细胞概论自学版

Lifeisthemostbasicpropertyofcells,andcellsarethesmallestunitstoexhibitthisproperty.Chapter1Introductiontothecell细胞概论自学版第1页单细胞生物细菌等。多细胞生物盘藻4、6、8或10余个未分化细胞线虫1090个细胞婴儿1012个细胞成人6×1014个细胞1克哺乳动物肝脏2.5～3亿个细胞。细胞概论自学版第2页MolecularBiologyof

TheCellBruceAlberts,AlzanderJohnson(DennisBray),JulianLewis,MartinRaff,KeithRoberts,PeterWalter(JamesWatson).参考书细胞概论自学版第3页TheWorldoftheCellWayneBecker,JameReece,MartinPoenie细胞概论自学版第4页细胞概论自学版第5页分子层次亚细胞层次整体层次细胞分子生物学细胞学细胞生物学分子生物学Ⅰ.TheResponsibilitiesofCellBiology细胞概论自学版第6页细胞学(cytology)是研究细胞生命现象科学，研究范围包含：细胞形态结构和功效、分裂和分化、遗传和变异以及衰老和病变等。细胞概论自学版第7页细胞生物学(cellbiology)

细胞生物学是以细胞为研究对象，从细胞整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次，以动态观点，研究细胞和细胞器结构和功效、细胞生活史和各种生命活动规律学科。细胞概论自学版第8页分子生物学(molecularbiology)

在分子水平上硕士物大分子结

构、功效和生物合成等方面来说明各种生命现象本质。细胞概论自学版第9页

细胞分子生物学(molecularbiologyofthecell)

将分子生物学与细胞生物学相结合，在分子水平上研究细胞结构与功效活动分子机制和相互关系，以及它们与环境之间相互关系。

细胞概论自学版第10页细胞生物学分支学科细胞化学细胞遗传学细胞生理学细胞动力学细胞能力学细胞生态学细胞形态学细胞概论自学版第11页本课程目标和任务了解和掌握细胞结构、功效、生活史以及各种生命活动本质和规律；学会从细胞整体水平、亚细胞水平和分子水平等三个方面分析相关生命现象，以动态观点考查细胞结构和功效；利用综合和分析方法，了解和阐述细胞结构与功效之间关系，为后续专业课学习奠定基础。细胞概论自学版第12页19世纪初～19世纪中19世纪中～20世纪初20世纪初～20世纪中始于20世纪60年代试验细胞学阶段(experimentalperiod)16世纪～19世纪初Ⅱ.ABriefHistory

细胞学发展萌芽阶段(sproutingperiod)细胞学说创建阶段(originationperiod)经典细胞学阶段(classicalperiod)细胞生物学阶段(cellbiologicalperiod)细胞概论自学版第13页

1590年,荷兰眼镜制造商Z.Janssen弟兄试制成第一台复式显微镜。“工欲行其事，必先利其器”细胞学萌芽阶段细胞概论自学版第14页

In1665,RobertHookesawanetworkoftinyboxlikecompartments.Hecalledtheselittlecompartments“cellulae”.

Itispresent-dayterm,cell.

细胞概论自学版第15页

荷兰人Leeuwenhock是第一个看到活细胞人，他一生中制作了200多台显微镜和500多个镜头，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼红细胞、牙垢中细菌等等。细胞概论自学版第16页即使普通认为“细胞学说（CellTheory)”是德国人施莱登（MatthiasJacobSchleiden）和施旺（TheodarSchwann）提出来，不过19世纪不少科学家对细胞学说创建做出了贡献。这一时期人才辈出，他们不停追求和探索精神才是细胞学得以发展原动力。细胞学说创建阶段(originationperiod)细胞概论自学版第17页1831年，英国人RobertBrown观察植物时发觉了细胞核(nuecleus)。当初他任大英帝国博物馆收藏部主任，林奈学会理事长。细胞概论自学版第18页

F.Dujardin(1835年)、Pukinje(1839年)、von.Mohl(1846年)分别在动、植物中看到了“肉样质”（Sarcode)物质，并将其命名为“原生质”（protoplasm)。

1861年，MaxSchultze认为动植物细胞中原生质含有一样意义，提出了原生质理论。细胞概论自学版第19页Jean-BaptistedeLamark，取得性遗传理论创始人，法国动物学教授，认为只有含有细胞机体，才有生命。CharlesBrisseauMilbel，法国植物学家，认为植物每一部分都有细胞存在。细胞概论自学版第20页

MatthiasJacobSchleiden（1804-1881)，德国植物学教授，1938年发表“植物发生论”(BeitragezurPhytogenesis)，认为不论怎样复杂植物都有形形色色细胞组成。细胞概论自学版第21页TheodorSchwann（1810-1882)，德国解剖学教授，于1838年提出了“细胞学说”（CellTheory)这一术语，1839年，发表了“关于动植物结构和生长一致性显微研究”，认为：1)有机体由细胞组成；2)细胞是组成有机体基本单位。细胞概论自学版第22页1855年，德国学者R.Virchow提出"一切细胞起源于细胞"著名论断，细胞学说才得以完善。细胞概论自学版第23页Allorganismsarecomposedofoneormorecells.CelltheoryThecellisbasicunitofstructureandfunctionforallorganisms.

Allcellsariseonlyfrompreexistingcellsbydivision.细胞概论自学版第24页Thecellisthestructuralunitoflife,Allorganismsismakeupofcells.细胞概论自学版第25页Thecellisthefunctionalunitoforganisms.Allmetabolicactivityisbasedoncells.细胞概论自学版第26页Thecellisthefoundationofreproduce,andthebridgeofinheritance.细胞概论自学版第27页细胞学说19世纪三大创造:能量守恒定律进化论——恩格斯细胞概论自学版第28页经典细胞学阶段染色体发觉细胞受精和分裂研究一些主要细胞器发觉试验技术深入发展：细胞染色技术、切片技术、显微技术等不停改进和创新，确保了科学研究进步。细胞概论自学版第29页

从1900年到1953年半个世纪里，细胞学发展主要是采取新试验技术伎俩和分析方法研究细胞学问题，研究层次从形态结构观察深入到生理功效、生物化学、遗传发育机理研究。试验细胞课时期

(experimentalcytology)细胞概论自学版第30页组织匀浆差速离心方法放射性同位素技术——细胞化学细胞生理学电子显微镜——细胞显微及亚微形态学因为试验研究不停同相邻学科结合、相互渗透，造成了一些主要分支学科建立和发展。细胞概论自学版第31页海胆卵受精和蛔虫卵发育中核质关系——试验细胞学孟德尔遗传法则染色体遗传理论《基因论》组织培养——细胞遗传学细胞概论自学版第32页

分子层次（molecularlevels）细胞生物学阶段

亚显微层次（submicroscopiclevels）

显微层次（microscopiclevels）细胞概论自学版第33页生物学研究正经历着由还原型向综合型回归，而细胞正是这一回归第一站。细胞分子生物学集生物学发展之大成，既是生物学发展基础，也是生物学发展前沿、亮点、热点和漩涡，是一个潜伏巨大成功领域。细胞分子生物学是生物学各个学科交汇点，集散地和生发中心（生命科学、医学和生物技术）。细胞概论自学版第34页细胞生物学研究动态和发展趋势生物膜结构与功效真核细胞基因组结构及其表示调控染色体结构与功效细胞骨架与核骨架细胞增殖与调控细胞生长与分化细胞社会学细胞免疫细胞工程研究细胞概论自学版第35页狩猎采集经济农业经济时代工业经济信息时代生物经济时代生物经济资源为基因，其关键技术为建立在细胞与分子生物学理论基础上各类生物技术。细胞概论自学版第36页

生物经济时代特点是：生物芯片技术广泛应用于科研、医疗、农业、食品、环境保护、司法判定等领域。成为与晶体管芯片一样主要产业。基因克隆和重组技术日趋成熟、人类后基因组计划→基因治疗成为常规技术。动物克隆技术、人类干细胞定向分化技术→人工器官将用于医学治疗。计算机和网络系统为生物经济遗传信息管理和交流提供了方便。细胞概论自学版第37页

Chapter3

MolecularBasisofCells细胞概论自学版第38页细胞中各种成份相对含量细胞概论自学版第39页smallmoleculeswaterSaltsorganic

smallmolecules细胞概论自学版第40页smallmoleculeswaterSaltsorganic

smallmoleculesMonosaccharide细胞概论自学版第41页smallmoleculeswaterSaltsorganic

smallmoleculesFattyacids脂肪酸是脂主要成份。各种脂肪酸碳氢链长度及所含碳-碳双键数目和位置不一样，决定了它们不一样化学特征。细胞概论自学版第42页smallmoleculeswaterSaltsorganic

smallmoleculesAminoacids细胞概论自学版第43页44细胞概论自学版第44页smallmoleculeswaterSaltsorganic

smallmoleculesNucleotides细胞概论自学版第45页细胞概论自学版第46页smallmoleculeswaterSaltsorganic

smallmoleculesbiologicalmacromoleculesProteinsNucleicacids细胞概论自学版第47页

功能举例功能举例结构材料胶原、角蛋白激素胰岛素、生长激素运动肌动蛋白肌球蛋白物质运输Na+-K+泵营养储存酪蛋白、铁蛋白信号转导乙酰胆碱受体基因调控Lac操纵子渗透压调整血清白蛋白免疫作用抗体毒素白喉和霍乱毒素电子转移细胞色素酶(催化作用)氧化还原酶连接酶等细胞概论自学版第48页小RNA一类非编码RNA，分子质量较小,含有组织、时间及空间表示特异性，在各种生命活动过程中发挥主要调整作用。细胞概论自学版第49页小RNA微小RNA(microRNA,miRNA)：21～25nt，广泛存在于真核生物中，主要经过与靶基因不完全互补结合，抑制翻译或促进去除mRNApolyA等方式调控靶基因表示。小干扰RNA(smallinterfereRNA，siRNA):25～30nt，与目标mRNA结合，引发其降解，从而造成靶基因缄默。重复相关小干涉RNA(piwi-interactingRNA，piRNA):26～31nt,调控基因缄默路径。细胞概论自学版第50页核酶

近年来研究发觉，一些小分子RNA也含有生物催化功效，这类含有特殊催化作用小RNA被称为核酶（ribozyme）。核酶发觉对酶本质是蛋白质这一传统概念提出了新挑战，同时也为生命起源问题探索提出了新看法。当前已知含有催化活性天然核酶有五类：自体催化剪切型，异体催化剪切型，第一组内含子自我剪接，第二组内含子自我剪接以及锤头状核酶。其中锤头状核酶已被人工合成，并显示出很好功效。人们可依据锤头状核酶结构模式来设计、破坏致病基因或癌基因，从而到达治疗疾病目标，为临床肿瘤治疗提供新路径。细胞概论自学版第51页细胞器细胞高级结构小分子大分子细胞7细胞概论自学版第52页细胞概论自学版第53页细胞生命起源分五个阶段：①地球和原始大气层形成；②有机分子自发形成；③分子聚合体形成；④生命初级聚合体形成；⑤原始细胞形成。细胞进化及其基本结构细胞概论自学版第54页1.支原体(mycoplasma）支原体是当前发觉最简单、体积最小原核细胞，也是唯一一个没有细胞壁原核细胞。Ⅱ.细胞结构普通概念细胞概论自学版第55页俄罗斯生化学家AleksanderOparin提出地球上有机分子是在适当化学和物理条件下自然形成。1953年，这一假说得到了试验支持。细胞概论自学版第56页细胞概论自学版第57页动物细胞植物细胞细胞概论自学版第58页

细胞器

动物细胞

植物细胞

细胞壁

无

有叶绿体无有液泡无有溶酶体有无胞质分裂方式收缩环细胞板通讯连接方式间隙连接胞间连丝中心体有无

细胞板细胞概论自学版第59页Ⅲ.原核细胞和真核细胞

prokaryotesandeukaryotes

细胞概论自学版第60页原核细胞(prokaryotes)原核细胞外部由质膜包围，质膜外有一层坚固细胞壁保护。原核细胞内脱氧核糖核