始生长分裂。
癌细胞虽不属于分化细胞，但在一定条件下也可以转入G0期，G0期细胞对药物杀伤最不敏感，往往成为癌症复发的根源。
因此，细胞周期的研究，对实践有重要意义。
它为肿瘤化学疗法提供了理论基础。
例如对白血病的治疗已取得显著效果。
化疗的中心问题是如何彻底消灭癌的G0期细胞。
在临床上常采用先给周期非特异性药物大量杀伤癌细胞，从而诱发大量的G0期细胞进入周期，然后，再用周期特异性药物，如S期特异性药物消灭之，多次反复进行以达到最大程度地杀伤癌细胞。
过去急性白血病人一般生存数天到半年，现在达到20年缓解者已不乏其人。
2、周期时间：
细胞分裂间期所需要的时间远较分裂期为长。
如人的细胞在组织培养中需要18～22小时才能完成一个细胞周期，而细胞分裂所需时间只占1小时。
3、细胞周期中的生化活动：
G1期——合成DNA复制所需要的酶和底物、RNA、DNA合成的诱导因子、某些蛋白质等。
S期——DNA合成、复制。
G2期——合成分裂用的特异酶、纺锤体和星体的蛋白质、染色体的凝聚因子、细胞分裂的引发物（引发RNA）等。
4、细胞分裂：
细胞分裂可分为无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。
（1）无丝分裂（amitosis）也叫直接分裂，是一种比较简单的分裂方式。
在无丝分裂时看不见染色体的复杂变化，核物质直接分裂成二部分。
一般是从核仁开始，延长横裂为二，接着核延长，中间缢缩，分裂成2个核；同时，细胞质也随着拉长并分裂，结果形成2个细胞。
这种分裂不如有丝分裂普遍和重要。
（2）有丝分裂（mitosis）也叫间接分裂，这个分裂过程较复杂。
整个有丝分裂过程是连续的，一般把它分为前期（prophase）、中期（metaphase）、后期（anaphase）和末期（telophase）。
（3）减数分裂（meiosis）：
这种细胞分裂形式是随着配子生殖而出现的，凡是进行有性生殖的动、植物都有减数分裂过程。
减数分裂与正常的有丝分裂的不同点，在于减数分裂时进行2次连续的核分裂，细胞分裂了2次，其中染色体只分裂一次，结果染色体的数目减少一半。
第二节：
组织
组织（tissue）：
是由一些形态相同或类似、机能相同的细胞群以及细胞所产生的细胞间质（intercellulartissue）构成的，可以完成一定的机能。
高等动物及人的组织可分为四大类，即上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。
一、上皮组织（epithelialtissue）:
组成：
由紧密排列的上皮细胞和少量细胞间质（intercellularsubstance）组成，在细胞之间又有明显的连接复合体（junctionalcomplex）。
特点：
上皮组织内一般没有血管，营养由深层结缔组织中的血管供应。
极性：
游离面——朝向表面或管腔面。
基底面——借基膜（basalmembrane）附着于结缔组织上。
——因为游离面与基底面的结构、分化不同，所以上皮细胞具有极性。
功能：
保护、吸收、排泄、分泌、呼吸等。
分类：
被覆上皮、腺上皮和感觉上皮
（一）被覆上皮（Coverepithelium）：
是覆盖在机体内外表面的上皮组织。
根据细胞层数和形状的不同分为单层上皮和复层上皮，又各再分为扁平、立方、柱状上皮等。
如：
血管管腔面——单层扁平上皮
甲状腺腺泡——单层立方上皮
胃粘膜——单层柱状上皮
皮肤的表皮——复层扁平上皮
膀胱——变移上皮
变移上皮：
可随其覆盖器官的胀缩程度而改变其形态及层次。
——上皮细胞又由于适应不同的机能，有的细胞表面形成纤毛（如呼吸道的纤毛上皮），有的细胞有微绒毛（如肾近曲小管上皮刷状缘、小肠柱状上皮纹状缘）等。
（二）腺上皮（glandularepithelium）：
由具有分泌机能的腺细胞（glandcell）组成，大多为单层立方上皮。
分两大类：
1、外分泌腺（exocrinegland）：
又称有管腺，腺体分泌物可经导管排到身体表面或器官的管腔内。
如：
汗腺，唾液腺，胃腺等。
2、内分泌腺（endocrinegland）：
又称无管腺，腺体分泌物不经导管而直接进入血液或淋巴运送到全身。
如：
甲状腺，肾上腺等。
外分泌腺又可分为：
1、根据腺细胞的数量：
（1）单胞腺（unicellulargland）：
由单细胞组成。
（2）多胞腺（multicellulargland）：
由多细胞组成。
2、根据腺细胞的排列形状：
（1）管状腺（tubulargland）：
腺体的分泌部呈管状。
（2）泡状腺（acinargland）：
腺体的分泌部呈球状囊泡或椭圆囊泡。
又称囊状腺。
（3）管泡状腺（复泡腺）：
既有管状腺体又有囊状腺体。
3、根据分泌物的性质：
（1）浆液性腺泡：
分泌浆液（稀薄而透明的液体）。
（2）粘液性腺泡：
分泌粘液（粘稠的液体）。
（3）混合性腺泡：
两者兼有。
（三）感觉上皮（sensoryepithelium）：
是由上皮细胞特化而成，具有感受机能。
如嗅觉上皮、味觉上皮、视觉上皮、听觉上皮等。
二、结缔组织（connectivetissue）
由多种细胞和大量的细胞间质构成的。
细胞的种类多，分散在细胞间质中。
细胞间质有液体、胶状体、固体基质和纤维，形成多样化的组织。
具有支持、保护、营养、修复和物质运输等多种功能。
可分为以下几类：
疏松结缔组织、致密结缔组织、软骨、骨、血液等。
（一）疏松结缔组织（looseconnectivetissue）：
成分：
由排列疏松的纤维与分散在纤维间的多种细胞及细胞间质构成。
分布于全身组织间与器官间。
纤维：
1、胶原纤维（collagenousfiber）——有韧性，常集合成束，由胶原蛋白组成，于沸水中溶解成为胶水称动物胶。
2、弹力（或弹性）纤维（elasticfiber）——有弹性，较细，由弹性蛋白组成，能耐受沸水和弱酸。
细胞：
有多种细胞组成，主要有：
1、成纤维细胞（fibroblast）——产生纤维和基质，对伤口愈合有重要作用。
2、组织细胞（histiocyte或巨噬细胞macrophage）——具有活跃的吞噬能力，能吞噬侵入机体的异物、细菌、病毒以及死细胞碎片等，具保护作用。
3、肥大细胞（mastcells）——分泌物可防止血液凝结。
4、浆细胞（plasmacells）——是体液免疫的一种重要细胞。
分布：
广泛，分布于全身的组织与器官间。
功能：
支持，连接，营养，防御，保护，创伤修复等。
（二）致密结缔组织（denseconnectivetissue）
成分：
由大量的胶原纤维或弹力纤维组成，基质和细胞较少，排列紧密。
分类：
1、不规则致密结缔组织——主要有粗的胶原纤维组成，纤维排列方向不一定，相互交织。
如皮肤的真皮。
2、规则致密结缔组织——有排列整齐的粗大胶原纤维组成。
如肌腱。
（三）脂肪组织（adiposetissue）：
成分：
由大量脂肪细胞聚集而成，细胞之间，由疏松结缔组织将其分隔成许多脂肪小叶。
特点：
含大量脂肪细胞，其中储有大量脂肪。
分布：
皮下，肠系膜，某些脏器周围。
功能：
支持、保护、维持体温，参与能量代谢。
（四）软骨组织（cartilagenoutissue）：
成分：
软骨细胞、纤维和基质。
软骨细胞埋藏在细胞间质的小腔内。
特点：
软骨组织内无血管，其营养依赖于软骨表面软骨膜内的血管供应。
分类：
1、透明软骨——半透明状，分布最广，主要如关节软骨、肋软骨、气管软骨等。
2、纤维软骨——呈不透明的乳白色，基质内有大量成束的胶原纤维，分布于椎间盘、关节盂、腱及韧带等处。
3、弹性软骨——不透明，具弹性，基质内含有大量的弹力纤维，如外耳壳、会厌等。
（五）骨组织（osseoustissue）：
成分：
由骨细胞、纤维和基质构成的。
纤维为骨胶纤维（和胶原纤维一样），基质含有大量的固体无机盐。
特点：
最坚硬的组织，钙的储存库，与钙、磷代谢有密切关系。
功能：
支持、保护——骨组织是构成骨骼系统各种骨的主要成分。
骨骼为机体的支架，保护柔软器官，其上附有肌肉，是运动器官的杠杆。
（六）血液（blood）：
成分：
由各种血细胞和血浆组成。
血细胞——红细胞、白细胞、血小板等。
功能：
红细胞——主要成分为血红蛋白，能与氧结合，携带氧至身体各部。
白细胞——有许多种。
其中嗜中性白细胞和单核细胞能吞噬细菌、异物和坏死组织，淋巴细胞能产生抗体或免疫物质，参与机体防御机能。
血小板（bloodplatelet）——参与凝血。
存在于哺乳动物的血液中，相当于哺乳动物以下的其它脊椎动物的血栓细胞（thrombocyte）。
三、肌肉组织（musculartissue）：
组成：
肌细胞。
一般细长呈纤维状，因此也称为肌纤维。
功能：
将化学能转变为机械能，使肌纤维收缩，机体进行各种运动。
分类：
横纹肌、心肌、斜纹肌和平滑肌。
（一）横纹肌（striatemuscle）：
也称骨骼肌（skeletalmuscle）。
骨骼肌收缩迅速，强劲有力，但持久性差，其收缩一般受意识支配，故又称随意肌。
骨骼肌细胞最主要的形态特点是：
含有大量的肌原纤维和复杂的肌管系统。
→肌膜（细胞膜）：
可产生和传导AP
→肌原纤维
骨骼肌→肌细胞（肌纤维）→→肌浆（细胞质）：
含细胞器→→内质网（肌质网）
→线粒体（肌粒）、高尔基体等
→核（多个）
肌纤维一般长度为3—40mm；镫骨肌纤维最短，约1mm；缝匠肌纤维长达125mm。
肌纤维的宽度约10—100um。
体育锻炼能使肌纤维变粗
肌原纤维是包含在肌细胞内的长纤维状的结构，纵贯细胞全长，相邻的肌原纤维整齐地平行排列，在一个肌细胞中可达千条之多。
各肌原纤维之间有大量的肌管系统和线粒体分布。
此外，每一个肌细胞有一个以上的核分散在肌浆中。
（二）心肌（cardiacmuscle）：
为心脏所特有的肌肉组织，由心肌细胞组成。
心肌细胞为短柱状或有分枝，一般有一个细胞核，位于细胞的中心部分。
肌原纤维的结构与骨骼肌的相似，但横纹不明显。
其显著不同点在于心肌细胞有闰盘（intercalateddisc）。
在电子显微镜下已清楚显示，闰盘是心肌细胞之间的界限，在该处相邻两细胞膜凹凸相嵌，细胞膜特殊分化，紧密连接或缝隙连接。
闰盘对兴奋传导有重要作用。
心肌除有收缩性、兴奋性和传导性外，还有自动的节律性。
（三）斜纹肌或螺旋纹肌（obliquelystriatedmuscle或spirallystriatedmuscle或helicallystriatedmuscle）：
广泛存在于无脊椎动物，如腔肠动物、涡虫、线虫、环节、软体等动物。
肌原纤维与横纹肌的基本相同，只是各肌原纤维节不是排列在同一水平面上，而是错开排列呈斜纹，暗带特别明显，像一个围绕细胞的暗螺旋。
（四）平滑肌（smoothmuscle）：
存在于脊椎动物的各种内脏器官。
平滑肌的反应较慢，，但能持久地收缩，一般活动不受意志支配，也称不随意肌。
肌细胞一般呈梭形，但也有具3个或更多个突起（如外分泌腺的星形细胞），也有的具分支、互相吻合形成合胞体（如膀胱与子宫肌层中的平滑肌细胞）。
肌细胞中的肌原纤维一般不见横纹，但在电子显微镜下观察，证明其超微结构与骨骼肌的相同，也由粗细相间的肌丝组成，其不同处在于平滑肌的肌丝排列无一定次序，且粗细不匀（15nm～100nm）。
一般认为肌原纤维的收缩过程大抵与横纹肌的一致。
四、神经组织（nervoustissue）：
是动物体分化程度最高的一种组织，由神经元（neuron）（神经细胞）和神经胶质细胞（neurogliacell）组成。
（一）神经元：
1、组成：
（1）细胞体——由细胞膜、细胞质和细胞核组成。
是神经元代谢和营养中心。
（2）突起——又称胞突，有2种，一种如树状，有主干及粗细分枝称为树突（dendron），可有一个到多个；另一种细而长称为轴突（axon），只有一个。
在机能上，树突是接受刺激传导冲动至胞体；轴突则传导冲动离开胞体。
——在神经元的胞质内有一种嗜硷性染料的小体称为尼氏小体（Nissl'sbody），实际是成堆的粗糙型内质网，它存在于树突，但不存在于轴突，也不存在于轴突起源的地方（轴丘），因此可用以区别轴突和树突。
——有的轴突外围有髓鞘（myelinsheath）和神经膜包围，称为有髓神经纤维（myelinaiednervefiber）；无鞘者称为无髓神经纤维（nonmyelinatednervefiber）。
神经末梢：
神经纤维的末端无髓鞘和神经膜，仅以很细的纤维终止于器官组织内，称为神经末梢。
2、功能：
是神经系统的形态和功能单位，具有感受内外刺激和传导兴奋（冲动）的能力。
（二）神经胶质：
神经胶质细胞是一些多突起的细胞，但不分轴突和树突。
功能：
对神经元起支持、保护、营养和修补等作用。
第三节：
器官和系统
一、器官（organ）：
是由几种不同类型的组织联合形成的，具有一定的形态特征和一定生理机能的结构。
例如：
小肠——是由上皮组织、疏松结缔组织、平滑肌以及神经、血管等形成的，外形呈管状，具有消化食物和吸收营养的机能。
器官虽然由几种组织所组成，但不是各组织的机械结合，而是相互关联，相互依存，成为有机体的一部分，不能与有机体的整体相分割。
如小肠的上皮组织有消化吸收的作用，结缔组织有支持、联系的作用，其中由血液供给营养、经血管输送营养并输出代谢废物，平滑肌收缩使小肠蠕动，神经纤维能接受刺激、调节各组织的作用。
这一切作用的综合才能使小肠完成消化和吸收的机能。
二、系统（system）：
一些在机能上有密切联系的器官，联合起来，彼此分工合作，完成一定的生理机能，称为系统。
例如：
消化系统——由口、食管、胃、肠及各种消化腺，有机地结合起来，共同完成对食物的消化和吸收功能。
高等动物体（或人体）内有许多系统，如皮肤系统、骨骼系统、肌肉系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、排泄系统、内分泌系统、神经系统和生殖系统。
这些系统又主要在神经系统和内分泌系统的调节控制下，彼此相互联系、相互制约地执行其不同的生理机能。
只有这样，才能使整个有机体适应外界环境的变化和维持体内外环境的协调，完成整个的生命活动，使生命得以生存和延续。
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