1 绪论 细胞生物学

1、医学细胞生物学（Medical Cell Biology)1 只要给我一个活的细胞，我就能给你造出一个生物的世界。 M.拉斯帕（法国科学家、细胞生物学先驱，20世纪30年代）第一章 绪论( Introduction)2 细胞是生物结构与生命活动的根本单位，一切生命现象（生长、发育、遗传、衰老等）均以细胞为基础，必须从细胞中去研究。3一、什么是细胞生物学？4（一）概念 细胞生物学（Cell Biology）是一门运用近代物理、化学技术和分子生物学方法，从细胞的显微、亚显微和分子水平对细胞的各种生命活动根本规律进行研究的科学。5细胞生物学的研究6医学领域的许多问题需要用细胞生物学知识和技术来解决；

2、医学实践为细胞生物学提出了新的研究领域。医学的重要基础学科人类血细胞SEM照片 7与医学基础课程的关系学习方法研究方法学习思路研究思路医学临床 医学研究组胚病理生化药理细胞生物学 细胞 生物学8(二)细胞生物学的开展史 一个科学发现的思想史，往往并不比该科学发现本身缺少价值。 拉普拉斯 (17491827)9 1. 细胞学的萌芽阶段（16世纪末19世纪初） 2. 细胞学的创立阶段（19世纪初19世纪中） 3. 经典细胞学阶段 (19世纪中20世纪初) 4. 实验细胞学阶段 (20世纪初20世纪中) 5. 细胞生物学阶段 (20世纪中)101. 显微镜诞生细胞学的萌芽阶段1590年 J.Jans

3、sen和Z.Janssen（荷兰） 第一台复式显微镜112. “细胞（cell）一词出现 1665年 R.Hooke（英国） 第一次描述了植物细胞的构造（显微图谱）细胞学的萌芽阶段123. 细胞发现 细胞学的萌芽阶段1677年 A.V.Leeuwenhoek（荷兰 ）第一个看到活细胞的人131. 细胞结构认识加深 1827年 K.E.V. Bear 蛙卵细胞核 1831年 Robert Brown 植物细胞核 1839年 J.E. Pukinye 原生质 1861年 Max Schultze 原生质理论（plasma） 1880年 Hanstein “原生质体protoplast细胞学的创立阶

4、段142. “细胞学说 （Cell Theory) 创立 细胞学的创立阶段1838年 德国植物学家 M. J. Schleiden 发表了“植物发生论” 认为无论怎样复杂的植物都由形形色色的细胞构成1839年 德国动物学家 T. Schwann 发表 了“关于动植物结构和生长 一致性的显微研究” 提出“细胞学说”（Cell Theory)这一术语1855年 德国医生 R. Virchow 提出“一切细胞来源于细胞” 的著名论断，进一步完善了细胞学说15细胞学的创立阶段3. “细胞学说 的要点 1 一切生物体都是由细胞组成2 细胞是生物体形态结构和功能活动的根本单位3 所有的细胞都是来自于已有细

5、胞的分裂，即细胞来自于细胞。16实验技术的进步-细胞学蓬勃开展 染料(苏木精,洋红)的应用 切片机的出现和应用 显微镜技术的提高 细胞内部结构发现 染色体、线粒体、 高尔基体、中心体等 细胞生理现象发现 无丝分裂、有丝分裂 减数分裂、受精等经典细胞学阶段17实验细胞学阶段电子显微镜用电子束作光源，用电磁场作透镜18实验细胞学阶段细胞培养(cell culture)：在无菌条件下，从机体中取出组织或细胞，模拟机体内正常生理状态下生存的根本条件，让它在培养器皿中继续生存、生长和繁殖的方法。可分为原代细胞培养和传代细胞培养。19实验细胞学阶段原代培养传代培养201953年 J.Watson & F.

6、Crick 提出DNA双螺旋模型细胞生物学阶段1962年，沃森、克里克与威尔金斯因研究DNA双螺旋结构模型的成果，共同荣获了诺贝尔生理学或医学奖。 211961年 M. W. Nirenberg和H. Matthaei确定遗传密码子细胞生物学阶段尼伦伯格与霍利、科拉纳分享了1968年医学生理学诺贝尔奖。 尼伦伯格马泰22细胞生物学与医学细胞与人体的生长发育密切相关细胞是人体结构的基础单位细胞与人类疾病的发生开展转归有关细胞是人体疾病的根本单位细胞与医学研究相关 细胞是人体结构和功能的根本单位23通过细胞再造组织乃至整个器官 -组织工程24组织工程皮肤的支架组织工程皮肤 (已经上市)Organo

7、genesis (Canton, MA) Apligraf25组织工程膀胱(临床前评价)26组织工程耳朵27 2001年诺贝尔生理医学奖 颁予细胞周期调控机理的三位研究者细胞生物学领域的诺贝尔医学奖 科学家 美国 英 国利兰 哈特韦尔 蒂莫西亨特 保罗纳斯 282006年诺贝尔生理学或医学奖颁予RNA干扰发现者细胞生物学领域的诺贝尔医学奖 梅洛 美国马萨诸塞大学医学院 菲尔 美国斯坦福大学医学院 科学家292007年度诺贝尔生理学或医学奖 表彰他们在干细胞研究方面所作的奉献。 卡佩奇史密西斯埃文斯美国美国英国 科学家细胞生物学领域的诺贝尔医学奖30(三)我国细胞生物学开展概况 真正的起步是在7

8、0年代，其重要的标志有: 1、 1977年制订了我国第一个细胞生物学开展规划; 2、中国科学院实验生物研究所改建为细胞生物学研究所; 3、 细胞生物学的研究工作在高等院校中广泛兴起; 4、 1979年 创办了细胞生物学杂志 ; 5、 1980年成立了中国细胞生物学会 （Chinese Society For Cell Biology，CSCB） 31二、为什么学习 医学细胞生物学？32（一）认识人类本身的需要 die !33（二）防治疾病的需要34（三）开展新的诊治手段的需要35（四）完成学业的需要36三、如何学习医学细胞生物学37（一）处理好几个关系 局部与整体共性与个性结构与功能静态与动态

9、38（二）按大纲要求，记好笔记，及时复习课前预习：了解上课集中：理解课后复习：掌握39（三）幻灯为主，结合教材，辅助参考书40（四）考试如何通过第二步：翻开细胞生物学笔记请输入您的笔记名称：细胞生物重点复习睡觉第一步：上课别走神轻轻松松进考场欢欢乐乐去回家万事大吉细胞生物考啥？第三步：考前认真复习对不起！41休 息！42细胞概述 43第一节 细胞的概念44细胞 (Cell) 有膜包围的，能独立生存和繁殖的最小原生质团，是有机体结构和功能的根本单位。 一、定义45简单有机小分子的产生生物大分子的形成细胞的出现46 细 胞有机体结构和功能的根本单位 细胞 组织 器官 系统 人体47三、构成细胞的三

10、大要素一套完整的代谢系统 独立生存一套遗传信息繁殖膜包围48四、细胞的分类细胞真核细胞原核细胞动物细胞植物细胞真菌细胞立克次体、放线菌支原体、衣原体细菌、蓝藻酵母菌霉 菌49 原核细胞 真核细胞A. 蓝藻 B. 小球藻 50 原核细胞拟核细胞核区别（见下表）是否有真正的细胞核真核细胞51真核细胞和原核细胞的主要区别特 征原核细胞真核细胞细胞大小较小较大 核 糖 体有（70S）无丝分裂无有无有细胞骨架内膜系统细胞分裂 拟核（无核膜核仁）细 胞 核有核膜核仁、染色质、核基质有丝分裂/减数分裂有（80S)DNA连续复制、不构成染色体不与组蛋白结合构成染色体与组蛋白结合52第二节 细胞的一般结构一、细

11、胞的形态53二、细胞的大小和数目最大的细胞：鸵鸟卵，直径1215cm最小的细胞：支原体，0.10.3um大多数细胞：410um成年人约有1.81014个细胞 新生儿约有21012个细胞 生物的大小与细胞的大小无相关性 与细胞的数目有相关性54三、计量单位长度单位：毫米，微米，纳米，埃重量单位：微克，纳克，皮克肉眼分辨力 ：0.1-0.2mm光学显微镜：0.2m电子显微镜：0.2nm 55四、细胞的一般结构光镜电镜细胞膜细胞核细胞质膜相结构非膜相结构56 小 结 细胞的形态、大小、结构 细胞生物学的概念 细胞培养的概念 细胞的概念、分类 原核/真核细胞的区别57简答题：哪些人分别提出细胞、看到细

12、胞、创立细胞学说？简述细胞的一般结构是什么？最大和最小的细胞是什么？病毒是否为细胞？ 复 习 题 名词解释： 细胞生物学；细胞培养；细胞思考题：你认为有必要学习细胞生物学吗？为什么？你有何建议？58休 息！59医学细胞生物学（Medical Cell Biology)医学遗传学与细胞生物学教研室李元杰 讲师60第四章 细胞膜Cell Membrane61细胞 (Cell) 有膜包围的，能独立生存和繁殖的最小原生质团，是有机体结构和功能的根本单位。 细胞 组织 器官 系统 人体62线粒体 溶酶体中心体 高尔基体 核糖体 内质网 细胞核 细胞解剖示意图 细胞膜 63 将细胞质与外界环境隔开的一层界

13、膜，又称质膜(Plasma membrane)。细胞膜(Cell membrane)64生物膜(Biological membrane) 细胞膜和细胞内的膜相结构的膜。65单位膜(Unit membrane) 透射电镜下，生物膜都呈现为厚约7nm的内外两层为暗层，中间夹一明层的“两暗加一明的结构，又称“单位膜。66如何证明细胞膜的存在?实验一 植物细胞质壁别离实验二 红细胞的溶血试验实验三 显微操作实验67 实验一 植物细胞质壁别离68实验二 红细胞的溶血试验等渗溶液低渗溶液高渗溶液红细胞69实验三 显微操作实验70第一节 细胞膜的化学组成和结构71细胞膜的化学组成膜脂膜蛋白膜糖类磷 脂胆固醇

14、糖 脂膜内在蛋白膜外在蛋白 糖 脂 糖蛋白72一、细胞膜的化学组成脂类约占膜总量的30%-80%主要包括磷脂、胆固醇和糖脂丙酮抽提膜脂(一)膜脂73 甘油磷酯 鞘磷脂 磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸1. 磷脂(Phospholipid)74磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸 鞘磷脂 752. 胆固醇(Cholesterol)与磷脂的碳氢链相互作用，增加质膜的强度。763. 糖脂：脑苷脂 、神经节苷脂半乳糖脑苷脂 GM1神经节苷脂 唾液酸774. 膜脂的共同特征：两性分子 (双亲媒性分子) 极性头部 亲水非极性尾部 疏水磷脂胆固醇糖脂78膜脂分子的物理特性膜脂分子在水

15、相中可以形成片状双分子层结构在适当条件下双分子层结构会自身形成球形分子团79 膜内在蛋白质 Intrinsic Protein (Intergral Protein /Mosaic Protein）膜蛋白分类：根据膜蛋白与膜的位置关系 膜内在蛋白质&膜外在蛋白质膜外在蛋白质Extrinsic Protein8081(二)膜蛋白结构特征膜蛋白主要是球状蛋白质，单体或多聚体。821、转运分子进出细胞；2、接受并传递信号；3、支撑连接细胞骨架成分和细胞间质成分；4、与细胞分化及细胞间连接有关。膜蛋白的功能 83动物膜上存在7种膜糖84单位膜(Unit membrane)电镜下，所有的生物膜均呈现“两

16、暗夹一明的超微结构, 厚度约7.5nm。我们把这种“两暗夹一明的结构称为单位膜。 二、细胞膜的分子结构(一)膜的超微结构85(二) 膜的分子结构模型1902，Overton，细胞膜由脂类构成1925，Gorter等， 膜由双层脂类构成1935，Denielli等，片层结构模型1972，S.J.Singer等，液态镶嵌模型1975，Wallach，晶格镶嵌模型1977，Jain 等，板块镶嵌模型1959，Roberson，单位膜模型近年，脂伐模型861. 片层结构模型双层磷脂分子；外附球状蛋白球状蛋白第一次用分子术语描述了膜的结构；将膜的分子结构与理化性质联系起来。87观点：1、电镜下，厚度7.

17、5nm，两暗夹一明;2、双层磷脂分子，外附-折叠蛋白质，以静电作用与磷脂极性端结合。局限性：膜结构是静态、单一的； 未能说明膜的动态变化和功能。2. 单位膜模型-折叠蛋白质88 3. 流动镶嵌模型/液态镶嵌模型 Fluid Mosaic Model 糖蛋白糖链糖脂的糖链膜内在蛋白膜周边蛋白冰冻蚀刻技术89流动/液态镶嵌模型：1、流动的脂双层构成膜的连续主体：流动性,有序性2、球状蛋白质镶嵌在脂双层中： 分布不对称性3、糖类附在膜的外外表缺陷：无视蛋白质对脂类流动性的控制；无视膜各局部流动性的不均一性。晶格镶嵌模型板块镶嵌模型90晶格镶嵌模型：1、脂类可逆的进行无序（液态）和有序（晶态）的相变过程使得细胞膜具有流动性；2、镶嵌蛋白质对脂类分子的运动具有控制作用； 3、两者合在一起构成膜中的晶态局部（晶 格），流动的脂质是局部的、小片的点状分布。91板块镶嵌模型： 流动的脂双层中存在许多大小不同、刚性较大、彼此独立移动的脂质区（有序结构的“板块），被流动的无序结构的脂质“板块分割，两者存在动态平衡。此类结构使细胞膜的各局部的流动性处于不均一状