第1章绪论细胞生物学(翟中和第四版)

细胞生物学

CellBiology生物与农业科技学院

授课教师：邓力喜TelQ：2321261524教学安排与考核方式讲课：48学时（单双周）考核方式：平时成绩30%（考勤、课堂表现、课后作业）理论课考试成绩70%（闭卷）教材翟中和王喜忠丁明孝主编细胞生物学（第4版）目录第一章绪论第二章细胞的统一性与多样性第三章细胞生物学研究方法第四章细胞质膜第五章 物质跨膜运输第六章线粒体和叶绿体第七章 细胞质基质与内膜系统第八章蛋白质分选与膜泡运输第九章细胞信号转导

第十章细胞骨架第十一章细胞核与染色质第十二章核糖体第十三章细胞周期与细胞分裂第十四章细胞增殖调控与癌细胞第十五章细胞分化与胚胎发育第十六章细胞死亡与细胞衰老第十七章细胞的社会联系基本知识介绍（1-3章）细胞的基本结构与功能（4-12章）细胞重大生命活动（13-16章）细胞的社会联系（17章）第1章绪论本章主要内容第一节细胞生物学研究的内容与现状第二节细胞学与细胞生物学发展简史第一节细胞生物学研究的内容与现状细胞生物学(cellbiology)是研究和揭示细胞基本生命活动规律的学科，它从显微、亚显微及分子水平上研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号转导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。它是现代生命科学中的重要基础前沿学科之一。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科1925.Wilson：“一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找答案”EdmundB.Wilson,1856-1939Thekeytoeverybiologicalproblemmustfinallybesoughtinthecell.

美国科学情报研究所（ISI）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）。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科

美国国立卫生研究院（NIH）在1998年底发表的一份题为《什么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）一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2000年，瑞典科学家阿尔维德·卡尔松(ArvidCarlsson)、美国科学家保罗·格林加德(PaulGreengard)、奥地利科学家埃里克·坎德尔(EricRKandel)因在人类脑神经细胞间信号的相互传递方面获得的重要发现，而共同获得诺贝尔医学及生理学奖。诺贝尔奖（2000-2013）

一、现代生命科学中重要的基础前沿学科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。LelandH.Hartwell

R.Timothy(Tim)Hunt

SirPaulM.Nurse

一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2002年，英国人布雷诺尔、美国人霍维茨和英国人苏尔斯顿，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生理学或医学奖。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2003年，美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，分别因对细胞膜水通道，离子通道结构和机理研究而获诺贝尔化学奖。PeterAgreRoderickMacKinnon

一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2004年，美国人RichardAxel和LindaB.Buck获诺贝尔生理与医学奖，他们发现气味受体和嗅觉系统的组成。RichardAxelLindaB.Buck一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2005年BarryJ.Marshall和J.RobinWarren获诺贝尔生理与医学奖，他们发现幽门螺杆菌及其在胃炎和胃溃疡方面的作用。BarryJ.MarshallJ.RobinWarren一、现代生命科学中重要的基础前沿学科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一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2007年美国的马里奥·卡佩奇、奥利弗·史密斯和英国的马丁·伊文思因对基因打靶技术的研究而获诺贝尔生理学医学奖。MarioR.CapecchiSirMartinJ.EvansOliverSmithies一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2008年两位法国科学家西诺西和蒙塔尼因发现人类免疫缺陷病毒（HIV）,德国科学家哈拉尔德·楚尔·豪森因发现人类乳突淋瘤病毒（HPV）导致子宫颈癌而获诺贝尔生理学医学奖。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2008年日本科学家下村修、美国科学家马丁·沙尔菲和美籍华裔科学家钱永健因发现和修饰绿色荧光蛋白（GFP)获得诺贝尔化学奖。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2009年万卡特拉曼-莱马克里斯南、托马斯-施泰茨和阿达-尤纳斯因对“核糖体结构和功能的研究”做出突出贡献而获得诺贝尔化学奖。

一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白·布莱克本、卡萝尔·格雷德和杰克·绍斯塔克，以表彰他们“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2010年诺贝尔生理学或医学奖授予英国生理学家罗伯特·爱德华兹，以表彰他在体外受精技术领域做出的开创性贡献。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2011美国的布鲁斯·巴特勒、卢森堡科学家朱尔斯·霍夫曼和加拿大科学家拉尔夫·斯坦曼因发现了免疫系统激活的关键原理而获诺贝尔生理学医学奖。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰·格登和日本医学教授山中伸弥，以表彰他们在“体细胞重编程技术”领域做出的革命性贡献。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2012年两位美国科学家罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩·克比尔卡因“G蛋白偶联受体研究”而获得诺贝尔化学奖。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科2013年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯-E.罗斯曼和兰迪-W.谢克曼、德国科学家托马斯-C.苏德霍夫，以表彰他们发现细胞内部囊泡运输调控机制。一、现代生命科学中重要的基础前沿学科一、现代生命科学中重要的基础前沿学科细胞生物学遗传学生物化学发育学生理学分子生物学免疫学当前细胞生物学研究的3个根本性问题基因组如何在时间和空间上有序表达基因表达的产物如何逐级组装成细胞的基本结构体系及各种细胞器基因及其表达的产物如何调节细胞的重大生命活动一、现代生命科学中重要的基础前沿学科二、细胞生物学的主要研究内容生物膜和细胞器细胞骨架体系细胞信号转导二、细胞生物学的主要研究内容细胞核、染色体和基因表达细胞增殖及其调控二、细胞生物学的主要研究内容细胞分化及干细胞生物学细胞死亡二、细胞生物学的主要研究内容细胞衰老细胞工程二、细胞生物学的主要研究内容MoleculesPolymersCellsOrganisms细胞的起源与进化Theinnerlifeofthecell细胞重大生命活动及其相互关系第二节细胞学与细胞生物学发展简史

1590年J.和Z.Janssen制作第一台复式显微镜。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”。一、细胞的发现一、细胞的发现RobertHookeHooke'smicroscopeCellstructureofCorkbyHooke一、细胞的发现AntonievanLeeuwenhoekReplicaofmicroscopebyVanLeeuwenhoek二、细胞学说的建立及其意义MatthiasJakobSchleidenTheodorSchwannRudolphCarlVirchow细胞学说（Celltheory）1838年，德国植物学家施来登

发表论文指出∶植物是由细胞构成的1839年，德国动物学家施旺首次提出细胞学这个名称，并提出了◆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

1858年，德国医生和病理学家魏尔肖对细胞学说进行了重要补充：一切细胞产自细胞。细胞学说是人类在19世纪的三大发现之一三、细胞学的经典时期1.原生质理论的提出原生质(protoplasm)(普金耶1840，冯·莫尔1846)；原生质理论(舒尔策1861)；原生质体(protoplast)(Hanstein1880)2.细胞分裂的研究直接分裂；有丝分裂；减数分裂(1841－1886)3.细胞器的发现中心体(1883)；线粒体(1894)；高尔基体(1898)四、实验细胞学与细胞学的分支及其发展1.细胞遗传学动物受精(1876)；卵和精子染色体(1883)；植物双受精(1888，1893)，遗传法则(孟德尔34年前，1900)，性别与染色体有关(1905)；基因学说(Morgan)2.细胞生理学的研究组织培养技术(1909)；细胞器分离(1943)3.细胞化学福尔根染色(1924)；紫外分光法(1930-1940)五、细胞生物学学科的形成与发展20世纪50年代以来，电子显微镜与超薄切片技术结合，产生了细胞超微结构学50年代中期到60年代末，分子生物学、生物化学遗传学等学科与细胞学相互渗透与结合20世纪70年代，分子生物学概念与技术的引入80年代以来，细胞生物学主流为细胞的分子生物学90年代后期，纳米生物学兴起进入21世纪，生