教師發(fā)展中心名師示范課程聽(tīng)課記錄三

1、教師發(fā)展中心名師示范課程聽(tīng)課記錄（三）吳敏：細(xì)胞與細(xì)胞工程教學(xué)主題細(xì)胞與細(xì)胞工程課堂性質(zhì)通識(shí)核心課程生命科學(xué)授課對(duì)象本科生，觀摩教師授課教師吳敏教授職稱(chēng)生命科學(xué)學(xué)院微生物研究所教授上課時(shí)間2012年10月23日15:55-17:30上課地點(diǎn)東1A-405內(nèi)容提要： 顯微鏡的發(fā)明表明生物學(xué)的發(fā)展依賴(lài)于其他學(xué)科，比如工程科學(xué)的發(fā)展。細(xì)胞是生命的基本單位，要用進(jìn)化的觀點(diǎn)看生物學(xué)。病毒有三種形態(tài)，真病毒、類(lèi)病毒和朊病毒。類(lèi)病毒的兩種形態(tài)提示我們生物進(jìn)化的早期，核酸和蛋白質(zhì)相互獨(dú)立，各自進(jìn)化；類(lèi)病毒還為研究大分子結(jié)構(gòu)和功能提供了好材料。朊病毒的致病機(jī)理告訴我們生物大分子的結(jié)構(gòu)決定功能。細(xì)胞膜作為物質(zhì)通道

2、具有重要意義，細(xì)胞膜還具有多種功能。細(xì)胞在分化的過(guò)程中有一些關(guān)鍵的蛋白控制下游的基因，越是高等的生物，調(diào)控的基因越精細(xì)。細(xì)胞有三類(lèi)，包括全能性細(xì)胞。 教學(xué)片斷紀(jì)實(shí)S-學(xué)生課前：演示講解課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)操作0. 教學(xué)內(nèi)容介紹 微觀部分重點(diǎn)內(nèi)容：細(xì)胞和細(xì)胞工程、基因與基因工程 細(xì)胞與細(xì)胞工程教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)：概論，膜的結(jié)構(gòu)功能，細(xì)胞的增值和分化，細(xì)胞的癌變，細(xì)胞工程（后三部分是重點(diǎn)）1. 概論 三個(gè)問(wèn)題：顯微鏡的發(fā)明，細(xì)胞是生命的基本單位，沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命。1.1 顯微鏡的發(fā)明呈現(xiàn)胡克發(fā)明的顯微鏡以及網(wǎng)狀細(xì)胞圖片呈現(xiàn)顯微鏡發(fā)展史圖片-光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡、隧道顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡、掃描顯微鏡

3、我們講顯微鏡與生命科學(xué)主要是為了使大家有這么一個(gè)概念：在顯微鏡發(fā)明以前，我們的生命科學(xué)主要是做什么樣的研究的？（S：醫(yī)學(xué)）醫(yī)學(xué)是一方面，有這個(gè)人體解剖。還有呢，生物學(xué)當(dāng)中有什么樣的（研究）？對(duì)，主要是宏觀生物學(xué)。林奈知道嗎？他做什么的？對(duì)，生物分類(lèi)。包括對(duì)植物根據(jù)根莖葉進(jìn)行分類(lèi)，達(dá)爾文根據(jù)對(duì)生物的觀察進(jìn)行分類(lèi)，那么也就是說(shuō)顯微鏡發(fā)明之前，生物學(xué)是宏觀生物學(xué)。顯微鏡發(fā)明之后，生命科學(xué)就進(jìn)入到了微觀的世界。后來(lái)許許多多的儀器設(shè)備，使得生命科學(xué)的研究越來(lái)越深入了。所以我們說(shuō)，生命科學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)其他的學(xué)科。所以我們都要學(xué)一點(diǎn)生命科學(xué)，比如我們?cè)谧挠幸恍┦枪た频膶W(xué)生，離心機(jī)這類(lèi)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)生命科學(xué)的

4、研究很重要。1.2 細(xì)胞是生命的基本單位病毒算不算完整的生命？我們說(shuō)生命最重要的特征是什么？如果是一個(gè)生命，他可以有什么特點(diǎn)？（S：繁殖）自我繁殖、更新對(duì)吧。一個(gè)病毒如果離開(kāi)了細(xì)胞，他能不能自我繁殖啊？（學(xué)生：不能）所以我們說(shuō)，病毒不是完整的生命。生命最基本的就是一個(gè)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。所以我經(jīng)常要開(kāi)玩笑說(shuō)，誰(shuí)要從事生命科學(xué)研究，你把三門(mén)課程學(xué)好就可以了。哪三門(mén)，猜一下？（S：生命科學(xué)導(dǎo)論）三門(mén)課，很重要的。（S：生物化學(xué)）對(duì)，我們想想任何一個(gè)生命的過(guò)程實(shí)際上都充滿著化學(xué)的反應(yīng)。還有細(xì)胞生物學(xué)，所有生命最基本的單位是細(xì)胞，你把細(xì)胞學(xué)好了，你去從事微生物、動(dòng)植物、腦科學(xué)等等，沒(méi)問(wèn)題。還有一個(gè)課程很重要。

5、就是遺傳學(xué)，大家想一想，任何一個(gè)生命現(xiàn)象都不是截然出現(xiàn)的，他都是有一個(gè)長(zhǎng)期遺傳和進(jìn)化的過(guò)程。有一個(gè)生物學(xué)家杜布贊斯基說(shuō)過(guò)一句話，除非從進(jìn)化的角度看問(wèn)題，否則生物學(xué)沒(méi)有意義。所以我們不管是研究生命的現(xiàn)象，還是過(guò)程，等等，我們都要有一種進(jìn)化的觀點(diǎn)去看。1.3 沒(méi)有細(xì)胞就沒(méi)有完整的生命我們大家都知道病毒有三種形態(tài)：一種是真病毒，DNA或者RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成的核算蛋白質(zhì)復(fù)合體。我想問(wèn)大家一下，你們有沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)一種病毒，里面既有DNA，又有RNA？有沒(méi)有這樣的病毒？朊病毒？我說(shuō)的是真病毒。（S：沒(méi)有）沒(méi)有？沒(méi)有的人舉手看看，有的人舉手看看。我也覺(jué)得應(yīng)該是有的，一個(gè)病毒如果既有DNA，又有RNA，那一旦感

6、染了宿主之后，RNA可以馬上翻譯蛋白，DNA可以復(fù)制，對(duì)吧？這不是更好嘛。但不知什么原因，我也不清楚，沒(méi)有一種病毒它既有DNA，又有RNA。所以這也是讓我們不是很了解的地方。（第二種是）類(lèi)病毒，只有RNA，沒(méi)有蛋白質(zhì)。（第三種）朊病毒呢，只有蛋白，沒(méi)有核酸。這樣兩種病毒的存在，你們覺(jué)得給我們什么樣的啟示？或者你覺(jué)得這兩者的存在在生物學(xué)上有什么意義？有誰(shuí)能告訴我？我們還是隨便找個(gè)人問(wèn)問(wèn)。你覺(jué)得怎么樣？（S1：讓病毒種類(lèi)更加豐富）這個(gè)意義太簡(jiǎn)單了。你覺(jué)得呢？（S2：RNA和蛋白質(zhì)也能作為遺傳物質(zhì)）（S3：導(dǎo)致新的中心法則擴(kuò)充）我覺(jué)得還是沒(méi)有回答到點(diǎn)子上來(lái)，我不得不問(wèn)你們一個(gè)問(wèn)題，你們都是高材生，你

7、回去了以后，不知道有沒(méi)有老百姓問(wèn)你，先有雞還是先有蛋？我是老百姓，這個(gè)事情有誰(shuí)能告訴我？你知道嗎，先有雞還是先有蛋？（S1：感覺(jué)先有蛋）你覺(jué)得呢？（S2：不知道）大家又沒(méi)有想過(guò)，這個(gè)問(wèn)題歸到生命科學(xué)上來(lái)，是先有核酸，還是先有蛋白質(zhì)的問(wèn)題？蛋白和核酸的關(guān)系就像雞和蛋的關(guān)系一樣，對(duì)吧。我們說(shuō)蛋白質(zhì)要通過(guò)DNA轉(zhuǎn)錄成為RNA，再翻譯成為蛋白質(zhì)。但是在轉(zhuǎn)錄翻譯的過(guò)程中，需要什么？需要蛋白。所以?xún)烧叨贾匾?，離開(kāi)誰(shuí)都不行。但是現(xiàn)在為什么還存在這樣一個(gè)類(lèi)病毒，就是沒(méi)有蛋白質(zhì)的病毒，還有沒(méi)有核酸的病毒？我剛才提到過(guò)了，看生物學(xué)我們都要用一種什么的觀點(diǎn)來(lái)看？進(jìn)化的觀點(diǎn)。它們現(xiàn)在彼此沒(méi)有依賴(lài)，那么是不是早期它們?cè)?/p>

8、進(jìn)化的時(shí)候彼此沒(méi)有關(guān)系的？我們是不是可以來(lái)推測(cè)，生命在進(jìn)化的早期，蛋白質(zhì)和核酸沒(méi)有關(guān)系，各自在進(jìn)化。只不過(guò)在一定時(shí)期，兩者結(jié)合成為復(fù)合體，它們比單獨(dú)存在更有優(yōu)勢(shì)，更能適應(yīng)環(huán)境，然后就發(fā)展成為主要的生物。所以雖然是這樣兩個(gè)病毒，但是我們可以去思考生命科學(xué)中重大的問(wèn)題，最重要的問(wèn)題就是生命的起源和演化，因?yàn)槲覀儧](méi)辦法去重演這個(gè)過(guò)程。剛才有同學(xué)提到，存在這樣兩種生命，那么意味著RNA和蛋白可以作為遺傳物質(zhì)，對(duì)嗎？對(duì)的舉手看看，認(rèn)為不對(duì)的舉手看看。不對(duì)的同學(xué)還多一點(diǎn)，看來(lái)真理還是在大多數(shù)同學(xué)手里。朊病毒的發(fā)現(xiàn)并不意味著蛋白可以遺傳。下面我們會(huì)講。那么我們現(xiàn)在來(lái)看病毒的發(fā)現(xiàn)。 最早人們發(fā)現(xiàn)煙草花葉里面有

9、這樣一種枯萎病，不是細(xì)菌感染，人們很奇怪？開(kāi)始懷疑細(xì)菌，把病葉拿來(lái)用絞肉機(jī)絞碎，不過(guò)濾，直接涂到正常的煙草葉子上去，發(fā)現(xiàn)煙草得病了沒(méi)有？得病了，說(shuō)明可能有細(xì)菌。那么好，我們用過(guò)濾器把細(xì)菌過(guò)濾掉，這個(gè)濾液沒(méi)有細(xì)菌的，接種到健康的植株上，植株得不得??？得病了。所以就說(shuō)明這個(gè)里面有致病因子，這個(gè)致病因子是不是細(xì)菌？（S：不是）所以最開(kāi)始人們把這種致病因子稱(chēng)之為過(guò)濾性致病因子。現(xiàn)在我們知道，這個(gè)是病毒，因?yàn)椴《究梢酝ㄟ^(guò)細(xì)菌過(guò)濾器。美國(guó)科學(xué)家最早結(jié)晶到了病毒，并拍到了照片，獲得了1946年的諾貝爾獎(jiǎng)。我們來(lái)看，什么是病毒？病毒有什么樣的特征，除了我們剛才講的核酸和蛋白的復(fù)合體之外？（S：比較小，不具有細(xì)

10、胞的結(jié)構(gòu)）但這點(diǎn)我不知道大家理不理解，病毒對(duì)抗生素不敏感，對(duì)干擾素敏感。但是我們感冒了，醫(yī)生都會(huì)給你開(kāi)抗生素？為什么要開(kāi)，明明沒(méi)有作用？對(duì)，這位同學(xué)說(shuō)對(duì)了，因?yàn)楦腥静《疽院螅梭w的防御能力下降了，為了防止其他的細(xì)菌感染。我們感冒了，流行性的病毒感染，用抗生素的目的不是針對(duì)病毒，是針對(duì)一些病原菌。那么干擾素，給出定義。我們一般說(shuō)，感冒了，多休息，不用去看，一個(gè)禮拜就好，為什么？人本身也會(huì)產(chǎn)生干擾素，是不是這樣？另外病毒在細(xì)胞內(nèi)是寄生的，在細(xì)胞外是長(zhǎng)期以大分子的形式長(zhǎng)期存在。有報(bào)道在冰川中發(fā)現(xiàn)了不知道又多少年前的病毒，仍然有感染力。另外，病毒對(duì)溫度和射線敏感。所以我們一般消毒，一般用什么東西來(lái)消毒

11、？紫外燈是吧，因?yàn)樗軌虬l(fā)出紫外線呈現(xiàn)常見(jiàn)的致病病毒（狂犬病、艾滋病、痘病毒）。呈現(xiàn)艾滋病病毒的結(jié)構(gòu)。動(dòng)畫(huà)演示呈現(xiàn)病毒感染的過(guò)程。艾滋病病毒感染以后，不能清除。但是我們現(xiàn)在一些治療艾滋病的藥，它的原理是什么？對(duì)，抑制逆轉(zhuǎn)錄。因?yàn)槲覀冋５募?xì)胞里沒(méi)有逆轉(zhuǎn)錄的過(guò)程，如果針對(duì)轉(zhuǎn)錄，行不行？不行，因?yàn)槲覀冋５纳眢w都有轉(zhuǎn)錄。SARS是什么病毒？是RNA，還是DNA？舉手看看。那么，如果它是RNA病毒，那么SARS不能治愈了，為什么還能治愈?。繘](méi)有進(jìn)入細(xì)胞核，對(duì)了，不會(huì)把逆轉(zhuǎn)錄整合到細(xì)胞核上。假如說(shuō)SARS病毒也跟艾滋病病毒一樣，那感染了SARS的人就死定了。人口的急劇減少主要是因?yàn)椴《緦?dǎo)致的瘟疫，比戰(zhàn)

12、爭(zhēng)殺傷力更大。但是這個(gè)病毒有個(gè)特點(diǎn)，具有專(zhuān)一性，比如昆蟲(chóng)病毒。呈現(xiàn)昆蟲(chóng)病毒的飼養(yǎng)圖片。這一層一層的，白白的是什么？蠶寶寶。飼養(yǎng)、撒昆蟲(chóng)病毒、烘干、研磨成粉、裝袋。因?yàn)槔ハx(chóng)病毒具有專(zhuān)一性，只感染無(wú)脊椎動(dòng)物，所以很安全。例舉昆蟲(chóng)病毒的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。類(lèi)病毒，最先是在植物中發(fā)現(xiàn)的，只有RNA。類(lèi)病毒發(fā)現(xiàn)的意義，除了我們將它為生命起源提供了低層次生物的好對(duì)象。第二個(gè)呢，是研究生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的好材料。這個(gè)怎么理解？我舉個(gè)例子，比如說(shuō)我們有一段DNA，我們有起始密碼，我們有終止密碼，我們能不能知道這段DNA蛋白質(zhì)氨酸的組成？一段DNA我們知道它的序列了，能不能知道對(duì)應(yīng)的氨基酸的序列？可以。那么我現(xiàn)在有這

13、樣一段氨基酸的序列，你能不能告訴我形成的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能是什么？不能對(duì)不對(duì)。酶是不是蛋白質(zhì)，除了RNA酶，酶功能跟什么有關(guān)系啊？跟結(jié)構(gòu)有關(guān)是不是。大分子的結(jié)構(gòu)和功能是生物學(xué)研究中非常重要的一個(gè)研究領(lǐng)域。比如說(shuō)我們把一段RNA病毒，把它的核苷酸改變，然后看他的結(jié)構(gòu)有什么變化，功能有什么變化，然后推測(cè)結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。也就是用最簡(jiǎn)單的大分子來(lái)研究結(jié)構(gòu)和功能。再一個(gè)病理學(xué)家。最后是哲學(xué)家，我們發(fā)現(xiàn)一些哲學(xué)家都是對(duì)生命科學(xué)、自然科學(xué)非常感興趣的，而且他可以從自然科學(xué)的成就里面提煉到哲學(xué)認(rèn)識(shí)的層面，認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)。比如說(shuō)恩格斯曾經(jīng)有一句話，蛋白質(zhì)是生命存在的形式，生物學(xué)中很經(jīng)典的一句話。因?yàn)樵谀莻€(gè)

14、時(shí)候，發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)、核酸，蛋白質(zhì)有很多功能，核酸沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有什么功能，我們現(xiàn)在來(lái)看這句話也是對(duì)的，但不是很全面。有什么問(wèn)題？（S：蛋白質(zhì)不能遺傳）對(duì)，還有呢？恩格斯時(shí)代有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)RNA病毒？沒(méi)有。真正的哲學(xué)家都是對(duì)生命科學(xué)非常關(guān)注的。 我們?cè)賮?lái)看朊病毒。朊病毒的發(fā)現(xiàn)很有趣，剛才說(shuō)病毒的發(fā)現(xiàn)是絞肉機(jī)攪出來(lái)的，這個(gè)朊病毒也是攪肉機(jī)攪出來(lái)的。發(fā)現(xiàn)羊抓癢，抓了之后開(kāi)始四肢麻痹，最后這個(gè)羊就死了。人們就去研究這種疾病，然后一直找不到答案，也不是什么細(xì)菌引起的疾病。只有發(fā)現(xiàn)腦部細(xì)胞內(nèi)有一些沉淀的東西，包括肌肉組織也有這樣的問(wèn)題。美國(guó)的學(xué)者開(kāi)始研究到底是什么樣的致病因子導(dǎo)致了這種疾病。如果你是他怎么做？把這個(gè)

15、死的羊的腦給取出來(lái)，下面干什么？對(duì)，絞肉機(jī)把它絞碎，再干什么？過(guò)濾。再注射給健康的羊，結(jié)果死了。這個(gè)過(guò)濾液里面連細(xì)菌也沒(méi)有，這樣的過(guò)濾液注射給健康的羊死了，這里面肯定有致病因子。那么他就像肯定是蛋白質(zhì)或是核酸的問(wèn)題，他就把過(guò)濾液分成兩杯，一杯的蛋白全部給它降解它，用什么辦法？（S：用蛋白酶講解）蛋白酶是可以把所有的蛋白降解掉，但是蛋白酶也是一種蛋白質(zhì)啊，怎么辦？（S：設(shè)對(duì)照組）對(duì)照組沒(méi)辦法設(shè)。對(duì)，變性，加熱可以使蛋白酶變性。那么這個(gè)液體里面沒(méi)有蛋白質(zhì)，把這個(gè)注射給正常的羊，羊死了沒(méi)有？沒(méi)死，所以說(shuō)明不是核酸。那么我們肺炎雙球菌實(shí)驗(yàn)里面是核酸和沒(méi)有病的混到一起之后才致病的，是不是，他是從那個(gè)受到

16、的啟發(fā)。那么這個(gè)杯子里面我要把核酸全部降解掉，只留下蛋白，用什么方法？（S1：RNA酶）沒(méi)有一種酶能把全部的核酸降解掉，它只有特定的識(shí)別的。用什么方法，嗯？（S2：離心分離）RNA和DNA片段很小，根本離心不了。有誰(shuí)知道？（S3：把蛋白質(zhì)弄出來(lái)）萬(wàn)一弄不趕緊怎么辦？有一種很簡(jiǎn)單的方法。我們看過(guò)那個(gè)多利羊，要把這個(gè)細(xì)胞核去掉，吸，移植。還有一種方法。黑板呈現(xiàn)圖示。照什么東西？紫外線，把核酸全部給你降解掉，對(duì)蛋白質(zhì)沒(méi)有影響。介紹浙大輻照中心。這樣處理以后，再把這個(gè)濾液注射給羊，羊死了沒(méi)有？死了吧。從此人們就知道了，這種致病因子是蛋白質(zhì)。剛才有同學(xué)講，這種蛋白質(zhì)能夠進(jìn)行復(fù)制，是不是這樣的？不是，我們

17、接下來(lái)看，在其他動(dòng)物身上也發(fā)現(xiàn)了。牛身上是什么病？瘋牛病。在人里面又發(fā)現(xiàn)了，杰克斯綜合癥，庫(kù)魯病。描述庫(kù)魯人生吃人肉的習(xí)俗導(dǎo)致腦組織受到病毒感染，人四肢麻痹就死了。那么后來(lái)發(fā)現(xiàn)這個(gè)庫(kù)魯病就是屬于朊病毒感染。那么為什么他們吃了這個(gè)老人的腦子得了病，給我們什么啟示？（S：不要吃老人）笑。這個(gè)不是啊。老年癡呆癥有這個(gè)因素，知道嗎。朊病毒是一種很小的蛋白質(zhì)的顆粒，它只有250個(gè)氨基酸，很小的。大小只有最小病毒的百分之一，但是毒性很強(qiáng)。它的特點(diǎn)是什么呢？淀粉狀和顆粒狀沒(méi)有免疫原性，能不能進(jìn)行抗原抗體反應(yīng)啊？不能，所以我們對(duì)它沒(méi)有辦法。沒(méi)有核酸的成分，但是它都是有我們正常細(xì)胞內(nèi)的基因編碼的，而且抗逆性特別

18、強(qiáng)，把它這個(gè)用高溫煮了4個(gè)小時(shí)之后，還具有感染力。所以瘋牛病我們是怎么處理的？焚燒或深埋。問(wèn)題是，這個(gè)是正常的宿主細(xì)胞內(nèi)編碼的，那么我們每個(gè)人都有朊病毒的基因，但是我們?yōu)槭裁床坏?？（S：結(jié)構(gòu)不一樣）基因一樣的，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)一樣的，氨基酸的組成都一樣的。（S：沒(méi)有表達(dá)）表達(dá)了。正常的和致病的朊病毒的蛋白，兩者來(lái)自同一個(gè)基因，同一個(gè)氨基酸的序列，不同的是三級(jí)結(jié)構(gòu)不一樣。這個(gè)結(jié)構(gòu)你要講出是三級(jí)結(jié)構(gòu)，不是氨基酸的結(jié)構(gòu)，氨基酸的序列是一樣的，沒(méi)有差別。關(guān)鍵的不同在于，空間結(jié)構(gòu)里面，正常的螺旋占了42%，而異常的占了30%；折疊正常的3%，而異常的占了43%。螺旋和折疊知道嗎？這么多人不知道，那講一下。你們

19、聽(tīng)說(shuō)過(guò)蛋白質(zhì)有四級(jí)結(jié)構(gòu)嗎？沒(méi)有。那我們來(lái)講一下。一個(gè)一個(gè)氨基酸連起來(lái)，這一串珠子的結(jié)構(gòu)叫什么？一級(jí)結(jié)構(gòu)。那么這一串珠子會(huì)形成一定的結(jié)構(gòu)，比如說(shuō)螺旋狀的，還有折疊的，那么我們把這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為二級(jí)結(jié)構(gòu)。那大家想一想三級(jí)結(jié)構(gòu)是什么樣的？（S：好幾條）好幾條？不是，應(yīng)該就是那一條，比如說(shuō)這個(gè)地方是螺旋，這個(gè)地方是折疊，然后這個(gè)地方又是螺旋，也就是說(shuō)這根毛線，我把它繞起來(lái)形成的這個(gè)毛線球，是什么？三級(jí)結(jié)構(gòu)。四級(jí)結(jié)構(gòu)是什么？（S：毛衣）啊，毛衣？笑。這位同學(xué)說(shuō)毛衣，毛線球都拉出來(lái)了。你覺(jué)得是什么？你不會(huì)說(shuō)毛褲吧。三級(jí)結(jié)構(gòu)是一個(gè)毛線團(tuán)，四級(jí)結(jié)構(gòu)是什么？對(duì)，就是幾個(gè)毛線團(tuán)結(jié)合到一塊。比如說(shuō)我們這個(gè)血紅蛋白團(tuán)是幾

20、個(gè)血紅蛋白結(jié)合在一起？（S：4個(gè)）對(duì)，4個(gè)。幾種？2種，一種是一種是。也就是說(shuō)4個(gè)這樣的血紅蛋白多肽鏈，這樣的一個(gè)結(jié)構(gòu)叫做什么？四級(jí)結(jié)構(gòu)。那么我們說(shuō)致病和不致病的朊病毒，區(qū)別在三級(jí)結(jié)構(gòu)，它的二級(jí)結(jié)構(gòu)比例不一樣。強(qiáng)調(diào)一遍三級(jí)結(jié)構(gòu)。那么有誰(shuí)能告訴我，這個(gè)正常的朊病毒在身體里起什么作用？（S：清理作用）清理什么東西？清理那些衰老的。哎你是怎么知道的？我倒還沒(méi)有看到這個(gè)資料。哦，你是自己想的，想象力夠豐富的。這個(gè)倒是很好，遺憾不是。（笑）有誰(shuí)知道這個(gè)基因在正常身體中起什么作用？你們猜想一下。都不知道，我也不知道，找不到答案。我們知道要了解一個(gè)基因起什么作用，我們生物學(xué)中用什么辦法？敲除。我把這個(gè)個(gè)體的

21、基因敲掉，看看這個(gè)個(gè)體會(huì)發(fā)生什么變化。我們?cè)诶鲜罄锩姘堰@個(gè)基因敲除了以后，我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)老鼠一切正常，還可以正常地生育。所以我們還不清楚究竟這個(gè)基因是干什么的？那么這個(gè)致病的蛋白是怎么樣感染病毒的？設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)證實(shí)究竟是怎么樣感染的。你們有想過(guò)嗎？我把一個(gè)正常的老鼠和敲除基因的老鼠放在一起，感染病毒，你們覺(jué)得會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？敲除了基因的會(huì)死還是沒(méi)有敲除的會(huì)死？（S：沒(méi)有敲除的會(huì)死）為什么？敲除基因的老鼠會(huì)死的同學(xué)舉手看看。認(rèn)為沒(méi)有敲除的會(huì)死的舉手看看?？磥?lái)真理又在大部分人手里。果然，把染病的老鼠的提取液接種到敲除基因的老鼠身體，這個(gè)老鼠是正常的，接種到?jīng)]有敲除基因的老鼠體內(nèi)，這個(gè)老鼠染病了。

22、這就說(shuō)明，這個(gè)基因的產(chǎn)物能不能自我復(fù)制？這個(gè)實(shí)驗(yàn)就證實(shí)了蛋白質(zhì)是不能復(fù)制的。當(dāng)時(shí)有人驚呼，又發(fā)現(xiàn)了新的中心法則，致病的蛋白質(zhì)可以自我復(fù)制。但是事實(shí)呢，這個(gè)蛋白質(zhì)不能自我復(fù)制。那么是怎么回事呢？我們通俗地講，吳老師是朊病毒，今天下午給你們上課，一上完課你們?nèi)甲兂闪穗貌《?，然后你們回到寢室，寢室其他三個(gè)人全都變成了朊病毒，然后你晚上到食堂里一吃飯，食堂里的人全都變成了朊病毒。禍害是我，是我復(fù)制的嗎？不是，是我太壞了，把你們這些好人全都變成壞人了。本來(lái)是正常的，被致病蛋白結(jié)合了以后就變成異常的了。所以，朊病毒的發(fā)現(xiàn)和致病機(jī)理告訴我們：生物的結(jié)構(gòu)和功能是有很大關(guān)系的。這兩種蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量、序列一

23、樣，結(jié)構(gòu)不同，一個(gè)就是正常的蛋白，一個(gè)就是致病的蛋白。所以目前國(guó)際上有很多關(guān)于朊病毒的研究，比如我認(rèn)識(shí)的美國(guó)西北大學(xué)的一個(gè)教授，做瘋牛病的研究，到底為什么朊病毒會(huì)有那么大的感染力還不是很清楚。2. 膜的結(jié)構(gòu)和功能我們講些輕松的東西，剛才講的嚴(yán)肅了，都是病毒、病毒的。給出流動(dòng)鑲嵌模型定義細(xì)胞的膜對(duì)生物體來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)樗欠浅：玫奈镔|(zhì)通道。水的簡(jiǎn)單擴(kuò)散(滲透)與人的染色體數(shù)量，兩者有關(guān)系嗎？你們知道嗎，為什么我要寫(xiě)這個(gè)題目？你知道嗎，你猜猜看？很有關(guān)聯(lián)。有誰(shuí)知道，有誰(shuí)不知道？這個(gè)里面有個(gè)故事在這里。人們發(fā)現(xiàn)了人的細(xì)胞核里面有染色體，但是沒(méi)有人說(shuō)得清楚染色體數(shù)量是多少條。我們現(xiàn)在知道了是46條。

24、你們知道最開(kāi)始發(fā)現(xiàn)染色體確切數(shù)量的人是誰(shuí)嗎？這是美籍華裔的一位徐道覺(jué)先生，他是專(zhuān)門(mén)做細(xì)胞培養(yǎng)的，那么把細(xì)胞培養(yǎng)起來(lái)染色，然后在顯微鏡下面觀察。但是他總是數(shù)不清有多少條染色體，染色體總是堆在一起。突然有一天，他看見(jiàn)顯微鏡下面的染色體散得很開(kāi)，一堆、一堆，一數(shù)，46條，所以最先報(bào)道了人有46條染色體。但是當(dāng)時(shí)他覺(jué)得很奇怪，一直在做這樣的實(shí)驗(yàn)，為什么今天看得那么清楚。（S：細(xì)胞死了）細(xì)胞死了？細(xì)胞死了就破了，然后里面的染色體就流出來(lái)了嗎？這也不對(duì)呀，他就是按照常規(guī)在做，細(xì)胞收集、培養(yǎng)、離心、染色、觀察。這個(gè)同學(xué)說(shuō)對(duì)了。他覺(jué)得出了問(wèn)題他就會(huì)去看實(shí)驗(yàn)記錄，所以我們理科的學(xué)生要求做實(shí)驗(yàn)一定要記錄。我再給大

25、家講一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄的重要性。我有一個(gè)博士生寫(xiě)了一篇論文要發(fā)表，正好芝加哥大學(xué)有一個(gè)教授來(lái)我們實(shí)驗(yàn)室訪問(wèn)，來(lái)給他做過(guò)一些指導(dǎo)，然后那一年這個(gè)教授來(lái)我們實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，我這個(gè)博士生就跟教授講，把他的名字掛到這篇論文上去，我們也想靠這個(gè)教授的名，另外本來(lái)也是給予了指導(dǎo)。這個(gè)教授說(shuō)可以，但你要把實(shí)驗(yàn)記錄復(fù)印一份給我，我看完了以后才能決定能不能掛我的名字。為什么呢？這就是理科的人的嚴(yán)謹(jǐn)性，他雖然指導(dǎo)你的實(shí)驗(yàn)，但是他要知道你這個(gè)實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。他帶著實(shí)驗(yàn)記錄回去了，后來(lái)過(guò)了一段時(shí)間，他告訴我們，可以掛他的名字，署他的名，發(fā)表這篇文章。所以我們理科的人，一定要記錄，所以徐道覺(jué)先生也是做了記錄了，然后他去查，為什么

26、今天結(jié)果不一樣。最后他發(fā)現(xiàn)技術(shù)人員給他配備的生理鹽水小數(shù)點(diǎn)挪了一位，變成0.07%，用這樣的生理鹽水去處理細(xì)胞，細(xì)胞會(huì)脹得很大，細(xì)胞會(huì)破掉。描述生科導(dǎo)實(shí)驗(yàn)觀察染色體數(shù)量和高中觀察洋蔥表皮細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)歷。說(shuō)到這，我給你們講我的一個(gè)經(jīng)歷吧。我是77級(jí)恢復(fù)高考的第一屆大學(xué)生，畢業(yè)之后留在大學(xué)工作，搞遺傳的。我當(dāng)時(shí)也想成名成家，我在那樣一個(gè)學(xué)校，條件又不好，根本沒(méi)有什么條件做基因方面研究。那我做什么，細(xì)胞遺傳。我發(fā)現(xiàn)那邊有的是動(dòng)物，到那個(gè)戈壁沙灘里抓那個(gè)四腳蛇，或是那個(gè)蟾蜍抓來(lái)，往肚子里面打一管子秋水仙素，秋水仙素可以讓細(xì)胞分裂中止在中期。然后四條腿一卸，骨髓抽出來(lái)，滴到片子上，低滲處理、染色，染

27、色體的照片拍出來(lái)，然后再讓動(dòng)物學(xué)家看一看這是什么動(dòng)物，然后再去查文獻(xiàn)，這個(gè)動(dòng)物有沒(méi)有做過(guò)染色體。一看，沒(méi)有做過(guò)染色體，然后就寫(xiě)成一篇文章，國(guó)內(nèi)外首次報(bào)道某某某四腳蛇，它的染色體是怎么樣的。所以寫(xiě)一篇發(fā)一篇，我82年畢業(yè)，84年就成為中國(guó)“兩爬學(xué)會(huì)”最年輕理事之一?！皟蓷佬袆?dòng)物協(xié)會(huì)”。（笑）95年我調(diào)到老浙大來(lái)，我發(fā)現(xiàn)浙江省這些青蛙也好，四腳蛇也好，蟾蜍也好，都被人做完了，我沒(méi)有事情可做。所以最后被迫，也是很偶然的一個(gè)機(jī)會(huì)，最后做到了微生物來(lái)，所以我現(xiàn)在是搞極端環(huán)境下的微生物。所以我也是托了徐先生的福，他告訴我可以這樣來(lái)做染色體。介紹和溶酶體有關(guān)的疾病和發(fā)病機(jī)制：矽肺、肺結(jié)核、基薩斯綜合癥細(xì)胞

28、有骨架嗎？微管、微絲、微管纖維構(gòu)成了我們的細(xì)胞骨架。呈現(xiàn)相應(yīng)架構(gòu)。細(xì)胞骨架的存在使細(xì)胞具有各種各樣的形態(tài)。最長(zhǎng)的細(xì)胞有2米長(zhǎng)。我們來(lái)看肌肉收縮。它最基本的是一個(gè)ATP移動(dòng)兩個(gè)蛋白的位置。演示肌肉運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)。所以說(shuō)太神奇了，我現(xiàn)在說(shuō)話，手一動(dòng)，不知道多少個(gè)ATP在消耗，像劃船一樣在劃。兩個(gè)蛋白的位置很小啊。所以我們說(shuō)生物非常得神奇，苦也罷，笑也罷，都遵循一個(gè)ATP兩個(gè)蛋白的規(guī)律。我經(jīng)常在想，我們浙大不是有很多跳樓的，太不珍惜自己精致的生命了，吧唧一下把自己扔下去了，最后他的一個(gè)ATP兩個(gè)蛋白的精致過(guò)程沒(méi)了。我們有的人，看這個(gè)螞蟻在走，吧唧一腳，（笑）我也在想，人家也是一個(gè)ATP兩個(gè)蛋白，人家也不容

29、易，這一步那么長(zhǎng)，不知道多少個(gè)ATP。所以從這個(gè)生命的精致一定要珍惜生命。所以你要學(xué)一點(diǎn)生命科學(xué)吧，多有意思啊。3. 細(xì)胞增殖、分化動(dòng)畫(huà)演示細(xì)胞分裂的過(guò)程。核膜消失，染色體形成，紡錘絲形成，然后染色體排列到赤道板上。這么神奇就分開(kāi)了。兩個(gè)細(xì)胞之間形成了膜，核膜形成，最后形成兩個(gè)細(xì)胞。中學(xué)把它截?cái)嗔耍鋵?shí)它就是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程。呈現(xiàn)果蠅腿上長(zhǎng)出眼睛的圖片。所以這個(gè)讓我們非常奇怪，一個(gè)受精卵的細(xì)胞經(jīng)過(guò)分裂、發(fā)育、分化，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的一種情況。人們發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)過(guò)程都是由基因在調(diào)控。我們最后發(fā)現(xiàn)，人全身有10的12次方個(gè)細(xì)胞，大概能分成200多種。我們來(lái)看分化的一個(gè)過(guò)程。我們發(fā)現(xiàn)，在分化的過(guò)程中有一些關(guān)鍵的蛋白，它控制著一系列下游的基因。那么越是低等生物，它調(diào)控的蛋白越是簡(jiǎn)單，一旦這個(gè)基因的表達(dá)出現(xiàn)混亂的時(shí)候，本來(lái)該長(zhǎng)腿的地方分化眼的基因表達(dá)了，長(zhǎng)出了一個(gè)眼睛。但是人是最高等的，它的調(diào)控越發(fā)的精細(xì)，不是一個(gè)基因可以決定的。所有的細(xì)胞可以分成三類(lèi)，一類(lèi)是全能的，也不是所有的干細(xì)胞是全能的，早期胚胎的干細(xì)胞是全能的。這個(gè)是老鼠的八個(gè)細(xì)胞的胚胎。你們知不知道我們國(guó)家有一個(gè)工程院院士，就在顯微鏡下割割細(xì)胞就割出個(gè)院士來(lái)，知道嗎？因