细胞生物学第1章 绪论课件

细胞生物学CellBiology

5号楼-309室

电话：；6邮箱：《细胞生物学》是研究真核细胞形态、结构和功能的学科，它是一门正在发展形成中的学科，其发展经历从经典的细胞水平研究、亚细胞水平研究到目前的分子水平研究三个阶段。细胞是一切生物体生命活动的基本单位，当今生命科学的发展方向就是运用分子生物学技术手段探讨研究细胞内的生命活动、揭示细胞内发生的分子事件，因此，《细胞生物学》是生命科学的前沿学科。《细胞生物学》课程内容涵盖了当今生命科学的许多前沿热点研究领域，主要包括细胞信号转导、细胞周期调控、细胞增殖与分化、细胞衰老与凋亡、细胞癌变以及细胞基因表达调控等等细胞内发生的一系列重大分子事件，是生命科学相关专业本科生必修的一门课程。细胞生物学CellBiology课程教学网址：●二十一世纪是生命科学的世纪●生命科学吸引了大批优秀科学家。●人类所面临的人口、食品、能源、环境、健康等一系列问题都有待生命科学回答。●发展迅速，期刊数量最多，SCI源期刊IF排在前十位的均为生物医学类期刊。如Cell,MolecularCell第一节细胞生物学研究的内容与现状Divisionsinthebiologicalsciencesarebasedondegreesof“complexity”

LevelsofBiologicalComplexity1.Biochemistry&Biophysics2.Microbiology3.CellBiology4.DevelopmentalBiology5.Anatomy&Physiology6.Zoology&PlantBiology7.Ecology●Biochemistry&Biophysics:studyofthestructuresandbehaviorsofmolecules●Microbiology:studyofprokaryoticcellsandviruses●CellBiology:studyofthestructureandfunctionofeukaryoticcellsonmicroscopic,sub-microscopicandmolecularlevels●DevelopmentalBiology:studyofhowcommunitiesofcellsformtissues,organs,andbuildanorganism●Anatomy&Physiology:studyofthestructuresandfunctionsoftissuesandorgans●Zoology&PlantBiology:studyoftheorganisms●Ecology:studyofhoworganismsinteractwitheachotherandwiththeirenvironmentsWhatisCellBiology?WhatisCellBiology?细胞生物学在现代生物学中的地位Themaincontentofthecellbiologycourse●Thestructuresofthecell(suchasplasmamembrane,cellsurface,organelles,cytoskeleton,chromosome,etal)●Theactivitiesofthecell(suchasmembranetransport,cellcommunication,celldivisionandproliferation,celldifferentiation,DNAreplicationandgeneexpression,etal)●Theregulationoftheactivitiesofthecell(suchasgeneexpressionregulation,cellcycleregulation,etal)●Theadvancesincellularresearch(suchassignaltransduction,geneexpressionregulation,cellcycleanditsregulation,cellproliferation/differentiationandtheirregulation,cellsenescenceandapoptosisandtheirregulation,cancercells,etal)●肉眼(nakedeyes)的分辨率(minimumresolutionrate:200uM)限制了细胞的发现,光学显微镜

(lightmicroscope)的发明和使用●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年第一台光学显微镜问世，放大倍数不超过10倍。DiscoveryofthecellDiscoveryofthecellRobertHooke’smicroscopeRobertHookeandhis“cells”FormulationofcelltheoryMatthiasJacobSchleidenTheodarSchwannFormulationofcelltheory关于细胞学说的两大美誉:

◆

19世纪自然科学的三大发现之一（进化论、能量转化与守恒定律、细胞学说）

◆现代生物学的三大基石之一（遗传学、进化论、细胞学说）Celltheory(细胞学说)1原生质理论的提出

2关于细胞分裂的研究

3重要细胞器的发现

4遗传学方面的成就细胞学的诞生细胞学的诞生1932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、无细胞体系等分析技术研究这些结构的功能。Cytology发展为CellBiologyy。细胞亚显微结构研究CellBiologyperiodCellBiologyperiod1952年RE.Franklin拍摄到清晰的DNA晶体的X-衍射照片。1953年她认为DNA是一种对称结构，可能是螺旋。1953年，JD.Watson和FHC.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。1983年,K.B.Mullis发明PCR仪,于1993年获诺贝尔化学奖1990年，美国国会正式批准的“人类基因组计划”（HumanGenomeProject）。我国于1993年加入该计划，承担其中1%的任务，即人类3号染色体短臂上约30Mb的测序任务。2000年6月28日人类基因组工作草图完成。同年，美国国立卫生研究院给一名患有先天性重度联合免疫缺陷病的4岁女孩实施了首例基因治疗。这种疾病因腺苷脱氨酶（ADA）基因变异引起。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。DollywithherfirstbornlambLelandH.Hartwell

R.Timothy(Tim)Hunt

SirPaulM.Nurse

2001年，美国人Leland

Hartwell、英国人PaulNurse、

Timothy

Hunt因对细胞周期调控机理的研究而获诺贝

尔生理医学奖。2002年，英国人悉尼·布雷诺尔、美国人罗伯特·霍维茨和英国人约翰·苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理学或医学奖。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

2006年美国人AndrewZ.Fire和CraigC.Mello因对RNA干扰的研究而获诺贝尔生理与医学奖。AndrewZ.Fire CraigC.Mello细胞生物学学习方法认识细胞生物学课程的重要性正如原子是物理性质的最小单位，分子是化学性质的最小单位，细胞是生命的基本单位。诺贝尔奖频繁授予细胞生物学领域。各国政府都重视细胞生物学学科，新西兰科技部（MinistryofResearch,ScienceandTechnology）的报告BIOTECHNOLOGIESTO2005中认为细胞生物学是未来生物技术的重要支撑学科。Hypercholesterolemia(defectiveuptakeoflipoproteins)Cysticfibrosis(misfoldingofkeyprotein)Hypertension(defectivecell-celladhesioninthekidney)Congenitalheartdefects(errorsincellmigrationduringdevelopment)Mysculardystrophy(defectiveattachmentoftheplasmamembranetothecytoskeleton)Lysosomalstoragedisease(defectiveintracellulartransportofenzymes)Food-borneillness(Salmonella,E.coli)Cancer(errorsincelldivision,migration,cellpolarity,growth,etc)AgeingAlldiseasestatesarecausedatthecellularlevelUnderstandingcellbiologyisimportanttounderstandthebasisfordiseaseGeneticengineeringoffoodsBiotechnologyOrgangrowthincultureStemcellresearchForensicsciencesArchaeologyUnderstandingcellbiologyisimportanttomakeinformeddecisionsonsocialissues掌握学科的思维逻辑对于学习和预见预见一个有价值的发现很有帮助。1．结构与功能2．基因与表型3．信号与效应4．趋同于分异5．同源与同工掌握学科的基本逻辑了解学科的过去、现在和未来免费的数据库，提供918种期刊的全文。包括著名的JCB、PNAS、JBC等细胞生物学专业优秀期刊，提供1955年以来的全文。生物化