細(xì)生第一章緒論

1、醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)MEDICAL CELL BIOLOGY鄧凡 博士, 教授Tel: （鄧） 6 47073（免費內(nèi)線） 南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)教研室 (生命科學(xué)樓15層) 祝賀：屠呦呦獲得2015年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎2014諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎生理與醫(yī)學(xué)獎：發(fā)現(xiàn)大腦的“定位系統(tǒng)”細(xì)胞約翰奧基夫（John OKeefe）、梅-布萊特莫澤（May BrittMoser，女，或譯作邁布里特）和愛德華莫澤（Edvand Moser，或譯作愛德華莫索爾）因發(fā)現(xiàn)“組成大腦定位系統(tǒng)的細(xì)胞”獲得今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?；瘜W(xué)獎：超越光學(xué)顯微成像極限自然界形形色色的細(xì)胞就是這樣一個個神秘的細(xì)胞組成了神秘的

2、機(jī)體，要認(rèn)識機(jī)體的本質(zhì)，必須了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和活動本質(zhì)。細(xì)胞生物學(xué)的研究對象-細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體溶酶體電鏡下DNA和RNA 雜交一、細(xì)胞生物學(xué)的概念與研究內(nèi)容二、細(xì)胞生物學(xué)在生命科學(xué)中的地位 及與其他學(xué)科的關(guān)系第一節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)概述第一章 緒論Introduction 退 出首 頁一、細(xì)胞生物學(xué)的概念與研究內(nèi)容細(xì)胞生物學(xué)（cell biology）是從細(xì)胞的顯微、亞顯微和分子三個水平對細(xì)胞的各種生命活動開展研究的學(xué)科。（一）細(xì)胞生物學(xué)的概念細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)第一章 緒論Introduction 退 出首 頁細(xì)胞生物學(xué)：即從細(xì)胞、亞細(xì)胞和分子三個水平研究細(xì)胞生命活動的學(xué)科。（二）細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容研

3、究對象：以細(xì)胞為研究對象，把細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能結(jié)合起來，關(guān)注細(xì)胞間的相互關(guān)系，了解生物體的生長、發(fā)育、分化、繁殖、運動、遺傳、變異、衰老和死亡等基本生命現(xiàn)象的機(jī)制和規(guī)律。第一章 緒論Introduction 退 出首 頁一、細(xì)胞生物學(xué)的概念與研究內(nèi)容（二）細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容目前，細(xì)胞生物學(xué)的兩種重要研究方式是：從細(xì)胞的表型特征入手，探索隱藏在其背后的分子機(jī)制。從基因或蛋白質(zhì)等生物大分子入手，了解其對細(xì)胞功能或行為的影響，因此細(xì)胞生物學(xué)也被稱為細(xì)胞分子生物學(xué)或分子細(xì)胞生物學(xué)。第一章 緒論Introduction 退 出首 頁一、細(xì)胞生物學(xué)的概念與研究內(nèi)容細(xì)胞生物學(xué)的研究內(nèi)容基本內(nèi)容 細(xì)胞的形態(tài)結(jié)

4、構(gòu)和化學(xué)組成細(xì)胞及細(xì)胞器的功能如：細(xì)胞遺傳信息的表達(dá)、細(xì)胞的能量轉(zhuǎn)換、細(xì)胞的通訊、細(xì)胞的物質(zhì)運輸細(xì)胞的增殖與分化細(xì)胞的衰老和死亡其他內(nèi)容 細(xì)胞免疫 細(xì)胞工程第二節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的幾個主要階段1665-1830s，顯微鏡發(fā)明與細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，顯微生物學(xué)。1830s-1930s，顯微鏡的發(fā)展與細(xì)胞學(xué)說誕生。1970s以來，基因重組技術(shù)的出現(xiàn)，分子細(xì)胞生物學(xué)時代。1930s-1970s，電鏡的發(fā)明，超微結(jié)構(gòu)研究， 細(xì)胞學(xué)發(fā)展為細(xì)胞生物學(xué)。一.顯微鏡的發(fā)明和細(xì)胞的發(fā)現(xiàn) 1. 第一臺顯微鏡是荷蘭眼鏡商詹森父子(H & Z. Janssen)在1604年發(fā)明的. 由2個透鏡組成，光學(xué)性能不理想，未顯示出實用性

5、。1.1604年, Janssen父子設(shè)計的放大鏡1030只能用來觀察跳蚤等一些小的昆蟲鏡筒長約 46cm雙凸透鏡自然光光源“跳蚤鏡”2.1665年：Robert Hooke(英國物理學(xué)家)顯微鏡(microscope)40140Hooke用自制顯微鏡對礦物、動物和植物標(biāo)本等進(jìn)行了廣泛觀察，并將其觀察結(jié)果整理成“Micrographia”(顯微圖譜),并首次用cells來描述“細(xì)胞”3.1671年 A.V. Leeuwenhoek（荷蘭):3.1671年 A.V. Leeuwenhoek（荷蘭):270500觀察到了池塘水中的原生動物-活細(xì)胞制作了200多臺顯微鏡和400多個鏡頭對多種動植物活

6、細(xì)胞進(jìn)行了觀察，觀察到了人和哺乳動物的精子，也看到了鮭魚紅細(xì)胞的核。鑒于Leeuwenhoek在生物學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)，1680年他當(dāng)選為英國皇家學(xué)會外籍會員!19世紀(jì)30年代，顯微鏡制作技術(shù)有了明顯的進(jìn)步, 分辨率才提高到1m以內(nèi)。此外，還發(fā)明了切片機(jī)，使觀察手段大為改進(jìn)。從18世紀(jì)末至19世紀(jì)初，學(xué)者們開始注意到植物組織小室中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并也把它稱為cell。至此cell一詞才具有了現(xiàn)代“細(xì)胞”的真正意義。二、細(xì)胞學(xué)說的建立德國植物學(xué)教授，施萊登(Matthias Jacob Schleiden,18041881)，1838年發(fā)表“植物發(fā)生論”，認(rèn)為無論怎樣復(fù)雜的植物都由形形色色的細(xì)胞構(gòu)成。他

7、試圖重建細(xì)胞發(fā)育的過程，為此他聰明地選擇了胚胎細(xì)胞作為他研究的起點，他還在細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了核仁。 德國解剖學(xué)教授，施旺(Theodar Schwann, 18101882)，一開始就研究施萊登（Schleiden）的細(xì)胞形成學(xué)說，他完全接受了這個學(xué)說，并把它擴(kuò)展為所有生命現(xiàn)象的起源和基礎(chǔ)的一般理論。他把Schleiden在植物中的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到動物中去。施旺提出：1)有機(jī)體是由細(xì)胞構(gòu)成的；2)細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位。 在19世紀(jì)30年代施萊登和施旺提出：一切植物、動物都是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞是一切動植物的基本單位。這一學(xué)說即“細(xì)胞學(xué)說”（Cell Theory)”。1855 德國醫(yī)生和病理學(xué)家魏爾肖

8、（Virchow） 提出“一切細(xì)胞來源于細(xì)胞” 的著名論斷，通常被認(rèn)為是對細(xì)胞學(xué)說的一個重要補(bǔ)充。細(xì)胞學(xué)說的提出， 將生物學(xué)的研究從宏觀水平和大體水平引入到微觀水平19世紀(jì)后期顯微技術(shù)的改進(jìn)，生物固定技術(shù)和染色技術(shù)的出現(xiàn)細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，各種細(xì)胞器相繼被發(fā)現(xiàn)1.原生質(zhì)理論的提出 2.受精現(xiàn)象3.細(xì)胞分裂活動的發(fā)現(xiàn)（無絲、有絲和減數(shù)分裂）4.主要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)（中心體、線粒體和高爾基體） 即細(xì)胞結(jié)構(gòu)的描述時期細(xì)胞遺傳學(xué)發(fā)展起來（1900年孟德爾的遺傳法則重新發(fā)現(xiàn)，1910年摩爾根提出基因?qū)W說）細(xì)胞生理學(xué)發(fā)展起來（1909年細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)立）細(xì)胞化學(xué)發(fā)展起來（孚爾根染色）三、細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)研究193

9、2年德國人E. Ruska和M. Knoll發(fā)明透射電鏡，人類視野進(jìn)入超微領(lǐng)域 。1939年Siemens公司生產(chǎn)商品電鏡。1940-50s用電鏡觀察了各類細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)。并結(jié)合超速離心、電泳等技術(shù)研究這些結(jié)構(gòu)的功能。1965年E.D.P.Derobetis 將原著“普通生物學(xué)”更名為“細(xì)胞生物學(xué)”四、分子細(xì)胞生物學(xué)時代1944年O. Avery等通過細(xì)菌轉(zhuǎn)化試驗，1952年M. Chase等通過噬菌體標(biāo)記感染實驗肯定了核酸與遺傳的關(guān)系。1869年瑞士人F. Miescher 從膿細(xì)胞中分離出核酸，但未引起重視。1952年Franklin拍攝到清晰的DNA晶體X-衍射照片。1953年她認(rèn)為DNA

10、是一種對稱結(jié)構(gòu)，可能是螺旋。 1953年，Watson 和 Crick提出DNA雙螺旋模型。與Wilkins分享1962 年諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎 。1958 年Crick 提出分子遺傳的“中心法則”。1961-1964年Nirenberg 等破譯遺傳密碼。1972年DA. Jackson，RH. Symons和P. Berg創(chuàng)建DNA體外重組。1973年SN. Cohen和HW. Boyer將外源基因拼接在質(zhì)粒中，并在大腸桿菌中表達(dá)。一系列技術(shù)和理論的提出，使細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)的結(jié)合越來越緊密。細(xì)胞生物學(xué)不同于細(xì)胞學(xué)主要有兩點：深刻性：它從細(xì)胞的顯微、超微和分子各個結(jié)構(gòu)層次對細(xì)胞進(jìn)行剖析，

11、并把細(xì)胞的生命活動同分子水平和超分子水平的結(jié)構(gòu)變化聯(lián)系起來。綜合性：它所研究的內(nèi)容極其廣泛，涉及到許多領(lǐng)域，并同生理學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和生物化學(xué)相互融匯在一起。研究內(nèi)容（三個水平）細(xì)胞水平：光學(xué)顯微鏡技術(shù)亞細(xì)胞水平：電子顯微鏡技術(shù)分子水平：生物化學(xué)及分子生物學(xué)技術(shù)細(xì)胞生物學(xué)（cell biology)：是從細(xì)胞的顯微、亞顯微和分子水平三個層面研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能和各種生命活動規(guī)律的科學(xué)?？偨Y(jié)科學(xué)的進(jìn)步是技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)的進(jìn)步是方法的進(jìn)步，方法的進(jìn)步是儀器設(shè)備的進(jìn)步。第三節(jié) 細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)一.細(xì)胞生物學(xué)是醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論學(xué)科系統(tǒng)：呼吸系統(tǒng)器官：支氣管組織：上皮組織細(xì)胞：柱狀細(xì)胞杯狀細(xì)胞細(xì)胞與組

12、織和系統(tǒng)的關(guān)系醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)所要探討的主要是與醫(yī)學(xué)相關(guān)的細(xì)胞生物學(xué)問題，是轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)（translational medicine）研究的基石。Introduction 退 出首 頁第一章 緒論一、細(xì)胞生物學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系二、細(xì)胞生物學(xué)的某些主要研究領(lǐng)域及其醫(yī)學(xué)意義現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)研究主要從分子水平揭示生物在生理或病理狀態(tài)下細(xì)胞層面上所表現(xiàn)出的特征和行為。細(xì)胞生物學(xué)中許多領(lǐng)域的研究進(jìn)展很快，這可能會成為推動醫(yī)學(xué)向前發(fā)展的一個新的基礎(chǔ)。Introduction 退 出首 頁第一章 緒論中英文關(guān)鍵詞對照cell cell biology cell theory central dogma cytomics cytoplasm electron microscope，EMepigenetics gene genomics human genome project, HGP 細(xì)胞細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞學(xué)說中心法則細(xì)胞組學(xué)細(xì)胞質(zhì)電子顯微鏡表觀