医学细胞生物学：第一章 细胞生物学与医学

1、医学细胞生物学 细胞细胞 所有生物体结构和功能的基本单位。所有生物体结构和功能的基本单位。 细胞、人体和医学细胞、人体和医学 第一章 细胞生物学与医学 探讨细胞生命现象的发生规律及其本质的 科学。 研究细胞结构与功能、生长、分裂、分化、 遗传、变异、发育、运动、兴奋传导、癌 变、衰老及死亡等。 细胞生物学细胞生物学 (cell biology) 第一节 细胞学的诞生与发展 细胞生物学发展自细胞生物学发展自细胞学细胞学 (cytology) - 研究细胞的形态、结构、功能和进化的科研究细胞的形态、结构、功能和进化的科 学。学。 一、细胞的发现一、细胞的发现 1590年，荷兰眼镜商年，荷兰眼镜商J

2、anssen父子父子 制造出第一台显微镜。制造出第一台显微镜。 放大镜放大镜+望远镜望远镜 光学性能不够理想，放大倍数不超光学性能不够理想，放大倍数不超 过过10倍。倍。 Robert HookeRobert Hooke 和他和他 的的 “Cell”Cell”。 “Cell” from “cellulae” J.Swammerdan 1674年，年， A. van Leeuwenhoek 在池塘中在池塘中 观察到原生动物。观察到原生动物。 1777年年 W.Hewson 在无脊椎动物的红细胞中观察到了细在无脊椎动物的红细胞中观察到了细 胞核；胞核； 1781年年 F.Fontana 在鳗鱼的皮

3、肤上皮细胞中发现细胞核；在鳗鱼的皮肤上皮细胞中发现细胞核； 1805年年 G.R.TreviranuS 发现毛茛科植物花蕾中的相邻发现毛茛科植物花蕾中的相邻 细胞间有膜作为界限；细胞间有膜作为界限； 1812年年 J.Moldenhawer 通过细胞分离的方法证实了细通过细胞分离的方法证实了细 胞的个体特性；胞的个体特性； 1829年年 P.J.F.Turpin 提出植物体是由互不依赖的单个细提出植物体是由互不依赖的单个细 胞的聚会体；胞的聚会体； 1830年年 F.J.F.Meyen 提出细胞是一个由膜所包围的实提出细胞是一个由膜所包围的实 体体 二、细胞学说二、细胞学说 (Cell the

4、ory) 1838年年 Schleiden 认为所有植物体都由细胞及其产物组成。认为所有植物体都由细胞及其产物组成。 1839年年 Schwann 提出了提出了“所有动物体都是由细胞组成所有动物体都是由细胞组成”。 Matthias Jacob SchleidenTheodar Schwann 所有生物体都由细胞构成所有生物体都由细胞构成 细胞是生物体结构和功能的基本单位细胞是生物体结构和功能的基本单位 细胞是生命的基本单位细胞是生命的基本单位 新细胞来源于已经存在的细胞新细胞来源于已经存在的细胞 随着显微镜油镜，切片、固定和染色技术的发展：随着显微镜油镜，切片、固定和染色技术的发展： 细胞器

5、的发现细胞器的发现: 1887 V.Beneden中心体中心体 1889 C.Golgi 内网器（高尔基复合体）内网器（高尔基复合体） 1897 C.Garnier 内质网内质网 1898 C.Benda线粒体线粒体 细胞生理活动细胞生理活动: 1873 Schneider 细胞分裂细胞核的变化细胞分裂细胞核的变化 1892 W.Flenning 精确描述细胞分裂过程，提出有丝分裂精确描述细胞分裂过程，提出有丝分裂 1883 E.Beneden 发表染色体遗传连续性的原理发表染色体遗传连续性的原理 1884 W.Hertwig and E.Strasburger 细胞核是遗传特征的载体细胞核是

6、遗传特征的载体 细胞学形成的标志细胞学形成的标志 比利时比利时J.Carnoy 1884 德国德国O.Hertwig 1892 三、其他学科的渗透三、其他学科的渗透 20世纪初至世纪初至20世纪中叶，细胞学与其它学科（遗世纪中叶，细胞学与其它学科（遗 传、生理、生化等）相互渗透，对细胞运动、细传、生理、生化等）相互渗透，对细胞运动、细 胞膜的特性、细胞的生长、细胞分泌、细胞内的胞膜的特性、细胞的生长、细胞分泌、细胞内的 新陈代谢、能量代谢等提出了新观点。对细胞的新陈代谢、能量代谢等提出了新观点。对细胞的 研究由形态阶段发展到功能阶段。研究由形态阶段发展到功能阶段。 组织细胞培养技术的建立组织细

7、胞培养技术的建立 细胞膜理化特性认识的加深：细胞膜理化特性认识的加深： 膜半透性，由类脂双层组成。膜半透性，由类脂双层组成。 整体细胞中核酸和蛋白质的分析技术的出现：整体细胞中核酸和蛋白质的分析技术的出现： DNA只存在细胞核，只存在细胞核， RNA存在细胞核存在细胞核,核仁和细核仁和细 胞质；能测定单个细胞的核酸和蛋白质含量；提胞质；能测定单个细胞的核酸和蛋白质含量；提 出了出了RNA在蛋白质合成中具有中心地位。在蛋白质合成中具有中心地位。 电子显微镜的出现和应用：电子显微镜的出现和应用： 1933，细胞结构进入超微结构。，细胞结构进入超微结构。 2020世纪世纪5050年代后年代后 第二节

8、 细胞生物学的兴起 显微水平显微水平 超微水平，分子水平超微水平，分子水平 电子显微镜技术电子显微镜技术 细胞组分分离技术细胞组分分离技术 分子生物学分子生物学 细胞化学技术细胞化学技术 为了认识细胞而研究细胞为了认识细胞而研究细胞 通过细胞去解读生命通过细胞去解读生命 细胞生物学细胞生物学 (cell biology) 1. 细胞显微结构从亚微水平的重新认识细胞显微结构从亚微水平的重新认识 显微镜的放大倍数和分辨率提高显微镜的放大倍数和分辨率提高 内质网内质网,高尔高尔 基体变更清晰基体变更清晰 2. 更多细胞结构的发现更多细胞结构的发现 核糖体核糖体, 溶酶体溶酶体, 过氧化物体过氧化物体

9、, 微管微管,微丝微丝,核孔核孔 3. 多层面结构知识的整合多层面结构知识的整合 多学科的交叉使人们对细胞结构的认识在显微多学科的交叉使人们对细胞结构的认识在显微 水平、亚微水平和分子水平得到统一。水平、亚微水平和分子水平得到统一。 一、细胞结构知识的深入和整合一、细胞结构知识的深入和整合 二、细胞二、细胞“时空时空”特性的认识特性的认识 1. 细胞质中化学物质的区域化细胞质中化学物质的区域化 2. 细胞器存在的时空特性细胞器存在的时空特性 3. 细胞器功能活动的时空特性细胞器功能活动的时空特性 4. 细胞在个体中存在时空特性细胞在个体中存在时空特性: 个体生长发育过程中个体生长发育过程中,有

10、些细胞的位置和功能改变。有些细胞的位置和功能改变。 三、细胞单位概念的深化三、细胞单位概念的深化 1. 细胞独立生存的潜能性细胞独立生存的潜能性 任何一个细胞在适当条件都可能具单独存活的能力。任何一个细胞在适当条件都可能具单独存活的能力。 2. 细胞中物质代谢体系的完整性细胞中物质代谢体系的完整性 任何一个细胞都具备各种物质代谢和满足细胞基本任何一个细胞都具备各种物质代谢和满足细胞基本 生命活动所需要的结构基础和功能体系。生命活动所需要的结构基础和功能体系。 3. 细胞基本生物学特性的相似性细胞基本生物学特性的相似性 细胞的存活、分裂、运动以及衰老。细胞的存活、分裂、运动以及衰老。 第三节 细

11、胞生物学的发展趋势 1. 1. 思想方法思想方法: : “还原论还原论”与与“活力论活力论” ” 2. 2. 细胞本身的认识：细胞本身的认识：信号通路信号通路, ,转录因子转录因子, ,离子通道等离子通道等. . 3. 3. 细胞与个体：细胞与个体： 4. 4. 细胞与社会：细胞与社会： 人类健康、社会经济、伦理的影响人类健康、社会经济、伦理的影响: : 疾病预防、疾病预防、 疾病诊断、药物研制、器官移植、抗衰老等疾病诊断、药物研制、器官移植、抗衰老等; ; 干细干细 胞、胞、 安乐死、安乐死、 转基因动植物、转基因动植物、 动物克隆。动物克隆。 第四节 细胞生物学在医学科学细胞生物学在医学科学 中的地位与作用中的地位与作用 1. 1. 细胞与人体的生长发育细胞与人体的生长发育: : 人