第1章细胞概述

细胞生物学参考教材：细胞生物学简明教程（黄百渠、曾宪录主编）；细胞生物学（翟中和、王喜忠、丁明孝主编）；授课教师：曾宪录（ 1-7章， 11章）；朱筱娟（ 8-9章）；张瑜（ 10章）；授课形式： 教师主讲，学生报告，课后作业；成绩评价： 期末考试（ 50%）；期中考试（ 20%）；学生报告（ 10%）；课外作业（ 20%，两次）；第一章 细胞概述细胞的发现：Robert Hooke（ 1665）观察栎树软木塞，看到 cell；Leeuwen Hoek（ 1674）看到不同类型的活细胞；细胞学说的建立：施莱登（ Schleiden, 1838），施旺（ Schwann, 1839）：细胞是一切植物和动物体的基本单位；（ 组成 ； 相对独立 ； 繁殖 ）细胞学说（ 1839）；进化论（达尔文， 1866） ；遗传学（孟德尔， 1859） ；1.1 细胞生物学发展史1.1.1 细胞的发现和细胞学说的建立细胞学说的内容：（ 1） 一切动物和植物都是由细胞构成的； （ 2） 细胞是构成有机体的基本单位（一个结构和功能单位）；（ 3） 任何一个细胞都是从已经存在的细胞分裂而来的。细胞学说的科学意义：细胞学说的提出先于进化论约 20年，它与进化论一起，不但奠定了生命科学的基础，同时也孕育细胞学的产生。恩格斯 （ 19世纪三大发现 ）： 细胞学说 、 能量转换与守恒定律 、 进化论 。1.1.2 细胞学的经典时期原生质理论的提出：原生质（ protoplasm）（普金耶 1840，冯 -莫尔 1846），原生质理论（舒尔策 1861），原生质体（ protoplast）（Hanstein 1880）细胞分裂的研究：直接分裂；有丝分裂；减数分裂 （ 1841 1886）重要细胞器的发现：中心体（ 1883）；线粒体，高尔基体（ 1894）1880 Flemming首次对细胞的有丝分裂进行了精确的描述。首次观察到了染色体和染色质。并提出了有丝分裂（ mitosis）、染色质（ chromatin）等一系列科学术语。20世纪 50年代以来，电镜下超微结构的认识；生物化学的渗透，导致对细胞功能的进一步了解。 结构功能 （ Cell Biology）20世纪 80年代以来，分子生物学的渗透，细胞分子生物学的方向发展。细胞内生命活动的规律和机制 （ Molecular Cell Biology）1.1.3 细胞生物学及其发展1953年 (J.Watson and F.Crick)DNA双螺旋结构的提出和1958年生物学中心法则的建立等明确了细胞最本质问题是自我复制，这些科学发现把当时从细胞形态结构研究而引伸出的 “细胞学 ”推向了一个更高的阶段， “细胞生物学 ”应运而生。自80年代以来又有了新的名字 “ 细胞分子生物学 ” 。几十年来、特别是近些年来，细胞生物学这门相对年轻的学科得到了迅速的发展。 例如 :1998 诺贝尔奖 NO气体信号分子 ;1999年诺贝尔奖蛋白质信号学说 ;2000年诺贝尔奖多巴胺神经系统信号物质 ;2001年诺贝尔奖细胞周期蛋白 ;2002年诺贝尔奖细胞衰老和凋亡机制 ;连续多年的诺贝尔奖内容几乎都在细胞生物学范围内。作业： 2000年以来诺贝尔 “ 医学和生理学奖 ” 中与细胞生物学有关的奖励：获奖者，获奖名称，重要科学贡献。1.4 细胞生物学研究的趋势和重点领域1、细胞内的基因组是如何在时间上和空间上有序 表达的。2、基因的表达产物（蛋白质、脂质、核酸、多糖 及其复合物）是如何相互作用的。3、细胞生命活动的复杂过程是如何调节和控制的。细胞生物学发展的轨迹：形态结构功能调控过去 20余年细胞生物学发展的两次大飞跃 ：1、在分子水平上研究细胞学的问题 : Molecular Cell BiologyMolecular Biology of the Cell2、从分子水平研究向细胞水平回归：GenomicsProteomics分子机制功能基因组学；蛋白质组学；干细胞研究；细胞的信号转导；细胞周期调控；细胞衰老与凋亡；真核基因转录调控；细胞生长与分化；细胞免疫和分子免疫；细胞黏附与细胞通讯；细胞生物学研究的一些热点问题：细胞生物学与其它学科的联系：动物学植物学微生物学分子生物学生物化学生理学遗传学神经生物学医学与人类健康药物筛选细胞生物学细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书国际细胞生物学联盟；亚太地区细胞生物学；海峡两岸细胞生物学；中国细胞生物学会；1, Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 5th ed. New York: garland Publishing, Inc., 20082, Alberts B, Bray D, Hpkin K, et al. Essential Cell Biology. 3rd ed. New York: garland Publishing, Inc., 20093, Karp G. Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments. 6th ed. New York: John Wiley and Sons, Inc., 20094, Lodish H, Berk A, Kaiser CA, et al. Molecular Cell Biology. 6th ed. New York: W.H.Freeman and Company, 20085, becker WH, Kleinsmith LJ, Hardin J, et al. The world of the Cell, 7th ed. San Francisco: Benjamin Cummings, 20096, Cassimeris L, Lingappa VR, Plopper G. Lewins Cells. 2th ed. Sulbury: Jones and Bartlett Publishers, 20101.2 细胞的基本概念真核细胞（植物细胞、动物细胞、真菌细胞）；古核细胞；原核细胞；支原体（最小，最基本的细胞）；非细胞生物（病毒、类病毒、噬菌体）；细胞最小的病毒（ 0.02m）；支原体细胞（ 0.1-0.3m）；细菌细胞（ 1-2m）；高等动植物细胞（ 20-30m）；生命活动的基本单位：1，有机体的组成和结构单位；2，代谢和功能的单位；3，生长和发育的基础；4，具有遗传的全能性；细胞的基本共性：1，具有生物膜结构；2，具有 DNA和 RNA两种核酸；3，具有蛋白质合成的机器；4，以一分为二的方式进行增殖；细胞是生物体的结构和功能单位一切生命的关键问题都要在细胞里面寻找（ 1925, Wilson ）。细胞概念的一些新思考多层次非线性的复杂结构体系；物质（结构）、能量与信息过程精巧结合的综合体；高度有序的，具有自装配与自组织能力的体系；1.3.1 支原体 (mycoplast)最小、最简单的细胞；膜，环状双螺旋 DNA，多聚合糖体， 700多种蛋白；细菌的 1/10，可在培养基中生长。1.3 原核细胞衣原体肺炎支原体立克次氏体1.3.2 细菌（ Bacteria）鞭毛，荚膜，细胞壁 （肽聚糖） ，细胞膜 ;环状 DNA， 核外 DNA（质粒） ，内生孢子 ;大肠杆菌大肠杆菌淋病球菌 弧形霍乱菌环状 DNA，中心质，光合片层，内含物，细胞分裂1.3.3 蓝藻（ Cyanophyta）（蓝细菌）1.3.4 古核细胞 （古细菌）古核生物（ archaeon），古细菌（ archaebacteria），或原细菌。有产甲烷细菌、盐细菌、硫氧化菌等 100余种。生于极端环境。古核生物介于原核生物与真核生物之间，更近于真核生物细胞壁组成和结构 （ 抑制肽聚糖合成的青霉素对古细菌没有作用）DNA与基因结构 （环状 DNA，大多数基因无内含子）核小体结构 （有类似核小体的结构）核糖体 （ 70S核糖体， 60种蛋白质）5S rRNA和 16S rRNA序列1.4 真核细胞1.4.1 真核细胞的基本结构体系1）生物膜系统2）遗传信息传递与表达系统3）细胞骨架系统1.4.2 真核细胞与原核细胞比较动物细胞 植物细胞1.4.3 动物细胞与植物细胞的比较1.5.1 病毒的基本知识核酸蛋白质复合体。病毒很小 （一般 20-200 nm） ;病毒（ virus），类病毒（ viroid），盶病毒（ prion） ;动物病毒，植物病毒，细菌病毒 ;DNA病毒（单、双链）， RNA