浅析结构与功能在生物学中的关系

1、 浅析结构与功能在生物学中的关系 【摘要】 结构与功能的研究，是生命科学研究的主题。结构是物质系统内部的组织形式，功能则是物质系统在与内外环境的相互作用中，所表现出来的特性、行为、效能。结构和功能的关系，总起来讲是“结构决定功能，功能反作用于结构”，即一方面，有什么样的结构就产生什么样的功能，而另一面，功能反作用于结构。功能的异常发挥，会引起结构的改变。生命科学的研究经历了从宏观到微观，从器官、组织到细胞、分子水平的研究，研究内容均涉及它们的结构和功能。因此，结构和功能的关系确是生命科学研究主题。为了说明两者之间的这种关系，本文将那会用拿具体的实例来说明这种关系。【关键词】 结构 突触 桥粒

2、溶酶体 DNA 肾小球 一、突触 突触是一个神经元的冲动传到另一个神经元或传到另一细胞间的相互接触的结构。突触可分为电突触和化学突触两大类。电突触在人和哺乳动物中较少，一般讲的突触是化学突触。 电镜下的突触结构是包括三部分：突触前膜、突触间隙和突触后膜。突触前部神经元轴突终末呈球状膨大，轴膜增厚形成突触前膜。在突触前膜部位的胞浆内，含有许多突触小泡。突触小泡是突触前部的特征性结构，小泡内含有神经递质；突触间隙是突触前膜和突出后膜之间的狭窄间隙；突触后膜是突触后神经元的胞体膜或树突膜，后膜具有受体和化学门控的离子通道。不同突触后膜上具有不同的受体，它能与突触前膜释放的神经递质特异性的结合。 当神

3、经冲动传至突触前膜时，便会刺激前膜释放含有神经递质的突触小泡到突触间隙，并作用于后膜上的相应受体，是突触后膜的离子通道打开，突触后神经元或效应细胞就会发生相应的兴奋或抑制。 由于突触的单向传递，中枢神经系统内冲动的传递就有一定的方向，即由传入神经元传向中间神经元，再传向传出神经元，从而使整个神经系统的活动能够有规律地进行。二、桥粒 桥粒为大小不等的点状连接，分布甚广，主要出现在上皮组织。从形态上来看，通过桥粒连接，两细胞之间形成纽扣式的结构。从结构上来看，桥粒连接也是通过钙黏着蛋白将两个相邻的细胞连接在一起。在构成桥粒的两个相邻细胞膜的胞质面富有电子密度较高的盘状结构，称附着板。胞质中的很多的

4、张力细丝附着在附着板上，此细丝不具有收缩性，在细胞内这样起着支持和固定的作用。多见于易受易受机械性刺激和摩擦较多的部位。 在某些上皮细胞的基底膜面有半桥粒结构，即为桥粒一半的结构，将上皮细胞固着在基底膜上。 正是由于桥粒半桥粒等连接的存在加固了上皮细胞之间以及上皮细胞与其下方的结缔组织之间的连接，这样不仅加强了组织的机械强度，更重要的是形成了组织网络和组织整体。 三、溶酶体 溶酶体是真核细胞中的一种细胞器，为单层膜包被的囊状结构，内含多种水解酶，其主要功能是分解各种外源和内源的大分子物质。 溶酶体呈球形，内容物均一，不含有明显的颗粒物质，外面有一层脂蛋白膜围绕。溶酶体膜与其他的生物膜不同：首先

5、嵌有质子泵，能将氢质子泵溶酶体中，以维持酸性的内环境，所产生的水解酶均为酸性水解酶。其次具有多种载体蛋白，用于转运水解产物。第三是膜蛋白高度糖基化，有利于防止自身膜蛋白的降解。 溶酶体具有多种功能：一是它承担了清除无用的生物大分子、衰老的细胞器，衰老损伤和死亡的细胞以及识别并吞噬入侵的细菌病毒，起着消化和防御的功能。二是参与细胞器的更新。三是在受精过程中，精子的顶体相当于溶酶体，它能溶解卵细胞的外被，产生孔道，使精子进入卵细胞。 四、DNA DNA就是遗传物质脱氧核糖核酸，是所有生物遗传的物质基础，存在于地球上所有生物的所有细胞中，直接决定生物体的遗传。 DNA的组成单位为四种脱氧核苷酸。脱氧

6、核糖与磷酸分子借由酯键相连，组成其长链骨架，排列在外侧，四种碱基排列在内侧。这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列，可组成遗传密码，指导蛋白质的合成。在双螺旋的DNA中，分子链是由互补的核苷酸配对组成的，两条链依靠氢链结合在一起。由于氢链链数的限制，DNA的碱基排列配对方式只能是A对T或C对G。因此，一条链的碱基序列就可以决定了另一条的碱基序列，因为每一条链的碱基对和另一条链的碱基对都必须是互补的。 DNA正是因为有着这样相对稳定的双螺旋分子结构，特殊情况下又能产生可遗传的变异；碱基对的排列方式又多种多样，决定了DNA种类的丰富多样，能存储大量的遗传信息；特殊的碱基互补配对方式有决定了亲子代之

7、间能保持一定的连续性。基于以上的结构形式也就使得DNA有了作为遗传物质的条件。五、肾小球 肾小球是被肾小囊包被的一团毛细血管球，肾小球是细小动脉伸入球囊后，分支成5-8个毛细血管小叶而构成。进入球囊的小动脉称入球小动脉，小叶的毛细血管集合汇成出球小动脉。入球小动脉粗而直，出球小动脉细而弯曲，从而构成了入球和出球小动脉间的压力差。 肾小球毛细血管的结构也较其它部位的毛细血管复杂，由内皮细胞、基底膜和上皮细胞组成，称为滤过膜。 内皮细胞构成了第一道屏障，使血细胞及一些大分子物质受到阻拦而不被滤出。内皮细胞表面的负电荷构成了肾小球毛细血管壁电荷屏障的重要组成。 基底膜在内皮细胞和上皮细胞之间，基底膜富含硫酸类肝素带负电荷，是肾小球滤过膜电荷屏障的重要组成。 上皮细胞贴伏于肾小球基底膜外侧，细胞呈多