第一章人体基本结构概述

第一章 人体基本结构概述教学课题：第一节 细胞的结构与功能 教学目标与基本要求:通过本次课的教学,让学生初步掌握细胞的结构；理解细胞的功能；了 解特殊的细胞结构教学重点：细胞膜的结构与功能；各细胞器的功能。 教学难点：细胞膜的结构与功能；染色质与染色体。 教学方法与手段：讲授法，使用挂图和模型 教学课时：2课时课的类型：讲授课教学过程第一章 人体基本结构概述第一节 细胞的结构与功能细胞是机体结构与功能的基本单位。不同细胞形态有很大差异，如红细胞多为圆盘型， 上皮细胞多为扁平型，神经细胞常具有多分支的突起。不同细胞大小也不一，如卵细胞直径 可达150um,红细胞则为7.5um。一、细胞膜细胞膜(cell membrane,也称质膜)把胞质(cytosol)与其外部环境相分隔，使细胞成为一 个相对独立的单位。胞质内化学成分的相对独立和稳定,对于维持细胞内各种功能蛋白质分 子的活性和正常新陈代谢(metabolism)具有至关重要的作用。用生物化学方法分析细胞膜 表明，细胞膜主要有脂质(lipid)和蛋白质(protein)组成，此外还有极少量的糖类物质。 从重量上看：膜内蛋白质与脂质的比例大约在4： 11： 4之间，该比例的大小取决于膜的 种类和功能活动水平。这些物质分子在膜中是以怎样的形式排列的呢？即膜的分子结构如何 呢？目前已被公认的假说是Singer和Nicholson于1972年提出的液态镶嵌模型(fluid mosaic model)，根据这一模型，膜是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着许多具有不同结构 和功能的蛋白质。(一) 脂质双分子层1成分：在膜的脂质中以磷脂(phospholipid)类为主，约占脂质总量的70%以上；其 次是胆固醇(cholesterol), 般低于30%；还有少量的鞘脂(sphingolipid)类。2.结构： 1925 年 Gorter 和 Grendel 对红细胞膜作了一些化学测定和有趣的计算，他们 提取出红细胞膜中所含的脂质，并测定将这些脂质以单分子层在水溶液表面平铺开来时所占 的面积，结果发现，一个红细胞膜中脂质所占的面积，差不多是该细胞所占面积的2倍。从 而推测，脂质可能是以双分子层的形式包被在细胞表面的。膜脂质都是一些双嗜性分子(amphilic molecule)，其一端的磷酸和碱基是亲水性极性基团，朝向膜内外两侧表面，另一 端的脂肪酸烃链是疏水性非极性基团，朝向双分子层的内部，两两相对居中排列。3特点：流动性-由于脂质的熔点较低，在体温条件下是液态的，故脂质分子能在同 一分子层中作侧向运动。膜的流动性受许多因素的影响，如：胆固醇的含量、脂肪酸烃链的 长度和不饱和度、膜蛋白的含量等。稳定性一一从热力学的角度分析，脂质双分子层包含 的自由能最低，故最为稳定，可以自动形成和维持。稳定性和流动性使细胞膜可以承受相当 大的张力和外形改变而不致破裂，而且即使膜结构有时发生一些较小的断裂，也可以自动融 合而修复。(二) 细胞膜的蛋白细胞膜的蛋白是以a -螺旋或球形结构分散镶嵌在膜的脂质双分子层中，其中贯穿于整 个脂质双分子层的，称为整合蛋白(integral protein)；而另一些与膜两侧表面的脂质极性基 团相互吸引，像是附着在膜的表面，称为表面蛋白(peripheral protein)。整合蛋白约占膜蛋 白的70%80%,它们是以其肽链一次或反复多次穿越膜的脂质双层为特征的；与物质跨膜 转运功能有关的功能蛋白，如载体、通道、离子泵和转运体等，都属于整合蛋白。膜结构中 的蛋白质具有不同的结构，因而其功能也不同。因为细胞的功能特点在很大程度上是由细胞 膜上的膜蛋白的功能特点决定的，可见细胞膜蛋白的种类及含量越多，该细胞的功能也就越 复杂。(三) 细胞膜的糖类细胞膜所含糖类甚少，主要是一些寡糖和多糖链；它们以共价键的形式和膜脂质或蛋白 质结合，形成糖脂(glycolipid)或糖蛋白(glycoprotein)。结合于糖脂或糖蛋白上的糖链仅 存在于膜的外侧，意义在于以其单糖排列顺序上的特异性，作为它们所在细胞或它们所结合 的蛋白质的特异性标志。二、物质的跨膜转运物质进出细胞必须通过细胞膜，细胞膜主要是由脂质双分子层构成的，其间不存在大的 空隙，故仅有极少数能溶于脂类的小分子物质可以通过物理扩散透过细胞膜；水溶性小分子 物质和带电离子需要借助于相关膜蛋白的介导来完成转运；大分子物质或物质颗粒则需通过 细胞膜的整装转运进出细胞。常见的跨膜转运形式有：(一) 单纯扩散1概念：脂溶性物质通过脂质双分子层由高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程，称为单 纯扩散(simple diffusion)。如氧气、氮气、二氧化碳、乙醇、尿素等物质的跨膜转运。2扩散通量：“单纯”一词的含义在于说明这是一种简单的物理扩散，没有生物学的转 运机制参与。但与一般物理系统不同的是，在细胞内外液之间存在一个主要有脂质分子构成 的屏障，故某一物质扩散的量（摩尔数/平方厘米/秒，即扩散通量）取决于膜两侧该物质的 浓度差和该物质通过膜的难易程度（即膜对该物质的通透性）。3.特点：不需要外力帮助，也不消耗能量，是一被动过程。（二）膜蛋白介导的跨膜转运1. 易化扩散:指不溶于脂质或脂溶性很小的物质，在膜蛋白的协助下，由高浓度的一侧通 过细胞膜向低浓度的一侧转运的过程，称为易化扩散（facilitated diffusion）。其动力与单纯 扩散一样，是浓度差和电位差，也是一种被动过程。可分为:（1）经载体易化扩散：介导这一过程的膜蛋白称为载体蛋白或载体（carrier）。载体是 一些贯穿脂质双层的整合蛋白。这种跨膜转运的特征是：转运速率存在饱和现象；载体 与溶质的结合具有结构特异性；结构相似的溶质经同一载体转运时有竞争性抑制。（2）经通道易化扩散：介导这一过程的膜蛋白称为离子通道（ion channel）或通道。 通道是一类贯穿脂质双层的、中央带有亲水性孔道的膜蛋白。这种跨膜转运的特征是：高 速度-离子的移动速度就像离子在通常的水溶液中一样移动的非常快，这是通道与载体之间 最重要的区别；离子选择性-每一种通道都对一种或几种离子有较大的通透性，而其它离 子则不易或不能通过称为离子的选择性,其取决于通道开放时水相孔道的大小和孔道壁的带 电情况；门控-由于推测通道的功能状态与其分子内部的闸门（gate）样结构的运动有关， 故将此过程称为门控（gating）。根据引起门控过程的机制的不同，离子通道可分为：化学门 控通道、电压门控通道和机械门控通道等。2. 原发性主动转运（1）概念:细胞直接利用代谢产生的能量将物质（通常是带电离子）逆浓度梯度或电位 梯度进行跨膜转运的过程，称为原发性主动转运（primary active transport）;是人体最重要的物 质转运形式。介导这一过程的膜蛋白称为离子泵（ion pump），离子泵由于具有水解ATP的 能力，故也称为ATP酶（ATPase）。（2）特点：在物质转运过程中，细胞要代谢供能；物质转运是逆电化学梯度进行 的。（3）钠泵:在细胞膜上普遍存在的离子泵是钠-钾泵（sodium-potassium pump），简称钠 泵（sodiumpump）,也称 Na+-K+ -ATP 酶。钠泵的作用：钠泵能分解ATP使之释放能量，在消耗代谢能的情况下逆着浓度差把 细胞内的Na+移出膜外，同时把细胞外的K+移入膜内，因而形成和保持膜内高K+和膜外高 Na+的不均衡离子分布。启动或使钠泵活动加强的最重要因素是膜内Na+增多或膜外K+增 多,一般情况下，每分解一个ATP能将3个Na+移出膜外，同时将2个K+移入膜内。钠泵的意义：a.钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢反应进行的必要条件。b.钠 泵活动造成的膜内外Na+和K+的浓度差，是细胞生物电活动产生的前提条件。c.钠泵能不 断的将顺浓度梯度漏入的Na+ (多)和漏出的K+ (少)转运回去，维持胞质渗透压和细胞 容积的相对稳定。d.钠泵活动形成的膜内外Na+的浓度差是维持Na+ -H +交换和Na+-Ca+ 交换的动力，对细胞内pH值和Ca+浓度的稳定有重要意义。e.影响静息电位的数值。f.Na+ 在膜两侧的浓度差也是其它许多物质继发性主动转运的动力。3继发性主动转运(1) 概念：许多物质在进行逆浓度梯度或电位梯度的跨膜转运时，所需的能量并不直 接来自ATP分解，而是来自Na+在膜两侧的浓度势能差，后者是钠泵利用分解ATP释放的 能量建立的。这种间接利用ATP能量的主动转运过程，称为继发性主动转运(secondary active transport)，或简称联合转运(cotransport)。如肠上皮细胞、肾小管上皮细胞对葡萄糖和氨 基酸的吸收等。与联合转运有关的蛋白质，称为转运体蛋白或转运体(transporter)0(2) 分类：根据被转运物质与Na+转运的方向，分为同向转运和反向转运(或交换)两 种形式。相应的转运体分别称为同向转运体和反向转运体(或交换体)。(三) 出胞和入胞1. 出胞:胞质内的大分子物质以分泌囊泡的形式排出细胞的过程，称为出胞(exocytosis); 如内分泌细胞分泌激素、神经细胞分泌递质等。2入胞(endocytosis)：是指大分子物质或物质的团块(细菌、细胞碎片等)借助于与细 胞膜形成吞噬泡或吞饮泡的方式进入细胞的过程，并分别称为吞噬(phagocytosis)和吞饮 (pinocytosis)。吞饮又可分为液相入胞和受体介导入胞两种。液相入胞是指细胞外液及其 所含的溶质连续不断地进入胞内，是细胞本身固有的活动，进入细胞的溶质量和溶质的浓度 成正比。受体介导入胞则是通过被转运物与膜受体的特异结合，选择性地促进其进入细胞的 一种入胞方式。出胞和入胞主要是依靠细胞本身的活动来完成的，也需要细胞代谢供能。二、细胞质细胞质是细胞膜与细胞核之间的原生质，为复杂的有机物。主要化合物有水、核酸、蛋 白质、糖类、脂肪、盐类等。细胞质中匀质而透明部分称基质，又称细胞液。基质中各种不 同的特殊结构，称为细胞器。(一) 内质网为结构复杂的膜状的管道或囊状物，分布在细胞质的基质中，有的内质网上附有核糖体， 为粗面内质网，与细胞合成蛋白质有关，也是细胞内物质运输的通道。有的内质网上不附有 核糖体，为滑面内质网，参与糖类、脂肪等的合成与分解。（二）高尔基复合体 位于细胞核附近，由扁平囊、小泡及大泡三种膜状结构组成，其重要功能之一为参与分 泌颗粒的形成。（三）线粒体 为粗线状，粒状小体，由两层单位膜包围而成。外膜平整，内膜向内折叠形成嵴，酶分 子附在嵴的表面，线粒体为细胞内物质氧化与还原的重要场所，细胞内生物化学活动所需的 能量大都由此供给。（四）溶酶体 是微细的囊状结构，其表面为一层膜所包被。膜内含有多种酶，与细胞内物质的分解与 消化有关。（五）核糖核蛋白体 为微细的球状结构，由核糖核酸和蛋白质组成，是合成蛋白质的场所。（六）中心体 为球形小体，每个中心体中有两个互相垂直的粒状小体，在细胞分裂过程中，参与纺锤 体的形成，与染色质的移动有关。（七）微丝 细胞质中一种实心的丝状结构，与细胞内运输、细胞质运动，肌肉的收缩、微绒毛收缩 等有关。（八）微管 细胞质中中空纤维状结构。构成细胞的支架，与纤毛、鞭毛的运动及细胞内运输、细胞 分裂有关。三、细胞核位于细胞中央，为球形，被有孔的膜所围绕。（一）核膜:具有与细胞膜相同结构的双层脂质膜。外层膜面向细胞质，表面附核糖体， 膜上有孔，称核孔。（二）核液：为无结构的胶状物。（三）染色质与染色体：主要由脱氧核糖核酸和蛋白质组成，在未分裂的细胞中常呈颗粒 状或块状分散与细胞核内，为染色质。在细胞进行有丝分裂时，常聚缩成有一定数目，大小 及形态的结构，为染色体。（四）核仁：核内的球形小体，主要由蛋白质，核糖核酸所组成，不具膜。 细胞核对整个细胞的生命活动十分重要，控制着细胞内蛋白质的合成；染色质所携带的 遗传信息与细胞的分化和机体的发育生长有密切的关系。四、特殊的细胞结构（一）微绒毛：为细胞质和细胞膜的突起，内有微丝，可大大增加细胞的表面积，如小肠 微绒毛。（二）纤毛：细胞质和细胞膜的毛状突起，内有微管伸入基部。当所以纤毛向一个方向摆 动时，可推动物体前进，如呼吸道上皮细胞的纤毛。（三）鞭毛：细胞表面的单条或多条细长的鞭状突起，能作振动或波浪式的运动，如精子 的鞭毛。思考题：物质进入细胞内可通过哪些方式，各有何特点？参考书目：人体解剖生理学，左明雪，高等教育出版社人体及动物生理学，王玢，高等教育出版社人体组织解剖学，北京师大等合编，高等教育出版社第二章 人体基本结构概述教学课题：第二节基本组织；第三节器官、系统、人体形态；第四节人体机能的调节 教学目标与基本要求:通过本次课的教学,让学生了解四种基本组织的分布；掌握四种基本组 织的结构；理解四种基本组织的功能；了解人体的基本形态；了解神经调节和体液调节。 教学重点：神经组织教学难点：神经组织教学方法与手段：讲授法，使用挂图教学课时：2 课时课的类型：讲授课第二章 人体基本结构概述第二节 基本组织 组织为结构相似和功能相关的细胞与细胞间质集合而成。一、上皮组织 上皮组织具有两种形式和功能；第一种，排列成一层或多层，覆盖身体表面或作为管道 和囊腔的内壁，起保护作用，称为被覆上皮。第二种，由上皮特化发育成管状或囊状,具分 泌、吸收和排泄作用，称为腺上皮。上皮组织细胞形状较规则，排列整齐，紧密，具有极性。其一极朝向体表或管腔的内面, 即游离面，另一极为基底面。（一）被覆上皮1、单层上皮：由一层上皮细胞所组成。（1）单层扁平上皮：由扁平细胞构成，分布于心脏，血管、淋巴管等处。覆盖在管腔 内壁上的单层扁平上皮，称内皮。覆盖于体腔内壁的腹膜，肠系膜，心包膜等处的浆膜表面 的单层扁平上皮，成为间皮。（2）单层立方上皮：由一层立方细胞组成，分布于甲状腺及肾小管，有分泌与吸收功 能。（3）单层柱状上皮：为棱柱型细胞并行排列而成，分布于胃、肠、子宫和输卵管的内 腔表面，具分泌与吸收功能。（4）假复层纤毛柱状上皮：主要为柱状上皮组成。细胞高矮不等，似有多层，其游离 面常有纤毛，故称假复层纤毛柱状上皮，分布于呼吸道表面，具有保护和分泌功能。2、复层上皮：由两层以上的细胞组成。（1）复层扁平上皮：为体内最具保护功能的上皮。细胞层次多，表层细胞为扁平鳞状， 中间的数层细胞为多角形，基底细胞为矮柱状。广泛分布于身体表面，构成皮肤的表皮，亦 分布于与外环境接触的口、唇、食管等处。（2）复层柱状上皮：表层为排列整齐的柱状细胞，中间层细胞亦为多角形，基层细胞 呈矮柱状。具保护功能，分布于一些分泌管，眼睑结膜等处。（3）复层移行上皮：细胞无固定形状和层次，常随器官情况而变化，分布于肾盂，膀 胱，输尿管的内表面。（二）腺上皮 以具有分泌功能的细胞为主的上皮称为腺上皮。由腺上皮构成的器官称为腺体。腺体有 无管腺和有管腺两种。二、结缔组织结缔组织广泛分布于身体各部，种类很多，细胞连接不紧密，间质多，含组织液。（一）疏松结缔组织在体内分布很广，基质多，纤维比较疏松，细胞少。 1、间质：基质透明而均匀，无定形，主要为粘蛋白与粘多糖类。 纤维包埋在基质内，有网状纤维、胶原纤维和弹性纤维。2、细胞：种类很多，有成纤维细胞、巨噬细胞、肥大细胞、浆细胞等。 疏松结缔组织有支持、营养、运输、防御、修复等功能。（二）脂肪组织 由大量脂肪细胞聚集而成，分布在人体皮下，肠系膜，大网膜，以及心、肾、肾上腺等 器官的周围。有支持、营养、保持体温、保护、缓冲外力等功能。（三）致密结缔组织 细胞少，基质也少，纤维多且排列紧密。其纤维主要是胶原纤维和弹性纤维。这种组织 存在于皮肤的真皮、肌腱、韧带等处。具有连接、支持等功能。（四）网状结缔组织 由网状细胞，网状纤维与基质组成。为组成造血器官，淋巴器官的基本成分。三、肌肉组织由肌细胞所组成。肌细胞细长如纤维，又称肌纤维。细胞质称为肌浆，内有丰富的肌原 纤维，且含有能收缩的蛋白质，可使细胞缩短。（一）平滑肌 肌细胞一般为长梭形，分布于内脏、血管及淋巴管等部位，平滑肌的收缩具有节律性， 受植物性神经支配。由于有较大伸展性，有利胃、肠、膀胱等的充盈与排空。（二）心肌 构成心脏的肌肉层，心肌纤维呈短柱状，有分支，并互相连接成网。连接处称为闰盘。 心肌纤维有横纹，收缩具有节律性，受植物性神经的支配，属不随意肌。（三）骨骼肌 附着于骨骼上，与身体的运动有关。骨骼肌纤维呈长圆柱形，每一肌纤维内有许多肌原 纤维，每一根肌原纤维上有明暗交替排列的横纹。每一条肌纤维周围具一层薄而均匀的膜，称肌肉膜。数条或数十条肌纤维聚集成囊。囊 外包有较厚的结缔组织，称肌囊膜。许多小囊再集合成大囊，最后组成一块肌肉。肌肉外包 以结缔组织，称肌外膜，内有丰富的血管，肌肉借肌腱与骨骼连结。四、神经组织 由神经元及神经胶质细胞组成。神经元具有接受刺激和传导神经冲动的功能，为神经组 织的基本单位。（一）神经元的结构 1、胞体：神经元胞体的大小不一，形状不同。胞体的结构与其它细胞的结构相似，细 胞质内常含丰富的尼氏体及神经原纤维。胞体为神经元的代谢、营养中心。2、胞突 （1）轴突：由胞体发出，只有一个，轴突很长，其末端分支多，形成轴突终末。轴突 的功能为传导神经冲动，可将冲动传递到另一个神经元或者所支配的细胞上。（2）树突：由胞体发出，一般短而分支多。其功能为接受其它神经元传来的冲动，再 将冲动传至胞体。树突分支多，可扩大接受面积。（二）神经元的种类1、按突起数目可分为 （1）单极神经元：胞体发出一个突起，一定距离后又分为两支，又称假单极神经元， 如脊神经节神经元。（2）双极神经元：胞体发出两个突起，一为树突，一为轴突，如耳蜗神经节的神经元。（3）多极神经元：胞体发出一个轴突和多个树突，中枢内的神经元多为此类。2、按功能可分 （1）感觉神经元：或称传入神经元。接受刺激，并转变为神经冲动，将冲动传导到中 枢神经。（2）运动神经元：或称传出神经元。将中枢来的冲动传至效应器，产生反应。 （3）中间神经元：在前二者之间，起联络作用。（三）神经胶质细胞 具突起，但无树、轴突之分。无传导神经冲动的功能，广泛分布于中枢与外周神经系统 内，起支持、营养绝缘和保护等作用。胶质细胞终生保持分裂繁殖能力。神经胶质细胞的形态和功能不同，可分为星形细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞、室管 膜细胞、许旺氏细胞等。（四）神经纤维 由轴突或长的树突及套在外边的由神经胶质细胞所组成的膜鞘状结构组成。 1、有髓神经纤维：在神经轴突外面包有一层由蛋白质及脂类组成的髓鞘，髓鞘为许旺 氏细胞胞膜包卷轴突作螺旋状盘绕并合成同心圆形的板层结构。髓鞘在神经纤维上每隔一定 距离即出现间断，称郎飞氏结。神经冲动可从一个郎飞氏结跳到下一个郎飞氏结，进行跳跃 或传导。2、无髓神经纤维：一条至多条轴突包在许旺氏细胞内，但胞膜不作反复的螺旋卷绕， 不形成具有板层结构的髓鞘。第三节 器官、系统、人体形态一、器官、系统 不同组织经发育分化并相互结合构成器官，执行一定的生理功能。如心、肺等。器官是 由不同组织组成的。若干功能、结构相近的器官组成系统，共同执行某一完整的生理功能。人体共有八大系 统。二、人体形态 人体可分头、颈、躯干和四肢等几部分。头颅分为脑颅和面颅；颈部为头与躯干的连接 部分；躯干前面可分为胸、腹两部分，后面可分为脊、腰、骶几部分；四肢分为上、下肢。 第四节 人体机能的调节一、神经调节 是人体内最主要的调节方式。由于体内各器官都有神经分布，这些神经可把各器官、组 织的活动、变化转变为神经冲动传至神经中枢；亦可把神经中枢传来的神经冲动传给器官和 组织，使其发生反应，这一过程称为反射。反射为神经调节的基础，其基本结构为反射弧。 神经调节作用快而精确，且范围较局限。二、体液调节指一些化学物质（如激素、CO2等）通过组织间液或血液循环作用于机体的组织和器官， 促进或抑制组织或器官发生机能变化。体液调节作用范围较广泛，弥散，作用较缓慢而持久。在体内，神经和体液的调节是互相联系的，一方面，内分泌腺受中枢神经系统控制；另 一方面，激素也可影响N系统功能。思考题：神经组织由几种类型的细胞组成，各有何特点？参考书目：人体解剖生理学，左明雪，高等教育出版社人体及动物生理学，王玢，高等教育出版社人体组织解剖学，北京师大等合编，高等教育出版社