分子細胞生物學緒論

細胞分子生物學第一章緒論第一節(jié)細胞生物學研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀一、細胞生物學是現(xiàn)代生命科學的重要基礎學科

細胞生物學:是研究細胞基本生命活動規(guī)律的科學，它從不同層次，包括顯微（電子顯微鏡技術）、亞顯微（光學顯微鏡技術）、分子水平（生物化學與分子生物技術）上主要研究細胞的形態(tài)與結構、代謝與調(diào)控、增殖分化、遺傳變異、衰老與死亡、起源與進化、興奮與運動以及細胞的傳遞等。

所以，細胞生物學是運用近代物理學和化學的技術成就以及分子生物學的概念與方法，以細胞作為生命活動的基本單位為出發(fā)點，從顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個層次上，研究細胞的結構、功能及各種生命活動規(guī)律。細胞生物學研究的對象是細胞。細胞是生命體的結構與生命活動的基本單位。有了細胞才有完整的生命活動。細胞的研究是生命科學的基礎，也是現(xiàn)代生ing科學發(fā)展的支柱。生命活動的基本規(guī)律生命活動規(guī)律包括生長、發(fā)育、遺傳、變異、運動、傳導、衰老、死亡等等，這些生命活動都與細胞息息相關，這些重大生命現(xiàn)象的研究都要從細胞入手，以細胞研究為基礎。

細胞生物學不同于細胞學主要表現(xiàn)在：第一，深刻性。它從細胞整體結構，超微結構和分子結構對細胞進行剖析，并把細胞生命活動同分子水平和超分子水平聯(lián)系起來。第二，綜合性。這所研究的內(nèi)容廣泛涉及到許多學科領域，同生理學、遺傳學、生物化學、發(fā)育生物學等融合到一起。

所以細胞的研究是生命科學的基礎，也是現(xiàn)代生命科學發(fā)展的重要支柱。在我國基礎科學發(fā)展規(guī)劃中，把細胞生物學、分子生物學、神經(jīng)生物學和生態(tài)學并列為生命科學的四大基礎學科。它的基礎性也反映了現(xiàn)代生命科學的發(fā)展趨勢。

細胞生物學是目前生物科學中發(fā)展最快的學科之一。分子細胞生物學是目前細胞生物學的重點。細胞工程是21世紀生物工程發(fā)展的重要組成部分。可以預見細胞的結構與基本生命活動的研究將越來越深入，并將成為21世紀初生命科學研究的重要領域之一。細胞生物學的研究內(nèi)容一般可分為兩部分：細胞結構與功能；細胞重大生命活動。二者是基礎與整體的關系，難以割裂。二、細胞生物學的主要研究內(nèi)容大致可分為以下幾個方面：(一)細胞核、染色體以及基因表達的研究基因表達與調(diào)控是目前細胞生物學、遺傳學和發(fā)育生物學在細胞和分子水平相結合的最活躍領域.二)生物膜與細胞器的研究膜及細胞器的結構與功能問題（“膜學”）。(三)細胞骨架體系的研究胞質骨架、核骨架的裝配調(diào)節(jié)問題和對細胞行使多種功能的重要性。(四)細胞增殖及其調(diào)控控制生物生長和發(fā)育的機理是研究癌變發(fā)生和逆轉的重要途徑（“再教育細胞”）。（五)細胞分化及其調(diào)控一個受精卵如何發(fā)育為完整個體的問題。（細胞全能性）(六)細胞的衰老與程序死亡(七)細胞的起源進化(八)細胞工程

改造利用細胞的技術。生物技術是信息社會的四大技術之一，而細胞工程又是生物技術的一大領域。目前已利用該技術取得了重大成就（培育新品種，單克隆抗體等），所謂21世紀是生物學時代，將主要體現(xiàn)在細胞工程方面。以上研究內(nèi)容1-3是細胞器結構與功能的研究，4-6是細胞生命活動與調(diào)控的研究，7-8為細胞生物學的應用。三、當前細胞生物學研究的總體趨勢與重點領域

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；（一）當前細胞生物學研究中的三大基本問題1、細胞內(nèi)的基因組是如何在時間與空間上有序表達的？2、基因表達產(chǎn)物----主要是結構蛋白、核酸、脂質、多糖及其復合物，他們?nèi)绾沃鸺壯b備成能行使生命活動的基本結構體系及各種細胞器？3、基因表達產(chǎn)物----主要是大量活性因子與信號分子，他們是如何調(diào)節(jié)細胞最重要的生命活動過程的？（二）當前細胞基本生命活動研究的若干重大課題1、染色體DNA與蛋白質相互作用關系——主要是非組蛋白對基因組的作用。2、細胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互關系及調(diào)控3、細胞信號傳導的研究

4、細胞結構體系的裝配

（三）最新進展美國國立衛(wèi)生研究院在1988年底發(fā)表的一份題為《什么是當今科研領域的熱門話題？》的調(diào)查報告中指出，目前全球研究最熱門的是：三種疾?。喊┌Y心血管病艾滋病和肝炎傳染病五大研究方向：細胞周期調(diào)控細胞凋亡細胞衰老信號傳導DNA的損傷與修復第二節(jié) 細胞學與細胞生物學發(fā)展簡史從研究內(nèi)容來看細胞生物學的發(fā)展可以分為三個層次：顯微水平、超微水平、分子水平一、顯微鏡的發(fā)明與細胞的發(fā)現(xiàn)沒有顯微鏡就不可能有細胞學誕生。1、1590年，荷蘭眼鏡制造商J和Z.Janssen父子制作了第一臺復式顯微鏡，放大倍數(shù)為10倍。2、1665年，英國人RobertHook首次描述了植物細胞(木栓)，命名為cella3、1680年，荷蘭人A.vanLeeuwenhoek一生中制作了200多臺顯微鏡和400多個鏡頭（50-275X），用設計較好的顯微鏡觀察了許多動植物的活細胞與原生動物。4、1752年，英國人J.Dollond發(fā)明消色差顯微鏡。5、1812年，蘇格蘭人D.Brewster發(fā)明油浸物鏡，改進了體視顯微鏡。6、1834－40年，法國父子VChevalier(1771-1841)和CChevalier(1804-1859)發(fā)明了第一臺商用消色差顯微鏡。7、1886年，德國人ErnstAbbe發(fā)明復消差顯微鏡，并改進了油浸物鏡，至此普通光學顯微鏡技術基本成熟。8、1932年，荷蘭籍德國人F.Zernike成功設計了相差顯微鏡（phasecontrastmicroscope)，并因此獲1953年諾貝爾物理獎。9、1932年，德國人M.Knoll和E.A.F.Ruska發(fā)明電鏡，1940年，美、德制造出分辨力為0.2nm的商品電鏡。10、1981年，瑞士人G.Binnig和H.RoherI在IBM蘇黎世實驗中心（ZurichResearchCenter）發(fā)明了掃描隧道顯微鏡而與電鏡發(fā)明者Ruska同獲1986年度的諾貝爾物理學獎。二、細胞學說（16世紀-19世紀30年代）1、Jean-BaptistedeLamark（1744-1829)，獲得性遺傳理論的創(chuàng)始人，法國退伍陸軍中尉，50歲成為巴黎動物學教授，1809年他認為只有具有細胞的機體，才有生命。2、CharlesBrisseauMilbel（1776-1854)，法國植物學家，1802年認為植物的每一部分都有細胞存在3、HenriDutrochet（1776-1847），法國生理學家，1824年進一步描述了細胞的原理4、MatthiasJacobSchleiden（施萊登）（1804-1881)，德國植物學教授，1838年發(fā)表“植物發(fā)生論”，認為無論怎樣復雜的植物都有形形色色的細胞構成。5、TheodorSchwann（施旺）（1810-1882)，德國解剖學教授，一開始就研究Schleiden的細胞形成學說，并于1838年提出了“細胞學說”（CellTheory)這個術語；1939年發(fā)表了“關于動植物結構和生長一致性的顯微研究”。Schwann提出：a.有機體是由細胞構成的；b.細胞是構成有機體的基本單位。6.1855德國人R.Virchow提出“一切細胞來源于細胞”（omniscellulaecellula）的著名論斷；進一步完善了細胞學說。把細胞作為生命的一般單位，以及作