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1、人体结构与机能概论An Introduction to Structure and Function of Human Body 计划学时：36 学分：2,一、研究内容和涉及学科人体结构与功能是研究正常人体形态结构和生命活动规律的科学，是生物、体育、教育、心理等专业重要的基础学科，包括对人体器官形态、组织细胞结构以及各系统器官功能的阐述。也可作为其他专业科学和健康的基础知识。涉及的主要学科解剖学（anatomy）:研究正常人体结构和相关功能。生理学（physiology）：研究人体机能活动及其规律。研究内容:包括细胞、组织、器官和系统四个层次。,二、生命活动的基本特征 1.新陈代谢：机体-物质
2、、能量-环境 同化作用：机体物质、能量 环境 异化作用：机体物质、能量 环境 2.生殖：产生与自己相似的子代。遗传：子代与亲代的特征一致。变异：子代与亲代的特征产生差异。生长：细胞增殖、细胞间质增加。发育：受精卵幼体成体死亡。,3.兴奋性：机体对外界环境变化的刺激作出反应的能力。兴奋：静止活动，活动弱活动强 抑制：活动静止，活动强活动弱4.适应性：机体通过神经系统和内分泌活动不断调节自身，与变化的环境保持平衡。,三、生命活动的物质基础1.化学元素人体必需元素有27种，按含量可分为宏量元素和微量元素。宏量元素 包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、氯、钾、钠、钙和镁共11种，每种在人体中的含量在0.036
3、2.5%之间，总共占人体总质量的99.97%，是构成人体细胞、组织、器官的主要成份。,微量元素 这些元素不能在体内生成，须从外界摄入，以保证机体正常的生理活动。如 铁、硅、锌、铜、溴、锡、锰等，占人体总质量的0.03%左右。微量元素在体内的含量虽小，但在生命活动过程中是十分重要的，例如可能是某些蛋白质、酶、激素、维生素的重要成分，具有重要的生理功能。如果缺少某些必需微量元素或微量元素不平衡，就会引起疾病。,2.化合物成分无机物 水 包括结合水和自由水。无机盐 以离子的形式存在。有机物 蛋白质 710，由氨基酸组成；核酸(DNA,RNA)由核苷酸组成；脂类 含脂肪酸和甘油；其它,第一章 人体的基
4、本结构,人体结构的水平可分4级 细胞（cell）组织（tissue）器官（organ）系统（system）,细胞（cell）,组织（tissue）,器官（organ）,系统（system）,人体结构的不同水平,人体结构的不同水平,细胞（cell)人体结构和功能的最小单位；由C膜、C质和C核构成；光学显微镜（light microscope）即可观察。,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(intercellular substance)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。,器官（o
5、rgan）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。如小肠上皮有消化吸收的作用，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。这一系列功能的综合才使小肠完成消化吸收机能。,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，
6、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。,人体内有九大机能系统，如运动系统、消化系统、呼吸系统、泌尿系统、生殖系统、循环系统、内分泌系统、神经系统和感官系统。这些系统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，执行其不同的生理机能。只有这样，才能使整个机体适应外界环境的变化和协调机体的生命活动。,第一节 细胞一、细胞的发现和细胞学说细胞（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。,细胞的发现,1665年 Robert Hooke
7、(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、细胞的一般形态特征,（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）细胞的形态多种多样游离的细胞多为圆形或椭圆形，如血细胞和卵细胞；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。,细胞的形态,三、细胞的结构与功能,细胞膜 细胞质（包括各种细胞器）细胞核,细胞的基
8、本结构,（一）细胞膜/质膜（cell membrane/plasma membrane）,1.细胞膜的结构液态镶嵌模型(fluid mosaic model)（S.J.Singer G.L.Nicholsom，1972）：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。,细胞膜的结构,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,（二）细胞质（cytoplasm）,在细胞膜以内、细胞核以外的部分为细胞质。细胞质中主要包含下列重要的
9、细胞器：1.内质网 2.高尔基器 3.线粒体 4.溶酶体 此外，还有由微丝、微管等组成的细胞骨架。,1.内质网（endoplasmic reticulum，ER）（Porter KR&Claude AD，1945）,两种类型（1）滑面内质网(smooth ER，sER)膜上无颗粒，常呈管状，小管彼此连接成网。功能：功能差异较大，决定于细胞的类型。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。（2）粗面内质网(rough ER，rER)膜外附有颗粒，称核蛋白体(ribosome)或核糖体。功能：合成蛋白质，也参加蛋白质的修饰、加工和
10、运输。,2.高尔基器（Golgi apparatus）（Golgi 1898 意）,又称高尔基体（Golgi body）或高尔基复合体（Golgi complex）。在电子显微镜下观察，高尔基体也是一种膜结构。它是由一些表面光滑的大扁囊和小囊泡构成的。几个大扁囊平行重叠在一起，小囊泡分散于大扁囊的周围。,高尔基体,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，再加上糖类形成糖蛋白转运出细胞。同时也可加工分类后的蛋白质及由内质网合成的部分脂类，分送输到细胞的特定部位。高尔基器也进行糖的生物合成。,高尔基体的功能,高尔基体与内质
11、网的关系,3.线粒体（mitochondrium）（Altmann 1890 德）,线状、小杆状或颗粒状的结构。在电子显微镜下线粒体是由双层膜构成的。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。被称为细胞的“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0.250.8um。单层膜包。其中含有多种水解酶，因此称为溶酶体，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
12、死亡溶酶体在细胞内破裂，整个细胞被酶消化。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。与细胞病理有关。,此外，细胞还有微丝（microfilament）、微管（microtubule）和中间丝（intermediate filament）等组成细胞骨架（cytoskeleton），它们有支持、运动和运输等功能。细胞质内还有各种内含物，如糖原、脂类、结晶、色素等。,细胞骨架,（三）细胞核（nucleus）,1.形态多种多样，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。,
13、3.结构（1）核膜或核被膜（nuclear membrane or nuclear envelope）两层质膜，外膜与rER相连，有核孔（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），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染色体。,细胞核的结构,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由一次分裂结束(开始)到下一次分裂结束
14、(开始)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。三个过程：细胞生长，DNA复制，细胞复制。,分裂间期又分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。,细胞周期,2.周期时间,细胞分裂周期所需要的时间远比分裂期长。如人的细胞在组织培养中需要 1822 h完成一个细胞周期，而细胞分裂期所需时间仅为1 h。,3.细胞周期中的生化活动,G1期 合成DN
15、A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复制、合成。G2期 合成细胞分裂用的特异酶、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,细胞分裂的方式 无丝分裂 有丝分裂 减数分裂。,（1）无丝分裂（amitosis）,也叫直接分裂。看不见染色体的复杂变化，核物质直接分裂成两部分。一般是从核仁开始，延长横裂为二，接着核延长，中间缢缩，分裂成两个核。同时，细胞质也随着拉长并分裂，结果形成两个细胞。,无丝分裂,（2）有丝分裂（mitosis）,也叫间接分裂，这个分裂过程较复杂。整个分裂过程是连续的，一般把它分为前期（pr
16、ophase）、中期（metaphase）、后期（anaphase）和末期（telophase）。,有丝分裂,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。减数分裂与有丝分裂的不同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。,（3）减数分裂（meiosis）,减数分裂,细胞膜细胞核细胞质,神经C神经元,神经节C、神经胶质C,(1)透射电镜（EM）:观察C内部更细微的结构,即超微结构。,扫描电镜：观察组织C的表面立体结构。,C超微结构模式图,细胞膜,线粒体：外膜，内膜，线粒体嵴。,粗面内质网：小管，小泡，核糖体。,高尔基体：扁平囊，大泡，小泡。,细胞内物质合成与转运,溶酶体,
