细胞绪论_人民卫生出版社医学医药精品

1、本章节重点 1.细胞生物学的概念及发展的几个主要阶段 2.细胞学说的基本内容 3.真核细胞的结构 4.原核细胞与真核细胞的区别细胞学（cytology）：是研究细胞的形态、结构、生理功能及生活史的科学。一、细胞生物学的概念及研究内容红细胞耳毛细胞细胞生物学（cell biology)：从细胞的显微、亚显微和分子水平研究细胞结构、功能及各种生命活动 的本质与规律的科学。一、细胞生物学的概念及研究内容扫描电镜基因芯片1.细胞遗传学(cytogenetics)从细胞的角度，特别是从染色体的结构与功能和其他细胞器的关系来研究遗传及其变异的规律。1、细胞生物学是生命科学的重要分支。二、细胞生物学在医学中

2、的地位2、细胞生物学和分子生物学是现代生命科学的基础，它们广泛渗透到发育生物学、遗传学、神经生物学和免疫生物学等研究领域。3、细胞生物学既是生命科学的基础学科，也是现代生命科学中的前沿学科之一。4、细胞生物学是生命科学中最为活跃的研究领域之一。细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段：第一阶段：细胞的发现和细胞学说的创立第二阶段：细胞学的经典时期(19世纪中-20世纪初)第三阶段：实验细胞学阶段(20世纪初- 20世纪中)第四阶段：细胞与分子生物学的形成和发展时期第二节 细胞生物学的发展简史细胞生物学的发展简史 一、细胞的发现和细胞学说的创立时期（16651875） 1665 英国物理学家

3、罗伯特胡克(Robert Hooke)发现细胞 1677 荷兰科学家列文虎克(Leeuwenhoek)发现活的细胞一、细胞的发现和细胞学说的创立时期 （16651875） 1665 英国物理学家罗伯特胡克(Robert Hooke)发现细胞观察到了血细胞、水生原生动物、人类和哺乳类动物的精子。细胞生物学的发展简史 1831 发现细胞核 1835 发现细胞分裂 1836 发现核仁 1838 1839 德国植物学家施莱登(Schleiden)和动物学家 施旺( Schwann )提出细胞学说（cell theory）。一、细胞的发现和细胞学说的创立时期 （16651875） 1665 英国物理学家

4、罗伯特胡克(Robert Hooke)发现细胞 1677 荷兰科学家列文虎克(Leeuwenhoek)发现活的细胞细胞生物学的发展简史一切生物从单细胞生物到高等动、植物都是 由细胞组成的；细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。“细胞学说”的基本内容二、细胞学的经典时期 （18751898年） 光镜下的细胞学研究提出原生质理论1861 Schultze-原生质（protoplasm）理论发现了细胞分裂的主要类型1841 Remak-鸡胚血细胞直接分裂1882 Flemming-有丝分裂1886 Bovery、Strasburger-减数分裂发现了重要的细胞器1883 Boveri-中心体189

5、8 Benda-线粒体1898 Golgi-高尔基体 采用实验手段，综合研究细胞的生理功能，生化变化和发生发展过程。细胞生物学的发展简史三、实验细胞学时期 （19001943年）1902 Boveri，Suttan染色体遗传理论1910 Morgen基因学说1909 Harrison组织培养1943 Cloude高速离心提取细胞器1924 FeulgenFeulgen染色测定DNA1940 BrachetUnna染色测定RNA 1940 Casperson紫外光显微分光光度法检测DNA1932年，德国人M.Knoll和E.A.F.Ruska发明电镜，1940年，美、德制造出分辨力为0.2nm的

6、商品电镜。TEM四、细胞和分子生物学形成和发展时期 （1944年-）1953 Watson，Crick-DNA双螺旋模型（二）分子生物学的研究进展促进了细胞生物学的形成 与发展1953 Meselson，Matthaei-半保留复制1953 Crick-中心法则1955 Gamov-三联体密码1956年，蒋有兴（美籍华人）利用徐道觉发明的低渗处理技术证实了人的2n为46条，而不是48条。1961年，英国人P. Mitchell 提出线粒体氧化磷酸化偶联的化学渗透学说，获1978年诺贝尔化学奖。196164年，美国人M. W. Nirenberg破译DNA遗传密码。P. Mitchell1968

7、年，瑞士人Werner Arber从细菌中发现DNA限制性内切酶。 1970年，美国人D.Baltimore、R.Dulbecco和H.Temin由于发现逆转录酶而共享诺贝尔生理医学奖。1973年，美国人S. Cohen和H. Boyer将外源基因拼接在质粒中，在大肠杆菌中表达，揭开基因工程的序幕。1975年，英国人F.Sanger设计出DNA测序的双脱氧法，1980年获诺贝尔化学奖。此外Sanger还由于1953年测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺贝尔化学奖。1983年，美国人K.B.Mullis发明PCR仪，于1993年获诺贝尔化学奖。1988年美国Cetus公司获PCR技术专利，

8、1990年其诊断试剂盒和仪器的销售额达2600万美元。1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划” （Human Genome Project, 计划在15年内投入30亿美元以上的资金进行人类基因组分析。 我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务。2000年6月28日人类基因组工作草图完成。Dolly sheep born in Roslin Institute, Scottland.1996年7月5日，世界上第一只克隆羊“多利”在英国苏格兰卢斯林研究所的试验基地诞生。成为上世纪末的重大新闻。细胞生物学的发展简史第三节 细胞生物学与医学医学研究对象：人体医学细胞生物学研究对象：人体细

9、胞研究目的：从细胞水平、细胞超微结构水平和分子水平阐明各种生命活动的本质和规律，并且利用和控制这些规律，为防病、治病和人类健康提供科学的理论依据，造福于人类。一 、细胞生物学与医学关系 1.细胞生物学是现代医学的基础和支柱学科。 2.细胞生物学的研究内容与医学科学的结合，产生了医学细胞生物学，期待能对人体各种疾病的发病机制予以深入阐明，并试图在诊断和治疗上提出有效的技术手段。 3.医学细胞生物学是医学院校学生重要的基础医学课程之一。大致可分为以下几 个方面： (一)细胞的信号转导 (二)细胞分化与干细胞研究 (三)细胞增殖与细胞周期调控 (四)细胞衰老与细胞死亡 （五) 细胞的基因组学、蛋白组

10、学 二、细胞生物学的主要研究领域及医学意义基因克隆和重组技术日趋成熟，在商业目的的驱使下，人类将大量的改造物种，开始了偏离自然进化规律的二次“创世纪” 。人类基因组计划完成，进入以基因功能为主要研究内容的后人类基因组计划。人类将解读自身大约10万个基因的含义，到时危害人类健康的5000多种遗传病，以及与遗传密切相关的癌症、心血管疾病、关节炎、糖尿病、高血压、精神病等，都可以得到早期诊断和治疗。基因工程药物将得到广泛的应用，目前人工干扰素售价高达440亿美元/Kg。 对未来的展望克隆技术和干细胞定向分化技术取得突破，人工创建的组织，器官将用于医学治疗的目的。煤（350年）与石油天然气（30-50

11、年）资源的枯竭指日可待，对光合作用机理的研究，使人工光解水成为可能。基因武器可能成为又一种足以令人类毁灭的武器。生物芯片技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护、司法鉴定等领域。计算机和网络系统为生物经济的遗传信息管理和交流提供了方便。一、细胞是生命活动的基本单位细胞是构成生物有机体的基本单位新陈代谢的基本单位生长发育的基本单位遗传的基本单位第一节 细胞的基本概念第二章 细胞的概念与分子基础没有细胞就没有完整的生命白细胞 根据细胞的进化地位、结构的复杂程度、遗传装置的类型、主要的生命活动方式细胞原核细胞（prokaryotic cell）真核细胞（eukaryotic cell）特征：有

12、细胞壁（主要成分为肽聚糖），结构简单，无细胞核，只含有核糖体，无膜性细胞器。主要代表：细菌、支原体、放线菌和蓝绿藻等。二、原核细胞（prokaryotic cell）1. 支原体 (macoplasma):已知最小的细胞，直径0.1-0.3um细胞膜DNA核糖体细胞质原核生物2. 细菌（bacteria)中间体拟核细胞膜细胞壁核糖体 原核生物名称人卵口腔上皮细胞肝细胞红细胞变形虫海胆卵伤寒菌肺炎球菌m120 75 20 7100 702.4x0.50.2x0.1大多数动植物细胞直径在1020m间。一般真核细胞的体积大于原核细胞，卵细胞大于体细胞。鸵鸟的卵黄直径可达5cm；支原体只有0.1m；人

13、的坐骨神经细胞可长达1m。几种细胞的大小人卵与精子（一）真核细胞的大小及形态三、真核细胞细胞膜细胞质细胞核光镜下结构（二）真核细胞的基本结构（cell membrane)(cytoplasm)(nucleus)膜相结构非膜相结构细胞膜内质网高尔基复合体线粒体溶酶体过氧化氢体核膜核糖体中心粒微管微丝中等纤维细胞质基质核仁染色质核基质电镜下结构真核细胞的超微结构Animal cell3.细胞骨架系统：4.核糖体和细胞质溶胶：真核细胞的结构特点1.生物膜系统：2.遗传信息表达系统：DNA和蛋白质原核细胞与真核细胞的比较原核细胞真核细胞细胞大小较小（110m）较大（10100 m）细胞核无核仁和核膜有

14、核仁和核膜细胞器有各种细胞器核糖体70S（50S+30S）80S（60S+40S）内膜系统简单复杂细胞骨架无有微管，微丝细胞壁主要组分为肽聚糖主要组分为纤维素转录和翻译出现在同一时间和地点（细胞质中）出现在不同时间和地点（转录在核内，翻译在细胞质中）细胞分裂无丝分裂有丝分裂和减数分裂无（除核糖体外）特征DNA量少多DNA分子结构 一条，环状，裸露两条以上，线状，与组蛋白和部分酸性蛋白结合基因结构特点无内含子，无大量的DNA重复序列有内含子，大量的DNA重复序列第二节 细胞的起源和进化一、原始细胞的形成（一）地球上原始生命的诞生 4、多分子体系演变为原始的生命 3、生物大分子物质组成多分子体系2

15、、生物大分子的形成1、简单有机小分子的产生有机小分子：氨基酸、核苷酸、脂肪酸1、简单有机小分子的产生2、生物大分子的形成 氨基酸 蛋白质（protien） 有机小分子 核苷酸 核酸（nucleic acid） 4、多分子体系演变为原始的生命 3、生物大分子物质组成多分子体系原始核酸蛋白质核酸蛋白质微滴原始生命长期进化生长分裂原始新陈代谢 3、生物大分子物质组成多分子体系团聚体或微球体许多多肽分子多肽-核酸组成的大分子脂质分子2、生物大分子的形成 氨基酸 蛋白质（protien） 有机小分子 核苷酸 核酸（nucleic acid） 4、多分子体系演变为原始的生命 3、生物大分子物质组成多分子体系原始核酸蛋白质核酸蛋白质微滴原始生命长期进化生长分裂原始新陈代谢（二）原始细胞的形成1、具有自我复制能力的多聚体的形成多聚体的形成是原始细胞形成的关键步骤能自我复制的RNA多聚体RNA指导蛋白质合成蛋白质催化RNA复制2、膜的出现与原始细胞的诞生 保持多核苷酸自我复制磷脂分子自发装配成膜结构 避免优质蛋白丢失二、原核细胞向真核细胞的演化一般认为，真核细胞是由原核细胞进化而来原始真核细胞大约在15亿年前在地球上出现 原核细胞 真核细胞内部结构分化自然选择2、内共生起源说真核细胞是由原始厌氧