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细胞中无机盐的含量很少,约占细胞总重的1%。盐在细胞中解离为离子,离子的浓度除了具有调节渗透压和维持酸碱平衡的作用外,还有许多重要的作用。
主要的阴离子有Cl-、PO4-和HCO3-,其中磷酸根离子在细胞代谢活动中最为重要:①在各类细胞的能量代谢中起着关键作用;②是核苷酸、磷脂、磷蛋白和磷酸化糖的组成成分;③调节酸碱平衡,对血液和组织液pH起缓冲作用。
主要的阳离子有:Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Mo2+。
二、细胞的有机分子
细胞中有机物达几千种之多,约占细胞干重的90%以上,它们主要由碳、氢、氧、氮等元素组成。有机物中主要由四大类分子所组成,即蛋白质、核酸、脂类和糖,这些分子约占细胞干重的90%以上。
(一)蛋白质
在生命活动中,蛋白质是一类极为重要的大分子,几乎各种生命活动无不与蛋白质的存在有关。蛋白质不仅是细胞的主要结构成分,而且更重要的是,生物专有的催化剂--酶是蛋白质,因此细胞的代谢活动离不开蛋白质。一个细胞中约含有种蛋白质,分子的数量达个。
(二)核酸
核酸是生物遗传信息的载体分子,所有生物均含有核酸。核酸是由核苷酸单体聚合而成的大分子。核酸可分为核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸两大类DNA。当温度上升到一定高度时,DNA双链即解离为单链,称为变性(denaturation)或熔解(melting),这一温度称为熔解温度(meltingtemperature,Tm)。碱基组成不同的DNA,熔解温度不一样,含G-C对(3条氢键)多的DNA,Tm高;含A-T对(2条氢键)多的,Tm低。当温度下降到一定温度以下,变性DNA的互补单链又可通过在配对碱基间形成氢键,恢复DNA的双螺旋结构,这一过程称为复性(renaturation)或退火(annealing)。
(三)糖类:碳水化合物
细胞中的糖类既有单糖,也有多糖。细胞中的单糖是作为能源以及与糖有关的化合物的原料存在。重要的单糖为五碳糖(戊糖)和六碳糖(己糖),其中最主要的五碳糖为核糖,最重要的六碳糖为葡萄糖。葡萄糖不仅是能量代谢的关键单糖,而且是构成多糖的主要单体。
多糖在细胞结构成分中占有主要的地位。细胞中的多糖基本上可分为两类:一类是营养储备多糖;另一类是结构多糖。作为食物储备的多糖主要有两种,在植物细胞中为淀粉(starch),在动物细胞中为糖元(glycogen)。在真核细胞中结构多糖主要有纤维素(cellulose)和几丁质(chitin)。
(四)脂类
脂类包括:脂肪酸、中性脂肪、类固醇、蜡、磷酸甘油酯、鞘脂、糖脂、类胡萝卜素等。脂类化合物难溶于水,而易溶于非极性有机溶剂。
1、中性脂肪(neutralfat)
①甘油酯:它是脂肪酸的羧基同甘油的羟基结合形成的甘油三酯(triglyceride)。甘油酯是动物和植物体内脂肪的主要贮存形式。当体内碳水化合物、蛋白质或脂类过剩时,即可转变成甘油酯贮存起来。甘油酯为能源物质,氧化时可比糖或蛋白质释放出高两倍的能量。营养缺乏时,就要动用甘油酯提供能量。②蜡:脂肪酸同长链脂肪族一元醇或固醇酯化形成蜡(如蜂蜡)。蜡的碳氢链很长,熔点要高于甘油酯。细胞中不含蜡质,但有的细胞可分泌蜡质。如:植物表皮细胞分泌的蜡膜;同翅目昆虫的蜡腺、如高等动物外耳道的耵聍腺。
2、磷脂
磷脂对细胞的结构和代谢至关重要,它是构成生物膜的基本成分,也是许多代谢途径的参与者。分为甘油磷脂和鞘磷脂两大类。
3、糖脂
糖脂也是构成细胞膜的成分,与细胞的识别和表面抗原性有关。
4、萜类和类固醇类
这两类化合物都是异戊二烯(isoptene)的衍生物,都不含脂肪酸。
生物中主要的萜类化合物有胡萝卜素和维生素A、E、K等。还有一种多萜醇磷酸酯,它是细胞质中糖基转移酶的载体。
类固醇类(steroids)化合物又称甾类化合物,其中胆固醇是构成膜的成分。另一些甾类化合物是激素类,如雌性激素、雄性激素、肾上腺激素等。
三、人体细胞周期性
人体细胞更新周期一般为-天(神经组织细胞除外),大约每6-7年就要全部更换成新的细胞:红细胞天左右;白细胞寿命不等,短者数天,长者数月;血小板7——14天,一般为10天左右。神经细胞终生;表皮细胞几乎天天更新。
具体组织更新周期如下:
1.肝的更新周期:5个月;
2.味蕾的更新周期:10天
3.大脑的更新周期:和你的寿命相同
4.心脏的更新周期:20年;
5.肺的更新周期:2到3周;
6.眼睛的更新周期:和你的寿命相同;
7.皮肤的更新周期:28天;
8.骨骼的更新周期:10年;
9.小肠的更新周期:2到3天
10.指甲的更新周期:6到10个月;
11.头发的更新周期:3到6年;
12.红血球的更新周期:4个月13.白血球的;更新周期:13-20天。
在整个人体中,每分钟有1亿个细胞死亡。细胞代数学说(亦称细胞分裂次数学说)认为,人体细胞相当于每2.4年更新一代。经实验发现,人体细胞在培养条件下平均可培养50代,每一代相当于2.4年,称为弗列克系数。据此,人的平均寿命应为2.4乘50=岁。
人脑组成
人脑有几百亿个细胞,其中98.5%-99%的细胞处于休眠状态,大约有1%-1.5%的细胞参加脑的神经功能活动。最为神奇的是大脑的神经细胞的神经冲动传递速度超过公里/小时,相当于飞机速度的一半。每个人的脑中活动的细胞数量多少,决定着每个人的聪明与记忆程度。所谓活动的细胞,是指一个神经细胞和另一个神经细胞由"神经键"连接起来,形成神经回路,成为庞大的信息储存库,凭着信息储存库的记忆,人类才有语言、文字、创造发明,以及的意识、情绪、思维等高级神经活动。
四、细胞的分类和功能
人体由体细胞+生殖细胞组成,体细胞含有的染色体数是生殖细胞的2倍,人体除生殖细胞外,其他细胞都含有23对染色体(血液中某些不含细胞核的细胞除外)。体细胞又分为:红细胞、神经细胞、淋巴细胞、吞噬细胞、表皮细胞、血小板、白细胞等。血红细胞有携带氧气的功能;
神经细胞有传导兴奋的作用;
淋巴细胞有免疫的作用;
体液中的吞噬细胞有消灭抗原的作用;
肌细胞有运动的作用;
干细胞有分化出新细胞的作用;
表皮细胞有保护组织的作用;
视网膜细胞有感光作用。
细胞的三大基本功能:再生、调节和修复!
人体细胞分为四大组织,分别是:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。
①上皮组织:是由密集的细胞和少量的细胞间质组成,在细胞之间又有明显的连接复合体。一般细胞密集排列呈膜状,覆盖在体表和体内各种器官、管道、囊、腔的内表面及内脏器官的表面。上皮组织具有保护、吸收、排泄、分泌、呼吸等作用。
②结缔组织:是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。其具有支持、保护、营养、修复和物质运输等功能。
③肌肉组织:主要由收缩性强的肌细胞构成,一般细胞排列呈柱状。其主要机能是将化学能转变为机械能,使肌纤维收缩,机体进行各种运动。
④神经组织:由神经元和神经胶质细胞组成。神经元具有高度发达的感受刺激和传导兴奋的能力。神经胶质细胞有支持、保护、营养和修补等作用,神经组织是组成脑、脊髓以及周围神经系统其他部分的基本成分,它能接受内外环境的各种刺激,并能发出冲动联系骨骼肌和机体内部脏器协调活动。
五、综述
人体的结构和功能十分复杂,构成人体的基本成分是细胞和细胞间质。功能和结构相似的细胞和细胞间质,有机地结合起来组成了具有特定功能的组织。各种组织又结合成具有一定形态特点和生理功能的器官。如皮肤、肌肉、心、肝、脑等等。器官组织结构特点与功能相适应。而为能够完成一种或几种生理功能而组成的多个器官的总和叫系统。如口腔、咽、食管、胃、肠、消化腺等组成消化系统,鼻、咽、喉、气管、支气管、肺组成呼吸系统。整个人体可分为8个系统:运动系统、循环系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统、生殖系统、神经系统和内分泌系统。人体就是这样由许多器官和系统共同组成的完整的统一体,任何一个器官都不能脱离整体而生存。
人体各个系统能够密切配合、协调活动,是由于神经和体液的调节作用,特别是神经的调节作用。体内所有的生理功能和生化反应,都是在细胞及其产物(如细胞间隙中的胶原蛋白和蛋白聚糖)的物质基础上进行的。一百多年前,光学显微镜的发明促成了细胞的发现。此后对细胞结构和功能的研究,经历了细胞水平、亚细胞水平和分子水平等具有时代特征的研究层次,从细胞这个小小的单位里揭示出众多生命现象的机制,积累了极其丰富的科学资料。生命也是细胞更新换代不断延续的过程(新陈代谢),当细胞失去生活条件或彻底丧失活性时,生命也就随之消失。
可以认为,离开了对细胞及构成细胞的各种细胞器的分子组成和功能的认识,要阐明物种进化、生物遗传、个体的新陈代谢和各种生命活动以及生长、发育、衰老等生物学现象,要阐明整个人体和各系统、器官的功能活动的机制,将是不可能的。事实上,细胞生理学和分子生物学的实验技术和理论,已经迅速地向基础医学和临床医学各部门渗透。因此,生命的动力源应该来自于人体内细胞的健康程度。
机体生理功能和生化功能的正常活动完全依赖于细胞的正常生理和新陈代谢,当细胞出现病变时,人体便发生疾病,所以只要每个细胞正常,人体就必然健康。
我们用两句话概括归纳总结:
???1.细胞正常,人才健康。
2.一切病都是细胞功能(再生、调节、修复)出现障碍!
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