细生第一章绪论

1、医学细胞生物学MEDICAL CELL BIOLOGY邓凡 博士, 教授Tel: （邓） 6 47073（免费内线） 南方医科大学基础医学院细胞生物学教研室 (生命科学楼15层) 祝贺：屠呦呦获得2015年诺贝尔医学生理学奖2014诺贝尔医学生理学奖生理与医学奖：发现大脑的“定位系统”细胞约翰奥基夫（John OKeefe）、梅-布莱特莫泽（May BrittMoser，女，或译作迈布里特）和爱德华莫泽（Edvand Moser，或译作爱德华莫索尔）因发现“组成大脑定位系统的细胞”获得今年诺贝尔生理学或医学奖。化学奖：超越光学显微成像极限自然界形形色色的细胞就是这样一个个神秘的细胞组成了神秘的

2、机体，要认识机体的本质，必须了解细胞的结构和活动本质。细胞生物学的研究对象-细胞内质网和核糖体溶酶体电镜下DNA和RNA 杂交一、细胞生物学的概念与研究内容二、细胞生物学在生命科学中的地位 及与其他学科的关系第一节 细胞生物学概述第一章 绪论Introduction 退 出首 页一、细胞生物学的概念与研究内容细胞生物学（cell biology）是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平对细胞的各种生命活动开展研究的学科。（一）细胞生物学的概念细胞亚显微结构第一章 绪论Introduction 退 出首 页细胞生物学：即从细胞、亚细胞和分子三个水平研究细胞生命活动的学科。（二）细胞生物学的研究内容研

3、究对象：以细胞为研究对象，把细胞的结构和功能结合起来，关注细胞间的相互关系，了解生物体的生长、发育、分化、繁殖、运动、遗传、变异、衰老和死亡等基本生命现象的机制和规律。第一章 绪论Introduction 退 出首 页一、细胞生物学的概念与研究内容（二）细胞生物学的研究内容目前，细胞生物学的两种重要研究方式是：从细胞的表型特征入手，探索隐藏在其背后的分子机制。从基因或蛋白质等生物大分子入手，了解其对细胞功能或行为的影响，因此细胞生物学也被称为细胞分子生物学或分子细胞生物学。第一章 绪论Introduction 退 出首 页一、细胞生物学的概念与研究内容细胞生物学的研究内容基本内容 细胞的形态结

4、构和化学组成细胞及细胞器的功能如：细胞遗传信息的表达、细胞的能量转换、细胞的通讯、细胞的物质运输细胞的增殖与分化细胞的衰老和死亡其他内容 细胞免疫 细胞工程第二节 细胞生物学发展的几个主要阶段1665-1830s，显微镜发明与细胞发现，显微生物学。1830s-1930s，显微镜的发展与细胞学说诞生。1970s以来，基因重组技术的出现，分子细胞生物学时代。1930s-1970s，电镜的发明，超微结构研究， 细胞学发展为细胞生物学。一.显微镜的发明和细胞的发现 1. 第一台显微镜是荷兰眼镜商詹森父子(H & Z. Janssen)在1604年发明的. 由2个透镜组成，光学性能不理想，未显示出实用性

5、。1.1604年, Janssen父子设计的放大镜1030只能用来观察跳蚤等一些小的昆虫镜筒长约 46cm双凸透镜自然光光源“跳蚤镜”2.1665年：Robert Hooke(英国物理学家)显微镜(microscope)40140Hooke用自制显微镜对矿物、动物和植物标本等进行了广泛观察，并将其观察结果整理成“Micrographia”(显微图谱),并首次用cells来描述“细胞”3.1671年 A.V. Leeuwenhoek（荷兰):3.1671年 A.V. Leeuwenhoek（荷兰):270500观察到了池塘水中的原生动物-活细胞制作了200多台显微镜和400多个镜头对多种动植物活

6、细胞进行了观察，观察到了人和哺乳动物的精子，也看到了鲑鱼红细胞的核。鉴于Leeuwenhoek在生物学上的卓越贡献，1680年他当选为英国皇家学会外籍会员!19世纪30年代，显微镜制作技术有了明显的进步, 分辨率才提高到1m以内。此外，还发明了切片机，使观察手段大为改进。从18世纪末至19世纪初，学者们开始注意到植物组织小室中的内部结构，并也把它称为cell。至此cell一词才具有了现代“细胞”的真正意义。二、细胞学说的建立德国植物学教授，施莱登(Matthias Jacob Schleiden,18041881)，1838年发表“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。他

7、试图重建细胞发育的过程，为此他聪明地选择了胚胎细胞作为他研究的起点，他还在细胞中发现了核仁。 德国解剖学教授，施旺(Theodar Schwann, 18101882)，一开始就研究施莱登（Schleiden）的细胞形成学说，他完全接受了这个学说，并把它扩展为所有生命现象的起源和基础的一般理论。他把Schleiden在植物中的发现应用到动物中去。施旺提出：1)有机体是由细胞构成的；2)细胞是构成有机体的基本单位。 在19世纪30年代施莱登和施旺提出：一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说”（Cell Theory)”。1855 德国医生和病理学家魏尔肖

8、（Virchow） 提出“一切细胞来源于细胞” 的著名论断，通常被认为是对细胞学说的一个重要补充。细胞学说的提出， 将生物学的研究从宏观水平和大体水平引入到微观水平19世纪后期显微技术的改进，生物固定技术和染色技术的出现细胞显微结构的认识，各种细胞器相继被发现1.原生质理论的提出 2.受精现象3.细胞分裂活动的发现（无丝、有丝和减数分裂）4.主要细胞器的发现（中心体、线粒体和高尔基体） 即细胞结构的描述时期细胞遗传学发展起来（1900年孟德尔的遗传法则重新发现，1910年摩尔根提出基因学说）细胞生理学发展起来（1909年细胞培养技术创立）细胞化学发展起来（孚尔根染色）三、细胞超微结构研究193

9、2年德国人E. Ruska和M. Knoll发明透射电镜，人类视野进入超微领域 。1939年Siemens公司生产商品电镜。1940-50s用电镜观察了各类细胞超微结构。并结合超速离心、电泳等技术研究这些结构的功能。1965年E.D.P.Derobetis 将原著“普通生物学”更名为“细胞生物学”四、分子细胞生物学时代1944年O. Avery等通过细菌转化试验，1952年M. Chase等通过噬菌体标记感染实验肯定了核酸与遗传的关系。1869年瑞士人F. Miescher 从脓细胞中分离出核酸，但未引起重视。1952年Franklin拍摄到清晰的DNA晶体X-衍射照片。1953年她认为DNA

10、是一种对称结构，可能是螺旋。 1953年，Watson 和 Crick提出DNA双螺旋模型。与Wilkins分享1962 年诺贝尔生理学与医学奖 。1958 年Crick 提出分子遗传的“中心法则”。1961-1964年Nirenberg 等破译遗传密码。1972年DA. Jackson，RH. Symons和P. Berg创建DNA体外重组。1973年SN. Cohen和HW. Boyer将外源基因拼接在质粒中，并在大肠杆菌中表达。一系列技术和理论的提出，使细胞生物学与分子生物学的结合越来越紧密。细胞生物学不同于细胞学主要有两点：深刻性：它从细胞的显微、超微和分子各个结构层次对细胞进行剖析，

11、并把细胞的生命活动同分子水平和超分子水平的结构变化联系起来。综合性：它所研究的内容极其广泛，涉及到许多领域，并同生理学、遗传学、发育生物学和生物化学相互融汇在一起。研究内容（三个水平）细胞水平：光学显微镜技术亚细胞水平：电子显微镜技术分子水平：生物化学及分子生物学技术细胞生物学（cell biology)：是从细胞的显微、亚显微和分子水平三个层面研究细胞的结构、功能和各种生命活动规律的科学。总结科学的进步是技术的进步，技术的进步是方法的进步，方法的进步是仪器设备的进步。第三节 细胞生物学与医学一.细胞生物学是医学基础理论学科系统：呼吸系统器官：支气管组织：上皮组织细胞：柱状细胞杯状细胞细胞与组

12、织和系统的关系医学细胞生物学所要探讨的主要是与医学相关的细胞生物学问题，是转化医学（translational medicine）研究的基石。Introduction 退 出首 页第一章 绪论一、细胞生物学与医学的关系二、细胞生物学的某些主要研究领域及其医学意义现代细胞生物学研究主要从分子水平揭示生物在生理或病理状态下细胞层面上所表现出的特征和行为。细胞生物学中许多领域的研究进展很快，这可能会成为推动医学向前发展的一个新的基础。Introduction 退 出首 页第一章 绪论中英文关键词对照cell cell biology cell theory central dogma cytomics cytoplasm electron microscope，EMepigenetics gene genomics human genome project, HGP 细胞细胞生物学细胞学说中心法则细胞组学细胞质电子显微镜表观