細胞生物學-01緒論

《細胞生物學》課程簡介第一節(jié)細胞生物學研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀細胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能單位。一切生命的關(guān)鍵問題都要在細胞里面尋找(1925,Wilson)。第一章緒論細胞具有全能性一、現(xiàn)代生命科學的重要基礎學科真核細胞（植物細胞、動物細胞、真菌細胞）古核細胞原核細胞支原體（最小，最基本的細胞）非細胞生物（病毒、類病毒、噬菌體）細胞細胞生物學概念

生命體是多層次、非線性、多側(cè)面的復雜結(jié)構(gòu)體系，而細胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位，有了細胞才有完整的生命活動。細胞生物學是研究細胞基本生命活動規(guī)律的科學，它是在不同層次（顯微、亞顯微與分子水平）上以研究細胞結(jié)構(gòu)與功能、細胞增殖、分化、衰老與凋亡、細胞信號傳遞、真核細胞基因表達與調(diào)控、細胞起源與進化等為主要內(nèi)容。核心問題是將遺傳與發(fā)育在細胞水平上結(jié)合起來。顯微水平：光學顯微鏡技術(shù)亞顯微水位：電子顯微鏡技術(shù)分子水平：生物化學及分子生物學技術(shù)二、細胞生物學主要研究的內(nèi)容細胞生物學研究與教學內(nèi)容一般分為細胞結(jié)構(gòu)功能與細胞重要生命活動兩大部分。㈠細胞核、染色體以及基因表達的研究㈡生物膜與細胞器的研究㈢細胞骨架體系的研究㈣細胞增殖及其調(diào)控㈤細胞分化及其調(diào)控㈥細胞的衰老與調(diào)亡㈦細胞的起源與進化㈧細胞工程三、細胞生物學研究的趨勢和重點領(lǐng)域⒈細胞內(nèi)的基因組是如何在時間上和空間上有序表達的。⒉基因的表達產(chǎn)物（蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸、多糖及其復合物）是如何相互作用的。⒊細胞生命活動的復雜過程是如何調(diào)控的。分子機制細胞生物學發(fā)展的軌跡：形態(tài)→結(jié)構(gòu)→功能→調(diào)控發(fā)展趨勢：細胞生物學與分子生物學(包括分子遺傳學與生物化學)相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。基因表達的產(chǎn)物如何逐級裝配進而行使功能細胞生物學細胞內(nèi)的基因組如何有序表達基因表達的產(chǎn)物如何調(diào)節(jié)細胞的重要生命活動細胞生物學研究的重大課題重點領(lǐng)域⒈染色體DNA與蛋白質(zhì)相互作用⒉細胞增殖、分化、調(diào)亡、衰老及其調(diào)控⒊細胞信號轉(zhuǎn)導⒋細胞結(jié)構(gòu)體系的裝配遺傳信息結(jié)構(gòu)體系（包括染色體、核仁、核糖體）；膜的結(jié)構(gòu)體系（包括細胞膜、核膜與各種細胞器膜）；細胞骨架結(jié)構(gòu)體系。美國科學情報研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex）收錄及引用論文檢索，全世界自然科學研究中論文發(fā)表最集中的三個領(lǐng)域分別是：細胞信號轉(zhuǎn)導（signaltransduction）；細胞凋亡（cellapoptosis）；基因組與后基因組學研究（genomeandpost-genomicanalysis）。美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）在1988年底發(fā)表的一份題為《什麼是當今科研領(lǐng)域的熱門話題？》（“Whatispopularinresearchtoday？”）的調(diào)查報告中指出，目前全球研究最熱門的是： 三種疾病癌癥（cancer）心血管病（cardiovasculardiseases）愛滋病和肝炎等傳染?。╥nfectiousdiseases：AIDS，hepatitis）五大研究方向細胞周期調(diào)控（cellcyclecontrol）；細胞凋亡（cellapoptosis）；細胞衰老（cellularsenescence）；信號轉(zhuǎn)導（signaltransduction）；DNA的損傷與修復（DNAdamageandrepair）。第二節(jié)細胞學與細胞生物學發(fā)展簡史一、細胞的發(fā)現(xiàn)（RobertHooke,1665;LeeuwenHoek1674,細胞核）二、細胞學說的建立施萊登（1838），施旺（1839）：細胞是一切動植物體的基本單位。（組成；相對獨立；繁殖）細胞學說；進化論（達爾文，1859）；遺傳學（孟德爾，1866）為現(xiàn)代生物學的三大基石。恩格斯把細胞學說、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律和達爾文進化論并列為19世紀自然科學的“三大發(fā)現(xiàn)”。當時“細胞學說”的基本內(nèi)容⑴細胞是有機體，一切動物和植物都是由細胞發(fā)育而來，并由細胞和細胞產(chǎn)物所構(gòu)成。⑵每個細胞作為一個相對獨立的單位，既有它“自己的”生命，又對與其他細胞共同組成的整體的生命有所助益。⑶新的細胞可以通過存在的細胞繁殖產(chǎn)生。細胞學說的科學意義：細胞學說的提出先于進化論約20年，它與進化論一起，不但奠定了生命科學的基礎，同時也孕育細胞學的產(chǎn)生。三、細胞學的經(jīng)典時期⒈原生質(zhì)理論的提出原生質(zhì)(protoplasm)(普金耶1840，馮－莫爾1846)，原生質(zhì)理論（舒爾策1861），原生質(zhì)體(protoplast)(Hanstein1880)⒉細胞分裂的研究直接分裂；有絲分裂；減數(shù)分裂（1841－1886）⒊重要細胞器的發(fā)現(xiàn)中心體（1883）；線粒體，高爾基體（1894）1880年Flemming首次對細胞的有絲分裂進行了精確的描述。首次觀察到了染色體和染色質(zhì)。并提出了有絲分裂（mitosis）、染色質(zhì)（chromatin）等一系列科學術(shù)語。后來又發(fā)現(xiàn)了燈刷染色體，遺憾的是Flemming對染色體和燈刷染色體都沒有命名。雖然如此，可以說從Flemming開始人們對細胞才有了實質(zhì)性的研究進展。細胞學從此在科學史上有了一席之地。四、實驗細胞學與細胞學O.Hertwig(1892)實驗細胞學⒈細胞遺傳學的發(fā)展遺傳的染色體學說:(Borveri,Sutton)，動物受精（1876），卵和精子染色體（1883），雙受精（1888），遺傳法則（孟德爾34年前，1900），性別與染色體有關(guān)（1905）基因?qū)W說:(Morgan)⒉細胞生理學的研究組織培養(yǎng)技術(shù)（1909），細胞器分離（1943）⒊細胞化學福爾根染色（1924），紫外分光法(1930-1940)五、細胞生物學學科的形成與發(fā)展20世紀50年代以來，電鏡下超微結(jié)構(gòu)的認識；生物化學的滲透，導致對功能的進一步了解。

結(jié)構(gòu)－功能20世紀80年代以來，分子生物學的滲透，細胞分子生物學的方向發(fā)展。細胞內(nèi)生命活動的規(guī)律和機制1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出，1958年（Crick）生物學中心法則的建立明確了細胞最本質(zhì)問題是自我復制（self-replication），這些科學的發(fā)現(xiàn)把當時從細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)研究而引申出的“細胞學”推向了一個更高的階段，“細胞生物學”應運而生。幾十年來、特別是近些年來，細胞生物學這門相對年輕的學科得到了極大的發(fā)展。1953年Watson(沃森)和Crick（克里克）提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，標志著分子生物學的誕生。1965年，D.P.Derobetis將其《普通細胞學》改為《細胞生物學》，標志著細胞生物學的誕生。例如1998年諾貝爾獎NO氣體信號分子、1999年諾貝爾獎蛋白質(zhì)信號學說、2000年諾貝