細(xì)胞生物學(xué)緒論部分課件

2023/6/91細(xì)胞生物學(xué)CellBiology2023/6/92理論46學(xué)時(shí)學(xué)分2.5學(xué)分平時(shí)成績：20％期末成績：80％，閉卷考試2023/6/932023/6/94第一章緒論第二章細(xì)胞的統(tǒng)一性與多樣性第三章細(xì)胞生物學(xué)研究方法第四章細(xì)胞質(zhì)膜第五章物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸?shù)诹录?xì)胞的能量轉(zhuǎn)換第七章真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸?shù)诎苏录?xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第九章細(xì)胞骨架第十章細(xì)胞核與染色體第十一章核糖體第十二章細(xì)胞增殖及其調(diào)控第十三章程序性細(xì)胞死亡與細(xì)胞衰老第十四章細(xì)胞分化與基因表達(dá)調(diào)控第十五章細(xì)胞社會(huì)的聯(lián)系：細(xì)胞連接、黏著和胞外基質(zhì)2023/6/95教學(xué)參考書1.《細(xì)胞生物學(xué)》潘大仁主編科學(xué)出版社20072.《細(xì)胞生物學(xué)》沈振國主編中國農(nóng)業(yè)出版社20033.《細(xì)胞生物學(xué)》汪堃仁北京師范大學(xué)出版社19984.《分子細(xì)胞生物學(xué)》韓貽仁主編科學(xué)出版社20075.《MolecularBiologyoftheCell》4thedBruceAlberts.GarlandPub.Inc.20022023/6/962023/6/972023/6/98第一章緒論第一節(jié)細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀2023/6/99一、細(xì)胞生物學(xué)是現(xiàn)代生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科細(xì)胞生物學(xué)的定義**是研究細(xì)胞基本生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它是在顯微、亞顯微與分子水平上，研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能和生命活動(dòng)的科學(xué)。？2023/6/910生命體是多層次、非線性、多側(cè)面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，而細(xì)胞是生命體的結(jié)構(gòu)與生命活動(dòng)的基本單位，有了細(xì)胞才有完整的生命活動(dòng)。2023/6/911人的不同組織的細(xì)胞形態(tài)2023/6/912二、細(xì)胞生物學(xué)的主要研究內(nèi)容

包括細(xì)胞結(jié)構(gòu)功能與細(xì)胞生命活動(dòng)兩大基本部分：

細(xì)胞核是遺傳物質(zhì)DNA貯存的場所，也是遺傳信息轉(zhuǎn)錄為mRNA、rRNA與tRNA的場所。染色質(zhì)與染色體是遺傳物質(zhì)的載體。（一）細(xì)胞核、染色體以及基因表達(dá)的研究典型的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)示意圖●細(xì)胞核主要由核被膜、染色質(zhì)、核仁及核骨架組成。2023/6/914現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)的核心課題之一就是研究染色體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化與基因表達(dá)及其調(diào)控的關(guān)系。是目前細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)與發(fā)育生物學(xué)在細(xì)胞水平與分子水平上相結(jié)合的最活躍的熱門課題。2023/6/915生物膜是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要基礎(chǔ)，大部分細(xì)胞器（包括核膜）都是以生物膜為基礎(chǔ)構(gòu)建的。（二）生物膜與細(xì)胞器的研究生物膜的主要功能是進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)與信息的交換，也具有對細(xì)胞內(nèi)外因子識別的功能。細(xì)胞器的研究歷來是認(rèn)識細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的重要組成部分。近年來，研究的細(xì)胞器主要有：線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、核糖體。2023/6/917在細(xì)胞生物學(xué)中是一個(gè)比較新的、發(fā)展中的研究領(lǐng)域。廣義的細(xì)胞骨架概念包括細(xì)胞質(zhì)骨架與核骨架兩部分。（三）細(xì)胞骨架體系的研究2023/6/918細(xì)胞骨架在維持細(xì)胞形態(tài)與保持細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理布局起主要作用。近來發(fā)現(xiàn)細(xì)胞骨架與一系列重要生命活動(dòng)：如細(xì)胞內(nèi)大分子的運(yùn)輸與細(xì)胞器的運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞信息的傳遞、基因表達(dá)與大分子加工等有密切關(guān)系。2023/6/919一切動(dòng)植物的生長與發(fā)育都是通過細(xì)胞的增殖與分化來實(shí)現(xiàn)的。（四）細(xì)胞增殖及其調(diào)控研究細(xì)胞增殖的基本規(guī)律及其調(diào)控機(jī)理不僅是控制生物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，而且是研究癌變發(fā)生及逆轉(zhuǎn)的重要途徑，從而控制癌細(xì)胞的惡性生長，提供根本性的防治措施。2023/6/920細(xì)胞分化是生物發(fā)育的基礎(chǔ)，受精卵通過分裂與分化發(fā)育成為復(fù)雜的有機(jī)體。（五）細(xì)胞分化及其調(diào)控細(xì)胞全能性的揭示，使人們認(rèn)識到可以控制細(xì)胞的分化，這為控制細(xì)胞的生長發(fā)育提供了有利條件。2023/6/9211997年，世界上第一只克隆羊“多莉”在英國羅斯林研究所誕生。細(xì)胞核具有全能性。2023/6/922細(xì)胞分化的本質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)特異功能蛋白質(zhì)的過程。細(xì)胞分化及其調(diào)控機(jī)理的研究，主要集中在編碼特異蛋白質(zhì)基因的選擇性表達(dá)規(guī)律及其調(diào)控方面。2023/6/923（六）細(xì)胞的衰老與凋亡目前多用體外培養(yǎng)方法研究細(xì)胞衰老。大量實(shí)驗(yàn)已說明動(dòng)物的二倍體細(xì)胞在體外分裂與傳代的次數(shù)是有限的——Hayflick界限。細(xì)胞的衰老是必然的規(guī)律。人們力圖尋找細(xì)胞中的衰老基因及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等，延長壽命。2023/6/924細(xì)胞凋亡是由一系列基因控制并受復(fù)雜信號調(diào)節(jié)的細(xì)胞自然死亡現(xiàn)象。是生物正常生理發(fā)育與病理過程中的重要平衡因素。2023/6/9252002年，英國人悉尼·布雷諾爾、美國人羅伯特·霍維茨和英國人約翰·蘇爾斯頓，因在器官發(fā)育的遺傳調(diào)控和細(xì)胞程序性死亡方面的研究獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。2023/6/926根據(jù)古微生物的證據(jù)，原始細(xì)胞大約在35多億年前就在地球上出現(xiàn)了。現(xiàn)在在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬30多億年前的地球環(huán)境研究細(xì)胞的起源過程幾乎是不大可能的。目前有關(guān)細(xì)胞起源學(xué)說在很大程度上是推理性的，還需補(bǔ)充更多的事實(shí)細(xì)節(jié)。（七）細(xì)胞的起源與進(jìn)化近年由于分子生物學(xué)方法的引入，使細(xì)胞進(jìn)化與細(xì)胞器進(jìn)化的研究增添了很多新內(nèi)容。2023/6/927（八）細(xì)胞工程是細(xì)胞生物學(xué)與遺傳學(xué)的交叉領(lǐng)域，是在細(xì)胞水平的遺傳操作。細(xì)胞工程能使不同種細(xì)胞的基因或基因組通過人工方法重組到雜交細(xì)胞中，或者使基因與基因組由一種細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)胞中，并使越過種的障礙轉(zhuǎn)移成為可能。其目的就是按人們預(yù)先的設(shè)計(jì)，用分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)的技術(shù)，改變細(xì)胞的遺傳性，最終有目的的培育出新品種、新物種。2023/6/928動(dòng)植物體細(xì)胞的雜交試驗(yàn)是當(dāng)前細(xì)胞工程中最活躍的領(lǐng)域。通過動(dòng)物體細(xì)胞雜交獲得單克隆抗體技術(shù)的建立是細(xì)胞工程中最富成果性的工作之一。2023/6/929

1975年英國科學(xué)家Milstein和Kohler所發(fā)明，并獲得1984年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。單克隆抗體技術(shù)是將產(chǎn)生抗體的單個(gè)B淋巴細(xì)胞同腫瘤細(xì)胞雜交，獲得既能產(chǎn)生抗體，又能無限增殖的雜種細(xì)胞，并以此生產(chǎn)抗體的技術(shù)。2023/6/930三、當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)研究的總趨勢**細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)相互滲透與交融是總的發(fā)展趨勢。無論是對細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的深入研究，還是對細(xì)胞重大生命活動(dòng)規(guī)律的探索，都需要用分子生物學(xué)的新概念與新方法，在分子水平上進(jìn)行研究，也就是說，細(xì)胞分子生物學(xué)或分子細(xì)胞生物學(xué)將是今后相當(dāng)一段時(shí)間的主流。2023/6/931第二節(jié)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡史2023/6/932一、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)英國胡克2023/6/933二、細(xì)胞學(xué)說的建立其意義“細(xì)胞學(xué)說”的基本內(nèi)容1.認(rèn)為細(xì)胞是有機(jī)體，一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來,并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成；2.每個(gè)細(xì)胞作為一個(gè)相對獨(dú)立的單位，既有它“自己的”生命,又對與其它細(xì)胞共同組成的整體的生命有所助益；3.新的細(xì)胞可以通過老的細(xì)胞繁殖產(chǎn)生。2023/6/934現(xiàn)代生物學(xué)三大基石：1838~1839年Schleiden和Schwann提出的“細(xì)胞學(xué)說”1859年達(dá)爾文創(chuàng)立的“進(jìn)化論”1866年Mendel確立的“遺傳學(xué)”十九世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)：

細(xì)胞學(xué)說能量轉(zhuǎn)化與守恒定律進(jìn)化論2023/6/935三、細(xì)胞學(xué)的經(jīng)典時(shí)期

(19世紀(jì)中葉~20世紀(jì)初)1.原生質(zhì)理論的提出：

1861年，有機(jī)體的組織單位是一小團(tuán)原生質(zhì)2.細(xì)胞分裂的研究：

1841年，發(fā)現(xiàn)雞胚血細(xì)胞的無絲分裂

1880年，發(fā)現(xiàn)蠑螈細(xì)胞的有絲分裂

1886年，發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞的減數(shù)分裂3.重要細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)：

1883年，發(fā)現(xiàn)中心體

1894年，發(fā)現(xiàn)線粒體

1898年，發(fā)現(xiàn)高爾基體應(yīng)用固定、染色技術(shù)，在顯微鏡下觀察細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分裂活動(dòng)。2023/6/936四、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞學(xué)與細(xì)胞學(xué)的分支

(20世紀(jì)初~中葉)

1.細(xì)胞遺傳學(xué)的發(fā)展

從細(xì)胞的角度，特別是從染色體的結(jié)構(gòu)、功能和其它細(xì)胞器的關(guān)系來研究遺傳及其變異的規(guī)律。1900年，孟德爾的遺傳法則被重新確認(rèn)。1902年，博費(fèi)里等提出染色體遺傳理論，將染色體行為與孟德爾的遺傳因子聯(lián)系起來。1910年,摩爾根證明遺傳因子位于染色體上，提出了基因?qū)W說。在經(jīng)典細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)上，采用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行研究，并與其它學(xué)科相互融合形成了一些重要分支學(xué)科。2023/6/9372.細(xì)胞生理學(xué)研究

研究細(xì)胞如何攝取營養(yǎng)、獲得能量，并研究細(xì)胞對環(huán)境因素的刺激所作出的反應(yīng)。1909年，哈瑞森等創(chuàng)建了組織培養(yǎng)技術(shù)，為直接觀察和分析細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理活動(dòng)提供有利的條件。克勞德應(yīng)用高速離心機(jī)從活細(xì)胞內(nèi)分離各種細(xì)胞器，并研究它們的生理活性。2023/6/9383.細(xì)胞化學(xué)研究

用化學(xué)方法研究細(xì)胞各組成成分及其分布，并尋找它們的特性。孚爾根采用孚爾根反應(yīng)鑒定DNA布勒歇用甲基綠-派洛寧染色方法來測定細(xì)胞中的DNA與RNA。卡斯柏爾森用紫外分光光度計(jì)測定DNA含量。2023/6/939

五、細(xì)胞生物學(xué)學(xué)科的形成與發(fā)展

(20世紀(jì)50年代開始)電鏡與超薄切片技術(shù)結(jié)合形成細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)學(xué)，發(fā)現(xiàn)了新的細(xì)胞結(jié)構(gòu)；主要在分子水平上探索細(xì)胞的各種生命活動(dòng)。細(xì)胞生物化學(xué)的發(fā)展；分子生物學(xué)的發(fā)展；發(fā)展方向?yàn)榉肿蛹?xì)胞生物學(xué)。2023/6/940六、細(xì)胞生物學(xué)的主要學(xué)術(shù)組織、學(xué)術(shù)刊物與教科書（一）學(xué)術(shù)組織國際學(xué)術(shù)期刊CellScienceNatureJournalofCellBiologyMolecularBiologyoftheCell國內(nèi)學(xué)術(shù)期刊

《中國科學(xué)》《科學(xué)通報(bào)》《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)報(bào)》《細(xì)胞生物學(xué)雜志》《遺傳學(xué)報(bào)》《微生物學(xué)報(bào)》

（二）學(xué)術(shù)刊物2023/6/941（三）教科書AlbertsBetal.EssentialCellBiology.NewYorkandLondon：Garlandpublishing，Inc.1998AlbertsBetal.MolecuarBiologyoftheCell,3rded.NewYorkandLondon：GarlandPublishing，Inc.1994BeckerW.M.etal.TheWorldoftheCell.FourthEd.TheBenjamin/CummingsPublishingCompany.2000GeraldKarp.CellandMolecularBiology：conceptsandexperiments，2ndEdition.PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.1999LodishH.etal.MolecularCellBiology.4thEd.ScientificAmericanBooks,Inc.20002023/6/942432023/6/9學(xué)習(xí)細(xì)胞生物學(xué)的注意點(diǎn)1.認(rèn)識細(xì)胞生物學(xué)課程的必要性2.