培训课件细胞生物学教程

细胞生物学教程第一章细胞生物学简史HISTORYANDPERSPECTIVE本章内容提要第一节发展历史一、细胞的发现二、细胞学说三、细胞超微结构研究四、分子细胞生物学第二节细胞生物学研究的内容与现状附录细胞生物学参考书细胞生物学的研究内容分三个层次：1）显微水平，光学显微镜下可见的结构。2）超微水平，电子显微镜下可见的结构。3）分子水平，细胞结构的分子组成，及其在生命活动中的作用。第一节发展历史细胞生物学经历了四个主要发展阶段：1）1665-1830s，细胞发现，显微生物学。2）1830s-1930s，细胞学说，Cytology诞生。3）1930s-1970s，电镜技术应用，Cytology发展为细胞生物学。4）1970s以来，分子细胞生物学时代。一、细胞的发现显微镜之于生物学，犹如望远镜之于天文学，细胞生物学的变革无不和显微技术的改进息息相关。1590年J.和Z.Janssen父子制作第一台复式显微镜，放大倍数不超过10倍。1610年GalileoGalilei用显微镜观察昆虫。1665年英国人RobertHooke出版《显微图谱》。观察了软木，并首次用cells来描述“细胞”。1680年A.vanLeeuwenhoek当选为英国皇家学会会员。他观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等等。Hooke之后的160多年里，对细胞的研究没有实质进展。

RobertHookeandhis“cells”RobertHooke’smicroscopeMicroscopeusedbyRobertHooke.Hooke`sdrawingofathinsliceofcork,showingthehoney-comb-likenetworkof“cells”Micrographia

MadebyA.vanLeeuwenhoek(1632-1723).Magnificationrangesat50-275x.1830s消色色差显显微镜镜出现现，人人们才才对细细胞的的结构构和功功能有有了新新的认认识。。1931年R.Brown在兰科科植物表表皮细胞胞内发现现了细胞胞核。1936年GG.Valentin在动动物神经经细胞中中发现了了细胞核核与核仁仁。这些些工作对对于细胞胞学说的的诞生具具有重要要意义。。二、细胞胞学说通常认为为施莱登登（MJ.Schleiden））和施旺旺（T.Schwann））正式提提出了细细胞学说说。实际际上它是是19世世纪许多多科学家家共同努努力的结结果。CellTheory是19世纪纪的重大大发现之之一，其其基本内内容有三三条：①有机体体是由细细胞构成成的；②细胞是是构成有有机体的的基本单单位；③新细胞胞来源于于已存在在细胞的的分裂。。1838年Schleiden发表表“植物物发生论论”，，认为无无论怎样样复杂的的植物都都由细胞胞构成。。但他以以free-cellformation理论论来解释释细胞形形成。Schwann提出了了“细胞胞学说””（CellTheory)；；1939年发发表了““关于动动植物结结构和生生长一致致性的显显微研究究”。MatthiasJacobSchleidenTheodarSchwannSchwann提出：：有机体是是由细胞胞构成的的；细胞是构构成有机机体的基基本单位位。但他也采采用了的的Schleiden细胞形形成理论论。1855德国国人R.Virchow提提出““一切细细胞来源源于细胞胞”（omniscellulaecellula）的的著名论论断；进进一步完完善了细细胞学说说。19世纪纪30年年代后发发现活细细胞并不不是空的的而是充充满粘稠稠的液体体。F.Dujardin（1835）将之之称为““sarcode”；；JE.Purkinje（（1839）和和vonMohl（（1846）则则将之称称作原生生质“protoplasm”。。如今“原原生质””一词已已从生物物学文献献中消失失了，但但在当时时具有十十分重要要的意义义。三、细胞胞超微结结构研究究1932年德国国人E.Ruska和M.Knoll发明透透射电镜镜，人类类视野进进入超微微领域。。1939年Siemens公公司生产产商品电电镜。1940-50s用电电镜观察察了各类类细胞超超微结构构。并结结合超速速离心、、电泳、、无细胞胞体系等等分析技技术研究究这些结结构的功功能。Cytology发展展为CellBiology。四、分子细细胞生物学学时代1869年年瑞士人F.Miescher从从脓细胞中中分离出核核酸，但未未引起重视视。1944年年O.Avery等通过细细菌转化试试验，1952年M.Chase等等通过噬菌菌体标记感感染实验肯肯定了核酸酸与遗传的的关系。微生物转化化试验1952年年RE.Franklin拍摄到清清晰的DNA晶体的的X-衍射射照片。1953年年她认为DNA是一一种对称结结构，可能能是螺旋。。1953年年，JD.Watson和和FHC.Crick提提出DNA双螺旋模模型。与Wilkins分享享1962年诺贝贝尔生理学学与医学奖奖。1958年年Crick提提出分子遗遗传的“中中心法则””。1961-1964年Nirenberg等等破译遗传传密码。1972年年DA.Jackson，，RH.Symons和P.Berg创建建DNA体体外重组。。1973年年SN.Cohen和HW.Boyer将将外源基因因拼接在质质粒中，并并在大肠杆杆菌中表达达。一系列技术术和理论的的提出，使使细胞生物物学与分子子生物学的的结合越来来越紧密。。1983年年，KB.Mullis发发明PCR仪，于1993年年获诺贝尔尔化学奖。。1990年年，美国国国会正式批批准的“人人类基因组组计划”（（HumanGenomeProject）。我国于1993年加加入该计划划，承担其其中1%的的任务，即即人类3号号染色体短短臂上约30Mb的的测序任务务。2000年年6月28日人类基基因组工作作草图完成成。同年，美国国国立卫生生研究院给给一名患有有先天性重重度联合免免疫缺陷病病的4岁女女孩实施了了首例基因因治疗。这这种疾病因因腺苷脱氨氨酶（ADA）基因因变异引起起。1996年年7月5日日，世界上上第一只克克隆羊“多多利”在英英国苏格兰兰卢斯林研研究所的试试验基地诞诞生。DollywithherfirstbornlambEMBRYOCOLONING第二节细细胞生物学学研究的内内容容与现状一.细细胞生物物学是现代代生命科学学的重要基基础学科细胞生物学学cellbiology：是研研究细胞基基本生命活活动规律的的科学。1.细胞是是生命体的的结构与生生命活动的的基本单位位。2.重大生生命现象的的研究都要要以细胞为为基础。3.生命科科学的四大大基础学科科之一，代代表生命科科学的发展展趋势。4.概概括说说：Cellbiology其核核心问问题是是将遗遗传与与发育育在细细胞水水平上上结合合起来来研究究生命命现象象。5.新新兴学学科，，没有有明确确的范范围。。二.细细胞胞生物物学的的主要要研究究内容容两大内内容：：细细胞的的结构构。细胞的的功能能及重重要生生命活活动。。1、细细胞核核nucleus，，染色色体chromosome以以及基基因表达达2、生生物膜膜与细细胞器器3、细细胞骨骨架体体系4、细细胞增增殖及及其调调控5、细细胞分分化及及其调调控6、细细胞的的衰老老与凋凋亡7、细细胞的的起源源与进进化8、细细胞工工程：：细胞胞生物物学与与遗传传学的的交叉叉领域域三.细细胞生生物学学的主主要研究特特点1.重重视视结构构与功功能的的统一一：结结构是是功能能的物物质基基础。。2.重重视视细胞胞的整整体机机能和和它的的结构构的辩辩证关关系：：例：能能量转转换的的各种种组分分都定定位在在线粒粒体内内膜上上，内内膜面面积大大，为为线粒粒体进进行高高速率率的生生化反反应提提供了了场所所。3.从从动动态和和发展展的观观点来来分析析问题题：活细胞胞在不不同的的生长长阶段段，不不同的的生活活状态态下，，某些些部分分的结结构功功能要要发生生改变变，或或者有有些反反应发发生改改变，，因此此，必必须从从动态态和发发展的的观点点来分分析问问题。。四.细细胞胞生物物学的的总趋趋势及及重要要领域域总趋势势：细细胞胞生物物学与与分子子生物物学相相互渗渗透与与交融融。三大基基本问问题：：1.细细胞内内基因因组（（人10万万基因因）是是如何何在时时间与与空间间上有有序表表达的的。2.表表达达产产物物--结构构蛋蛋白白与与核核酸酸，，脂脂质质、、糖糖及及其其复复合合物物，，如如何何逐逐级级装装配配。。3.基基因因表表达达产产物物--大量量活活性性因因子子与与信信号号分分子子。。当前前若若干干重重大大课课题题（（细细胞胞基基本本生生命命活活动动研研究究））1.染染色色体体DNA与与蛋蛋白白质质互互相相作作用用关关系系。。2.细细胞胞增增殖殖、、分分化化、、凋凋亡亡的的相相互互关关系系及及其其调调控控。。3.细细胞胞信信号号转转导导的的研研究究。。4.细细胞胞结结构构体体系系的的装装配配。。5.蛋蛋白白质质合合成成分分选选与与跨跨膜膜定定向向运运输输。。6.细细胞胞及及细细胞胞器器的的起起源源等等。。中文文科科技技期期刊刊全全文文数数据据库库（（重重庆庆维维普普））中国国期期刊刊网网镜镜像像万方方数数据据资资源源系系统统镜镜像像国家家科科技技图图书书文文献献中中心心（（NSTL））EBSCOhost外外文文全全文文数数据据库库Elsevier（（已已过过试试用用期期，，但但可可查查阅阅文文摘摘））Springer外外文文电电子子期期刊刊我校校具具有有以以下下数数据据库库，，可可供供使使用用分子子细细胞胞生生物物学学韩韩贻贻仁仁科科学学出出版版社社2001年年03月月医学学细细胞胞与与分分子子生生物物学学陈陈诗诗书书上上海海医医科科大大学学出出版版社社1999年年01月月细胞胞生生物物学学王王德德耀耀上上海海科科学学技技术术出出版版社社1998年年出出版版细胞胞生生物物学学翟翟中中和和等等编编高高等等教教育育出出版版社社2000年年8月月出出版版细