淺析結構與功能在生物學中的關系

1、 淺析結構與功能在生物學中的關系 【摘要】 結構與功能的研究，是生命科學研究的主題。結構是物質系統(tǒng)內部的組織形式，功能則是物質系統(tǒng)在與內外環(huán)境的相互作用中，所表現(xiàn)出來的特性、行為、效能。結構和功能的關系，總起來講是“結構決定功能，功能反作用于結構”，即一方面，有什么樣的結構就產(chǎn)生什么樣的功能，而另一面，功能反作用于結構。功能的異常發(fā)揮，會引起結構的改變。生命科學的研究經(jīng)歷了從宏觀到微觀，從器官、組織到細胞、分子水平的研究，研究內容均涉及它們的結構和功能。因此，結構和功能的關系確是生命科學研究主題。為了說明兩者之間的這種關系，本文將那會用拿具體的實例來說明這種關系?！娟P鍵詞】 結構 突觸 橋粒

2、溶酶體 DNA 腎小球 一、突觸 突觸是一個神經(jīng)元的沖動傳到另一個神經(jīng)元或傳到另一細胞間的相互接觸的結構。突觸可分為電突觸和化學突觸兩大類。電突觸在人和哺乳動物中較少，一般講的突觸是化學突觸。 電鏡下的突觸結構是包括三部分：突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜。突觸前部神經(jīng)元軸突終末呈球狀膨大，軸膜增厚形成突觸前膜。在突觸前膜部位的胞漿內，含有許多突觸小泡。突觸小泡是突觸前部的特征性結構，小泡內含有神經(jīng)遞質；突觸間隙是突觸前膜和突出后膜之間的狹窄間隙；突觸后膜是突觸后神經(jīng)元的胞體膜或樹突膜，后膜具有受體和化學門控的離子通道。不同突觸后膜上具有不同的受體，它能與突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質特異性的結合。 當神

3、經(jīng)沖動傳至突觸前膜時，便會刺激前膜釋放含有神經(jīng)遞質的突觸小泡到突觸間隙，并作用于后膜上的相應受體，是突觸后膜的離子通道打開，突觸后神經(jīng)元或效應細胞就會發(fā)生相應的興奮或抑制。 由于突觸的單向傳遞，中樞神經(jīng)系統(tǒng)內沖動的傳遞就有一定的方向，即由傳入神經(jīng)元傳向中間神經(jīng)元，再傳向傳出神經(jīng)元，從而使整個神經(jīng)系統(tǒng)的活動能夠有規(guī)律地進行。二、橋粒 橋粒為大小不等的點狀連接，分布甚廣，主要出現(xiàn)在上皮組織。從形態(tài)上來看，通過橋粒連接，兩細胞之間形成紐扣式的結構。從結構上來看，橋粒連接也是通過鈣黏著蛋白將兩個相鄰的細胞連接在一起。在構成橋粒的兩個相鄰細胞膜的胞質面富有電子密度較高的盤狀結構，稱附著板。胞質中的很多的

4、張力細絲附著在附著板上，此細絲不具有收縮性，在細胞內這樣起著支持和固定的作用。多見于易受易受機械性刺激和摩擦較多的部位。 在某些上皮細胞的基底膜面有半橋粒結構，即為橋粒一半的結構，將上皮細胞固著在基底膜上。 正是由于橋粒半橋粒等連接的存在加固了上皮細胞之間以及上皮細胞與其下方的結締組織之間的連接，這樣不僅加強了組織的機械強度，更重要的是形成了組織網(wǎng)絡和組織整體。 三、溶酶體 溶酶體是真核細胞中的一種細胞器，為單層膜包被的囊狀結構，內含多種水解酶，其主要功能是分解各種外源和內源的大分子物質。 溶酶體呈球形，內容物均一，不含有明顯的顆粒物質，外面有一層脂蛋白膜圍繞。溶酶體膜與其他的生物膜不同：首先

5、嵌有質子泵，能將氫質子泵溶酶體中，以維持酸性的內環(huán)境，所產(chǎn)生的水解酶均為酸性水解酶。其次具有多種載體蛋白，用于轉運水解產(chǎn)物。第三是膜蛋白高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白的降解。 溶酶體具有多種功能：一是它承擔了清除無用的生物大分子、衰老的細胞器，衰老損傷和死亡的細胞以及識別并吞噬入侵的細菌病毒，起著消化和防御的功能。二是參與細胞器的更新。三是在受精過程中，精子的頂體相當于溶酶體，它能溶解卵細胞的外被，產(chǎn)生孔道，使精子進入卵細胞。 四、DNA DNA就是遺傳物質脫氧核糖核酸，是所有生物遺傳的物質基礎，存在于地球上所有生物的所有細胞中，直接決定生物體的遺傳。 DNA的組成單位為四種脫氧核苷酸。脫氧

6、核糖與磷酸分子借由酯鍵相連，組成其長鏈骨架，排列在外側，四種堿基排列在內側。這些堿基沿著DNA長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，指導蛋白質的合成。在雙螺旋的DNA中，分子鏈是由互補的核苷酸配對組成的，兩條鏈依靠氫鏈結合在一起。由于氫鏈鏈數(shù)的限制，DNA的堿基排列配對方式只能是A對T或C對G。因此，一條鏈的堿基序列就可以決定了另一條的堿基序列，因為每一條鏈的堿基對和另一條鏈的堿基對都必須是互補的。 DNA正是因為有著這樣相對穩(wěn)定的雙螺旋分子結構，特殊情況下又能產(chǎn)生可遺傳的變異；堿基對的排列方式又多種多樣，決定了DNA種類的豐富多樣，能存儲大量的遺傳信息；特殊的堿基互補配對方式有決定了親子代之

7、間能保持一定的連續(xù)性。基于以上的結構形式也就使得DNA有了作為遺傳物質的條件。五、腎小球 腎小球是被腎小囊包被的一團毛細血管球，腎小球是細小動脈伸入球囊后，分支成5-8個毛細血管小葉而構成。進入球囊的小動脈稱入球小動脈，小葉的毛細血管集合匯成出球小動脈。入球小動脈粗而直，出球小動脈細而彎曲，從而構成了入球和出球小動脈間的壓力差。 腎小球毛細血管的結構也較其它部位的毛細血管復雜，由內皮細胞、基底膜和上皮細胞組成，稱為濾過膜。 內皮細胞構成了第一道屏障，使血細胞及一些大分子物質受到阻攔而不被濾出。內皮細胞表面的負電荷構成了腎小球毛細血管壁電荷屏障的重要組成。 基底膜在內皮細胞和上皮細胞之間，基底膜富含硫酸類肝素帶負電荷，是腎小球濾過膜電荷屏障的重要組成。 上皮細胞貼伏于腎小球基底膜外側，細胞呈多