如果你看到这则信息,这表示下载可汗学院的外部资源时遇到困难.

If you're behind a web filter, please make sure that the domains *.kastatic.org and *.kasandbox.org are unblocked.

主要内容

组织,器官,和器官系统

了解身体的主要组织类型和器官系统,以及他们如何共同工作。

要点

  • 人类——以及其他复杂的多细胞生物体——拥有能够共同工作的器官系统,开展使我们能够生存下去的过程。
  • 体内有由小到大的一系列系统。 细胞组成组织,组织组成器官, 器官组成系统
  • 一个系统的功能取决于其器官的活动总和。例如,消化系统器官合作以处理食物。
  • 生物的生存取决于所有器官系统的综合活动,往往由内分泌系统和神经系统协调。

介绍

如果你是一个单细胞动物,你在一个营养丰富的地方生活,活着就很简单。比如,要是你是一只生活在池塘里的阿米巴原虫,你可以直接通过你的环境吸收营养。你需要用来新陈代谢的氧气可以通过你的细胞膜直接渗透进去,二氧化碳和其他废物可以通过渗透直接出去。要是到了繁殖的时候,你也可以直接一分为二。
但是,因为你现在正在看这个网站,你 不是 一只阿米巴原虫,而对于人类这样的大型多细胞动物来说,并不如此简单。你复杂的身体有超过30万亿个细胞,大多数都不和外界环境做直接接触,1 你体内的一个细胞,像骨头里面的,或肝的细胞,不能直接通过环境获取养分或氧气。
那么,身体是如何养活其细胞并使自己继续活动的? 让我们更仔细地看一看你的奇妙身体组织是如何做到这一点的。

多细胞生物需要特化系统

大型多细胞生物内的大多数细胞并不和 外界环境 直接交换像养分和废物这类的物质。相反,他们被一个由细胞外液构成的 内部环境 所包围。这些细胞通过细胞外液得到氧气,养分,并将废物排入其中。人类和别的复杂生物使用特化系统来维持内部环境,保持其稳定并可以满足细胞的需求。
体内不同系统有不同功能。例如,你的消化系统负责摄入和处理食物,而你的呼吸系统和循环系统合作负责吸入氧气并排出二氧化碳。肌肉和骨骼系统对运动至关重要,生殖系统负责生殖,而排泄系统排出新陈代谢废物。
因为其特化程度,这些不同系统相互依赖。组成消化,肌肉,骨骼,生殖,排泄,和呼吸系统的细胞都需要来自呼吸系统的氧气,而所有系统都需要养分和排出废物。体内所有系统都需要合作才能使一个生物存活。

身体结构概览

所有活着的生物都由一个或多个细胞构成。单细胞生物,像阿米巴,只有一个细胞,而多细胞动物,像人,由很多细胞组成。细胞被视为基础的生命单位。
像人这样复杂的多细胞动物内的细胞被安排成组织,一群相似的细胞共同完成一项特定的任务。器官是由两个或两个以上的组织组成的结构,用来执行特定的功能,而各组具有相关功能的器官组成了不同的器官系统
图片改自 Levels of structural organization of the human body by OpenStax College, Anatomy & Physiology, CC BY 4.0
在结构的每一级——细胞、组织、器官和系统——结构与功能密切相关。 例如,吸收养分的小肠内细胞看起来与身体运动所需的肌肉细胞大不相同。 心脏结构反映了它在全身抽血的工作。 而肺的结构则能够最大限度地提高它们处理氧气和释放二氧化碳的效率。

组织类型

如上文所述,每个器官由两个或两个以上的组织,即为执行一项具体任务而共同工作的类似细胞的小组。 人类——以及其他大型多细胞动物——由四种基本组织组成:上皮组织、结缔组织、肌肉组织和神经组织。
图片改自 Types of tissues: Figure 1 by OpenStax College, Anatomy & Physiology, CC BY 3.0

上皮组织

上皮组织由紧密包裹的细胞片组成,这些细胞片覆盖着表面,包括身体的外部和线状的体腔。例如,皮肤的外层是上皮组织,小肠的内壁也是。
上皮细胞是极化的,这意味着它们有一个顶部和一个底部。上皮细胞的顶端面向空腔的内部或结构的外部,通常暴露于液体或空气中。底部侧面面对下面的细胞。例如,肠细胞的顶端有手指状的结构,增加了吸收营养的表面积。
图片来源: Eukaryotic cells: Figure 3 by OpenStax College, Biology, CC BY 3.0
上皮细胞很紧凑,这使得他们可以作为阻碍液体流动和潜在有害微生物的屏障。为了将它们紧密结合在一起以防止泄露,细胞经常被 特化连接点 连在一起。

结缔组织

结缔组织由悬浮在细胞外基质中的细胞组成。大多数情况外基质由像胶原蛋白和纤维蛋白的纤维状蛋白质,在一个固体,液体,或果冻状基质中组成结缔组织支持并连接别的组织。
疏松结缔组织,如下图所示,是最常见的结缔组织。它遍布全身,支撑着器官和血管,将上皮组织与下面的肌肉连接起来。致密的或纤维状的结缔组织存在于肌腱和韧带中,它们分别将肌肉与骨骼和骨骼彼此连接起来。
图片来自: Animal primary tissues: Figure 6 by OpenStax College, Biology, CC BY 4.0
特化种类的结缔组织包括脂肪组织——也就是脂肪,骨头,软骨,和血液,血液的细胞外基质是叫做血浆的液体。

肌肉组织

肌肉组织对于保持身体直立、允许它移动、甚至是泵血和推动食物通过消化道是必不可少的。
肌细胞,通常被叫做肌纤维,包括肌动蛋白和肌球蛋白,使得他们可以收缩。肌肉有三种:骨骼肌、心肌和平滑肌。
图片来自: Animal primary tissues: Figure 12 by OpenStax College, Biology, CC BY 4.0
骨骼肌,又称横纹肌,是我们在日常生活中所称的肌肉。骨骼肌是由肌腱附着在骨骼上的,它可以让你有意识地控制自己的动作。例如,你腿上的四头肌或手臂上的二头肌是骨骼肌。
心肌只能在心房心室上找到。和骨骼肌一样,心肌也是有条纹的,但它不是自愿控制的,所以——谢天谢地!——你不需要考虑让你的心脏跳动。单个光纤由一种叫做插接磁盘的结构连接,这种结构允许它们同步收缩。
平滑肌在血管壁和消化道壁,子宫,膀胱,和其他内部结构内存在。平滑肌没有条纹,且是不受意识控制的。这意味着你不必亲自控制你的消化道消化食物。

神经组织

神经组织参与感觉刺激——外部或内部刺激——和处理,传输信息。它由两种主要细胞组成:神经元,或神经细胞,和神经胶质。
神经元是神经系统的基本单位。它们产生的电信号被称为传导神经脉冲或动作电位,使神经元能够非常迅速地远距离传递信息。神经胶质主要起支持神经功能的作用。
图片来自: Animal primary tissues: Figure 13 by OpenStax College, Biology, CC BY 4.0

器官

器官,如心,肺脏,胃,肾脏,皮肤,肝,都由两种或以上的组织,为了一特定功能,组合而成。例如,心脏泵血,肺脏吸入氧气排出二氧化碳,皮肤保护内部结构不接触外部环境。
大多数器官包括所有四种组织。小肠的层层墙壁提供了组织形成器官的良好例子。小肠的最内层是上皮细胞,一些分泌激素或消化酶,其他的吸收养分。在上皮细胞周围是一层层结缔组织和平滑肌,中间有腺体,血管,和神经元。在相关神经元网络的控制下,平滑肌收缩,使食物通过肠道。2
图片来自 Layers of the GI tract by Goran tek-en, [CC BY-SA 3.0](https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en; the modified 图片由 CC BY-SA 3.0 许可

器官系统

各器官被组织为系统,它们在这个系统中共同努力为该生物履行某一特定职能。
例如,心脏和血管共同构成心血管系统。他们共同工作来使血液循环,将氧气和养分运送到全身细胞中,并带走二氧化碳和代谢废物。另一个例子是循环系统,将氧气带入身体内并排出二氧化碳。它包括鼻子,嘴,咽,喉,器官,和肺脏。
图片来自: Structural organization of the human body: Figures 2 and 3 by OpenStax College, Anatomy & Physiology, CC BY 4.0

人体主要系统

系统功能包括的器官,组织,和结构
心血管系统将氧气,营养物质,和别的物质运送进细胞,将废物,二氧化碳和别的物质送离细胞;它还稳定身体温度和PH心,血液,和血管
淋巴系统与感染作斗争,通过组织以及血管运送淋巴细胞淋巴,淋巴结,淋巴管
消化系统处理食物,吸收营养物质,矿物质,维生素,和水嘴,唾液腺,咽喉,胃,肝,胆囊,胰腺,小肠,大肠
内分泌系统通过激素与身体交流,指导别的系统的长期变化来保持平衡垂体,松果体,甲状腺,甲状旁腺,内分泌胰腺,肾上腺,睾丸和卵巢
外皮系统保护身体免受伤害,对微生物感染的物理防线,温度控制皮肤,毛发和指甲
肌系统提供移动,提供支持,和产生热量骨骼肌,平滑肌,和心肌
神经系统收集,传输,处理信息并指导在别的系统中的短期变化脑,脊髓,神经,和感觉器官--眼镜,耳朵,舌头,皮肤,鼻子
生殖系统产生配子--性细胞--还有激素;最终产生后代输卵管,子宫,阴道,卵巢,乳腺 (女性), 睾丸,输精管,精囊,前列腺,和阴茎 (男性)
呼吸系统将空气输送到气体交换可发生的地方口,鼻子,支气管,器官,咽,喉,肺脏,和横膈膜
骨骼系统支持并保护身体中的软组织; 在关节处提供动力; 产生血细胞,储存矿物质骨头,关节,软骨,筋,和韧带
排尿系统移除多余水分,盐分,和来自血液以及身体的废物,控制PH肾脏,膀胱,输尿管,尿道
免疫系统防御来自微生物病原体以及其他疾病的攻击白血球, 扁桃体, 腺状肿,胸腺 和脾脏
表格改自 Major organ systems of the human body by CK-12 Foundation, CC BY-NC 3.0.
虽然我们经常谈论不同的器官系统,好像它们是不同的,但一个系统的一部分可能在另一个系统中发挥作用。例如,嘴既属于呼吸系统,也属于消化系统。
不同系统之间也有很多的功能重叠。例如,虽然我们倾向于将心血管系统看作提供细胞的氧气和养分,它还在保持温度中有作用。血液还运输由内分泌系统腺体产生的激素,而白细胞是免疫系统的关键组成部分。

系统中的器官协作。

就像流水线上的工人一样,器官系统的各个器官必须协同工作,才能使整个系统发挥作用。例如,消化系统的功能——摄取食物,把食物分解成足够小的分子,吸收它,排除未消化的废物——这些都取决于每个连续的器官各自的工作。3,4
消化是指食物被分解到可以直接吸收养分的程度。它包括机械消化和化学消化。机械消化是将大块食物分解成小块。化学消化是大分子(像蛋白质)被分解成更小的可以直接被吸收的分子。
机械消化,和一些初步的化学消化,在口和胃进行。咀嚼将食物分解成小碎片,胃将食物变成液体混合物。胃还充当储存罐,将部分消化的食物以一个小肠可以处理的速度释放至小肠中。4
图片改自 Digestive systems: Figure 5 by OpenStax College, Biology, CC BY 4.0
小肠是化学消化的主要场所,此过程通过胰脏和肝脏中释放的消化酶进行。小肠还是主要的营养吸收场所。像糖类和氨基酸的分子被细胞摄取,运进血液中以使用。
口腔、胃、小肠和其他消化系统器官一起工作,使消化食物和吸收营养有效。如果你的胃停止搅动,或者你的一个产生酶的腺体(比如胰腺)决定休息一天,消化系统就不会那么有效了!

器官系统也协同工作。

正如一个系统中的各器官共同努力完成其任务一样。 不同的器官系统也可以合作保持身体的运作。
例如,呼吸系统和循环系统紧密合作,将氧气输送给细胞,并排出细胞产生的二氧化碳。循环系统从肺中获取氧气,然后将其释放到组织中,并对二氧化碳作用相反。肺排出二氧化碳,并吸入新的含氧空气。只有当这两个系统共同工作时,才能成功地在细胞和环境之间交换氧气和二氧化碳。
在你体内有很多类似合作的例子。例如,你体内的血液必须吸收来自消化系统的营养并在肾脏进行过滤,要不它就无法维持你体内的细胞活动并去掉他们的废物。

控制和协调

很多身体机能都被神经系统和内分泌系统控制。这两个控制性系统使用化学信使来影响别的系统的功能并协调身体不同位置的活动。
内分泌系统和神经系统有何不同?
  • 内分泌系统中,化学信使是释放到血液中的荷尔蒙。
  • 在神经系统中,化学信使是一种神经递质,通过微小的间隙从一个细胞直接传递到另一个细胞。
由于激素必须通过血流到达靶细胞,内分泌系统通常会以较慢的时间来协调过程,而神经系统则直接将信息传递到靶细胞。在某些情况下,如对急性威胁的“战或逃”反应,神经系统和内分泌系统协同工作产生反应。

想加入讨论吗?

尚无帖子。
你会英语吗?单击此处查看更多可汗学院英文版的讨论.