细胞生物学概述

本课程学习须知1、上课时须带教科书，因为书上有些图表需要对书讲解及订正，并可在书上划重点或利用书上宽边做简明笔记；2、课上以听课为主，记笔记为辅。记笔记只记重点，无须全版皆抄；3、课后要切实抓好复习，务必认真阅读教科书；4、课后要认真做作业。每位同学都必须备有此课程作业本，对每章布置复习思索题应及时答题。期终将检验作业本完成情况（拒收复印件及电子文本），以作为平时主要成绩。注意！期末考试试题内容将一定全部来自于这些复习题之中。细胞生物学概述第1页细胞生物学

MolecularCellBiology

第一章：绪论一、细胞生物学概述细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律学科，是当代生命科学主要基础学科之一。细胞生物学概述第2页其前身

－“细胞学”(cytology)是以描述细胞形态结构和静态生理情况学科。而今日细胞生物学(cellbiology)则是把显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次研究有机地结合起来，以动态观点来考查细胞和细胞器结构与功效，探讨细胞各种生命活动规律。细胞生物学概述第3页细胞是全部生物体(病毒除外)一切生命活动基本单位。在生物体内，细胞之间有序协调配合，分化形成许多推行不一样生理功效细胞类群，组成含有一定形态结构和一定机能组织、器官以至系统，控制着整个生物体各种各样复杂生命活动，包含：生长发育、繁殖进化、代谢免疫、运动应激、衰老死亡和遗传变异等等，这些生命现象归根结柢都是建立在细胞生理活动基础上。细胞生物学概述第4页为何说生物体一切生命活动单位是细胞，而不是生物大分子（譬如核酸或蛋白质）呢?这是从生命属性来判断，因为只有细胞才是能从生物体中分离出来独立生存繁殖、最基本生命实体。它含有自我复制、自我装配和自我调控能力，同时它在与外界进行物质交换和信息交流之中，能保持动态平衡生命特征。而生物大分子对于细胞来讲，实质上只是隶属关系，细胞为各种分子参加生命活动提供了……细胞生物学概述第5页……特定细微内部环境，组成有严格程序、自动控制代谢体系，才能表现出有生命活性现象。若脱离了细胞，大分子一些生物学性质就会发生改变，而且在细胞以外单纯大分子活动，只能算是生物化学反应，并不能称之为生命活动。所以，当我们从分子水平来探讨生命现象之时，决不可忽略细胞这一基本单位整体性。

细胞生物学概述第6页著名细胞学家Wilson在1925年曾说：“每一个生物科学问题关键都必须在细胞中寻找”，当代生命科学发展趋势已证实了这是真正至理名言。细胞生物学概述第7页细胞生物学中包含有许多分支，比如：细胞形态学(cytomorphology)细胞遗传学(Cytogenetics)、细胞生理学(Cytophysiology)、细胞化学(Cytochemistry)、细胞分类学(Cytotaxonomy)、细胞免疫学(lmmunocytology)、细胞病理学(Cytopathology)。细胞生物学概述第8页细胞动力学(Cytodynamics).细胞生态学(Cytoecology).细胞工程学(Cellengineering)等等。二十世纪八十年代中期以来，国际学术界已将这门课程发展为细胞分子生物学

CellandMolecularBiology或MolecularandCellularBiology.

细胞生物学概述第9页二、细胞生物学发展简史1、细胞发觉：细胞发觉和显微镜创造是分不开。因为，肉眼直接可见范围>100微米μm，而绝大多数细胞直径<30μm，所以只有借助光学放大装置才能看到细胞。细胞生物学概述第10页英国人虎克P.Hooke,1665年，自制40-140倍显微镜观察木栓薄片，其两个科学遗产：

①“cell”—细胞名称；②绘制了“显微图谱”即木栓薄片组织结构图像。荷兰人列文虎克Leeuwenhook,1677年，自行磨制装配247台显微镜，其放大倍数达270-500倍，分辨力达1.4μm。观察了池塘水中原生动物、哺乳动物精子、鲑鱼红血细胞以及牙垢中细菌等等。细胞生物学概述第11页细胞生物学概述第12页2、细胞学说提出：1838—1839年，德国植物学家施莱登(Schleiden)和动物学家施旺(Schwann)分别依据各自研究提出了细胞学说（Celltheory）。明确指出：一切动物、植物皆由细胞组成，动植物细胞都含有相同内含活性物质——原生质(protoplasm),而生物体代谢发育都是细胞生命活动结果。细胞生物学概述第13页细胞学说理论主要包含三方面：1.细胞是多细胞生物最小结构单位，对单细胞生物来说，一个细胞就是一个个体。2.多细胞生物每一个细胞都是一个代谢生理活动单位，能执行其特定功效。3.细胞只能来自细胞分裂所繁殖产生。恩格斯：细胞学说、进化论和能量守恒定律是十九世纪自然科学三大发觉。当代生物科学界：细胞学说、进化论和孟德尔遗传理论是当代生物学三大基石。细胞生物学概述第14页3、细胞学创建：19世纪下半叶是细胞研究繁荣时期，相继发觉了：细胞质(cytoplasm)、核质(karyoplasm)、中心体、线粒体、高尔基体、染色体、有丝分裂(mitosis)、减数分裂(meiosis)。德国赫特维希Hertwig，1892年出版“细胞与组织”专著美国威尔逊Wilson，亦出版“发育和遗传中细胞”专著Wilson绘制第一幅细胞模式图（1925年）细胞生物学概述第15页4、细胞生物学发展：二十世纪50—60年代，细胞学史又跨入第四个大发展阶段新兴技术伎俩促进：电镜、超薄切片、超离心、放射性同位素标识。知识更新和发展：各种细胞器超微结构观察剖析，亚细胞成份和生物大分子分离、纯化、功效分析和分布定位分析，细胞生理分子活动动态规律研究。细胞生物学概述第16页学者布拉舍(Brachet)，1961年，绘制第二幅细胞模式图学者DeRobertis,1965年，率先将其原著细胞学教科书(第四版)更名为“细胞生物学”70—80年代，超高压电子显微镜应用，促进了对细胞骨架体系深入研究80—90年代，扫描隧道显微镜利用，促进了细胞领域纳米生物学研究细胞生物学概述第17页三、细胞生物学主要研究内容1、膜学与细胞器学细胞(质)膜和细胞内膜总称是生物膜，它是细胞内外之间以及细胞中功效区域之间进行物质交换、能量转换和信息交流关键功效部位。膜学主要探讨生物膜分子结构模型以及各类物质跨膜运输机理、信号传递路径。细胞生物学概述第18页细胞器学是探讨各种细胞器分子结构和生理功效。在原核细胞之中，除有核糖体之外，其它细胞器皆无，而真核细胞之中出现众多由生物膜围成各种细胞器，这充分表达了细胞内各类细胞生理功效区域专门化进化特征。细胞生物学概述第19页假若把细胞比喻为活生化工厂，那么原核细胞只能算是简陋手工作坊，而真核细胞才是真正当代化工厂。因为它已含有了“中心调度室”(细胞核)，“动力车间”(线粒体、叶绿体)，“生产装配车间”(内质网、高尔基体)，“仓库”(液泡、微体、圆球体)，“运输流水线”(各种小泡运行)，“保卫部门”(溶酶体、核孔复合体)等等，这是细胞结构和功效进化上质飞跃。细胞生物学概述第20页2、核学与染色体学这是细胞生物学、分子遗传学和发育生物学在细胞水平及分子水平共同攻关最具活力研究热点。当代核学课题之一是研究染色体结构动态改变与基因表示及其调控关系。细胞生物学概述第21页3、细胞骨架体系包含细胞质骨架和核骨架两大部分。在维持细胞形态及内