动物体的基本结构与功能

细胞特征

基本共性

• 膜结构
  • 磷脂双分子层
    • 选择透过性
      • 维持内环境稳定
        • 离子通道/载体蛋白
• 遗传物质
  • DNA
    • 双螺旋结构
      • 储存与传递遗传信息
        • 基因表达调控
• 代谢能力
  • 酶催化
    • 高效专一
      • ATP能量货币
        • 糖酵解/三羧酸循环

特化差异

• 形态多样
  • 红细胞双凹盘
    • 增大表面积
      • 气体交换效率↑
        • 无核延长寿命
• 功能专一
  • 神经元突起
    • 树突+轴突
      • 电信号快速传导
        • 髓鞘跳跃式传导

细胞化学组成

无机物

• 水
  • 占70-80%
    • 极性溶剂
      • 代谢反应介质
        • 比热大→恒温缓冲
• 离子
  • Na⁺/K⁺/Ca²⁺
    • 电位与信号
      • 动作电位基础
        • 肌肉收缩触发

有机物

• 蛋白质
  • 结构蛋白
    • 胶原蛋白
      • 结缔组织韧性
        • 羟脯氨酸交联
  • 功能蛋白
    • 酶/抗体/通道
      • 特异性识别
        • 诱导契合模型
• 脂类
  • 磷脂
    • 膜骨架
      • 流动性调控
        • 胆固醇稳定
  • 固醇
    • 激素前体
      • 性激素/皮质醇
        • 环戊烷多氢菲骨架
• 糖类
  • 单糖
    • 葡萄糖
      • 主要能源
        • 糖原储存于肝/肌
  • 寡糖
    • 细胞表面抗原
      • ABO血型决定
        • 糖基转移酶差异
• 核酸
  • RNA
    • mRNA/tRNA/rRNA
      • 蛋白质合成
        • 密码子-反密码子配对

细胞的结构

膜相结构

• 细胞膜
  • 流动镶嵌模型
    • 整合/外周蛋白
      • 信号转导
        • G蛋白偶联受体
• 内膜系统
  • 内质网
    • 粗面→蛋白合成
      • 滑面→脂质/解毒
        • 微粒体药物代谢
  • 高尔基体
    • 糖基化/分选
      • 溶酶体形成
        • M6P标签机制
  • 溶酶体
    • 酸性水解酶
      • 自噬/异噬
        • 残余体脂褐素

非膜相结构

• 细胞骨架
  • 微管
    • 中心体组织
      • 纺锤体形成
        • 紫杉醇稳定抗癌
  • 微丝
    • 肌动蛋白-肌球蛋白
      • 细胞收缩
        • 平滑肌紧张
  • 中间纤维
    • 角蛋白/波形蛋白
      • 机械支撑
        • 细胞连接锚定
• 核糖体
  • 80S（真核）
    • 大/小亚基
      • 多聚核糖体
        • 5'→3'同步翻译
• 中心体
  • 微管组织中心
    • 基体同源
      • 纤毛/鞭毛生成
        • 9+2微管排列

细胞周期

间期

• G1期
  • 生长与合成
    • 限制点（R点）
      • 一旦通过必完成周期
        • Cyclin D-CDK4/6
• S期
  • DNA复制
    • 半保留复制
      • 多起点双向
        • 端粒酶补偿缩短
• G2期
  • 损伤检查
    • G2/M检查点
      • p53-Cdc25路径
        • DNA修复或凋亡

分裂期（M）

• 前期
  • 染色质凝缩
    • 姐妹染色单体
      • 黏连蛋白环
        • 动粒形成
• 中期
  • 赤道板排列
    • 纺锤体微管
      • 张力检测
        • 未附着→延迟后期
• 后期
  • 黏连蛋白裂解
    • 分离酶激活
      • 染色体移向两极
        • APC/C泛素化
• 末期
  • 解螺旋
    • 核膜重建
      • 收缩环形成
        • 肌动蛋白-肌球蛋白

调控分子

• Cyclin-CDK
  • 周期性降解
    • 泛素-蛋白酶体
      • 计时器功能
        • SCF/APC/C

细胞分裂

有丝分裂

• 体细胞增殖
  • 2n→2n
    • 遗传均等
      • 生长/修复
        • 干细胞维持
• 异常
  • 非整倍体
    • 染色体不分离
      • 唐氏综合征
        • 21三体

减数分裂

• 生殖细胞
  • 2n→n
    • 同源重组
      • 增加多样性
        • 交换（交叉）
• 两次连续分裂
  • 减Ⅰ：同源分离
    • 四分体形成
      • 独立分配
        • 2²³组合（人）
  • 减Ⅱ：姐妹分离
    • 类似有丝分裂
      • 单倍体配子
        • 受精恢复二倍体

无丝分裂

• 直接核裂
  • 无纺锤体
    • 低等/病理
      • 遗传不稳定
        • 肿瘤偶见

组织

上皮组织

• 被覆上皮
  • 单层/复层
    • 鳞状/立方/柱状
      • 保护/分泌/吸收
        • 微绒毛/纤毛特化
• 腺上皮
  • 外分泌
    • 导管结构
      • 汗腺/消化腺
        • 浆液/黏液区分
  • 内分泌
    • 无导管
      • 激素入血
        • 甲状腺/肾上腺

结缔组织

• 疏松
  • 胶原/弹性纤维
    • 成纤维细胞
      • 修复创伤
        • 炎症反应
• 脂肪
  • 储能/保温
    • 单泡/多泡
      • 棕色脂肪产热
        • UCP-1解偶联
• 软骨
  • 透明软骨
    • 胶原Ⅱ型
      • 关节面缓冲
        • 无血管→慢修复
• 骨
  • 骨板
    • 哈佛氏系统
      • 钙磷储存
        • 成骨/破骨平衡
• 血液
  • 细胞+血浆
    • 红细胞/白细胞/血小板
      • 免疫与运输
        • 缓冲与凝血

肌肉组织

• 骨骼肌
  • 随意收缩
    • 横纹多核
      • 肌节结构
        • 肌浆网Ca²⁺释放
• 心肌
  • 闰盘
    • 缝隙连接
      • 同步搏动
        • 自律细胞起搏
• 平滑肌
  • 内脏壁
    • 无横纹
      • 缓慢持久
        • 钙调蛋白途径

神经组织

• 神经元
  • 胞体+突起
    • 尼氏体（RER）
      • 传导电冲动
        • 突触化学传递
• 神经胶质
  • 支持/保护
    • 星形/少突/小胶质
      • 血脑屏障
        • 髓鞘形成

器官

结构原则

• 多种组织协同
  • 功能单元
    • 肝小叶/肾单位
      • 血管/神经伴行
        • 间质支撑

实例

• 心脏
  • 心肌+结缔组织
    • 瓣膜
      • 单向血流
        • 心内膜/心肌膜/心外膜
• 肺
  • 支气管树+肺泡
    • 气血屏障
      • Ⅰ型肺泡细胞
        • 表面活性物质
• 肝脏
  • 肝板+窦状隙
    • Kupffer细胞
      • 代谢/解毒/免疫
        • 门静脉+肝动脉双重血供

系统

循环系统

• 心血管+淋巴
  • 运输O₂/营养
    • 免疫监视
      • 单核-巨噬系统
        • 淋巴结过滤

呼吸系统

• 气体交换
  • 通气+灌注
    • 延髓中枢
      • CO₂-H⁺反馈
        • 缺氧驱动

消化系统

• 机械+化学消化
  • 管壁四层
    • 黏膜/黏膜下/肌层/浆膜
      • 肝胰辅助
        • 微生物组共生

泌尿系统

• 排泄+稳态
  • 肾单位滤过
    • 肾小球+肾小管
      • RAAS调节血压
        • ADH水重吸收

神经系统

• CNS+PNS
  • 反射弧
    • 感觉+整合+运动
      • 可塑性
        • LTP记忆机制

内分泌系统

• 激素调节
  • 负反馈
    • 下丘脑-垂体-靶腺轴
      • 昼夜节律
        • 褪黑素

生殖系统

• 配子发生
  • 性腺轴
    • FSH/LH调控
      • 受精-着床
        • hCG维持黄体

免疫系统

• 先天+获得性
  • 屏障/细胞/分子