细胞与细胞生物学

细胞与细胞生物学教材2生命活动细胞通讯细胞增殖细胞分化细胞衰老细胞死亡细胞结构细胞膜细胞质核糖体内膜系统细胞骨架线粒体细胞核医学细胞生物学

内容设置绪论细胞概述45第一章细胞与细胞生物学6什么是细胞生物学？为什么要学习细胞生物学？7

细胞生物学（CellBiology）：以动态的观点、系统的观点和结构与功能统一的观点，从显微水平，到超微水平和分子水平等不同层次，研究细胞的生命活动规律以及整合功能，阐明其生命活动规律的科学。

研究的是细胞的共性8细胞的形态和结构（膜系统、细胞骨架、细胞核）细胞的代谢（能量代谢-线粒体）细胞的增殖和分化细胞的遗传和变异细胞的衰老和死亡细胞的起源与进化细胞的兴奋与运动细胞的信息传递（信号传导）细胞生物学研究内容：9生物膜与细胞器的研究10生物膜与细胞器的研究11

光镜下显示细胞骨架：红色显示微丝，绿色显示微管

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细胞核、染色体以及基因表达的研究13细胞增殖及其调控14151617细胞组织器官系统个体种群群落生态系统生物圈生命系统的结构层次18第一节

细胞生物学的发展简史191）1665-1677，细胞发现（简陋显微镜）1830s-1855，细胞学说的建立2）1830s-20世纪初，经典细胞学阶段3）20世纪初至中叶，电镜发明及细胞超微结构研究4）1953年以来，分子细胞生物学时代细胞生物学的四个主要发展阶段20各种观察仪器的分辨力和观察对象21一、细胞的发现

显微镜之于生物学，犹如望远镜之于天文学。1590年荷兰眼镜制造商J.和Z.Janssen父子制作第一台复式显微镜，放大倍数不超过10倍。1665年英国人RobertHooke（胡克）出版《显微图谱》。观察了软木，并首次用cells来描述“细胞”。1680年A.vanLeeuwenhoek（列文虎克）当选为英国皇家学会会员，他一生中制作了200多台显微镜和400多个镜头。他观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、唾液、血液、精液等等。之后的160多年里，对细胞的研究没有实质进展。

22第一阶段细胞的发现1590年荷兰眼镜制造商J.和Z.Janssen父子制作第一台复式显微镜，放大倍数不超过10倍。231665年英国人RobertHooke（胡克）出版《显微图谱》。观察了软木，并首次用cells来描述“细胞”。24RobertHooke’smicroscope251680年A.vanLeeuwenhoek（列文虎克）当选为英国皇家学会会员，他一生中制作了200多台显微镜和400多个镜头。他观察过植物、原生动物、水、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌、唾液、精液等等。26二、细胞学的发展

1、1864年，Von.Mohl提出原生质理论。

2、1879年，德国人W.Flemming观察了蝾螈细胞的有丝分裂，于1882年提出了mitosis这一术语。德国人E.Strasburger在植物细胞中发现有丝分裂，并分期。

3、1905年，J.Farmer和J.More把进行有性生殖的生物体的生殖细胞使染色体数目减半的分裂方式称为减数分裂。第二阶段27第三阶段，实验细胞学阶段1879年，德国人W.Flemming观察了蝾螈细胞的有丝分裂，于1882年提出了mitosis这一术语。德国人E.Strasburger在植物细胞发现有丝分裂，并分期。1905年，J.Farmer和J.More把进行有性生殖的生物体的生殖细胞使染色体数目减半的分裂方式称为减数分裂。中心体、高尔基体、线粒体等细胞器的发现281933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29第四阶段，分子细胞生物学时代1944年，美国人O.Avery，C.Macleod和M.McCarthy等人通过肺炎球菌转化实验证明DNA是遗传物质。1953年，美国人J.D.Watson和英国人F.H.C.Crick提出DNA双螺旋模型。1956年，蒋有兴（美籍华人）利用徐道觉发明的低渗处理技术证实了人的2n为46条，而不是48条。1961-64年，美国人M.W.Nirenberg破译DNA遗传密码。3031

1953年，JD.Watson(沃森)和FHC.Crick（克里克）提出DNA双螺旋模型。

1962年获诺贝尔生理医学奖。3234第二节

细胞学说的创立35细胞学说细胞学说（CellTheory）是19世纪的重大发现之一，其基本内容有三条：①一切生命均由单细胞或多细胞构成；②细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位；③一切细胞只能来自原来的细胞其中①②是由德国植物学家施莱登（MJ.Schleiden）和动物学家施旺（T.Schwann）提出的而③是1855年由德国病理学家鲁道夫（RudolfVirchow）提出36MatthiasJacobSchleidenTheodarSchwann37RudolfVirchow

38第三节

细胞的化学组成

（自学）39第四节

生物体由细胞组成40414243大小：差异很大。形状：多样，但同种细胞的形状一般是固定的。44

细胞（cell）：有机体结构与功能的基本单位（除了病毒），是一切生命活动的基本单位。一切生命均由单细胞或多细胞构成45细胞是构成有机体的基本单位46非细胞的生命形态——病毒例外4748原始细胞古细菌真细菌等原核细胞真核细胞环境不变环境变化原核细胞（原核）细胞多样性-结构和分类49一类没有明显细胞核结构的单细胞生物包括：细菌、蓝藻（即蓝绿藻）、支原体、放线菌、立克次体原核细胞（prokaryoticcell）不是“绿藻”50扫描电镜法，附于细胞表面众多的圆形颗粒为支原体51细菌支原体蓝藻放线菌52真核细胞（eukaryoticcell）种类：基本特点：有细胞核有内膜系统有细胞骨架系统具有有氧代谢体系（线粒体）……53高尔基体内质网线粒体细胞骨架54原核细胞真核细胞55特征原核细胞真核细胞细胞大小较小(1～10μm)较大(10～100μm)细胞核及核结构内膜系统有氧代谢系统（线粒体）★核糖体★细胞骨架无，只有拟核无无有无有，由核膜和核仁组成有有有有遗传信息编码规则相同DNA复制、转录、翻译过程相同，时间、地点不同ATP能量转化方式相同代谢过程相同代表生物放线菌、支原体、衣原体、细菌、蓝藻真菌、植物、动物真核细胞与原核细胞的异同56真核细胞与原核细胞的比较共性：主要集中在细胞功能方面差异：主要反映在细胞结构方面57第五节

细胞生物学的研究进展58细胞生物学与医学59那么，医学和生物学，哪个先出现在历史上？？60生物学和医学对应发展史时间生物学医学原始社会狩猎（动物学？）畜牧（动物学？）种植（植物学？）狩猎->创伤、骨折、脱臼的基本处理畜牧->植物对动物的疗效，本草种植->本草奴隶社会↓封建社会医学混杂了明显原始宗教色彩《诗经》？前2800年，埃及木乃伊，内脏处置周朝，《周礼》把生物分成了动物、植物两大类前6世纪，古希腊，简单人体解剖，确认脑是思维感觉的器官前5世纪，古希腊，希波克拉底，“四体液病理学说”及留意环境对疾病的影响前384-322，古希腊，亚里士多德，《动物自然史》等，促进生物分类学前4世纪，战国，扁鹊用针灸、按摩、汤药等治疗，《扁鹊难经》介绍解剖、生理病理，诊断治疗等前372，古希腊，《植物志》《植物起源》

《五十二病方》腹股沟疝简单手术修补术61生物学传统医学分类群体进化细胞生物学现代医学人也是动物共同发展植物学动物学用药解剖病理生理显微镜重要基础62医学细胞生物学的研究目的：揭示各种疾病的发病机制，并提出更实用有效的诊疗手段。63大肠杆菌酿酒酵母细胞研究的模型-模式生物64拟南芥海胆65斑马鱼小鼠66热点问题：干细胞组织工程人类基因组计划基因诊断基因治疗生物制药67干细胞（stemcell）干细胞（stemcell）：一类未分化的细胞群，具有自我更新和多向分化的特点。胚胎干细胞成体干细胞

68干细胞的分化潜能受精卵胚胎干细胞（胚泡的内细胞团）全能性干细胞多能性干细胞成体干细胞相应组织的细胞分化潜能最低的干细胞精原干细胞、造血干细胞、间充质干细胞、神经干细胞、表皮干细胞、肠干细胞、肝干细胞69应用前景定向培养胚胎干细胞→各种人体组织、器官成体干细胞植入体内直接修复各种组织、器官成果：神经干细胞已用于治疗帕金森症，并取得一定疗效已有实验室在体外建立了胚胎干细胞系70组织工程(TissueEngineering)：应用生命科学与工程学的原理与技术，研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。三个要素：种子细胞、生物材料（支架）、组织构建

组织工程71上海第二医科大学曹谊林教授，1998年，一只背上长着人耳朵的老鼠震撼了全世界；2001年，一个颅骨破损达6×6厘米的男孩在上海被利用组织化人工颅骨修补成功。72人类基因组计划（HGP）人类基因组计划

1990-2001年初完成，包括中国、美国、英国、德国、日本等国家的科学家完成了30亿碱基对序列的测定.后基因组计划即蛋白质组学计划,目标是阐述体内所具有功能性蛋白的空间构型、作用特点、折叠规律等。73基因诊断基因诊断（genediagnosis）:通过检测特定基因序列来诊断疾病的方法。遗传疾病肿瘤感染性疾病，传染性流行病器官移植组织配型法医学中个体识别、亲子鉴定74基因治疗基因治疗（genetherapy）:将功能正常的基因导入那些基因结构或功能发生紊乱的细胞内，从而使患者基因型发生改变的操作过程。75生物制药转基因动物人血清蛋白、人凝血因子Ⅸ和Ⅷ