摘 要 本文對紅細(xì)胞的相關(guān)知識進(jìn)行整合，使教師和學(xué)生對紅細(xì)胞能有比較系統(tǒng)的了解和掌握，同時對這幾年高考中關(guān)于紅細(xì)胞的考查進(jìn)行整理解析。
關(guān)鍵詞 紅細(xì)胞；專題復(fù)習(xí)；知識整合
紅細(xì)胞不僅在動物體內(nèi)起著非常重要的生理作用，還作為生物科學(xué)某些領(lǐng)域研究的好材料，因此，有關(guān)紅細(xì)胞知識點(diǎn)常成為高考命題的切入點(diǎn)。在高中教材和其他高考輔導(dǎo)資料中涉及紅細(xì)胞的知識點(diǎn)比較多，內(nèi)容比較零碎�，F(xiàn)將紅細(xì)胞的相關(guān)知識進(jìn)行收集整理，歸納總結(jié)，形成專題復(fù)習(xí)，使師生對紅細(xì)胞有比較系統(tǒng)的了解和掌握，增強(qiáng)分析問題和解決問題的能力。
1.紅細(xì)胞的進(jìn)化
1．1 無脊椎動物的紅細(xì)胞
在無脊椎動物中具有紅細(xì)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(xì)胞并沒有明顯區(qū)別，不過和脊椎動物的紅細(xì)胞則有明顯的差異。
1．2 脊椎動物的紅細(xì)胞
在脊椎動物中，鳥類、兩棲類、魚類的紅細(xì)胞是有細(xì)胞核的，而人和哺乳類動物的紅細(xì)胞是沒有細(xì)胞核的。哺乳類的紅細(xì)胞，是中心部凹陷的圓板狀，在造血組織中是有細(xì)胞核的，但在循環(huán)血中的紅細(xì)胞，除駱駝和羊駝之外，可看到細(xì)胞核退化，向細(xì)胞外放出、消失。鳥類以下的動物的紅細(xì)胞多數(shù)呈橢圓形，中心具核，中心部向兩面突出。
脊椎動物紅細(xì)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(xì)胞的大小有明顯變異。
紅細(xì)胞數(shù)由于物種的不同而異，但具有大形紅細(xì)胞的，一般在單位體積中紅細(xì)胞減少。處于冬眠期的動物，比活動期顯著減少。
2.紅細(xì)胞的研究史
1658年，荷蘭生物學(xué)家簡·施旺麥丹（Jan Swammerdam）應(yīng)用早期的顯微鏡首先發(fā)現(xiàn)了紅細(xì)胞，并對其形態(tài)進(jìn)行了描述。1855 年發(fā)明了用于計數(shù)血細(xì)胞的計數(shù)板。對紅細(xì)胞功能的認(rèn)識，最先開始于1871～1876年，已知紅細(xì)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(xì)胞內(nèi)有碳酸酐酶，能將大量二氧化碳轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xì)胞的呼吸作用，而且了解到紅細(xì)胞和血液酸堿平衡有密切關(guān)系。1967年以后明確紅細(xì)胞內(nèi)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(xì)胞壽命在120天左右，即在120后體內(nèi)所有的紅細(xì)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(xué)及生理學(xué)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(yán)重的貧血病患者。對病人做血液檢查時發(fā)現(xiàn)，紅細(xì)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(xì)胞貧血癥（sickle cell anemia），這樣的紅細(xì)胞容易破裂，使人患溶血性貧血，嚴(yán)重時會導(dǎo)致死亡。鐮刀型細(xì)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(xué)家鮑林（L．Pouling）等證明，呈現(xiàn)鐮刀型的紅細(xì)胞是由于紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白不正常引起的。1956年，英國科學(xué)家英格拉姆（V．Inglam）通過巧妙的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步揭示了這一秘密：血紅蛋白是由四條多肽鏈構(gòu)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(xì)胞的產(chǎn)生過程和破壞
紅細(xì)胞的產(chǎn)生過程是：首先由造血干細(xì)胞分化為原始紅細(xì)胞，然后每個原始紅細(xì)胞經(jīng)過4次有絲裂，經(jīng)過早幼紅細(xì)胞、中幼紅細(xì)胞、晚幼紅細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)胞階段，最后發(fā)育為呈兩面凹的圓餅狀的成熟紅細(xì)胞。一個原始紅細(xì)胞經(jīng)過增殖分化，可產(chǎn)生16個成熟的紅細(xì)胞。紅細(xì)胞在分裂、成熟過程中，細(xì)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(xì)胞內(nèi)沒有細(xì)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(dá)到最大值。紅細(xì)胞破壞的場所，一是在血管內(nèi)，如強(qiáng)烈打擊體表或各種溶血物質(zhì)進(jìn)入血管內(nèi)，都可以引起紅細(xì)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(jié)合而成）；一是在血管外，如受損害較輕的、衰老的紅細(xì)胞，或異常的紅細(xì)胞，可以被血管外的脾臟和肝臟中的吞噬細(xì)胞所吞噬。紅細(xì)胞被破壞以后，所釋放出的血紅蛋白進(jìn)行分解，分解物中的蛋白質(zhì)和鐵質(zhì)，可以重新被利用來制造紅細(xì)胞，其余部分轉(zhuǎn)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(jīng)變化，最后隨糞便排出體外�？茖W(xué)家在研究細(xì)胞膜的成分時，曾將哺乳動物（或人）的紅細(xì)胞置于清水中，讓其吸水脹破，獲得較純凈的細(xì)胞膜以供研究之用。
4.紅細(xì)胞的形態(tài)
成人體內(nèi)大約有2～3×1013個紅細(xì)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(xì)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(xì)胞核和各種細(xì)胞器。因此在做制備細(xì)胞膜的方法的實(shí)驗(yàn)時，選用人或其它哺乳動物成熟的紅細(xì)胞，因?yàn)槿嘶蚱渌溉閯游锍墒斓募t細(xì)胞，沒有細(xì)胞核和具有膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，易用離心分離法得到不摻雜細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)的純凈的細(xì)胞膜；同時紅細(xì)胞數(shù)量大，材料易得。另外在做DNA的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)時，選用雞血為材料，依據(jù)是雞血紅細(xì)胞、白細(xì)胞中都有細(xì)胞核，含有大量DNA；人和哺乳動物成熟的紅細(xì)胞內(nèi)沒有細(xì)胞核，DNA含量很低，不宜做實(shí)驗(yàn)材料。
5.紅細(xì)胞的生理特性
紅細(xì)胞膜具有選擇通透性，紅細(xì)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(xì)胞的雙凹圓碟形有關(guān)。5．1 紅細(xì)胞膜的通透性
由于紅細(xì)胞膜是以脂質(zhì)雙分子層為骨架的半透膜，所以脂溶性物質(zhì)（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(jī)鹽中，陰離子（如CI-）容易通過細(xì)胞膜，陽離子卻很難通過。
5．2 可塑變形性
紅細(xì)胞在血管中流動時，需要通過口徑比它小的毛細(xì)血管和血竇孔隙。這時紅細(xì)胞要發(fā)生卷曲變形，通過之后又恢復(fù)原狀，這種變形稱為可塑性變形。紅細(xì)胞變形能力與表面積和體積之比呈正相關(guān)；與紅細(xì)胞內(nèi)的粘度呈負(fù)相關(guān)；與紅細(xì)胞膜的彈性呈正相關(guān)。
5．3 滲透脆性
紅細(xì)胞在低滲溶液中抵抗破裂溶血的特性，稱為紅細(xì)胞滲透脆性。滲透脆性大，說明紅細(xì)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(xì)胞及遺傳性球形紅細(xì)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(xì)胞能相當(dāng)穩(wěn)定地懸浮于血漿中而不易下沉，紅細(xì)胞的這一特性稱為懸浮穩(wěn)定性。通常以第一小時未紅細(xì)胞沉降的距離表示紅細(xì)胞沉降速度，稱為紅細(xì)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(jié)核、風(fēng)濕熱等）血沉加快。
6.紅細(xì)胞的功能
6．1 紅細(xì)胞的主要功能
紅細(xì)胞的主要功能有二個，一是運(yùn)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(xì)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?yàn)榧t細(xì)胞里含有這種血紅蛋白的緣故。血紅蛋白是一種結(jié)合蛋白，由一種被稱為珠蛋白的特殊蛋白質(zhì)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(diǎn)是在氧分壓高的地方與氧結(jié)合，在氧分壓低的地方易將放出。血紅蛋白與氧的結(jié)合比較松。紅細(xì)胞就是依靠血紅蛋白的這種特性完成運(yùn)輸氧的作用。當(dāng)血液流經(jīng)肺時，在肺泡毛細(xì)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(chǎn)生的二氧化碳運(yùn)輸?shù)椒巍５茄t蛋白只有在紅細(xì)胞內(nèi)才能發(fā)揮作用。如果紅細(xì)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(diǎn)就是易與一氧化碳結(jié)合，其親合力比跟氧的親合力要大兩百多倍。而且一經(jīng)結(jié)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(jié)合，失去了運(yùn)輸氧的能力，而造成組織缺氧，甚至機(jī)體死亡。紅細(xì)胞內(nèi)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(xì)胞的免疫功能
“紅細(xì)胞免疫系統(tǒng)”概念于1981年首先由美國學(xué)者西格爾（Siegel）提出。20多年來國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞有許多與免疫有關(guān)的物質(zhì)，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(fù)合物的能力。紅細(xì)胞不但能參與機(jī)體免疫調(diào)控，并有完整的自我調(diào)控系統(tǒng)，在許多疾病發(fā)病機(jī)理中，紅細(xì)胞免疫缺陷占有很重要的地位。紅細(xì)胞的免疫粘附功能，是機(jī)體的一種防御機(jī)制，它通過細(xì)胞表面上一種叫“受體”的蛋白質(zhì)粘附免疫復(fù)合物，將其帶到肝、脾，免疫復(fù)合物被巨噬細(xì)胞所吞噬清除，紅細(xì)胞仍回到血液循環(huán)中去，因而紅細(xì)胞也有免疫功能。紅細(xì)胞具有識別、粘附、殺傷抗原、清除CIC等功能，且參與機(jī)體免疫調(diào)控。紅細(xì)胞免疫功能的研究為免疫學(xué)理論研究和發(fā)展增添了一個新內(nèi)容，這對指導(dǎo)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)的教學(xué)有一定的意義。
7.紅細(xì)胞的代謝
7．1 紅細(xì)胞的代謝
人和其他哺乳動物的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核、核糖體等細(xì)胞器，不能合成蛋白質(zhì)，但在未成熟的發(fā)育過程中，仍能合成蛋白質(zhì)（血紅蛋白以及其他酶系）的。紅細(xì)胞主要能源是血漿葡萄糖，葡萄糖以協(xié)助擴(kuò)散的形式被吸收到紅細(xì)胞內(nèi)變成6－磷酸葡萄糖，其中約90％～95％經(jīng)糖酵解被利用，約5％～10％通過磷酸戊糖途徑．成熟紅細(xì)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(chǎn)生2摩爾ATP，紅細(xì)胞攜帶氧氣，但是其自身并不消耗之。其內(nèi)電解質(zhì)以鉀最多，鈉較少，血漿相反。所以紅細(xì)胞產(chǎn)生的ATP主要用于維持紅細(xì)胞“鈉泵”的功能，以保證紅細(xì)胞的離子平衡。紅細(xì)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(xì)胞的血紅蛋白來源及無核無細(xì)胞器的
我們知道成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，那么其中的血紅蛋白是怎么產(chǎn)生的？原來在紅細(xì)胞發(fā)育早期，即早幼紅細(xì)胞階段，紅細(xì)胞體積變小，細(xì)胞質(zhì)呈強(qiáng)嗜堿性，游離核糖體豐富，開始合成血紅蛋白核內(nèi)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(xì)胞中缺乏細(xì)胞器。最后，核被排出，成了終末分化無核紅細(xì)胞。那么為什么紅細(xì)胞會“丟失”了核與其他的細(xì)胞器呢？這恰恰是紅細(xì)胞分化（特化）的結(jié)果。按照結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的原則，紅細(xì)胞的這些特點(diǎn)與其交換CO2和O2密切相關(guān)。細(xì)胞體積小，呈圓形，有利于在血管內(nèi)快速運(yùn)行，體積小則相對表面積大，有利于提高氣體交換效率。細(xì)胞內(nèi)主要是血紅蛋白，有助于結(jié)合更多的CO2和O2。所以紅細(xì)胞這種高度特化結(jié)構(gòu)是與其功能緊密相關(guān)的。
7．3 紅細(xì)胞吸收如何吸收葡萄糖的
紅細(xì)胞攝取葡萄糖的方式是協(xié)助擴(kuò)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(xué)梯度）減小的方向進(jìn)行。若以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，轉(zhuǎn)運(yùn)速率為縱坐標(biāo)，將會發(fā)現(xiàn)，協(xié)助運(yùn)輸曲線和酶促反應(yīng)（橫坐標(biāo)為底物濃度）相似，也就是存在最大轉(zhuǎn)運(yùn)速度的現(xiàn)象（載體蛋白全部發(fā)揮作用）。這與小腸上皮細(xì)胞吸收葡糖糖的方式相異：上皮細(xì)胞以主動運(yùn)輸?shù)姆绞轿掌咸烟�，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(cè)所積累的Na＋勢（離子勢的建立需要消耗ATP）來驅(qū)動，載體蛋白上兩個結(jié)合位點(diǎn)必須同時與Na＋和葡萄糖結(jié)合才能完成運(yùn)輸。
8.紅細(xì)胞的呼吸方式
哺乳動物的成熟紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)特殊，既沒有細(xì)胞核也無線粒體、核糖體等各種細(xì)胞器，卻富含血紅蛋白，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其運(yùn)輸氧氣的功能是相適應(yīng)的。因?yàn)闆]有線粒體，紅細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸。兩棲類動物、鳥類等其他的紅細(xì)胞，都有細(xì)胞核和各種細(xì)胞器，它們的紅細(xì)胞能進(jìn)行有氧呼吸。
9.紅細(xì)胞的增殖
蛙（兩棲類）的紅細(xì)胞是進(jìn)行無絲分裂（無紡錘絲產(chǎn)生，無染色體變化，有DNA復(fù)制），但不能依次類推，人的紅細(xì)胞也是無絲分裂。哺乳動物成熟的紅細(xì)胞已永久失去分裂的能力，哺乳動物的紅細(xì)胞是通過骨髓中造血干細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞，再分化發(fā)育而來的（由造血干細(xì)胞依次分化為原始紅細(xì)胞、幼紅細(xì)胞、網(wǎng)織紅細(xì)胞，最后形成為成熟紅細(xì)胞）。鳥類動物的紅細(xì)胞能進(jìn)行有絲分裂。
10.紅細(xì)胞的血型決定與紅細(xì)胞凝集
紅細(xì)胞表面具有血型決定的物質(zhì)──凝集原（抗原），它們是由各級紅細(xì)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(guān)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(jù)紅細(xì)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(xì)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(nèi)他自身紅細(xì)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(xì)胞與人體健康
11．1 體育鍛煉對紅細(xì)胞數(shù)量的影響
體育鍛煉對紅細(xì)胞數(shù)量可產(chǎn)生良好的作用，主要表現(xiàn)在可使紅細(xì)胞偏低的人紅細(xì)胞含量增加。有研究工作者證實(shí)，運(yùn)動員和經(jīng)常參加體育鍛煉的人安靜時紅細(xì)胞數(shù)量比不參加體育鍛煉的人略高。但人體內(nèi)的紅細(xì)胞數(shù)量并不是越多越好，紅細(xì)胞數(shù)量過多，會增加血液的粘滯性，加重心臟負(fù)擔(dān)，對機(jī)體也是不利的。因此，體育鍛煉可使紅細(xì)胞數(shù)量偏少的人有所回升，但不會使紅細(xì)胞數(shù)量過多。體育鍛煉對血紅蛋白會計師的影響基本同紅細(xì)胞的變化。
11．2 紅細(xì)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(xì)胞疾病、白細(xì)胞疾病和出血性疾病三大類，其中與紅細(xì)胞有關(guān)的疾病包括缺鐵性貧血、巨幼細(xì)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.douzifanli.com/gaozhong/138590.html
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