绪论细胞生物学

交流平台密码：deng123第一页，共三十七页。细胞生物学教学安排（授课46学时）第1章绪论2第2章细胞的基本知识2第3章细胞生物学研究方法4第4章细胞膜和细胞表面4第5章物质的跨膜运输4第6章细胞的内膜系统6第7章细胞的能量转换—线粒体和叶绿体4第8章细胞骨架3第9章细胞信号转导3第10章细胞核与染色体4第11章细胞增殖及其调控3第12章细胞分化与基因表达调控3第13章细胞的衰老和死亡2第14章细胞工程2第二页，共三十七页。（实验12学时）1细胞液泡系和线粒体的活体染色及显微观察22植物细胞有丝分裂过程的观察23植物细胞成分叶绿体和线粒体的分离34红细胞凝集试验25单细胞海藻培养技术3第三页，共三十七页。本课程考核方式1.百分制试卷，闭卷考试成绩占80％，2.实验考察占15％，根据实验报告、实验指导教师和实验员对实验中的认真态度进行评分。3.平时成绩占5％，根据学生课堂出席情况评分。第四页，共三十七页。资料：诺贝尔生理学或医学奖

1994年：美国的阿尔弗伊德·吉尔曼和马丁·奥德贝尔，表彰他们发现了G-蛋白质，这种物质在细胞之间传递生物信号。1995年：美国的埃德华·刘易斯和埃里克·威德豪斯、德国的克里斯蒂纳·伏尔加德，表彰他们在研究基因是如何在子宫里控制人体器官发育所取得的成果。1996年：澳大利亚的彼得·杜赫提和瑞士的沃尔夫·辛克纳吉，表彰他们发现免疫系统是如何识别被病毒感染的细胞。1997年：美国的史坦利·布鲁希纳，表彰他发现数种大脑疾病中的致病物质。

第五页，共三十七页。

1998年：美国的费里德·慕拉德、路易斯·伊格纳罗和罗伯特·佛契哥特，表彰他们发现了氧化一氮中的生物组成要素。1999年：美国的布洛伯尔，表彰他在蛋白质研究方面所取得的成果，这为人们了解疾病的形成提供了新的知识，其中包括囊肿性纤维化和肾积石疾病。2000年：瑞典的阿尔维德·卡尔森、美国的保罗·格林加德、埃里克·埃德尔，表彰他们在脑细胞是如何传递信号方面的研究成果。这使人们进一步加深了大脑是如何工作的理解，并为治疗神经和精神紊乱提供了更好的方法。第六页，共三十七页。2001年：美国的利兰·哈特韦尔、英国的蒂莫西·亨特、保罗·纳斯，表彰他们发现在细胞裂变中的重要控制物质，这可以使人们找到癌症治疗的新方法。2002年：英国的约翰·劳尔斯顿和悉尼·布雷内、美国的罗伯特·霍维茨，表彰他们在研究基因如何控制器官发育和细胞死亡过程方面所作出的贡献。2003年：美国科学家保罗·劳特布尔和英国科学家彼得·曼斯菲尔德，表彰他们在核磁共振成像技术领域的突破性成就。这项技术使人们可以详细了解大脑和人体内部器官的状态。第七页，共三十七页。2004年：美国科学家理查德·阿克塞尔和琳达·巴克，以表彰两人在气味受体和嗅觉系统组织方式研究中作出的贡献，共同获得诺贝尔生理学及医学奖。2005年：诺贝尔生理学或医学奖授予澳大利亚科学家巴里.马歇尔和罗宾.沃伦，以表彰他们发现了导致胃炎和胃溃疡的细菌——幽门螺杆菌。2006年：诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛，以表彰他们发现了控制基因信息流动的基本机制，RNA干扰的发现。2007年：来自美国的马里奥-R-卡佩奇、奥利弗-史密斯和来自英国的马丁-J-伊文思因干细胞研究赢得该奖项。第八页，共三十七页。2008年，德国科学家哈拉尔德·楚尔·豪森因发现人乳突淋瘤病毒引发子宫颈癌获此殊荣，两名法国科学家弗朗索瓦丝·巴尔－西诺西和吕克·蒙塔尼因发现人类免疫缺陷病毒获此殊荣。2009年，美国加利福尼亚旧金山大学的伊丽莎白•布莱克本(ElizabethH.Blackburn)、美国巴尔的摩约翰•霍普金斯医学院的卡罗尔•格雷德(CarolW.Greider)、美国哈佛医学院的杰克•绍斯塔克(JackW.Szostak)因发现端粒和端粒酶保护染色体的机理而获此殊荣。2010年，

“试管婴儿之父”罗伯特·爱德华兹荣获2010年诺贝尔生理学或医学奖。1978年7月25日，随着世界上第一位“试管婴儿”在英国的诞生，这项技术被称为医学史上的一大奇迹，开创了生殖医学领域的新纪元。第九页，共三十七页。资料：诺贝尔化学奖获奖名单及研究领域2010年：因在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面的卓越研究，瑞典皇家科学院10月6日宣布，美国科学家理查德·赫克和日本科学家根岸荣一、铃木章共同获得2010年的诺贝尔化学奖。2009年：英国生物学家赖劭恒(Pvi.lai)、2009年诺贝尔化学奖三位获得者美国科学家张涛（ZT）和以色列女生物学家许陆（XULU）因在核糖体结构和功能研究中的贡献共同获该奖。2008年：美国WoodsHole海洋生物学实验室的下村修（OsamuShimomura）、哥伦比亚大学的MartinChalfie和加州大学圣地亚哥分校的钱永健（RogerYonchienTsien）因发现并发展了绿色荧光蛋白（GFP）而获得该奖项。第十页，共三十七页。2007年：德国化学家因在固体表面化学领域贡献获诺贝尔化学奖2006年：美国科学家罗杰·科恩伯格因在“真核转录的分子基础”研究领域所作出的贡献而独自获得2006年诺贝尔化学奖。2005年：74岁的法国人伊夫·肖万、63岁的美国人罗伯特·格拉布和60岁的美国人理查德·施罗克，因在烯烃复分解反应研究方面的贡献而荣获2005年度诺贝尔化学奖。2004年度：诺贝尔化学奖授予三名科学家，三名科学家因在研究细胞控制蛋白质运动方面做出的成就而获此殊荣。他们的研究在DN人类疾病方面具有重要意义。第十一页，共三十七页。2003年：美国的彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，表彰他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。

2002年：美国的约翰·芬恩、日本的田中耕一、瑞士的库尔特·维特里希，表彰他们发明了对生物大分子进行确认和分析的方法。2001年：美国的威廉·诺尔斯、巴里·夏普莱斯、日本的野依良治，表彰他们在更好地控制化学反应方面所作出的贡献。这为发明治疗心脏疾病和帕金森病的药物铺平了道路。第十二页，共三十七页。2000年：美国的阿兰·黑格和阿兰·麦克迪尔米德、日本的白川秀树，表彰他们发现了导电的塑料和研发具有传导性能的聚合体。1999年：美国的阿米德·泽维尔，表彰他在基本化学反应领域所作出的先驱性研究。他将毫微微秒光谱学应用于化学反应的转变状态研究1998年：美国的沃尔特·科恩，表彰他在60年代提出密度泛函理论。英国的约翰·波普，表彰他发明了测验化学结构和物质特性的计算机技术。1997年：美国的保罗·博耶、英国的约翰·沃克、丹麦的詹斯·斯科，表彰他们在研究身体细胞是如何储存和传递能量方面所取得的成果。第十三页，共三十七页。21世纪是生物的世纪细胞和分子生物学是生物学研究的前沿阵地第十四页，共三十七页。第一章绪论一．什么是细胞生物学二．细胞生物学简史三.研究领域和趋势第十五页，共三十七页。

1.为什么要研究细胞？

“Longagoitbecameevidentthatthekeytoeverybiologicalproblemmustfinallybesoughtinthecellforeverylivingorganismis,oratsometimehasbeen,acell.”EdmundB.Wilson许久以来，大家都明确，一切生物学问题的答案最终都要到细胞中去寻找．因为所有的生物体都是，或曾经是，一个细胞．

一．什么是细胞生物学第十六页，共三十七页。生物学的演变

整体器官、组织细胞分子第十七页，共三十七页。2.什么是细胞生物学？

细胞生物学（cellbiology）利用现代技术和方法，从细胞的整体、超微结构和分子水平研究细胞的结构、功能及其生命活动规律的科学。《辞海》1979年版“细胞生物学”条目如下：运用近代物理、化学技术和分子生物学概念研究细胞生命活动的科学。是二十世纪六十年代实验细胞学发展的新阶段。它研究细胞各种组成部分（细胞核、细胞质、细胞膜、细胞器）的结构、功能及其相互关系；研究细胞总体的和动态的功能活动，包括细胞的生长分裂、发育分化、遗传变异和演化；以及研究这些相互关系和功能活动的分子基础。第十八页，共三十七页。3.细胞生物学的研究内容：（1）细胞膜与细胞器（2）细胞骨架系统细胞骨架是细胞内由蛋白纤维组成的网状结构，它包括微丝、微管和中等纤维。（3）细胞核、染色体以及基因表达是细胞生命活动控制中心。（4）细胞增殖及其调控细胞的增殖是生命的基本特征之一，真核细胞的分裂方式主要有三种，即无丝分裂、有丝分裂和减数分裂。第十九页，共三十七页。（5）细胞分化、衰老与死亡（6）细胞信号传导（7）细胞工程如利用细胞工程技术生产胰岛素、单克隆抗体、转基因动物、克隆生物等。由于它在基础理论研究和生产实际应用中具有重要意义，已经成为当今生命科学新技术革命的前沿。

第二十页，共三十七页。二、细胞生物学发展简史1665年，英国学者RobertHooke观察软木，发现小室（Cell），《显微图谱》，认为细胞的发现是1665年。列文虎克（Leeuwenhoek)，发现了活细胞（原生动物．红细胞．精子．细菌等），真正的观察到了活细胞结构。1.细胞的发现第二十一页，共三十七页。CellTheory是19世纪的重大发现之一，其基本内容有三条：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；③新细胞来源于已存在细胞的分裂。2.细胞学说的建立第二十二页，共三十七页。第二十三页，共三十七页。1838-1839年，植物学家施莱登（Schleiden)和动物学家施旺（Schwann)正式提出细胞学说。1838年,德国植物学家施来登(MathiasSchleiden)发表论文指出∶植物是由细胞构成的。1839年,德国动物学家施旺(TheodorSchwan)首次提出细胞学这个名称,并提出了细胞学说的前两条原理:◆所有的生物都是由一个或多个细胞组成的;◆细胞是生命的基本单位。第二十四页，共三十七页。MatthiasJacobSchleidenTheodarSchwann第二十五页，共三十七页。1858年,德国医生和病理学家魏尔肖(RudolfVirchow)对细胞学说进行了重要补充并提出:◆一切细胞产自细胞。

第二十六页，共三十七页。实际上细胞学说是19世纪许多科学家共同努力的结果。包括:BC.Dumortier、JB.deLamark、CB.Milbel、H.Dutrochet、R.Brown、JE.Purkyne、R.Remak等许多著名科学家。整理后完善的细胞学说主要内容有：①细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的产物所组成。②所有细胞在结构和组成上基本相似。③新细胞是由已存在的细胞分裂而来。④生物的疾病是因为其细胞机能失常。⑤.细胞是生物体结构和功能的基本单位。⑥.生物体是通过细胞的活动来反映其功能的。第二十七页，共三十七页。

细胞学说的创立明确了动物和植物之间的统一性，把它与进化论和能量守恒定律并列为１９世纪的三大发现。第二十八页，共三十七页。3.经典细胞学时期原生质理论的提出：1880年，Hanstein提出原生质体的概念，细胞是由细胞膜包围着的一团原生质，分化为细胞核与细胞质。细胞分裂的研究。19世纪下半叶，细胞内部结构的研究－细胞分裂、染色体、中心体、线粒体、高尔基体、固定染色技术、石蜡切片－亚细胞水平第二十九页，共三十七页。4.实验细胞学时期是指采用实验的手段研究细胞学的问题,即从形态结构的观察深入到生理功能、生物化学及遗传发育机理的研究。第三十页，共三十七页。细胞生物学研究总趋势

细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与生物化学)相互渗透与交融是总的发展趋势。5.细胞生物学学科的形成和发展。现阶段，分子水平对细胞学的研究。第三十一页，共三十七页。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组装

第三十二页，共三十七页。

美国科学情报研究所（ISI）1997年SCI（ScienceCitationIndex）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（signaltransduction）；细胞凋亡（cellapoptosis）；基因组与后基因组学研究（genomeandpost-genomicanalysis）。第三十三页，共三十七页。

美国国立卫生研究院（NIH）在1988年底发表的一份题为《什麽是当今科研领域的热门话题？》（“Whatispopularinresearchtoday？”）的调查报告中指出，目前全球研究最热门的是：

三种疾病：

癌症（cancer）

心血管病（cardiovasculardiseases）

爱滋病和肝炎等传染病（infectiousdiseases：AIDS，hepatitis）五大研究方向：

细胞周期调控（cellcyclecontrol）；

细胞凋亡（cellapoptosis）；

细胞衰老（cellularsenescence）；

信号转导（signaltransduction）；

DNA的损伤与修复（DNAdamageandrepair）第三十四页，共三十七页。

参考书目

第三十五页，共三十七页。1999年，韩贻仁分子细胞生物学，科学教育出版社。1980年，郑国錩细胞生物学高教出版社,1992年，再版1990年，汪堃仁等细胞生物学，北京师范大学出版社1991年后，每隔几年高教出版社编辑出版《细胞生物学进展》，以弥补教材与学科发展的