细胞学概论课件

细胞生物学主讲教师：张晶电邮：jzhang08@.cn网址：细胞学概论人类所面临的人口、食品、能源、环境、健康等一系列问题都有待生命科学回答。21世纪以来发展迅速，SCI收录100万篇/年，近一半是生命科学，其中IF排在前十位的均为生物医学类期刊。其中细胞生物学的平均影响影子为4.1，高居榜首.二十一世纪是生命科学的世纪细胞学概论

细胞生物学

在现代生物学中的地位19世纪时期，达尔文的进化论、孟德尔的遗传学、施旺和施莱登的细胞学说为现代生物学的三大基石。

20世纪80年代分子生物学（包括分子遗传学）、细胞生物学、神经生物学与生态学列为当前生物科学的四大基础学科，反映了现代生命科学的总趋势。细胞学概论

对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键,一切疾病发病机制也要以细胞病变研究为基础。21世纪年代以来诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家。

著名生物学家威尔逊（Wilson）早在1925年就提出一句名言“一切生物学关键问题必须在细胞中找寻”，至今还有着很深的内涵。细胞学概论LelandH.Hartwell

R.Timothy(Tim)Hunt

SirPaulM.Nurse

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。细胞学概论2002年，英国人悉尼·布雷诺尔、美国人罗伯特·霍维茨和英国人约翰·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诺贝尔生理学或医学奖。SydneyBrennerH.RobertHorvitzJohnE.Sulston

细胞学概论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

细胞学概论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细胞学概论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细胞学概论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细胞学概论2007三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物ＤＮＡ重组方面有着一系列突破性发现”，为“基因靶向”技术的发展奠定了基础。

奥利弗·史密斯马丁·埃文斯马里奥·卡佩基细胞学概论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

1998年7月20日，罗伯特·爱德华兹与两名试管婴儿

罗伯特·爱德华兹

细胞学概论2011年美国人布鲁斯·博伊特勒、法国人朱尔斯·霍夫曼和加拿大人拉尔夫·斯坦曼以免疫系统研究赢得诺贝尔医学奖

斯坦曼所作贡献，是发现免疫系统中的“枝状细胞”（DC细胞）及其在适应性免疫反应、即以自身调控方式适应并清除体内微生物过程中的作用，构成免疫反应的后续步骤。

细胞学概论2012年诺贝尔医学奖授予日本的山中伸弥，英国的约翰-戈登在细胞核重新编程研究领域的贡献杰出。所谓细胞核重编程即将成年体细胞重新诱导回早期干细胞状态，以用于形成各种类型的细胞，应用于临床医学

长山中伸弥约翰-戈登细胞学概论细胞生物学已经成为现代生命科学前沿分支学科之一,是当代生物科学中发展最快的一门尖端学科。

细胞学概论细胞生物学是联系分子生物学和普通生物学或医学（即个体或组织水平）的桥梁

细胞学概论目前该领域值得关注的一些研究进展20世纪后半叶生命科学各领域所取得的巨大进展，特别是分子生物学的突破性成就，使细胞生物学的位置起了革命性的变化

!细胞学概论（一）、新技术催生“基因改造人”美国新泽西州圣巴纳巴斯医学中心生殖医学科学研究所的科学家，利用一种叫做“卵质转移”的技术，从捐献的卵子中抽出少量细胞质，注入不孕妇女的卵子内，然后进行受精。这样，原本因卵子有缺陷而无法生育的妇女经过这种移植后就怀了孕。采用的技术只不过是把健康妇女捐献的正常卵子中的某些成分添加到不孕妇女的卵子中，并没有对培育出的婴儿基因进行修改，因此他们培育出的这些婴儿称不上是“转基因婴儿”。细胞学概论（二）、“抗癌婴儿”在美国出世美国芝加哥生育遗传研究所的科学家宣布，他们利用“胚胎植入前的基因诊断”（PDG）帮助来自纽约的一对夫妇怀孕，并生育一个没有“利弗劳梅尼综合症”的健康男婴。这名婴儿后来被称之为“抗癌婴儿”。利弗劳梅尼综合症是一种家族性遗传病，它对多种癌症，包括乳腺癌和白血病有遗传倾向。在孩子活到45岁时，将有50％的可能患上与利弗劳梅尼综合症有关的癌症；而孩子活到60岁时，这种可能性就增加为90％。通过试管婴儿技术使精子、卵子在体外结合后形成多个胚胎，从胚胎中取出1至2个细胞，对其进行细胞学检查，判断胚胎中是否存在遗传疾病的基因，再把经过筛查确认为健康的胚胎放回母亲子宫内，孕育成健康的胎儿。细胞学概论（三）、人类基因组计划TheHumanGenomeProject(HGP)CompletedinApril2003

1986年由美国生物学家杜伯克首次提出

1990年10月美国投资30亿美元启动计划预计15年完成国际化研究项目美国、日本、英国、加拿大、瑞典1999年7月我国注册承担人类基因组1%测序任务2000年3月我国科学家完成3号染色体测序2000年5月人类基因组草图完成细胞学概论

（四）后基因组计划（Post-genome）

随着“人类基因组计划‘的完成，结构基因测序的突破，由此延伸的“后基因组计划”即以功能基因鉴定为中心的“功能基因组学”应运而生。后基因组计划利用结构基因组计划所提供的信息和产物，发展和应用新的技术手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学的研究从单一基因或蛋白质的研究转向多个基因或蛋白质同时进行的系统研究，为在整体水平上探讨生命活动规律奠定了基础。目前国际基因组研究开发的总体趋势已发生了新的变化。

细胞学概论

(五)生物信息学和生物芯片

(BioinformaticsandBiochip)

美国HGP自1990年10月正式启动以来，基因组研究产生了大量的信息，海量信息的分析、加工和利用，促进了生物信息学的诞生和发展。生物信息学不但集中了许多国家政府的投入，而且吸引了全世界不同学科的精英，包括数学、物理、化学、计算机、材料等，同时也推动了生物芯片技术的研究和开发细胞学概论（六）RNA干扰(RNAinterference)2002年最重要的科学发现之一,RNAi

在多种生物中，外源或内源性的双链RNA(dsRNA)导入细胞中，与dsRNA同源的mRNA则受到降解，使其相应的基因受到抑制，称为RNA干扰(RNAinterference,RNAi)。RNAi可能是生物普遍存在的RNA水平上调节基因表达的方式，对于细胞防御病毒的感染、以及调节正常基因的功能具有重要作用.细胞学概论(七)microRNAmicroRNA，简称miRNA，是一类由动物、植物和病毒基因组所编码的长约19-23个核苷酸的小分子单链RNA.miRNA调控着细胞生命活动中众多的信号转导途径，在胚胎干细胞和多种成体干细胞的发育、胚胎后期发育、细胞增殖、分化、凋亡、胰岛素分泌、大脑形成、血管生成、心脏发生及免疫应答等过程中都发挥着重要作用。miRNA吸引了科研人员通过多种途径、从多种角度、利用多种模式生物来探讨miRNA的起源、作用机制和功能，也使得miRNA在2002年和2003年连续两年被《Science》杂志评选为年度十大科技突破。细胞学概论(八)干细胞研究进展

治疗遗传性疾病和恶性肿瘤；以干细胞为种子培育成组织和器官，用于移植医学；抗衰老，延年益寿。细胞学概论教学方法和理念开展“开放式、研究性”教学;2.提倡“读书、思考、讨论”的研究性学习；3.

提倡有能力的同学申请自学。细胞学概论学习细胞生物学的意义

认识生命,认识自我;

珍惜生命，爱护生命;

认识社会,服务社会。

细胞学概论细胞生物学发展简史细胞学概论第一节细胞的发现及细胞学说的创立

1.1、细胞的发现显微镜之于生物学，犹如望远镜之于天文学，细胞生物学的变革无不和显微技术的改进息息相关。1604年，荷兰眼镜商Janssen发明了第一台显微镜，放大倍数不超过10倍，只能观察小昆虫。1665年，英国人RobertHooke，发表《显微图谱》，用自制显微镜（40倍）来观察软木，首次用cells描述“细胞”。细胞学概论RobertHookeandhis“cells”细胞学概论RobertHooke’smicroscope细胞学概论1674年，荷兰布商列文虎克(AntonvanLeeuwenhoek)自制了高倍显微镜(300倍左右)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。

细胞学概论MadebyA.vanLeeuwenhoek(1632-1723).Magnificationrangesat50-275x.细胞学概论1830s消色差显微镜出现，人们才对细胞的结构和功能有了新的认识。1831年R.Brown在兰科植物表皮细胞内发现了细胞核。1836年GG.Valentin在动物神经细胞中发现了细胞核与核仁。这些工作对于细胞学说的诞生具有重要意义。细胞学概论1.2、细胞学说的创立细胞学说、能量守恒定律和达尔文进化论并列为是19世纪的“三大发现”。推进了人类对自然界的认识，大大促进了自然科学的进步。细胞学概论THECELLTHEORYAlllivingthingsaremadeupofcellsCellsarethesmallestworkingunitsoflifeAllcellscomefrompre-existingcellsthroughcelldivisionCellsThecomponentofLifeCellsThefunctionalunitofLifeCellsStructureofself-replication细胞学概论

1838年,德国植物学家施来登(MathiasSchleiden)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(TheodorSchwan）首次提出细胞学这个名称,并提出了细胞学说的前两条原理；

1858年,德国医生和病理学家魏尔肖(RudolfVirchow)对细胞学说进行了重要补充并提出∶★一切细胞产自细胞。细胞学概论1.3、细胞生物学发展简史细胞生物学经历了四个主要发展阶段：1）1665-1875细胞发现及细胞学说。2）1875s-1900细胞学经典时期：原生质理论的提出和重要细胞器的发现。3）1900s-1953实验细胞学时期：采用实验的手段从形态结构的观察深入到生理功能、生物化学及遗传发育机理的研究。4）1953s以来，分子细胞生物学时代。细胞学概论1953年，JD.Watson和FHC.Crick提出DNA双螺旋模型。与Wilkins分享1962年诺贝尔生理学与医学奖。细胞学概论1958年Crick