细胞膜的功能.docx

1、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 Robert Hooke(英) 发现细胞（cell）1838-1839年 Schleiden & Schwann（德）提出“细胞学说（cell theory）”：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

2、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（prokaryotic cell），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（e

3、ukaryotic cell）。2、在机能方面：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。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。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。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（prokaryotic cell）和真核细胞（eukaryotic cell）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（cell membrane 或 plasma membrane）：1、细胞膜

4、的结构液态镶嵌模型(fluid mosaic model)：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：保护功能。物质运输：半透性（semipermeability）或称选择性透性。信息传递：如生物电的传导 。细胞识别：对同种或异种细胞的识别，或对异己物质的识别。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（endoplasmic reticulum ER）：（KRPorter & ADClaude，1945）两种类型：（1）糙面型或颗粒型（rough E

5、R rER）：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（smooth ER sER）。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（Golgi apparatus）：（Golgi 1898 意大利）又称高尔基体（Golgi bo

6、dy）、高尔基复合体（Golgi complex）。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）：（Altmann 1890 德）线粒体是一些线状、小杆状或颗粒状的

7、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）：（1955 De Duve）颗粒状结构，大小一般在025um08pum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。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。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。加工

8、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。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（intermediate filament）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

9、核被膜（nuclear membrane或 nuclear envelope）：包在核外面，两层膜，外膜与rER相连，核膜上有小孔，称核孔（nuclear pore）。（2）核仁（nucleolus）：又称核小体，主要成分是蛋白质和RNA。（3）核基质（nuclear matrix）：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

10、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（cell cycle）。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（Presynthetic Phase）S期：DNA合成复制，称合成期（synthesis）G2期：DNA合成后期（postsynthetic Phase）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

11、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

12、长。如人的细胞在组织培养中需要 1822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

13、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

14、细胞群以及细胞所产生的细胞间质(intercellular tissue)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（epithelial tissue）:组成：由紧密排列的上皮细胞和少量细胞间质（intercellular substance）组成，在细胞之间又有明显的连接复合体（junctional complex）。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（basal membrane）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

15、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（Cover epithelium）：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（glandular epithelium）：由具

16、有分泌机能的腺细胞（gland cell）组成，大多为单层立方上皮。分两大类：1、外分泌腺（exocrine gland）：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（endocrine gland）：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（unicellular gland）：由单细胞组成。（2）多胞腺（multicellular gland）：由多细胞组成。2、根据腺细胞的排列形状：（1）管状腺（tubular gland）：腺体的分泌部呈

17、管状。（2）泡状腺（acinar gland）：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（sensory epithelium）：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（connective tissue）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

18、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（loose connective tissue）：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（collagenous fiber）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（elastic fiber）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

19、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（mast cells）分泌物可防止血液凝结。4、浆细胞（plasma cells）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（dense connective tissue）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

20、排列整齐的粗大胶原纤维组成。如肌腱。（三）脂肪组织（adipose tissue）：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（cartilagenou tissue）：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

21、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（osseous tissue）：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

22、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（blood platelet）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（muscular tissue）：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（striate muscle）：也称骨骼肌（skeletal muscle）。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

23、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340mm；镫骨肌纤维最短，约1mm；缝匠肌纤维长达125mm。肌纤维的宽度约10100um。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（cardiac muscle）：为心脏所特有的肌肉

24、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（intercalated disc）。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（obliquely striated muscle或 spirally striated muscle或 helically striated muscle）：广泛存在于无脊椎动物，

25、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（smooth muscle）：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

26、细不匀（15nm100nm）。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（nervous tissue）：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（neuroglia cell）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（Niss

27、ls body），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（myelin sheath）和神经膜包围，称为有髓神经纤维（myelinaied nerve fiber）；无鞘者称为无髓神经纤维（nonmyelinated nerve fiber）。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、

28、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。