第1章 細(xì)胞概論課件

細(xì)胞生物學(xué)

(CellBiology)李裕強(qiáng)2007-03第1章細(xì)胞概論參考教材教材：王金發(fā)編著《細(xì)胞生物學(xué)》，科學(xué)出版社（03年）參考書：細(xì)胞生物學(xué)，翟中和，高等教育出版社，2007，第三版汪堃仁等主編《細(xì)胞生物學(xué)》,3版，北師大出版社（02年）韓貽仁編著《分子細(xì)胞生物學(xué)》，2版，高教出版社（05年）胡以平主編《醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)》，高教出版社（05年）楊恬主編《細(xì)胞生物學(xué)》(八年制)，人衛(wèi)出版社（05）王喜忠主譯《分子細(xì)胞生物學(xué)》，中文版，高教出版社（05）第1章細(xì)胞概論參考書（英文版）Alberts,B.etal.

MolecularBiologyoftheCell.4thed.NewYork&London,GarlandPublishing,Inc,2002HarveyLodish

etal.MolecularCellBiology.NewYork:W.H.Freeman&Co.;c1999

GeraldKarp.CellandMolecularBiology-ConceptsandExperiments.3rded,NewYork,JohnWiley&Sons,Inc.2002BruceAlberts,etal,EssentialCellBiology.2nded,NewYork&London,GarlandPublishing,Inc,2003第1章細(xì)胞概論內(nèi)容學(xué)時(shí)周次1、細(xì)胞概論212、細(xì)胞生物學(xué)研究方法013、細(xì)胞質(zhì)膜與跨膜運(yùn)輸31，24、細(xì)胞環(huán)境與互作225、細(xì)胞通訊32，36、核糖體137、線粒體與過氧化物酶體33，48、葉綠體249、真核細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)、蛋白質(zhì)分選與膜泡運(yùn)輸3510、細(xì)胞骨架25，611、細(xì)胞核與染色體3612、細(xì)胞增殖及其調(diào)控4713、細(xì)胞分化2814、細(xì)胞衰老與凋亡28細(xì)胞生物學(xué)（海資）教學(xué)計(jì)劃第1章細(xì)胞概論第一章細(xì)胞概論第一節(jié)細(xì)胞的基本概念第二節(jié)細(xì)胞的類型和結(jié)構(gòu)體系第三節(jié)細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容與現(xiàn)狀第1章細(xì)胞概論

細(xì)胞是生物體（包括動(dòng)物、植物和微生物）的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和發(fā)育的基本單位。第一節(jié)、細(xì)胞的基本概念第1章細(xì)胞概論神經(jīng)細(xì)胞草履蟲細(xì)菌纖毛蟲綠藻紅細(xì)胞精子植物細(xì)胞細(xì)胞是構(gòu)成生物有機(jī)體的基本結(jié)構(gòu)單位一、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位第1章細(xì)胞概論細(xì)胞是代謝與功能的基本單位細(xì)胞具有獨(dú)立的、有序的自控代謝體系，是代謝與功能的基本單位支原體是最小最簡單的細(xì)胞細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位第1章細(xì)胞概論細(xì)胞是生物有機(jī)體生長發(fā)育的基本單位有機(jī)體的生長與發(fā)育是通過細(xì)胞行為實(shí)現(xiàn)的是系統(tǒng)發(fā)育的基本單位：細(xì)胞是生命起源和進(jìn)化的基本單位細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位第1章細(xì)胞概論細(xì)胞是遺傳的基本單位遺傳性狀（和遺傳?。┑膫鬟f通過生殖細(xì)胞傳給下一代細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位第1章細(xì)胞概論細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位細(xì)胞具有遺傳的全能性細(xì)胞全能性：有機(jī)體內(nèi)，絕大多數(shù)細(xì)胞都包含有同樣的或基本相同的全套遺傳信息，都有分化為各類細(xì)胞或發(fā)育為完整個(gè)體的潛能。第1章細(xì)胞概論植物的全能性（1958）第1章細(xì)胞概論動(dòng)物細(xì)胞的全能性第1章細(xì)胞概論干細(xì)胞研究跨胚層分化Humanembryonicstemcell(gold)growingonalayerofsupportingcells(fibroblasts).第1章細(xì)胞概論沒有細(xì)胞就沒有完整的生命病毒不是細(xì)胞細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位第1章細(xì)胞概論二、細(xì)胞的基本共性所有細(xì)胞都有相似的化學(xué)組成脂－蛋白體系的生物膜DNA-RNA的遺傳裝置蛋白質(zhì)合成的機(jī)器－－核糖體一分為二的分裂方式第1章細(xì)胞概論第二節(jié)細(xì)胞的類型和結(jié)構(gòu)體系第1章細(xì)胞概論一原核細(xì)胞與古核細(xì)胞原核細(xì)胞（prokaryoticcell）遺傳信息量小，僅有一個(gè)環(huán)狀DNA構(gòu)成細(xì)胞內(nèi)無分化為以膜為基礎(chǔ)的具有專門結(jié)構(gòu)與功能的細(xì)胞器與細(xì)胞核膜。出現(xiàn)于30億年前包括：支原體、衣原體、立克次氏體、細(xì)菌、放線菌、藍(lán)藻第1章細(xì)胞概論細(xì)胞獨(dú)立生活必需的基本要素（1）遺傳信息載體(DNA、RNA)（2）細(xì)胞膜20nm（3）核糖體20nm（4）酶系統(tǒng)（100種）50nm細(xì)胞最小體積的極限直徑不能小于100nm原核細(xì)胞支原體是最小最簡單的細(xì)胞0.1~0.3μm第1章細(xì)胞概論肺炎支原體第1章細(xì)胞概論細(xì)菌是在自然界分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多的有機(jī)體?？煞譃椋呵蚓?、桿菌和螺旋菌（弧形菌）。絕大多數(shù)細(xì)菌的直徑在0.5~5μm之間。原核細(xì)胞第1章細(xì)胞概論大腸桿菌淋病球菌肉毒梭菌弧形霍亂菌第1章細(xì)胞概論藍(lán)藻（Cyanobacteria）：光能自養(yǎng)型原核生物原核細(xì)胞第1章細(xì)胞概論古核細(xì)胞（古細(xì)菌）古細(xì)菌（archaebacteria）20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的名稱生活在極端環(huán)境中，如：產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽菌、嗜熱嗜酸菌。具有原核生物的某些特征：無核膜及內(nèi)膜系統(tǒng)；環(huán)狀DNA，常含操縱子也有真核生物的特征：細(xì)胞壁不含肽聚糖；DNA含內(nèi)含子和重復(fù)序列；具有組蛋白；核糖體對(duì)氯霉素不敏感；RNA聚合酶和真核細(xì)胞的相似；細(xì)胞膜中的脂類是不可皂化的。更可能是真核細(xì)胞的祖先第1章細(xì)胞概論二真核細(xì)胞真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系以生物膜與蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以核酸與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)由特異蛋白裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)第1章細(xì)胞概論細(xì)胞膜系統(tǒng)的分化與演變結(jié)構(gòu)與功能的區(qū)域化與專一化真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系第1章細(xì)胞概論遺傳信息量與遺傳裝置的擴(kuò)增與基因表達(dá)方式復(fù)雜化編碼結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的基因種類、數(shù)量增加遺傳裝置復(fù)雜化基因表達(dá)方式復(fù)雜化真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系第1章細(xì)胞概論真核細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系細(xì)胞骨架系統(tǒng)出現(xiàn)第1章細(xì)胞概論植物氣孔細(xì)胞人類紅細(xì)胞巨噬細(xì)胞神經(jīng)元細(xì)胞第1章細(xì)胞概論原核細(xì)胞與真核細(xì)胞基本特征的比較特

征原核細(xì)胞真核細(xì)胞細(xì)胞膜核膜染色體核仁線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體溶酶體核糖體光合作用結(jié)構(gòu)核外DNA細(xì)胞壁細(xì)胞骨架細(xì)胞增殖（分裂）方式有（多功能性）無由一個(gè)環(huán)狀DNA分子構(gòu)成的單個(gè)染色體，DNA不與或很少與蛋白質(zhì)結(jié)合無無無無無70S（包括50S與30S的大小亞單位）藍(lán)藻含有葉綠素a的膜層結(jié)構(gòu)，細(xì)菌具有菌色素細(xì)菌具有裸露的質(zhì)粒DNA主要成分是氨基糖與壁酸無無絲分裂（直接分裂）有有2個(gè)染色體以上，染色體由線狀DNA與蛋白質(zhì)組成有有有有有80S（包括60S與40S的大小亞單位）植物葉綠體具有葉綠素a與b線粒體DNA，葉綠體DNA動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁，植物細(xì)胞壁的主要成分為纖維素與果膠有以有絲分裂（間接分裂）為主第1章細(xì)胞概論細(xì)胞類型直徑(μm)比例最小的病毒支原體細(xì)菌動(dòng)、植物細(xì)胞原生動(dòng)物細(xì)胞0.020.1~0.31~210~30數(shù)百~數(shù)千110100100010000三細(xì)胞的大小細(xì)胞大小的一般規(guī)律第1章細(xì)胞概論細(xì)胞體積守恒定律不同細(xì)胞的大小變化很大人的卵細(xì)胞直徑0.1mm，而鴕鳥的則有5cm。同類型細(xì)胞的體積一般是相近的，不依生物個(gè)體的大小而增大或縮小。這種現(xiàn)象稱之為“細(xì)胞體積的守恒定律”。

如人、牛、馬、鼠、象的腎細(xì)胞、肝細(xì)胞的大小基本相同。細(xì)胞的大小第1章細(xì)胞概論細(xì)胞最大體積的極限細(xì)胞相對(duì)表面積與體積成反比關(guān)系進(jìn)行內(nèi)外物質(zhì)的交換，必需維持最佳的表面積，從而限制了體積的無限增大。細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)之間有一定的比例關(guān)系：1/3細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)交流與細(xì)胞體積的關(guān)系濃度；距離細(xì)胞的大小第1章細(xì)胞概論動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞的區(qū)別第1章細(xì)胞概論細(xì)胞壁、液泡、葉綠體第1章細(xì)胞概論細(xì)胞生物學(xué)：是利用現(xiàn)代技術(shù)和方法，從細(xì)胞的整體、超微結(jié)構(gòu)和分子水平研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及其生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。特點(diǎn)：是從微觀水平研究生命的綜合性學(xué)科微觀性、廣泛性、交叉性研究內(nèi)容：細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能細(xì)胞的重要生命活動(dòng)細(xì)胞工程第三節(jié)細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀第1章細(xì)胞概論細(xì)胞生物學(xué)的現(xiàn)狀:現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)的三大特點(diǎn)21世紀(jì)細(xì)胞生物學(xué)面臨的三大基本問題細(xì)胞生物學(xué)研究的內(nèi)容和現(xiàn)狀第1章細(xì)胞概論思考題：概念：細(xì)胞、細(xì)胞生物學(xué)簡述細(xì)胞生物學(xué)主要研究內(nèi)容。21世紀(jì)細(xì)胞生物學(xué)面臨的三大基本問題是什么？細(xì)胞大小的一般規(guī)律細(xì)胞能獨(dú)立生活最基本要素原核細(xì)胞與真核細(xì)胞的主要區(qū)別動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞的主要區(qū)別第1章細(xì)胞概論細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能研究細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)體系：以生物膜與蛋白質(zhì)成分為基礎(chǔ)的生物膜結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以核酸與蛋白質(zhì)為主要成分的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)由特異蛋白裝配構(gòu)成的細(xì)胞骨架系統(tǒng)第1章細(xì)胞概論1、生物膜與細(xì)胞器的研究1）質(zhì)膜：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能（細(xì)胞連接、細(xì)胞外基質(zhì)）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能研究第1章細(xì)胞概論1、生物膜與細(xì)胞器的研究2）內(nèi)膜系統(tǒng)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、溶酶體、過氧化物酶體、核膜細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能研究第1章細(xì)胞概論1、生物膜與細(xì)胞器的研究研究重點(diǎn)：細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、物質(zhì)定向運(yùn)輸細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)物質(zhì)定向運(yùn)輸細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能研究第1章細(xì)胞概論2、細(xì)胞核、染色體及基因表達(dá)的研究核膜、核孔復(fù)合體：物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞染色質(zhì)與染色體：遺傳信息的載體轉(zhuǎn)錄、核糖體亞單位裝配核基質(zhì)：核骨架研究重點(diǎn)：基因表達(dá)調(diào)控、染色體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能研究第1章細(xì)胞概論核基質(zhì)(核骨架)核仁核膜染色質(zhì)與染色體第1章細(xì)胞概論3、細(xì)胞骨架體系的研究由蛋白纖維組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)：微管、微絲、中間纖維功能：細(xì)胞形態(tài)維持、運(yùn)動(dòng)、物質(zhì)運(yùn)輸、信息傳遞研究重點(diǎn)：相關(guān)調(diào)節(jié)蛋白細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能研究第1章細(xì)胞概論第1章細(xì)胞概論細(xì)胞重大生命活動(dòng)規(guī)律研究1、細(xì)胞增殖與調(diào)控:增殖規(guī)律與調(diào)控機(jī)制研究重點(diǎn)：環(huán)境中調(diào)節(jié)因子：GF、GFR、信號(hào)分子調(diào)節(jié)增殖基因：cdcgene、oncogenen、suppression-oncogenen第1章細(xì)胞概論2、細(xì)胞分化及其調(diào)控分化：受精卵產(chǎn)生的同源細(xì)胞，在形態(tài)、功能和蛋白質(zhì)合成方面發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。研究重點(diǎn)：細(xì)胞的全能性分化調(diào)節(jié)干細(xì)胞研究腫瘤細(xì)胞細(xì)胞重大生命活動(dòng)規(guī)律研究第1章細(xì)胞概論3、細(xì)胞衰老與死亡細(xì)胞衰老的分子機(jī)制：衰老基因、端粒酶細(xì)胞凋亡：由基因控制的死亡研究重點(diǎn)：凋亡信號(hào)通路、細(xì)胞周期、凋亡與癌的關(guān)系細(xì)胞重大生命活動(dòng)規(guī)律研究第1章細(xì)胞概論細(xì)胞工程細(xì)胞工程用細(xì)胞和分子生物學(xué)方法，有計(jì)劃地改變細(xì)胞的結(jié)構(gòu)或遺傳物質(zhì)，以產(chǎn)生特定的生物產(chǎn)品、性狀或新的物種。分為：基因工程、染色體工程、染色體組工程、細(xì)胞質(zhì)工程、細(xì)胞融合工程、干細(xì)胞工程研究熱點(diǎn)：單克隆抗體、轉(zhuǎn)基因生物、基因治療、克隆生物、組織工程第1章細(xì)胞概論單克隆抗體轉(zhuǎn)基因生物克隆生物組織工程第1章細(xì)胞概論現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)的三大特點(diǎn)1、新興學(xué)科現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)是近40年來在細(xì)胞學(xué)和分子生物學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新學(xué)科第1章細(xì)胞概論2、核心學(xué)科是現(xiàn)代生物學(xué)重要分支，既匯總了生命科學(xué)的精髓，又是聯(lián)系生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)各學(xué)科的紐帶和橋梁生物大分子→細(xì)胞器→細(xì)胞→組織→器官→系統(tǒng)→個(gè)體→種群→群落→生態(tài)系→生物圈是四大基礎(chǔ)學(xué)科之一分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)是生命科學(xué)二級(jí)學(xué)科現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)的三大特點(diǎn)第1章細(xì)胞概論

3、前沿學(xué)科是四大前沿學(xué)科之一分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、免疫學(xué)是生命科學(xué)帶頭學(xué)科和生長點(diǎn)細(xì)胞凋亡、干細(xì)胞、克隆技術(shù)現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)的三大特點(diǎn)第1章細(xì)胞概論3、前沿學(xué)科是SCI論文最集中的領(lǐng)域美國科學(xué)情報(bào)研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex，SCI）收錄及引用論文檢索，全世界自然科學(xué)研究中論文發(fā)表最集中的三個(gè)領(lǐng)域分別是：細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）；細(xì)胞凋亡（cellapoptosis）；基因組與后基因組學(xué)研究（genomeandpost-genom