细胞生物学绪论

细胞生物学考核方法期末考试70分平时成绩课堂提问10分作业（章节提要、文献阅读）

10分

期中考试10分为什么要学习细胞生物学？第一章绪论细胞生物学发展简史细胞生物学的主要研究内容一、细胞生物学的学科概况

第一节细胞生物学的研究的内容和现状

细胞生物学的定义学科特点

1.研究领域2.学术领域3.应用领域学科地位

（一）学科地位Nobel医学和生理学奖（P&M）、化学奖多与细胞生物学相关（1958-2010年参考382页附录）。2014P&M

发现构成大脑定位系统的细胞，三人将分享800万瑞典克朗奖金，约合人民币678万元。Chemistry研制出超分辨率荧光显微

2013P&M发现了细胞囊泡交通的运行与调节机制。2012P&M生物体成熟的特化细胞可以借助“再编程”回到初始状态，继而改性并发育成为任何一种细胞。2011P&M免疫系统激活的关键原理。

1.研究领域

诺贝尔奖章用约200克黄金制成，还刻有获奖者姓名、奖项、获奖年月，以及赞词“多么仁慈而伟大的人物，人们仰赖他的贡献和发现，使得人们智慧生活更见充实”。克里克获得的诺贝尔奖章在美国纽约以227万美元（约合1406万元人民币）的价格拍卖。2014年12月10日，俄罗斯首富阿利舍尔·奥斯曼诺夫日前宣布,他把在拍卖会上花费470多万美元拍得的诺贝尔奖奖章,归还卖家、诺奖得主美国科学家詹姆斯·沃森（和弗朗西斯·克里克因一起发现了DNA双螺旋结构）。2008年：M&P宫颈癌致病病毒人乳头状瘤病毒、艾滋病病毒。Chemistry是日本科学家下村修、美国科学家马丁·沙尔菲和美籍华裔科学家钱永健。发现了源自深海水母的蛋白质——绿色荧光蛋白，并研究、拓展了其应用。作业：诺贝尔奖背后的故事日本科学家下村修发现野生型绿荧光水母——通过体内绿色荧光蛋白发光。线形虫体内植入绿色荧光蛋白质马丁·沙尔菲成功地通过基因重组的方法使得其他生物也能产生绿色荧光蛋白，建立了利用绿色荧光蛋白研究基因表达方法。美籍华人钱永健系统地研究了绿色荧光蛋白的工作原理，大大增强了它的发光效率，还发展出了红色、蓝色、黄色荧光蛋白。有了这些荧光蛋白，科学家们就好像在细胞内装上了“摄像头”，得以实时监测各种病毒“为非作歹”的过程。图片是哈佛大学于2008年10月8日拍摄的。图中是实验室中某老鼠的脑细胞和发光的多颜色的蛋白质。美国科学情报研究所（InstituteforScienceInformation，ISI），统计目前每年SCI（ScienceCitationIndex，SCI）收录的约100万篇研究论文中近一半与生命科学有关。1997年SCI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）。日造假“学术女神”导师自杀

2014年1月，日本美女科学家小保方晴子在《自然》杂志发表两篇诺奖级论文，声称发现了成年动物体细胞克隆的全新方法。笹井芳树就是小保方晴子的上司和论文的共同作者。随着此后论文被认定造假，遭《自然》杂志撤稿。2.学术领域----现代生命科学的重要基础学科

美国第一位细胞生物学家Wilson提出著名论断：“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。要最终阐明生命现象，必须在细胞水平上。

汇集了生命科学中各个分支学科的精髓，从细胞这个单位里揭示出多种生命现象的奥秘，发展成为生命科学的“中心学科”。？？？？分子生物学遗传学生物化学植物生理学发育生物学免疫学它同生物化学、遗传学形成生命科学的鼎立三足，既是当代生命科学发展的前沿，又是生命科学赖以发展的基础。

我国基础科学发展规划中生命科学的四大基础学科：

细胞生物学分子生物学神经生物学生态学

3.应用领域（实践意义）（1）医药方面：

全球研究最热门三种疾病是： 癌症（cancer） 心血管病（cardiovasculardiseases） 爱滋病和肝炎等传染病（AIDS，hepatitis）①对细胞的认识促进了某些疾病病理的认识。对癌基因、抑癌基因的发现加深了对癌症的认识;

对溶酶体的研究，了解到细胞的变性、坏死，特别是风湿性关节炎、痛风、矽肺（硅肺）等疾病的发病原因。②应用细胞生物学技术对疾病的诊断、治疗和医用药物的生产也有重要的意义。如染色技术用于遗传病及癌症的诊断；

好莱坞知名女星安吉丽娜·朱莉2013.5.14日在《纽约时报》上发表了“我的医疗选择”一文，她表示自己已经接受预防性的双侧乳腺切除手术，据朱莉介绍，自己的母亲曾经与癌症作斗争了近十年，于56岁时去世。由于妈妈给她遗传了BRCA1基因，因此患乳腺癌和卵巢癌的几率要比较高，分别是87%和50%。术后患上乳腺癌的机率从87%下降到5%。测试BRCA1和BRCA2的费用——在美国的的费用要3000多美元（约1.8万元）BRCA1乳腺癌1号基因

人类乳头瘤状病毒(HPV)疫苗预防子宫颈癌的成功率高达七成。预防性宫颈癌疫苗一共三针，全部打完约在3000元。只是防止HPV病毒中的2种高发病毒，这两种病毒最容易引起宫颈癌，但不是你打了疫苗就一定可以防止宫颈癌，因为可以引起宫颈癌的HPV病毒有100多种。（2）农业方面：①农作物农作物抗逆性和适应性的认识；农作物育种；转基因植物的大面积推广；②畜牧、水产转基因动物的培育；克隆技术的应用可以用于繁殖优良品种家畜。含有荧光水母基因的小猪

第一种上市的转基因动物荧光斑马鱼（二）细胞生物学的定义细胞生物学（CellBiology）运用近代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法，从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能及各种生命活动规律。

1.三个层次

显微水平（MicroscopicStructure）：即整体水平。指肉眼看不到而在普通光学显微镜下的可见范围。如：染色体、线粒体、细胞核、核仁等。

亚显微水平(SubmicroscopicStructure)：亦称超微结构(Ultrastructure)，指普通光镜看不到而在电镜或其它工具看到的分子以上的结构。如：内质网膜、核膜、微管、微丝等。分子水平：细胞结构的分子组成，及其在生命活动中的作用。

（三）学科特点1.研究内容深刻（涉及生命机理的一切水平都要探讨）和研究范围广泛（一切生命现象都要涉及到）。2.新兴学科，内容更新迅速，不具备完整的学科体系，没有明确范围。提高英文水平，紧跟世界学科发展。3.细胞生物学与生物学许多分支学科相互渗透与交融是总的发展趋势。二、细胞生物学的主要研究内容

细胞生物学研究历史（第一章）细胞概要（第二章）研究方法（第三章）细胞结构和功能细胞质膜（第四章）、细胞质膜功能（第五章）细胞器线粒体和叶绿体（第六章）细胞质基质（第七章）内质网高尔基体溶酶体过氧化物酶体核糖体（第十二章）（第七章）细胞骨架（第十章）细胞核与染色体（第十一章）蛋白质分选与膜泡运输（第八章）细胞信号转导（第九章）细胞的增殖调控（第十四章）细胞的分化（第十五章）细胞死亡、衰老（第十六章）细胞的联系（第十七章）生命活动

第二节细胞学与细胞生物学发展简史

近350年的发展历史大致可以划分为四个主要的阶段：1）1665-1830s，细胞发现和细胞知识的积累阶段。

2）1830s-1930s，细胞学说建立，Cytology学科基本体系开始形成。3）1930s-1970s，电镜技术应用，Cytology发展为Cellbiology。4）1970s以来，分子细胞生物学时代。

一、细胞的发现

1.罗伯特·胡克（Hooke英）第一架有科学研究价值的复合式显微镜（放大40—140倍）。1665年，发表《显微图谱》，观察了软木，并首次使用“cell”一词。

第一个观察到活细胞有机体的是谁？软木塞细胞

2.列文虎克（荷兰）单透镜制造出了“单式显微镜”（放大300倍左右）。

1677年，列文虎克（Leeuwenhoek）首次用自制显微镜看到了活细胞，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等，被认为是微生物学的开山祖。

现代完整的细胞学说的内容包括3点：1.细胞是生物体的基本结构单位2.细胞是生物体最基本的代谢功能单位3.细胞只能通过细胞分裂而来。二、细胞学说的建立及其意义细胞的统一性与多样性各种动物细胞各种植物细胞

19世纪未是细胞研究的繁盛时期，相继发现了许多重要的细胞结构和细胞活动现象。被认为是细胞学经典时期。主要工作有：1.原生质理论的提出2.关于细胞分裂的研究3.重要细胞器的发现细胞学的经典时期1892首先由德国胚胎学家Hertiwig发表专著《Thecell&theTissue》，被认为是细胞学作为一门独立学科的开始。随后，德国另一胚胎学家魏尔逊(Wilson1896)发表《TheCellinDevelopment&Heredity

》被认为是第一部系统的细胞学。1925年该书第三版问世，书中Wilson绘制了一幅细胞模式图，反映了光镜时代对细胞结构的认识水平，作为细胞学史上第二个具有代表意义的模型，一直沿用到本世纪50年代。1933年，电子显微镜诞生，分辨率继续深入至0.2纳米。40年代后期，在电镜下相继发现了某些细胞器的超微结构。1961年，J.Brachet集40、50年之大成绘制了细胞的超微结构，反映了电镜时代对细胞的认识水平，成为细胞学史上第三个有代表意义的细胞模式图。三、细胞生物学的兴起60年代，电镜标本固定技术改进，人们发现基质中有微管、微丝的存在；70年代，由于使用了高压电镜，人们看到了细胞的立体结构，又发现基质中除了有微管、微丝外，还有网架状的微梁网架，或称微梁系统。至此，人们发现细胞质基质中具有一定秩序的立体空间结构──“细胞骨架”（cytoskeleton）。1976年，波特总结这些资料绘制了一幅细胞骨架模式图，这个图可以算是第四代细胞模型，虽然还不很完善。高压电子显微镜、扫描隧道电子显微镜诞生今后的主要发展方向——分子细胞生物学

四.分子细胞生物学

第二节细胞学与细胞生物学发展简史

近350年的发展历史大致可以划分为四个主要的阶段：1）1665-1830s，细胞发现和细胞知识的积累阶段。

2）1830s-1930s，细胞学说建立，Cytology学科基本体系开始形成。3）1930s-1970s，电镜技术应用，Cytology发展为Cellbiology。4）1970s以来，分子细胞生物学时代。

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：胡适、朱徵、吴鹤龄、丁明孝、尚克刚、翟中和北京师范大学：汪堃仁、王永潮、薛绍白、柳惠图；兰州大学：郑国錩、贾敬芬、郑荣梁中山大学：王金发中国科学院上海细胞生物学研究所中国科学院遗传与发育生物学研究所中国军事医学科学院2014USNews美国细胞生物学研究生排名

001哈佛大学研究生院GraduateSchool,HarvardUniversity002斯坦福大学研究生院GraduateSchool,StanfordUniversity003耶鲁大学研究生院GraduateSchool,YaleUniversity004约翰·霍普金斯大学医学院SchoolofMedicine,JohnsHopkinsUniversity004加州大学旧金山分校研究生院GraduateSchool,UniversityofCalifornia--SanFrancisco004加州大学伯克利分校研究生部GraduateDivision,UniversityofCalifornia--Berkeley2014USNews美国细胞生物学研究生排名

Division,UniversityofCalifornia--Berkeley007麻省理