第一节 细胞及细胞膜的基本结构

地球上的生物中除病毒之外，全都是由细胞（cell）构成的。组成细胞的化学元素有C、H、O、N、S、P、Na、K、Ca、Cl、Mg、Fe等50多种。其中前4种占细胞总量的90%以上。所有这些化学元素在人体外的自然界中都有存在，说明包含人体在内的生物界与非生物界在物质组成上是统一的。各种化学元素以水、无机盐、氧气等无机化合物或蛋白质（包含酶类）、糖类、脂类、核酸等有机化合物的形式存在。

人体由40万亿～60万亿个细胞及细胞间质组成，细胞是人体结构和功能的基本单位。构成人体不同组织、器官和系统的细胞种类、大小、形态、结构和功能差异非常大，但是，绝大多数细胞的结构和功能具有很多共同的特点，人体内所有的生理功能和生化反应都是在细胞及其产生的物质基础上进行的。

人体细胞为真核细胞。分为细胞膜、细胞质和细胞核三部分。

细胞膜又称质膜（plasma membrane），是包围在细胞质外面的一层生物膜。它是细胞的屏障，将细胞内的物质和外界环境分隔开，使细胞具有相对稳定的内环境。但细胞膜不是被动的、完全的屏障，而是能进行主动运输、具有高度选择性的半透膜，能在细胞内外形成不同的离子浓度，还能接受外界信号的刺激使细胞对外界环境的变化产生适当的反应。此外，细胞膜还与能量转移、兴奋传导、免疫功能等也有密切关系。

细胞膜主要由脂质（lipid）、蛋白质（protein）和少量的糖类等物质组成。目前主要以20世纪70年代初期Singer和Nicholson提出的流体镶嵌模型（fluid mosaic model）来解释细胞膜的组成结构：细胞膜以液态的起主要屏障功能的脂质双分子层相对排列作为基架，并在基架上或贯穿、或深埋、或附着地镶嵌着各种具有不同生理功能的蛋白质分子，糖类则与膜脂质或蛋白质结合形成糖脂（glycolipid）或糖蛋白（glycoprotein）。

细胞质是包裹在细胞膜内的半透明的胶状物质。含有大量水分、无机盐、蛋白质、糖类和类脂质等物质以及膜状的内质网、溶酶体、高尔基体、线粒体等有形的结构，它们有的负责供应身体生理活动所需要的能量（线粒体），有的负责贮存细胞合成的营养物质，待需要时再输送到细胞外（如高尔基体），有的则负责细胞的繁殖和分裂（如中心体）。细胞膜的流体镶嵌模型见图2-1。

图2-1 细胞膜的流体镶嵌模型

细胞核是细胞膜内最大的结构。核的外面有核膜包裹，核膜内为核质，核质包含一个或数个较致密的核仁，以及其他一些小块或小粒状的染色质。核仁含有核糖核酸（RNA），它是负责人体蛋白质合成的。染色质中含有去氧核糖核酸（DNA），它含有遗传物质和信息，决定着人体的性别、遗传特征等。