2018年医用材料生物学基础-蔡伟第二章医用植入材料生物环境——二细胞结构与功能-文档资料.ppt
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1、第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,1,第二章 医用植入材料生物环境,一、生命体系结构、人体组织与器官 二、细胞结构与功能 三、人体血液与组织液系统 四、人体骨骼系统与骨组织生物力学 五、人体免疫系统与免疫细胞,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,2,细胞 Cell 是人体结构和功能的最小单位,由细胞膜、细胞质和细胞核构成。在电子显微镜下还可以观察到细胞内部更细微的结构, 即超微结构。,细胞,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,3,“细胞学说”的基本内容,认为细胞是有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成; 每个细胞作为一个相对独立的单位,既有它“自己的”生命,又对
2、与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益器官的活力与细胞个体、也与细胞集合体相关; 细胞的生化活性由细胞特殊的亚结构控制。 生命的延续以细胞为基础,新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。,细胞,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,4,“细胞学说”的基本内容,细胞是人体结构和功能的最小单位 如何发挥功能? 细胞的生化活性由细胞特殊的亚结构控制 如何控制? 细胞的结构、成分? 人体有200种细胞尺寸、形状、功能不同 其结构是否相同或相似?,细胞,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,5,人血红细胞 7.5m,细胞,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,6,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,7,骨骼
3、肌,细胞,肌束膜,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,8,Cellularity,Packing Density: maximum theoretical packing density is about 1 x 109 cells/cm3 cell densities in tissues typically vary between 10 500 x 106 cells/cm3 relates to about 100 - 500 cells per microenvironment (100 mm)3 extreme cases, such as cartilage which is
4、accellular and has 1 cell per (100 mm)3 thus its microenvironment is essentially 1 cell plus associated ECM,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,9,人体细胞形状千差万别,其基本结构类似,细 胞 结 构,细胞膜 细胞质 细胞核,把细胞内部和细胞外液分割开来,使细胞能相对独立于环境而存在。包围在细胞表面的一层薄膜,厚70100,电镜下观察,为三层结构。,细胞内液:半透明胶体物质。 细胞器:具有一定形态和生理功能的结构 胞内质粒:非功能性单位,核膜 染色质 核仁 核液,细胞,第二章 生物环境
5、,二、细胞结构与功能,10,中心体,核膜,核仁,染色质,内含物,高尔基复合体,线粒体,基质,细胞膜,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,11,中心体,核膜,溶酶体,质膜,空泡,吞饮小泡,内质网,微茸毛,糖原颗粒,线粒体,高尔基复合体,细胞核,核仁,染色质,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,12,细胞膜 Plasma Membrane,细 胞 结 构,细胞膜 细胞质 细胞核,细胞内液:半透明胶体物质。 细胞器:具有一定形态和生理功能的结构 胞内质粒:非功能性单位,核膜 染色质 核仁 核液,细胞膜,把细胞内部和细胞外液分割开来,使细胞能相对独立于环境而存在。包围在细胞表面的一层薄膜,厚701
6、00,电镜下观察,为三层结构。,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,13,在电子显微镜下细胞膜的结构表现“两暗夹一明”的单位膜结构, 厚70100。,细胞膜,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,14,细胞膜,糖脂,糖蛋白,外层脂质分子(亲水性头部),表面蛋白质,疏水性尾部,嵌入蛋白质,内层脂质分子(亲水性头部),细胞膜分子结构模式图,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,15,细胞膜 Plasma Membrane,双层极性磷脂分子: 亲水端构成膜的内外两侧,与体液或细胞质接触,疏水端朝向膜的中间,互相贴近。 膜蛋白:,表面蛋白 结合蛋白,细胞膜,占膜重一半,功能: 识别和传递信号 输送物
7、质 与其它蛋白结合 产生细胞间结合,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,16,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,17,细胞膜的功能,1、物质输送:有选择性,进行新陈代谢的同时, 又能保持细胞内成分稳定。 水的渗透(细胞内外溶液浓度差异) 脂溶性物质和小分子物质,单纯扩散作用。 胞饮、胞吐作用(大分子) 非脂溶性物质与膜蛋白暂时结合,异化扩散。 主动转运作用(浓度由低至高) 2、识别、传递信号:膜蛋白与外界特定的化学信 号进行特异性结合,引起细胞内相应的变化。 3、膜蛋白间结合产生细胞间结合。 4、将细胞内外液分开,细胞内物质不会流散。,细胞膜,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,18,
8、细 胞 结 构,细胞膜 细胞质 细胞核,细胞内液:半透明胶体物质。 细胞器:具有一定形态和生理功能的结构 胞内质粒:非功能性单位,核膜 染色质 核仁 核液,细胞质 cytoplasm,细胞质,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,19,细胞质,微绒毛,微丝,溶酶体,线粒体,核周隙,滑面内质网,粗面内质网,糖原颗粒,分泌颗粒,脂肪颗粒,高尔基复合体,中心体,核膜,核仁,核孔,基质,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,20,细胞内液/细胞质基质 : 半透明胶体物质,含有丰富的蛋 白质、无机盐、糖、金属离子和 电解质等。 细胞器:细胞质内具有一定形态和生理功能 的结构。(物质代谢、能量代谢、蛋白
9、质合成)有:线粒体、核蛋白体、 内质网、高尔基复合体、溶酶体、 中心体、微丝和微管等。 胞内质粒:非功能性单位,糖类、脂类。,细 胞 质,细胞质 cytoplasm,细胞质,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,21,细胞质基质(胞质溶胶),成分: 小分子:水、无机离子(K+、Na+、Cl-、Mg2+、Ca2+等) 中等分子:脂类、糖类(葡萄糖、果糖、蔗糖)、氨基酸、核苷酸及其衍生物 大分子:多糖、蛋白质、脂蛋白、酶、 RNA,细胞质,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,22,功能: 为各种细胞器维持其正常结构提供所需要的离子环境 为各类细胞器完成其功能活动供给所必需的一切底物 某些生物化学
10、活动的场所,细胞质基质(胞质溶胶),细胞质,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,23,线粒体 Mitochondrion,电镜下,内外膜包围的结构。,供给细胞内生物化学活动所需的能量,细胞的动力工厂。,光镜下为粗线状、粒状,细胞器,线粒体,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,24,线粒体,细胞器,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,25,内质网 Endoplasmic Reticulum,结构复杂的膜状的管道或囊状物,与 细胞膜相连。 粗面内质网:外膜表面附着大量核糖体。 物资运输通道;合成蛋白质。 滑面内质网:物资运输通道;参与糖类、脂肪 的合成与分解。,细胞器,第二章 生物环境,二、
11、细胞结构与功能,26,内质网,多核糖体,微管,内质网腔,细胞器,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,27,粗面内质网,细胞内有大量平行排列的粗面内质网,表面附有致密的核糖体。 20000,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,28,滑面内质网,第二章 生物环境,二、细胞结构与功能,29,溶酶体 Lysosome,细胞内的一种细胞器,由一层单位膜构成的圆形或卵圆形小体; 内有多种酸性水解酶,如水解蛋白酶、过氧化氢酶、糖原与脂类的水解酶等,能分解蛋白质、糖类、脂类等; 能分解细胞本身损伤及衰老的结构及外来物质,可视为细胞本身的“消化系统” 在某种情况下,如溶酶体膜破裂,导致酶逸出, 细胞则被消化
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