运动解剖学第一章 细胞和细胞间质

细胞,上皮组织、结缔组织、肌组织、神经组织,运、消、呼、循、泌、内、生、神系统,+,感觉器官,器官,系统,人体,组织,组成人体的基本结构和功能单位,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。原因如下：,心、肝、脾、肺、肾等,第一篇 人体组成的结构基础,第一章 细胞和细胞间质,【,学习目标,】,1,、掌握细胞的形态、结构,2,、掌握细胞质的组成、细胞膜和细胞核,的结构,3,、掌握线粒体的结构,4,、了解内质网、高尔基复合体、核糖体,等细胞器的结构,5,、了解细胞间质的概念和组成,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。,第一节 细 胞,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。,一、细胞的形态,特点：,1,、细胞的形态与其功能相适应。,2,、细胞的大小悬殊很大。,形态、结构、功能,二、细胞的结构,1,、细胞膜：,是指包围在细胞外面的透明的薄膜，又称质膜，厚度约为,5,10nm,。,在电镜下，细胞膜呈内外两层深暗、中层明亮的三层结构（两暗夹一明）。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，故也称单位膜或生物膜 。,细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，并含有少量的糖类等。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性的头部和一个疏水性的尾部构成，亲水性头部相互靠拢，分别指向膜的内外表面，疏水性尾部相互对立并指向膜的内部。,膜上的糖类分子与蛋白质分子结合，组成糖蛋白；与脂类分子结合，组成糖脂。二者具有物质识别、物质交换和接触抑制等功能。,蛋白质分子分为两类：,（,1,） 一类蛋白质分子不同程度的嵌入到脂质双分子层内，称为,嵌入蛋白质,；,（,2,）另一类蛋白质分子附着在脂质双分子层的内、外表面，称为,表在蛋白质,。,细胞膜的功能：,细胞膜是细胞的外界膜，用以保持细胞的完整性。,具有选择的通透性。控制离子和分子的出入，,实现细胞内外的物质交换。,控制和调节细胞的代谢,和生理功能活动。,具有黏着、支持和,保护作用。,细胞膜还参与细胞,的吞噬和吞饮作用。,基 质,细 胞 器,内 含 物,2.,细胞质：,细胞膜和细胞核之间的透明胶状物质。由下列三部分组成：,（,1,）基质：,是细胞质的液态部分，为均匀透明的胶状物质，又称,细胞液,。它没有固定的形态，随细胞的机能状态变化而变化。细胞器和内含物悬浮其中。,基质的机能,是参与蛋白质、核酸、脂肪酸和糖的代谢及维持细胞器所需要的环境和供给细胞器所必需的产物。,（,2,）细胞器：,是悬浮在基质中具有一定的形态特点与特定功能的细微结构，各种细胞起都处于不断运动和更新的动态中。,细胞器包括：,线 粒 体,核 糖 体,内 质 网,高尔基复合体,溶 酶 体,微 体,细胞骨架,中 心 体,线粒体：,体育科研中研究最多的细胞器。,1,分子葡萄糖在线粒体内经过有氧氧化可产生,30,个分子,ATP,，而,1,分子葡萄糖在细胞质内（糖酵解）只能产生,2,个分子,ATP,，故线粒体又被称之为细胞的,“供能站”、“动力工厂”,。又因在生物氧化过程中需要氧，并产生,CO,2,又称其为细胞的,“呼吸器,”,。,线粒体在光镜下为颗粒或细棒状。电镜下，其有内外两层膜包围而成，外膜平滑，内膜高度曲折并向内折叠而形成许多突起，称为,线粒体嵴,，大大增加,了内膜的表面积，提高线粒体的氧化产能能力。在需能多的细胞内这种现象较明显，如在肝细胞中所有线粒体的内膜约为细胞全部膜的三分之一。内膜有许多与呼吸、产能有关的酶。内膜的内表面还有许多规则排列的颗粒，其球形头部就是,ATP,合酶，能催化,ADP,生成,ATP,。,线粒体内,、,外膜之间的腔隙称,外腔,，线粒体嵴之间的腔隙称,内腔,，内腔内充满液态的线粒体基质，基质内有,DNA,、,RNA,、核糖体和许多酶等,。除细胞核外，线粒体也有自己的,DNA,，也能以一分为二的方式增殖。,线粒体,内质网：,膜性结构，有的呈小管状，有的呈小泡状，有的呈扁囊状，它们彼此相连，交织成三维网状膜系统。这种膜性结构占细胞整个膜成分的,50,以上，可见其在细胞的内膜系统中占有的重要地位。根据内质网表面有无,核糖体,附着，可分为,粗面内质网,和,滑面内质网,。合成蛋白质旺盛的细胞内，粗面内质网特别丰富。,滑面内质网表面无核糖体附着，其功能较复杂而多样，如肌细胞中的滑面内质网，有摄取和释放,Ca,2+,的功能，与肌纤维的收缩有关。有的滑面内质网有合成脂肪、磷脂和胆固醇等功能。,粗面内质网与滑面内质网相互连通，联系密切。粗面内质网合成的蛋白质经滑面内质网送到高尔基复合体。,细胞膜 内质网膜 核被膜的关系示意图,.,核糖体,（核蛋白体或核糖核蛋白体）有大小不同的两个亚单位结合而成的颗粒状结构。,核糖体有两种存在形式：一种是游离于细胞质基质内，称,游离核糖体,；另一种是附着在内质网外表面，称,结合核糖体,。核糖体的功能是合成蛋白质。只有被,mRAN,串联的多聚核糖体才具有合成蛋白质的活性。,高尔基复合体：,由扁平膜囊、小泡和大泡三部分组成。,其主体部分是由,3,10,层,扁平膜囊形成的弓形或半球形的叠膜囊结构，,一般认为小泡是由附近的内质网出芽脱落而来，能将内质网中合成的蛋白质通过小泡运到高尔基体。,大泡是由扁平膜囊周围膨大而成的，是高尔基体分泌出去的产物,。,高尔基体的,主要功能,是参与细胞的分泌活动，对内质网合成的蛋白质进行加工、分选、包装，然后分门别类地送往细胞的特定部位或分泌到细胞外。,高尔基复合体是细胞的加工和包装工厂。,高尔基体功能示意图,溶酶体被称为细胞内的“消化器”,溶酶体可分解蛋白质、糖类和脂肪等,微体：,最初发现时由于体积较小，故称其为微体。后来发现其中含有多种与过氧化氢代谢有关的酶，又将其命名为,过氧化物酶体,。,微体一般呈圆形或卵圆形，直径约,0.6,微米,外有界膜包围，内含,40,余种以上的酶，主要有氧化酶、过氧化氢酶等。,微体与细胞内的物质氧化有关，其主要功能是消除对细胞有害的,H,2,O,2,，对有害物质进行解毒。,H,2,O,2,(,过氧化氢），其水溶液称为,双氧水,。, 细胞骨架：,细胞质中除了可溶性细胞液以外，还存在由蛋白质组成的细丝结构。这些又细又长的蛋白质细丝纵横交错地分布在胞质中，形成支撑细胞的复杂的蛋白质丝网架，故有人称其为细胞骨架。根据其形态和功能不同，细胞骨架可分为三种细丝。即,微丝：,是分布于细胞质内的一种细丝状物质，由肌动蛋白构成。它与细胞的运动、支持、吞噬、分泌、信息的传递有关。,微管：,呈中空圆柱状结构，细胞分裂期形成的纺锤体和上皮细胞的纤毛均有微管构成，它主要与细胞的运动、支持和物质运输有关。,中间丝：,介于微丝和微管之间的蛋白质丝，其主要的功能是对细胞起机械支架作用。,微管中还有一个特殊的结构，即微管组织中心或,中心体,。中心体多位于细胞核附近，由两个互相垂直的,中心粒,组成。在电镜下观察，中心粒是由,9,组三联微管围成的短管状结构。中心体能帮助把已复制好的染色体拉向相反的方向，将染色体平分给两个子细胞，在细胞分裂中起着重要的作用。,细胞骨架除能,加强细胞的机械强度,、,支撑细胞的形状,之外，还有,参与细胞运动,、,细胞内信号转导,、,胞内物质转移,和,染色体分离,等功能。,名 称,形 态,结 构,基本功能,线粒体,椭圆形或棒状,内膜形成嵴,供给细胞能量,高尔基体,扁平囊,大泡 小泡,囊分层、形成生成面与成熟面,对蛋白质进行加工、包装、转运、吐泡,内质网,扁平囊泡,粗面：有核糖体,滑面：无核糖体,合成蛋白质主要场所，,合成脂肪、磷脂等功能,溶酶体,液泡状,薄层单位膜包裹，内含酸性水解酶,消化分解细胞内细菌异物衰老死亡结构,中心体,细胞核附近,两个,9,组微管的圆筒状结构,分裂细胞,细胞质内除细胞器以外的其它有形成分，包括贮存的营养物质（糖原、脂滴）、分泌颗粒和代谢产物（色素等）。其形态、数量是随细胞的生理状况不同而变化，如进食后肝细胞的糖原会增多，饥饿时则减少。,、 内含物,3,、细 胞 核,人体细胞中除成熟的红细胞外都有细胞核。细胞核是细胞生命活动的,调节中心,，又是蕴藏和控制,遗传信息的中心,。它的形态与细胞的形态相适应，大小与细胞的大小有关（约为细胞质的,1/4-1/3,），数目也各不相同。细胞核一般位于细胞中央，也有位于细胞边缘的。它包括,：,核 被,膜,染 色 质,核 纤 层,核 基 质,细胞核结构示意图,核被膜,电镜观察，核膜由内外两层膜组成，二层膜之间的腔隙称核周隙。外核膜表面有核糖体附着。,核内膜面向核质，并连于核纤层。,核膜上有很多穿通的孔，称核孔，由核膜内外层融合而成。核孔被一层很薄的隔膜封闭。,功能,核孔是细胞核与细胞质之间物质交换的重要通道，并有一定的选择性，具有控制物质交换的作用。,（,2,）核纤层,紧贴内核膜，由纤维蛋白组成的纤维网状结构，在细胞核内又与核基质相连。,（,3,）核基质,传统的概念是细胞核内除染色质和核仁之外的无定形液体部分，故又名核浆或核液。现发现，核基质中除液体成分外，还有一个精细发达、主要由纤维蛋白构成的纤维网架，称,核内骨架,。,它,不仅提供细胞核的空间支架，还可能与,DNA,的复制、基因表达以及核内一系列生命活动有密切关系。,（,4,）染色质,（或染色体）,染色质和染色体都是细胞遗传信息的载体，细胞核内最重要的部分。它们的化学本质是相同的，都包括,DNA,、组蛋白、非组蛋白及少量,RNA,等组成物质，容易被碱性染料着色。在细胞分裂间期的核中，染色质呈伸展、弥散分布。染色质又分,异染色质：,在光镜下呈粒状或块状，高度集缩（缠绕），转录功能不活跃,；,常染色质,：,低度集缩，呈螺旋化较疏松的结构，只能在电镜下见到，转录功能相对活跃，参与,RNA,合成。,染色质是分布于细胞核内的嗜碱性物质，为伸展成网状的细纤丝，主要有脱氧核糖核酸（,DNA),与蛋白质组成。,遗传基因是,DNA,的片断，所以染色质的功能是携带遗传物质，当细胞进入有丝分裂期，染色质高度螺旋盘曲，变短变粗，形成光镜下能看到的条状或棒状的染色体。,根据其功能不同，染色体又分为常染色体（,22,对）和性染色体（,1,对）。性染色体又分为,X,和,Y,它们和性别有关，男性为,X,、,Y,；女性为,X,、,X,。,（,5,）核仁：,一般细胞核内有一个或数个核仁，个别的无核仁。,在蛋白质合成旺盛的细胞中，核仁往往显得形状大或数量多；反之，核仁则小而少。,核仁,是一个,无界膜,的圆形或卵圆形结构。但在形态、化学组成和功能上又有别于核内其他部分。在电镜下，核仁包括互相不完全分隔的三部分，即从内（中心部位）到外有,纤维中心,、,纤维成分,和,颗粒成分,。核仁的化学组成是蛋白质和核酸，蛋白质约为,80%,，核酸中,RNA,约为,11%,、,DNA,约为,8%,。,核仁的主要功能是形成核蛋白体，核蛋白体形成后经核孔进入细胞质内，进行蛋白质的合成。,细胞间质,是由细胞产生并存在于细胞周围的物质（也叫细胞外基质），也是细胞生命活动的外部环境，细胞间质与细胞共同构成组织,。,细胞间质中有多种大分子物质和小分子物质，水、离子、营养物、代谢物等。不同组织中的细胞间质的含量有其特点，组织中细胞间质的成分及存在形式的不同，又决定了组织的不同物理性质，如骨和牙组织呈坚硬的固态，软骨组织为半固态，血液为液态。,细胞间质有支持、联络、保护、营养等作用。此外，还有物质转运的功能，如细胞的物质交换必须通过细胞间质才能进行。,第 二 节 细 胞 间 质,细胞间质,纤维,基质,弹性纤维,胶原纤维,网状纤维,细胞间质的构成：,一、纤维,（一）弹性纤维：,较细，,黄色,，亦称,“,黄纤维,”,。,主要由弹性蛋白组成。弹性纤维被拉长与回缩，给组织以弹性。,（二）胶原纤维：,粗，,白色,，亦称,“,白纤维,”,。,由胶原原纤维集合成束组成，胶原原纤维由胶原蛋白组成。胶原原纤维抗张强度大，给组织以韧性。,（三）网状纤维：,由胶原蛋白组成。纤维分支吻合连接成网，抗拉性不如胶原纤维，但其伸展性优于胶原纤维。,二、基质,为无定形物质，主要由氨基聚糖（粘多糖）和蛋白聚糖（又称粘蛋白）组成。,氨基聚糖和蛋白聚糖亲水性强，吸引大量水膨胀形成胶冻样基质，允许营养物、代谢物等在血液和细胞之间流通。,【,基本概念,】,细胞器：,是具有一定的形态特点与特定功能的结构。主要包括线粒体、核糖体、内质网、高尔基复合体、溶酶体、微体、微管与微丝、中心体等。,细胞质：,是位于细胞膜与细胞核之间的全部物质，其基本组成包括基质、细胞器和内含物。,核糖体：,由大小两个亚基结合而成，其化学结构由核糖核酸和蛋白质组成。核糖体以游离核糖体和结合核糖体两种形式存在。核糖体具有合成蛋白质的功能。,粗面内质网：,其主要特征是内质网膜的外面附有核糖体颗粒。此核糖体是细胞内合成蛋白质的场所，亦是细胞内物质运输的通道。,溶酶体：,是由一层膜围成的圆形颗粒，其中含有多种水解酶，能分解蛋白质、脂肪、糖类与核酸等。溶酶体的功能主要有溶解和消化作用。,细胞间质：,是存在于细胞与细胞之间的不具有细胞形态结构的物质，包括无一定形态结构的基质和细丝状的纤维。它既是细胞分化过程的产物也是细胞生活的外环境。细胞间质与细胞一起共同构成组织。,【,重点难点,】,细胞的组成及各部分的功能。,细胞膜的结构与功能。,细胞器的主要种类及其功能。,细胞核的结构与功能。,【,思考练习,】,细胞的形态及其基本结构如何？,试述细胞膜的分子结构和功能。,细胞核的结构和功能如何？,线粒体的结构如何,?,试述它在细胞生命活动中的作用。,