02節(jié)人體細胞基本知識與修正

人體的微觀概念是細胞孙乖，生命活動主要是以細胞為基本單位進行的。細胞表面有細胞膜供璧，它使每個細胞與周圍環(huán)境隔離開诵姜，維持著相對穩(wěn)定的細胞內部環(huán)境朱沃，并且具有保護細胞的作用。同時，細胞與周圍環(huán)境不斷地交換與運輸物質逗物，主要依靠細胞膜進行。此外瑟俭，活細胞中的各種代謝活動翎卓，都與細胞膜的結構和功能有密切關系。

（1）細胞膜的分子結構：

研究人體細胞膜的化學組成摆寄，大都以動物細胞失暴、紅細胞、神經髓質等作為研究對象微饥。通過對這些細胞膜的化學分析知道逗扒，細胞膜主要是一層由磷脂和蛋白質構成的膜。在不同的細胞膜中欠橘，磷脂和蛋白質的比例不同矩肩。

觀察細胞膜，只有在電子顯微鏡下才能真正看到一層厚約80×10-10m的膜肃续。細胞膜具有三個層次黍檩，內層和外層，以及中間層始锚。具體來說刽酱，在膜的中間是磷脂雙分子層，實際上包括兩層磷脂分子瞧捌，這是細胞膜的基本支架棵里，由它支持著許多蛋白質分子。有些蛋白質分子排布在磷脂雙分子層的外側姐呐，鑲嵌在膜的表層殿怜；另一類蛋白質分子，有的嵌插在磷脂雙分子層中皮钠，有的甚至貫穿在整個磷脂雙分子層中稳捆。分布在磷脂雙分子層表層的蛋白質分子，與嵌插麦轰、貫穿在內的蛋白質分子乔夯，是不均勻、不對稱的款侵。

構成細胞膜的磷脂分子和蛋白質分子大都是可以流動的末荐，而不是靜止的。細胞膜的這種結構特點新锈，對于它完成各種生理功能是非常重要的甲脏。

在細胞膜的外表，有一層由細胞膜上的蛋白質與多糖結合形成的糖蛋白，叫做糖被块请。它在細胞生命活動中具有重要的功能娜氏。例如，消化道和呼吸道等表皮細胞表面的糖蛋白有保護和潤滑作用墩新，而尤其是糖被對于細胞表面的識別有密切關系贸弥。經研究發(fā)現(xiàn)，動物細胞表面糖蛋白的識別作用海渊，好比是細胞與細胞之間绵疲，或者細胞與其他大分子之間，互相聯(lián)絡用的文字或語言臣疑。

以前認為細胞的表面僅僅有一層細胞膜而已盔憨，現(xiàn)在認識到細胞膜是一個復合的結構體系，并且也是一個多功能體系讯沈。據目前的研究知道郁岩，細胞表面主要包括：細胞膜、糖被和膜下溶膠層芙盘，以及細胞表面的一些特化結構驯用，細胞之間的各種聯(lián)結結構。關于細胞表面的研究儒老，還需進一步探討蝴乔。

細胞膜的主要功能：

細胞膜有多方面的重要功能，它與細胞的物質交換驮樊、細胞識別薇正、分泌、排泄囚衔、免疫等都有密切的關系挖腰。

活細胞不停地進行新陳代謝作用，它必須不斷地與周圍環(huán)境交換物質练湿，物質通過細胞膜進出細胞猴仑。無機離子和小分子有機物質進出細胞主要通過自由擴散和主動運輸等方式，而大分子和顆粒性物質主要通過內吞作用進入細胞肥哎。

自由擴散： 這種方式是被選擇吸收的物質辽俗，從濃度高的一側通過細胞膜向濃度低的一側轉運，例如O2篡诽、CO2崖飘、甘油、乙醇杈女、苯等物質朱浴，可以從濃度高的一側轉運到濃度低的一側吊圾。這種物質出入細胞的方式叫做自由擴散。自由擴散不需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量翰蠢，若說成運輸项乒，而是主動運輸。

主動運輸：主動運輸的特點是被選擇吸收的物質是從濃度低的一側梁沧，通過細胞膜運輸到濃度高的一側板丽，必須有載體蛋白質的協(xié)助，這是因為蛋白質能自由運動趁尼，而不需要消耗細胞內新陳代謝所釋放的能量，這個能量是熱量猖辫，是維護體溫的酥泞，不是人體運動的能量。例如啃憎，輪藻細胞中K+的含量比它所生存的水環(huán)境中的K+大63倍芝囤，說明它喜鉀元素。人的紅細胞中K+的濃度比血漿中K+的濃度要高出30倍辛萍，也說明而紅細胞喜鉀云素悯姊。而Na+的濃度卻比血漿中Na+的濃度低6倍，說明紅細胞厭鈉元素贩毕。這是輪藻細胞和人的紅細胞的共同之處是喜鉀厭鈉悯许。不能說“具有不斷地積累K+和運出Na+的能力”，因為細胞膜內外的K+和Na+都能自由運動辉阶，至于為什么細胞內液鉀多鈉少先壕，而外液鉀少鈉多，這是因為鉀有天然放射性同位素40K谆甜，而鈉沒有放射性同位素垃僚，放射性電子，才是真能量规辱。

主動運輸這種物質出入細胞的方式谆棺，能夠保證活細胞按照生命活動的需要，主動地選擇吸收所需要的營養(yǎng)物質罕袋，排出新陳代謝產生的廢物和對細胞有害的物質改淑。可見炫贤，主動運輸對于活細胞完成各項生命活動有重要作用溅固。

上面講述的物質通過細胞膜出入細胞的兩種方式，可以說明細胞膜是一種選擇透過性膜兰珍。這種膜可以讓水分子自由通過侍郭，細胞要選擇吸收的離子和小分子也可以通過，而其他的離子、小分子和大分子則不能通過亮元。

細胞的內吞作用和外排作用： 大分子和顆粒性物質主要通過內吞作用進入細胞猛计。這些物質由于與細胞膜上的某些蛋白質有特異的親和力而附著在膜上，然后這部分細胞膜內陷爆捞，形成小囊奉瘤，這些物質就被包圍在內。接著煮甥，小囊從細胞膜上分離下來而形成小泡盗温，并且進入細胞內部，這種現(xiàn)象叫做內吞作用成肘。

與內吞作用相反卖局，有些物質在細胞膜內被一層膜所包圍，形成小泡双霍，小泡逐漸移到細胞表面砚偶，小泡膜與細胞膜融合在一起，并且向細胞外張開洒闸，使內含物質排出細胞之外染坯，這種現(xiàn)象叫做外排作用。細胞通過外排作用向外分泌物質丘逸。

植物細胞在細胞膜的外面還有一層細胞壁单鹿，它的化學成分主要是纖維素和果膠。細胞壁對于植物細胞有支持和保護作用鸣个。

（2）細胞質的結構和功能：

在細胞膜以內羞反、細胞核以外的全部原生質，叫做細胞質囤萤。用光學顯微鏡觀察活細胞昼窗，可以看到細胞質是均勻透明的膠狀物質√紊幔活細胞中的細胞質處于不斷流動的狀態(tài)澄惊。細胞質主要包括細胞質基質和細胞器。

細胞質基質中含有水富雅、無機鹽離子掸驱、脂類、糖類没佑、氨基酸和核苷酸等毕贼，還有很多種酶。細胞質基質是活細胞進行新陳代謝的主要場所蛤奢，細胞質基質為新陳代謝的進行鬼癣，提供所需要的物質和一定的環(huán)境條件陶贼。例如，提供ATP待秃、核苷酸拜秧、氨基酸等。

在細胞質基質中章郁，懸浮著多種細胞器：主要有線粒體和葉綠體枉氮，此外還有內質網、核糖體暖庄、高爾基體聊替、中心體和液泡等。每一種細胞器都有特定的形態(tài)結構培廓，完成各自專有的功能佃牛。

線粒體普遍存在于植物細胞和動物細胞中，它是活細胞進行有氧呼吸的主要場所∫接撸現(xiàn)在知道，細胞生命活動所必需的能量象缀，大約95％來自線粒體蔬将。因此，有人把線粒體叫做細胞內供應能量的“動力工廠”央星。

在光學顯微鏡下觀察霞怀，線粒體大多數呈橢球形。在電子顯微鏡下觀察莉给，線粒體是由內外兩層膜構成的毙石。外膜使線粒體與周圍的細胞質基質分開。內膜的某些部位向線粒體的內腔折疊颓遏，形成嵴。嵴的周圍充滿液態(tài)的基質。在內膜和基質中驰怎，有許多種與有氧呼吸有關的酶巍杈。

線粒體一般是均勻地分布在細胞質基質中，但是它在活細胞中能自由地移動曼玩，往往在細胞內新陳代謝旺盛的部位比較集中鳞骤。例如，線粒體在小鼠受精卵的分裂面的附近比較集中黍判。葉綠體是綠色植物葉肉細胞中豫尽，進行光合作用的細胞器。因此顷帖，有人把它比喻為“養(yǎng)料制造工廠”和“能量轉換站”美旧。

在光學顯微鏡下觀察高等植物的葉綠體渤滞，可以看到它一般呈扁平的橢球形或球形。在電子顯微鏡下陈症，可以看到葉綠體的外面有雙層膜蔼水，使葉綠體內部與外界隔開。葉綠體的內部含有幾個到幾十個基粒录肯。在葉綠體的內膜上趴腋、基粒上和基質中，含有許多進行光合作用所必需的酶论咏。

絕大多數植物和動物的細胞內都有內質網优炬。內質網有兩種：一種是表面光滑的；另一種是上面附著許多小顆粒狀的核糖體的厅贪。內質網是由膜結構連接而成的網狀物蠢护，廣泛地分布在細胞質基質內。內質網增大了細胞內的膜面積养涮，膜上附著很多種酶葵硕，為細胞內各種化學反應的正常進行提供了有利條件。內質網與蛋白質贯吓、脂類和糖類的合成有關懈凹，也是蛋白質等的運輸通道。有人比喻說悄谐，內質網是有機物合成的“車間”介评。

核糖體是橢圓形的粒狀小體，有些附著在內質網上爬舰，有些游離在細胞質基質中们陆。核糖體是細胞內將氨基酸合成為蛋白質的場所，因此情屹，有人把它比喻成蛋白質的“裝配機器”坪仇。

高爾基體普遍存在于植物細胞和動物細胞中。大多位于細胞核附近的細胞質中垃你。一般認為烟很，動物細胞中的高爾基體與細胞分泌物的形成有關，還與細胞質內蛋白質的濃縮和運輸有關蜡镶，有人把它比喻成蛋白質的“加工廠”雾袱。植物細胞分裂時，高爾基體與細胞壁的形成有關官还。

動物細胞和低等植物的細胞中有中心體芹橡，通常位于細胞核附近。每個中心體由兩個互相垂直排列的中心粒及其周圍物質組成望伦。動物細胞的中心體與有絲分裂有關林说。液泡是植物細胞質中的泡狀結構煎殷。成熟的植物細胞中的液泡很大，可占據整個細胞體積的90％腿箩。

液泡的表面有液泡膜豪直。液泡內有細胞液，其中含有有機酸珠移、生物堿弓乙、糖類、無機鹽钧惧、色素和蛋白質等物質暇韧，可以達到很高的濃度。因此浓瞪，它對細胞的內環(huán)境起著調節(jié)作用懈玻，可以使細胞保持一定的滲透壓，保持膨脹的狀態(tài)乾颁。

溶酶體是具有單層膜的囊狀結構的細胞器涂乌。幾乎各種動物細胞內都有溶酶體，在植物細胞內有類似溶酶體的細胞器——圓球體和糊粉粒英岭。在不同的細胞內骂倘，溶酶體的數量和形態(tài)有很大的差別。

溶酶體內含有很多種水解酶類巴席，能夠分解很多種物質，因此有人比喻說溶酶體是細胞內的“酶倉庫”诅需、“消化系統(tǒng)”漾唉。事實證明，溶酶體對于種子的萌發(fā)堰塌、卵細胞的受精等多種生理過程都起著積極作用赵刑。

由上述內容可以知道，細胞質基質是活細胞新陳代謝的主要場所场刑。在活細胞完成各種生命活動的過程中般此，細胞質基質和細胞器是相互協(xié)調的，各種細胞器之間也是密切聯(lián)系的牵现。

（3）細胞核的結構和功能：

真核細胞絕大多數都有細胞核铐懊。每個真核細胞通常只有一個細胞核，而有的細胞有2個以上的細胞核瞎疼。但是科乎，有極少數種類的細胞，卻沒有細胞核贼急，如哺乳動物的成熟的紅細胞茅茂。

細胞核的形狀捏萍，最常見的是圓形、卵形的空闲。細胞核的直徑在 7μm左右令杈。

細胞核的結構：

用電子顯微鏡觀察經過固定、染色的有絲分裂間期的真核細胞碴倾，可以看到細胞核的主要結構有核膜逗噩、核仁和染色質等。

核膜 核膜包圍在細胞核的外面影斑，由內外兩層膜構成给赞，把細胞質與核內的物質分開。在核膜上有許多小孔矫户，叫做核孔片迅。核孔是細胞核和細胞質之間進行物質交換的孔道。大分子物質可以自由通過核孔而進入細胞質內皆辽，如細胞核內的信使RNA柑蛇。

離子和比較小的分子，可以通透核膜驱闷，如氨基酸和葡萄糖耻台。在核膜上有大量的多種的酶，這有利于各種化學反應的順利進行空另。

核仁在大多數真核細胞間期細胞核內盆耽，核仁是最顯著的結構，因為它的折光性較強扼菠，與細胞的其他結構很容易區(qū)分摄杂。核仁通常是勻質的球形小體，在細胞有絲分裂過程中循榆，核仁周期性地消失和重建析恢。

染色質這個名詞最早在 1882年提出，主要是指細胞核內容易被洋紅或蘇木精等堿性染料染成深色的物質秧饮，因此叫做染色質映挂。染色質主要由DNA和蛋白質組成。

在分裂間期細胞核中盗尸，染色質呈細長的絲狀柑船，并且交織成網狀，這是細胞間期遺傳物質存在的特定形態(tài)泼各。當細胞進入分裂期時椎组，每條染色質細絲就高度螺旋化，縮短變粗历恐，成為一條圓柱狀或桿狀的染色體寸癌，這是細胞分裂期遺傳物質存在的特定形態(tài)专筷。因此，染色質和染色體是同一種物質在不同時期細胞中的兩種形態(tài)蒸苇。

細胞核的主要功能：

細胞核是遺傳物質儲存和復制的場所磷蛹，是細胞遺傳性和細胞代謝活動的控制中心，因此溪烤，它是細胞結構中最重要的部分味咳。

大量科學實驗表明：凡是無核的細胞，既不能生長也不能分裂檬嘀，如成熟的紅細胞槽驶。人工去核的細胞，一般存活不久鸳兽。例如變形蟲去除細胞核以后掂铐，新陳代謝減弱，運動停止揍异，當重新移入細胞核后全陨，又能夠恢復生命活動。由此可見衷掷，細胞核在細胞生命活動中起著決定性的重要作用辱姨。