摘　要　本文對紅細胞的相關知識進行整合，使教師和學生對紅細胞能有比較系統(tǒng)的了解和掌握，同時對這幾年高考中關于紅細胞的考查進行整理解析。

關鍵詞　紅細胞；專題復習；知識整合 

紅細胞不僅在動物體內起著非常重要的生理作用，還作為生物科學某些領域研究的好材料，因此，有關紅細胞知識點常成為高考命題的切入點。在高中教材和其他高考輔導資料中涉及紅細胞的知識點比較多，內容比較零碎�，F(xiàn)將紅細胞的相關知識進行收集整理，歸納總結，形成專題復習，使師生對紅細胞有比較系統(tǒng)的了解和掌握，增強分析問題和解決問題的能力。

1.紅細胞的進化

1．1　無脊椎動物的紅細胞

在無脊椎動物中具有紅細胞，只限于海生動物，如?蟲、光裸星蟲、綠紐蟲、海豆芽、掃帚蟲、魁蛤、海棒槌等。涉及到各門約有100種，但也有的和白細胞并沒有明顯區(qū)別，不過和脊椎動物的紅細胞則有明顯的差異。

1．2　脊椎動物的紅細胞

在脊椎動物中，鳥類、兩棲類、魚類的紅細胞是有細胞核的，而人和哺乳類動物的紅細胞是沒有細胞核的。哺乳類的紅細胞，是中心部凹陷的圓板狀，在造血組織中是有細胞核的，但在循環(huán)血中的紅細胞，除駱駝和羊駝之外，可看到細胞核退化，向細胞外放出、消失。鳥類以下的動物的紅細胞多數呈橢圓形，中心具核，中心部向兩面突出。

脊椎動物紅細胞的大小，可因動物種類不同而異，哺乳類的直徑為4～8微米（人的為6～9微米），厚度以1．5～2．5微米者為多見。鳥類的長徑為12～15微米，短徑為7～9微米，在爬行類的長徑為17～20微米，短徑為10～14微米，兩棲類的更大，長徑為23～60微米，短徑以13～35微米者較多。魚類的紅細胞的大小有明顯變異。 

紅細胞數由于物種的不同而異，但具有大形紅細胞的，一般在單位體積中紅細胞減少。處于冬眠期的動物，比活動期顯著減少。 

2.紅細胞的研究史

1658年，荷蘭生物學家簡·施旺麥丹（Jan Swammerdam）應用早期的顯微鏡首先發(fā)現(xiàn)了紅細胞，并對其形態(tài)進行了描述。1855 年發(fā)明了用于計數血細胞的計數板。對紅細胞功能的認識，最先開始于1871～1876年，已知紅細胞有帶氧功能且能在組織中參與呼吸作用，1900～1930年對此有更全面的了解。1935年才知紅細胞內有碳酸酐酶，能將大量二氧化碳轉變成碳酸根離子，使之溶解于血液中；同時也能將碳酸根離子轉化成二氧化碳，在肺泡中釋放。這一發(fā)現(xiàn)不僅明確了紅細胞的呼吸作用，而且了解到紅細胞和血液酸堿平衡有密切關系。1967年以后明確紅細胞內的2，3二磷酸甘油醛可作用于脫氧的血紅蛋白分子，有利于組織獲得更多的氧氣。1946年，證明了紅細胞壽命在120天左右，即在120后體內所有的紅細胞都被更新。1900年，奧地利的病理研究人員卡爾·蘭德斯坦納（Karl·Landsteiner）最早發(fā)現(xiàn)了A、B、O、AB四種血型中的前三種，于1930年獲得諾貝爾醫(yī)學及生理學獎。1910年，美國芝加哥醫(yī)生赫里克（J．B．Herrick）的診所來了一位黑人病人，是嚴重的貧血病患者。對病人做血液檢查時發(fā)現(xiàn)，紅細胞在顯微鏡不是正常的圓餅形，而是又長又彎的鐮刀形，稱鐮刀型細胞貧血癥（sickle cell anemia），這樣的紅細胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴重時會導致死亡。鐮刀型細胞貧血癥是人類了解的第一種分子水平上的遺傳病。1947年，美國著名化學家鮑林（L．Pouling）等證明，呈現(xiàn)鐮刀型的紅細胞是由于紅細胞內的血紅蛋白不正常引起的。1956年，英國科學家英格拉姆（V．Inglam）通過巧妙的實驗進一步揭示了這一秘密：血紅蛋白是由四條多肽鏈構成，其中兩條相同的a鏈和兩條相同的β鏈。a鏈有141個氨基酸，β鏈有146個氨基酸。正常血紅蛋白與不正常血紅蛋白唯一不同就是β鏈上的第六個氨基酸谷氨酸被纈氨酸取代了。

3.紅細胞的產生過程和破壞 

紅細胞的產生過程是：首先由造血干細胞分化為原始紅細胞，然后每個原始紅細胞經過4次有絲裂，經過早幼紅細胞、中幼紅細胞、晚幼紅細胞和網織紅細胞階段，最后發(fā)育為呈兩面凹的圓餅狀的成熟紅細胞。一個原始紅細胞經過增殖分化，可產生16個成熟的紅細胞。紅細胞在分裂、成熟過程中，細胞的體積由大逐漸變小，核也逐漸濃縮，最后消失，因此，人的紅細胞內沒有細胞核。血紅蛋白濃度逐漸增多，到了完全成熟的時候，血紅蛋白的濃度達到最大值。紅細胞破壞的場所，一是在血管內，如強烈打擊體表或各種溶血物質進入血管內，都可以引起紅細胞破裂和釋放血紅蛋白（血紅蛋白是由珠蛋白和一種含鐵的血紅素結合而成）；一是在血管外，如受損害較輕的、衰老的紅細胞，或異常的紅細胞，可以被血管外的脾臟和肝臟中的吞噬細胞所吞噬。紅細胞被破壞以后，所釋放出的血紅蛋白進行分解，分解物中的蛋白質和鐵質，可以重新被利用來制造紅細胞，其余部分轉變?yōu)槟懠t素，膽紅素隨血液流入肝臟，再隨膽汁排入腸腔，經變化，最后隨糞便排出體外�？茖W家在研究細胞膜的成分時，曾將哺乳動物（或人）的紅細胞置于清水中，讓其吸水脹破，獲得較純凈的細胞膜以供研究之用。 

4.紅細胞的形態(tài) 

成人體內大約有2～3×1013個紅細胞（女性大約為4～5百萬/立方毫米血液，男性為5～6百萬/立方毫米血液）。人和哺乳動物的正常成熟紅細胞平均直徑7．2μm，形態(tài)呈雙凹的圓餅狀，中央較薄，邊緣較厚，染色后呈淡紅色略帶紫色，中央部分較淡染，沒有細胞核和各種細胞器。因此在做制備細胞膜的方法的實驗時，選用人或其它哺乳動物成熟的紅細胞，因為人或其它哺乳動物成熟的紅細胞，沒有細胞核和具有膜結構的細胞器，易用離心分離法得到不摻雜細胞內膜系統(tǒng)的純凈的細胞膜；同時紅細胞數量大，材料易得。另外在做DNA的粗提取和鑒定實驗時，選用雞血為材料，依據是雞血紅細胞、白細胞中都有細胞核，含有大量DNA；人和哺乳動物成熟的紅細胞內沒有細胞核，DNA含量很低，不宜做實驗材料。 

5.紅細胞的生理特性 

紅細胞膜具有選擇通透性，紅細胞具有可塑變形性、懸浮穩(wěn)定性和滲透脆性。這些特性都與紅細胞的雙凹圓碟形有關。 

5．1　紅細胞膜的通透性

由于紅細胞膜是以脂質雙分子層為骨架的半透膜，所以脂溶性物質（如O2和CO2等氣體分子）可以自由通過，尿素也可以自由透過。在無機鹽中，陰離子（如CI-）容易通過細胞膜，陽離子卻很難通過。 

5．2　可塑變形性 

紅細胞在血管中流動時，需要通過口徑比它小的毛細血管和血竇孔隙。這時紅細胞要發(fā)生卷曲變形，通過之后又恢復原狀，這種變形稱為可塑性變形。紅細胞變形能力與表面積和體積之比呈正相關；與紅細胞內的粘度呈負相關；與紅細胞膜的彈性呈正相關。 

5．3　滲透脆性 

紅細胞在低滲溶液中抵抗破裂溶血的特性，稱為紅細胞滲透脆性。滲透脆性大，說明紅細胞對低滲溶液的抵抗力小，反之，滲透脆性小，則抵抗力大。衰老的紅細胞及遺傳性球形紅細胞增多癥患者，其脆性增大。 

5．4　懸浮穩(wěn)定性 

在正常生理狀態(tài)下，紅細胞能相當穩(wěn)定地懸浮于血漿中而不易下沉，紅細胞的這一特性稱為懸浮穩(wěn)定性。通常以第一小時未紅細胞沉降的距離表示紅細胞沉降速度，稱為紅細胞沉降率，簡稱血沉。用魏氏法檢測的正常值，男性為0～15mm/h，女性為0～20mm/h．在某些疾病時（如活動性肺結核、風濕熱等）血沉加快。 

6.紅細胞的功能 

6．1　紅細胞的主要功能 

紅細胞的主要功能有二個，一是運輸氧和二氧化碳；二是維持血液的酸堿度不致太高或太低。紅細胞的功能主要是由血紅蛋白來完成的。血液呈現(xiàn)紅色，也正是因為紅細胞里含有這種血紅蛋白的緣故。血紅蛋白是一種結合蛋白，由一種被稱為珠蛋白的特殊蛋白質和一種含鐵的色素叫亞鐵血紅素組成，其中珠蛋白占96％，而亞鐵血紅素只占4％。血紅蛋白的特點是在氧分壓高的地方與氧結合，在氧分壓低的地方易將放出。血紅蛋白與氧的結合比較松。紅細胞就是依靠血紅蛋白的這種特性完成運輸氧的作用。當血液流經肺時，在肺泡毛細血管處，血紅蛋白就把二氧化碳釋放到空氣中去，同時把空氣中的氧攜帶上，隨血液循環(huán)，再把氧輸送給全身的組織器官，并把組織器官代謝中產生的二氧化碳運輸到肺。但是血紅蛋白只有在紅細胞內才能發(fā)揮作用。如果紅細胞破裂，血紅蛋白被釋放到血漿中，就會喪失其作用。此外，血紅蛋白還有一個特點就是易與一氧化碳結合，其親合力比跟氧的親合力要大兩百多倍。而且一經結合就不易分離。煤氣中毒，就是由于血液里的大部分血紅蛋白跟一氧化碳結合，失去了運輸氧的能力，而造成組織缺氧，甚至機體死亡。紅細胞內的血紅蛋白尚可組成緩沖對，具有緩沖血液中酸堿度變化的作用。 

6．2　紅細胞的免疫功能  

“紅細胞免疫系統(tǒng)”概念于1981年首先由美國學者西格爾（Siegel）提出。20多年來國內外學者進行了大量研究，發(fā)現(xiàn)紅細胞有許多與免疫有關的物質，并具有識別、粘附、濃縮、殺傷抗原，傳遞抗原信息和清除循環(huán)免疫復合物的能力。紅細胞不但能參與機體免疫調控，并有完整的自我調控系統(tǒng)，在許多疾病發(fā)病機理中，紅細胞免疫缺陷占有很重要的地位。紅細胞的免疫粘附功能，是機體的一種防御機制，它通過細胞表面上一種叫“受體”的蛋白質粘附免疫復合物，將其帶到肝、脾，免疫復合物被巨噬細胞所吞噬清除，紅細胞仍回到血液循環(huán)中去，因而紅細胞也有免疫功能。紅細胞具有識別、粘附、殺傷抗原、清除CIC等功能，且參與機體免疫調控。紅細胞免疫功能的研究為免疫學理論研究和發(fā)展增添了一個新內容，這對指導醫(yī)學免疫學的教學有一定的意義。 

7.紅細胞的代謝 

7．1　紅細胞的代謝 

人和其他哺乳動物的成熟紅細胞沒有細胞核、核糖體等細胞器，不能合成蛋白質，但在未成熟的發(fā)育過程中，仍能合成蛋白質（血紅蛋白以及其他酶系）的。紅細胞主要能源是血漿葡萄糖，葡萄糖以協(xié)助擴散的形式被吸收到紅細胞內變成6－磷酸葡萄糖，其中約90％～95％經糖酵解被利用，約5％～10％通過磷酸戊糖途徑．成熟紅細胞沒有線粒體，糖酵解是其獲能的主要方式，1摩爾葡糖糖酵解產生2摩爾ATP，紅細胞攜帶氧氣，但是其自身并不消耗之。其內電解質以鉀最多，鈉較少，血漿相反。所以紅細胞產生的ATP主要用于維持紅細胞“鈉泵”的功能，以保證紅細胞的離子平衡。紅細胞還有其他代謝途徑，比如，2，3—DPG支路，氧化還原系統(tǒng)等。 

7．2　紅細胞的血紅蛋白來源及無核無細胞器的 

我們知道成熟的紅細胞沒有細胞核和各種細胞器，那么其中的血紅蛋白是怎么產生的？原來在紅細胞發(fā)育早期，即早幼紅細胞階段，紅細胞體積變小，細胞質呈強嗜堿性，游離核糖體豐富，開始合成血紅蛋白核內染色體濃縮成塊，核仁消失．以后的發(fā)育中，血紅蛋白合成量增加，細胞中缺乏細胞器。最后，核被排出，成了終末分化無核紅細胞。那么為什么紅細胞會“丟失”了核與其他的細胞器呢？這恰恰是紅細胞分化（特化）的結果。按照結構和功能相適應的原則，紅細胞的這些特點與其交換CO2和O2密切相關。細胞體積小，呈圓形，有利于在血管內快速運行，體積小則相對表面積大，有利于提高氣體交換效率。細胞內主要是血紅蛋白，有助于結合更多的CO2和O2。所以紅細胞這種高度特化結構是與其功能緊密相關的。 

7．3　紅細胞吸收如何吸收葡萄糖的 

紅細胞攝取葡萄糖的方式是協(xié)助擴散。也就是在載體蛋白的協(xié)助下，葡萄糖沿著濃度梯度（電化學梯度）減小的方向進行。若以葡萄糖濃度為橫坐標，轉運速率為縱坐標，將會發(fā)現(xiàn)，協(xié)助運輸曲線和酶促反應（橫坐標為底物濃度）相似，也就是存在最大轉運速度的現(xiàn)象（載體蛋白全部發(fā)揮作用）。這與小腸上皮細胞吸收葡糖糖的方式相異：上皮細胞以主動運輸的方式吸收葡萄糖，這是一種間接消耗能量的過程，也就是葡萄糖跨膜時要靠膜外側所積累的Na＋勢（離子勢的建立需要消耗ATP）來驅動，載體蛋白上兩個結合位點必須同時與Na＋和葡萄糖結合才能完成運輸。 

8.紅細胞的呼吸方式 

哺乳動物的成熟紅細胞結構特殊，既沒有細胞核也無線粒體、核糖體等各種細胞器，卻富含血紅蛋白，這種結構特點與其運輸氧氣的功能是相適應的。因為沒有線粒體，紅細胞進行無氧呼吸。兩棲類動物、鳥類等其他的紅細胞，都有細胞核和各種細胞器，它們的紅細胞能進行有氧呼吸。 

9.紅細胞的增殖 

蛙（兩棲類）的紅細胞是進行無絲分裂（無紡錘絲產生，無染色體變化，有DNA復制），但不能依次類推，人的紅細胞也是無絲分裂。哺乳動物成熟的紅細胞已永久失去分裂的能力，哺乳動物的紅細胞是通過骨髓中造血干細胞分裂產生的細胞，再分化發(fā)育而來的（由造血干細胞依次分化為原始紅細胞、幼紅細胞、網織紅細胞，最后形成為成熟紅細胞）。鳥類動物的紅細胞能進行有絲分裂。 

10.紅細胞的血型決定與紅細胞凝集 

紅細胞表面具有血型決定的物質──凝集原（抗原），它們是由各級紅細胞中控制膜表面糖蛋白合成的基因控制合成的。在人群中，決定ABO血型的基因有三種：IA、IB、i，為常染色體基因。其中，IA和IB對i為顯性，IA、IB間為共顯性關系。也就是說：A型血的基因組成可以是IAIA或IAi；B型血的基因組成可以是IBIB或IBi；AB型血的基因組成是IAIB；O型血的基因組成是ii。ABO血型是根據紅細胞膜上存在的凝集原A與凝集原B的情況而將血液分為4型。凡紅細胞只含A凝集原的，即稱A型；如存在B凝集原的，稱為B型；若A與B兩種凝集原都有的稱為AB型；這兩種凝集原都沒有的，則稱為O型。不同血型的人的血清中各含有不同的凝集素，即不含有對抗內他自身紅細胞凝集原的凝集素。在A型人的血清中，只含有抗B凝集素；B型人的血清中，只含有抗A凝集素；AB型人的血清中沒有抗A和抗B凝集素；而O型人的血清中則含有抗A和抗B凝集素。 

11.紅細胞與人體健康 

11．1　體育鍛煉對紅細胞數量的影響 

體育鍛煉對紅細胞數量可產生良好的作用，主要表現(xiàn)在可使紅細胞偏低的人紅細胞含量增加。有研究工作者證實，運動員和經常參加體育鍛煉的人安靜時紅細胞數量比不參加體育鍛煉的人略高。但人體內的紅細胞數量并不是越多越好，紅細胞數量過多，會增加血液的粘滯性，加重心臟負擔，對機體也是不利的。因此，體育鍛煉可使紅細胞數量偏少的人有所回升，但不會使紅細胞數量過多。體育鍛煉對血紅蛋白會計師的影響基本同紅細胞的變化。 

11．2　紅細胞與疾病 

按國際疾病法（ICD）命名血液病系統(tǒng)疾病。將血液病分為紅細胞疾病、白細胞疾病和出血性疾病三大類，其中與紅細胞有關的疾病包括缺鐵性貧血、巨幼細胞性貧血、再生障礙性貧血、溶血性貧血、地中海貧血、自身免疫性溶血性貧血、藥物性溶血性貧血、陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿、急性失血性貧血、慢性病貧血、血色病等。 

本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/138590.html

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