《细胞生物学》课件第一章 绪论

1、第一章 绪论一、细胞生物学(cell biology)细胞生物学是现代生命科学的重要基础前沿学科细胞生物学的主要研究内容细胞生物学的发展总趋势细胞生物学研究的重点领域细胞生物学的主要参考书细胞生物学是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控、细胞起源与进化等为重大生命过程。细胞工程及其相关的组织工程和再生医学是21世纪生物工程发展的重要组成部分。细胞生物学是应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念和方法，研究细胞的结构、功能和细胞生命活动的学科。细胞生物学的主要研究

2、内容细胞结构与功能生物膜与细胞器细胞信号转导细胞骨架体系细胞核、染色体及基因表达细胞增殖及其调控细胞分化及干细胞生物学细胞死亡细胞衰老细胞工程细胞的起源与进化细胞重要生命活动细胞重大生命活动及其相互关系细胞生物学研究的总趋势细胞生物学与分子生物学（包括分子遗传学和生物化学）相互渗透与交融是细胞生物学研究的总趋势。细胞生物学研究的重点领域染色体DNA与蛋白质相互作用关系主要是非组蛋白对基因组的作用细胞增殖、分化、凋亡（编程性死亡）的相互关系及其调控细胞信号转导的研究细胞结构体系的装配由蛋白与核酸构建的遗传信息结构体系（染色体、核仁、核糖体）由蛋白与脂质构建的膜的结构体系（细胞膜、核膜和细胞器膜）

3、由蛋白与蛋白构成的细胞骨架结构体系 美国科学情报研究所（ISI）1997年SCI（Science Citation Index）收录及引用论文检索，全世界自然科学研究中论文发表最集中的三个领域分别是：细胞信号转导（signal transduction）；细胞凋亡（cell apoptosis）；基因组与后基因组学研究（genome and post-genomic analysis）。美国国立卫生研究院（NIH）在1998年底发表的一份题为什么是当今科研领域的热门话题？（“What is popular in research today？”）的调查报告中指出，目前全球最热门的研究方向是：细

4、胞周期调控、细胞凋亡、细胞衰老、信号转导、DNA的损伤修复主要参考书Alberts B et al. Essential Cell Biology , 3rd ed. New York：Garland publishing，Inc., 2009Alberts B et al. Molecuar Biology of the Cell, 5th ed. New York：Garland Publishing，Inc. , 2008Becker W.M. et al. The World of the Cell. 7th ed. San Francisco: Benjamin Cummings,

5、2009Gerald Karp. Cell and Molecular Biology：Concepts and experiments，6th ed. New York: John Wiley & Sons, Inc. , 2009Lodish H. et al. Molecular Cell Biology. 6th ed. New York: W.H. Freeman and Company, 2008二、细胞生物学的发展简史细胞的发现（1665年）细胞学说的建立（1665 1875）细胞学的经典时期（1875 1900）实验细胞学时期（1887 1953）细胞生物学学科的形成与发展（1

6、953 至今）1、细胞的发现1665年，英国学者胡克（Robert Hooke）用自制的显微镜（40 140倍）观察软木，第一次描述了植物细胞的构造，并首次借用拉丁文（cellar）来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室。1665年发表显微图谱。荷兰学者列文虎克（Leeuwen Hoek）观察了许多动植物的活细胞与原生动物，并于1674年观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构。意大利Malpighi与英国Grew注意到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。2、细胞学说的建立1838-1839年，德国植物学家施莱登（Schleiden）和动物学家施旺（Schwann）提出“一切植物、动物都是由细胞组

7、成的，细胞是一切动植物的基本单位” 细胞学说。1858年，魏尔肖（Virchow）提出“一切细胞来自细胞”的著名论断，进一步指明了细胞作为一个相对独立的生命活动基本单位的性质 细胞学说的重要补充。细胞学说的基本内容细胞是有机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。每个细胞作为一个相对独立的单位，既是它“自己的”生命，又对与其他细胞共同组成的整体的生命有所助益。新的细胞通过已存在的细胞繁殖产生。 细胞学说的意义恩格斯：有了这个发现（Cell theory）以后，对有机的有生命的自然产物的研究-比较解剖学、生理学和解剖学-才得到了稳固的基础，于是有机体产生、成长和结构的过程的秘

8、密被揭穿了，从前神妙莫测的奇迹，现在却表现为依据一切有机体本质上所共同的规律而进行的过程了。19世纪自然科学的“三大发现”细胞学说能量转化与守恒定律达尔文进化论现代生物学的三大基石1838-1839年施旺与施莱登确立的细胞学说1859年达尔文确立的进化论1866年孟德尔确立的遗传学3、细胞学的经典时期原生质理论的提出1840年普金耶（Pukinje）和1846年冯莫尔（Von Mohl）：原生质1861年舒尔策（Max Schultze）：原生质理论1880年Hanstein：原生质体细胞分裂的研究1841年Remak发现鸡胚血细胞的直接分裂Flemming和Strasburger分别在动植物

9、细胞中发现有丝分裂Van Beneden（1883）和Strasburger（1886）分别在动植物细胞中发现减数分裂重要细胞器的发现1883年Van Beneden和Boveri发现中心体1894年Altmann发现线粒体Golgi发现高尔基体4、实验细胞学时期1876年Hertwig以海胆、蛔虫的卵为材料，研究细胞卵的受精作用。细胞遗传学的发展：染色体 基因学说细胞生理学研究细胞化学细胞生理学活细胞的研究：主要是Fischer和Hardy的工作。19世纪末，Overton提出细胞膜是类脂膜的理论。Michaelis制成膜的模型来研究物质的通透性，并对线粒体做了最早的活体染色。1909年，H

10、arrison和Carrel创立组织培养技术。1943年，Claude用高速离心机从活细胞内分离核和各种细胞器，分别研究其生理活性。细胞化学1924年，福尔根（Feulgen）等首先用Feulgen反应法专门作为DNA的定性方法。1940年，Brachet用甲基绿-派洛宁染色方法测定细胞中的DNA和RNA。1936和1940年，Casperson用紫外光显微分光光度法测定细胞中DNA含量。细胞组分分离技术、放射自显影技术和超微量分析等方法的广泛应用。5、细胞生物学学科的形成与发展1953年由Waston和Crick提出DNA双螺旋的分子结构模型。1956年科恩伯格（Kornberg）在体外首次合成DNA片段的互补链。1958年梅塞尔森（Meselson）证明了DNA的半保留复制。80年代以来细胞生物学的主要发展方向是