第一章细胞生物学绪论ppt课件

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1、教学用书 参考书目n医学细胞生物学 主编：高文和 天津大学出版社n医学细胞生物学 主编：谭曾鲁 周柔丽 北京医科大学和协和医科大学联合出版社n细胞生物学 主编：翟中和 王喜忠 丁明孝 高等教育出版社学术刊物学术刊物CellScience NatureEMBO JournalPNASJournal of Cell Biology细胞生物学相关网站细胞生物学相关网站中文网址中文网址n1. 1. 在线生物细胞学词典（英文）在线生物细胞学词典（英文）http:/http:/www.mblab.gla.ac.ukwww.mblab.gla.ac.uk/dictionary/dictionary/2. 2

2、. 细胞生物学网址精选细胞生物学网址精选 ( (英文英文) ) http:/ Current Opinion in Cell Biology 3. Current Opinion in Cell Biology 细胞生物学近论（英细胞生物学近论（英文）细胞生物学方面的所有进展综述文）细胞生物学方面的所有进展综述 http:/http:/ /4. Journal of Cell Biology4. Journal of Cell Biology细胞生物学期刊（英文）细胞生物学期刊（英文）http:/http:/www.jcb.orgwww.jcb.org/ or http:/ or http:/

3、intl.jcb.orgintl.jcb.org/ /5. 5. 生物医学年报（生物医学年报（AnnualReviewsAnnualReviews in the Biomedical in the Biomedical SciencesSciences）( (英文英文) http:/) http:/biomedical.annualreviews.orgbiomedical.annualreviews.org/ /6. 6. 中科院上海细胞生物学研究所中科院上海细胞生物学研究所 http:/http:/中文网址中文网址n7. 7. 遗传遗传 http:/http:/ /8. 8. 分子生物学实

4、验方法大全分子生物学实验方法大全 简体简体 http:/http:/ / 搜集有各种分子生物学实验方法搜集有各种分子生物学实验方法, ,还有中文分子生物学方法还有中文分子生物学方法论坛。论坛。9. 9. 细胞学细胞学(Cell)(Cell)英文英文 http:/ http:/ / 10. 10. 细胞细胞/ /分子生物学在线分子生物学在线 英文英文 http:/http:/ n11.11.细胞生物学在线细胞生物学在线http:/http:/ /n12.12.细胞生物学杂志细胞生物学杂志 http:/http:/www.cjcb.orgwww.cjcb.org/ /n13.13.中国细胞生物学学

5、会中国细胞生物学学会 http:/http:/ /n14.14.细胞生物学专业信息网细胞生物学专业信息网 http:/www.xa-http:/www.xa- /英文网址英文网址n1. Biochemistry & Molecular Biology http:/www.kumc.edu/biochemistry/2. Molecular Cell and Developmental Biology study http:/www.biosci.utexas.edu/mcdb/3. Plant Biology Courses http:/www-plb.ucdavis.edu/courses/

6、s00/index.html4. Genes and disease http:/www.ncbi.nlm.nih.gov/disease/5. Interactive Tour of the Cell http:/library.thinkquest.org/3564/英文网址英文网址n6. Cellupedia http:/library.thinkquest.org/C004535/7.The Biology Project: Cell Biology http:/www.biology.arizona.edu/cell_bio/cell_bio.html8. Cell Biology:

7、 Microscopy, Kent State University F The Genetics of Angelman Syndrome http:/chem-faculty.ucsd.edu/harvey/asgenetics2/indexsimple.html9. Cell Biology Online http:/www.uoguelph.ca/zoology/devobio/cellbio/cbindex.htm医学细胞生物学医学细胞生物学 （Cell Biology)第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 细胞概述细胞概述第三章第三章 细胞膜细胞膜第四章第四章 核糖核蛋白体核糖核蛋白

8、体第五章第五章 细胞的内膜系统细胞的内膜系统第六章第六章 线粒体线粒体第七章第七章 细胞核细胞核第八章第八章 细胞的遗传细胞的遗传第九章第九章 细胞骨架细胞骨架第十章第十章 细胞的增殖细胞的增殖 第十一章第十一章 细胞分化细胞分化第十二章第十二章 细胞的衰老与死亡细胞的衰老与死亡第一章第一章 绪论绪论n一一. . 细胞生物学的研究对象和任务细胞生物学的研究对象和任务 n二二. . 细胞生物学与医学的关系细胞生物学与医学的关系 n三三. . 细胞生物学发展简史细胞生物学发展简史 本章要求本章要求1.掌握医学细胞生物学的概念2.了解医学细胞生物学的研究对象和任务3.了解医学细胞生物学与医学的关系4

9、.了解医学细胞生物学发展简史4 4 10106 6余种生物一个受精卵一个受精卵（1个细胞）个细胞）婴儿婴儿（约（约2 1012个细胞）个细胞）成年人成年人（ 60 1012个细胞）个细胞）各种组织和器官各种组织和器官执行各种复杂生命活动执行各种复杂生命活动各种组织和器官各种组织和器官衰衰老老死死亡亡 一 .细胞生物学的研究对象 细胞细胞（cellcell）生物体形态结构和生命活动的基本单位。（病毒除外） 细胞学细胞学（cytologycytology）研究细胞的结构、功能和生活史的科学。 n形态方面形态方面：对光学显微镜下细胞形态结构的简单描述。n功能方面功能方面：对生理变化的纯粹描述。 细胞

10、生物学研究范围（1）细胞和细胞器的结构和功能（2）细胞的各种生命活动（3）细胞与细胞之间的关系（4）细胞的变化发展过程（5）细胞与环境之间的相互关系细胞生物学细胞生物学（cell biology）以细胞为研究对象，应用现代科学技术和方法，从细胞显微水平、亚显微水平及分子水平三个层次来研究细胞的结构及其生命活动规律的科学 n形态方面形态方面：除光学显微镜技术描述的一些简单结构之外，还采用电子显微镜和生物化学等精细手段观察和分析细胞内超微结构和分子结构。n功能方面功能方面：把代谢活动和形态结构结合起来探索生命活动的具体反应过程。 研究的内容研究的内容细胞分子生物学细胞分子生物学 （CELL MOL

11、ECULAR BIOLOGY）在分子水平上探索细胞的基本生命规律，把细胞看成是物质、能量、信息过程的结合，并在分子水平上深入探索其生命活动的规律。细胞生物学学科的形成CytologyCytologyCell BiologyCell Biology静态静态动态动态结构为主，功能为辅结构为主，功能为辅结构为基础，功能为主结构为基础，功能为主细胞、亚细胞细胞、亚细胞细胞、亚细胞、分子细胞、亚细胞、分子分支学科细胞形态学细胞化学细胞生理学细胞遗传学细胞生态学细胞动力学 二、细胞生物学与医学的关系n医学细胞生物学医学细胞生物学 (medical cell biology) 以细胞生物学和分子生物学为基础

12、，探索研究人体细胞人体细胞发生、发展、衰老、死亡的生命活动规律及疾病发生机理及防治的科学。 （一）细胞生物学是现代医学的重要基础理论1、基础医学各学科（解剖，组胚等）都是以细胞为研究基础，以细胞生物学为理论指导。2、在临床医学中，细胞生物学也是一门基础理论。 （如家族性高胆固醇血症）可用于细胞膜构成含1500个胆固醇分子包被小泡无被小泡PH改变（二）临床上新课题的研究依赖于细胞生物学的更深入发展。（如恶性肿瘤、染色体病的研究）（三）细胞生物学技术广泛应用于医学研究三、细胞生物学发展简史n细胞学说的创立细胞学说的创立n细胞学的经典时期细胞学的经典时期n实验细胞学时期实验细胞学时期n细胞生物学的兴

13、起细胞生物学的兴起（一）细胞学说的创立n1665-R.Hooken主要贡献主要贡献n著有著有显微图谱显微图谱一书，首次发现木栓中有一书，首次发现木栓中有许多蜂窝状小孔，并将小孔命名为许多蜂窝状小孔，并将小孔命名为“cell”cell”1665 Robert Hooke1667-A.van Leeuwenhoekn主要贡献主要贡献n首先发现首先发现 细菌、细菌、原生动物、红细原生动物、红细胞、精子等活细胞、精子等活细胞，初次观察到胞，初次观察到 鲑鱼红细胞核。鲑鱼红细胞核。n1831年，布朗（Brown)发现兰科植物中细胞核。n1835年，迪雅尔丹（Dujardin)首次发现细胞内透明的胶状内含

14、物“肉样质”。n1836年，瓦朗丁（Valentin）发现细胞核中的核仁。1838-M.Schleidenn主要贡献主要贡献n证实植物体是由细证实植物体是由细胞所组成胞所组成1839-T.Schwannn主要贡献主要贡献n证明动物体是由细证明动物体是由细胞所组成，并总结胞所组成，并总结出了一切生物是由出了一切生物是由细胞所组成的细胞所组成的“细细胞学说胞学说”。M.J. Schleiden Theodor Schwann nMany scientists of the time recognised the importance of cells as building blocks of l

15、iving tissue. But not until 1838-39 did the general statement of cell theory receive general acceptance. cell theory细胞学说基本内容：细胞学说基本内容：1. 细胞是动、植物有机体的基本组成部分，也是有机体生命活动的基本单位。各种生物的基本构造和生命活动是有共性的。2. 细胞有其发生、发育过程。各种生物的发育规律也是有共性的。 细胞学说的提出是细胞生物学发展的起点，对现代生物学的发展具有重大意义。恩格斯把细胞学说、能量转化与守细胞学说、能量转化与守恒定律和进化论恒定律和进化论并列为

16、19世纪自然科学的“三大发现三大发现”。1840-J.Purkinjen主要贡献主要贡献n提出组成细胞的原提出组成细胞的原生质概念生质概念1855-R.Virchow德国病理学家n主要贡献主要贡献n提出细胞只能由细提出细胞只能由细胞分裂而来的观点胞分裂而来的观点（二） 细胞学的经典时期 时间：19世纪中期20世纪初研究方法：显微镜下的形态描述研究特点：应用固定和染色技术（制片技术）在光镜下观察细胞形态结构和细胞分裂活动。原生质理论n1861年，Max Schultze认为动物细胞的“肉样质”和植物细胞的“原生质”具有同样的意义，提出原生质理论 有机体的组织单位是一小团原生质，这种物质在一般有机

17、体中是相似的。细胞分裂方面n1841年，Remak发现鸡胚血细胞的直接分裂（无丝分裂）。1873-A.Schneidern主要贡献主要贡献n首先提出有丝分裂首先提出有丝分裂n1883年和1886年，Van Beneden和Strasburger分别在动物与植物细胞中发现减数分裂。减数分裂图解细线期细线期Leptotene stage偶偶线期线期Zogotene stage粗线期粗线期Pachytene stage双线期双线期Diplotene stage终变期终变期Diakinesis stage细胞器的发现 1、1883年，Van Beneden和Boveri发 现中心体。 2、1897年，

18、Benda发现线粒体。 3、1898年，Golgi发现高尔基体。1888-T.Boverin主要贡献主要贡献n发现中心粒发现中心粒1894年R. Altamann主要贡献主要贡献n发现线粒体发现线粒体1898-C.Golgi主要贡献主要贡献发现网状体，即高尔基体发现网状体，即高尔基体（三） 实验细胞学 时间：20世纪初中叶研究特点：从形态结构的观察深入到生理功能、生化、遗传发育机理的研究。研究方法：使用了现代物理、化学的新技术、新方法。第一阶段1887年1900年n1887年，O.Hertwig和R. Hertwig用实验方法研究海胆卵的受精作用和蛔虫卵发育中的核质关系，从而把细胞学和实验胚胎

19、学结合起来，发展了实验细胞学。 第二阶段 1900年1926年 n细胞学与遗传学相结合 1. 1900年,孟德尔遗传法则（1865年） 被重新发现。 2. 1902年,Boveri和Sutton提出染色体 遗传理论。 3. 1910年,Morgan研究果蝇的遗传和 变异，提出基因位于染色体上, 呈直线排列。 4. 1926年,Morgan的基因论出版。 1866-G.Mendeln主要贡献主要贡献n发表发表植物杂植物杂交实验交实验，总，总结出性状分离结出性状分离定律和独立分定律和独立分配定律。配定律。第三阶段 1926年50年代 细胞生化和生化细胞学方面： 1924年，孚尔根（Feulgen）

20、染色显示DNA。 1940年，Brachet用昂纳（Unna）染色液测定RNA。 细胞生理方面： 1943年，Cloude用快速离心机分离出线粒体，从而促进了对细胞器的作用和化学组成的研究。 其它方面： 1933年，Ruska设计制造了第一台电子显微镜后，观察到许多细胞器的微细结构1933-M.Knoll E.Ruska主要贡献主要贡献发明电子显微镜发明电子显微镜Transmission electron microscope1935-F.Zernicken主要贡献主要贡献n发明相差显微镜，发明相差显微镜，19531953年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖（四） 细胞生物学的兴起和发展n1941年，Be

21、adle 和Tatum提出了“一个基因一个酶”的理论。n1944年，Avery在微生物的转化实验中证明了DNA是遗传物质。1953-J.D.Watson F.H.C.Crick,M.H.F.Wilkinsn主要贡献n提出DNA双螺旋模型，1962年获诺贝尔奖1958-F.H.C.Crickn主要贡献主要贡献n提出提出DNARNADNARNA蛋白质遗传信息单蛋白质遗传信息单向传递的向传递的“中心法则中心法则” Crick的的“中心法则中心法则”复制复制 DNA 转录转录RNA翻译翻译蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质复制复制复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录逆翻译逆翻译DNARNA1961-E.Jaco

22、b J.Monodn主要贡献主要贡献n提出操纵子学说，提出操纵子学说，19651965年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖抑制抑制诱导诱导1961-P.Mitchelln主要贡献主要贡献n提出线粒体氧化磷酸化提出线粒体氧化磷酸化耦联机制化学渗透学说，耦联机制化学渗透学说，19781978年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖1968-M.W.Nirenbergn主要贡献主要贡献n阐明遗传密码在蛋白阐明遗传密码在蛋白质合成中的作用，质合成中的作用，19681968年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖1969-T.C.Hsun主要贡献主要贡献n发明染色体分带技术发明染色体分带技术1970-D.Baltimoren主要贡献主要贡献n发现

23、反转录酶，发现反转录酶，19751975年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖1971-Sutherlandn主要贡献主要贡献n发现了发现了cAMPcAMP，并提，并提出了第二信使学说，出了第二信使学说，19711971年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖1997-I.Wilmut et aln主要贡献主要贡献n用乳腺细胞同去染色用乳腺细胞同去染色质的卵细胞融合成功质的卵细胞融合成功克隆羊克隆羊1997-K.Luger et aln主要贡献主要贡献n利用高分辨率X射线晶体分析技术显示核小体核心组蛋白八聚体的原子水平结构。1999-G.Blobeln主要贡献主要贡献n创立了细胞内蛋白质运输的信号学创立了细胞内蛋白质运输的

24、信号学说，阐明内质网蛋白质合成的分子说，阐明内质网蛋白质合成的分子机制，机制，19991999年获诺贝尔奖年获诺贝尔奖2000-美、英、日、法、德、中国美、英、日、法、德、中国n主要贡献主要贡献n人类基因组人类基因组草草图绘制完成图绘制完成人类基因组计划概况人类基因组计划概况n启动时间：1990年（美国）n计划耗时：约15年（19902005）n经费：30亿美元（1个碱基=1美元）n实施者：NIH和DOE(54%)n领导者：Watson J、Collins F等n主要参加国：英国(33%)、法国(2.8%)、德国(2.2%)、日本(7%)、中国(1%)HGPHGP研究新发现研究新发现(2001

25、.2.15)(2001.2.15)n碱基组成：31.64731.647亿个碱基对亿个碱基对n基因数：3 3万万3.53.5万万n与蛋白质合成有关的基因比例：约2%n人与人之间碱基的相同率：99.99%n已发现疾病基因：1778个（为未知疾病基因的40%）n重复序列：35.3%的基因组包含重复序列. n1999年7月中国科学院遗传所人类基因组中心在国际人类基因组HGSI注册，承担了其中1%，即3号染色体上3000万个碱基的测序任务。第三号染色体第三号染色体HGP（1%工程）1%1%的测序结果的测序结果1%的序列：识别出的序列：识别出122个基因个基因目前已知的目前已知的86个基因个基因36个为首

26、次发现的新基因个为首次发现的新基因有有55个基因功能明确个基因功能明确8个是与肾细胞癌、肌肉萎缩、贫血等个是与肾细胞癌、肌肉萎缩、贫血等疾病直接相关的基因疾病直接相关的基因2001-L.H.Hartwell,P.M.Nurse R.T.Huntn主要贡献主要贡献n发现了发现了“细胞周期的关键调节分子细胞周期的关键调节分子”而获得而获得20012001年的诺贝尔奖。年的诺贝尔奖。2002-S.Brenner,H.R.Horvitz,J.E.Sulstonn主要贡献主要贡献n在细胞凋亡研究方面的杰出贡在细胞凋亡研究方面的杰出贡献而获得献而获得20022002年的诺贝尔奖年的诺贝尔奖细胞膜通道研究的

27、突破细胞膜通道研究的突破 瑞典皇家科学院日宣瑞典皇家科学院日宣布，将年诺贝布，将年诺贝尔化学奖授予美国科学尔化学奖授予美国科学家彼得家彼得阿格雷和罗德阿格雷和罗德里克里克麦金农，以表彰麦金农，以表彰他们在细胞膜通道方面他们在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。做出的开创性贡献。研究的热点n细胞周期调控（cell cycle control）；n细胞凋亡（ cell apoptosis）；n细胞衰老（cellular senescence）；n信号转导（signal transduction）；nDNA的损伤与修复（DNA damage and repair）细胞生物学的研究方法n显微镜技术（光学显微镜和电子显微镜）n细胞组分的分级分离（差速离心和密度梯度离心）n放射自显影术n细胞培养和细胞融合n单克隆抗体技术n核酸分子杂交技术Key termsnCell biologynMedical cell biology思考题思考题n细胞生物学与细胞学有何不同？细胞生物学与细胞学有何不同？n细胞生物学研究的主要内容有哪些？细胞生物学研究的主要内容有哪些？n细胞生物学发展简史包括哪几个阶段细胞生物学发展简史包括哪几个阶段？