绪论细胞生物学翟中和第.ppt

细胞生物学细胞生物学 第一章 绪论 细胞生物学研究的内容和现状 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 细胞生物学的主要研究内容 当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域 细胞重大生命活动的相互关系 细胞学与细胞生物学发展简史 细胞的发现 细胞学说的建立其意义 细胞学的经典时期 实验细胞学与细胞学的分支及其发展 细胞生物学学科的形成与发展 细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书 细胞生物学 生命体是多层次、非线性、多侧面的复杂结构体系， 而细胞是生命体的结构、功能与生命活动的基本单位 ，有了细胞才有完整的生命活动。 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学，它 是在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上以研究 细胞结构与功能、细胞增殖、分化、衰老与凋亡、细 胞信号传递、真核细胞基因表达与调控、细胞起源与 进化等为主要内容。核心问题是将遗传与发育在细胞 水平上结合起来。 主要内容 细胞结构与功能、细胞重要生命活动： 细胞核、染色体以及基因表达的研究 生物膜与细胞器的研究 细胞骨架体系的研究 细胞增殖及其调控 细胞分化及其调控 细胞的衰老与凋亡 细胞的起源与进化 细胞工程 细胞核、染色体以及基因表达的细胞核、染色体以及基因表达的 研究研究 l细胞核是遗传物质DNA贮存的场所，也 是mRNA、rRNA、tRNA 转录的场所。 l染色体是遗传物质的载体。 l基因表达是现代生物学研究的重点内容 之一。 生物膜与细胞器的研究生物膜与细胞器的研究 l细胞膜 磷脂双分子层与膜蛋白的相互关系。 l细胞器 内膜系统 细胞骨架体系的研究细胞骨架体系的研究 l细胞质骨架 维持细胞形态、保持细胞内合理布局、 大分子运输、细胞器运动、细胞信息传 递、基因表达 l细胞核骨架 核基质、核纤层、核孔复合体 细胞增殖及其调控细胞增殖及其调控 l细胞增殖是个体生长的基础 l恶性增殖 细胞分化及其调控细胞分化及其调控 l细胞分化是发育的基础 l细胞的全能性 细胞的衰老与凋亡细胞的衰老与凋亡 l是研究动植物寿命的基础 l细胞衰老、死亡是自然规律 细胞的起源与进化细胞的起源与进化 l35亿年前出现原始细胞 细胞工程细胞工程 l细胞改造，尤其是遗传物质改造 l单克隆抗体 l克隆技术 总趋势 细胞生物学与分子生物学(包括分子遗传学与 生物化学) 相互渗透与交融是总的发展趋势 。 重点领域 染色体DNA与蛋白质相互作用关系 主要是非组蛋白对基因组的作用 细胞增殖、分化、凋亡的相互关系及其调控 细胞信号转导的研究 细胞结构体系的组装 美国科学情报研究所（ISI）1997年SCI（Science Citation Index）收录及引用论文检索，全世界自然科学研究中论文发表 最集中的三个领域分别是： 细胞信号转导（signal transduction）； 细胞凋亡（cell apoptosis）； 基因组与后基因组学研究（genome and post-genomic analysis）。 美国国立卫生研究院（NIH）在1988年底发表的一份题为什麽是 当今科研领域的热门话题？（“What is popular in research today？”） 的调查报告中指出，目前全球研究最热门的是 三种疾病： 癌症（cancer） 心血管病（cardiovascular diseases） 爱滋病和肝炎等传染病 （infectious diseases：AIDS，hepatitis） 五大研究方向： 细胞周期调控（cell cycle control）； 细胞凋亡（ cell apoptosis）； 细胞衰老（cellular senescence）； 信号转导（signal transduction）； DNA的损伤与修复（DNA damage and repair） 细胞的发现细胞的发现 Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723). Magnification ranges at 50-275x. 细胞学说的建立及意义 “细胞学说”的基本内容 cell theory 认为细胞是有机体，一切动植物都是由细胞 发育而来,并由细胞和细胞产物所构成； 每个细胞作为一个相对独立的单位，既有它“自己的” 生命,又对与其它细胞共同组成的整体的生命有所助益； 新的细胞可以通过老的细胞繁殖产生。 细胞学的经典时期细胞学的经典时期 l原生质理论的提出 l1840年普金耶（Pukinje）和1846年冯.莫 尔（Von Mlhl）首次将动物、植物细胞 的内含物称为“原生质”（protoplasm） l1861年舒尔策（Max Schultze）提出原生 质理论 l1880年Hanstein提出“原生质体”概念（ protoplast） l细胞分裂的研究 l直接分裂 l1841年，Remak发现鸡胚血细胞直接分裂。 l有丝分裂 lW. Fleming于1882年首次发现于动物，E. Strasburger（ 1880）年发现于植物。 l减数分裂 l1883年发现于动物，1886年发现于植物。 l重要细胞器的发现 l中心体 l线粒体 l高尔基体 实验细胞学与细胞学的分支及实验细胞学与细胞学的分支及 其发展其发展 l实验细胞学 l1892年，Hertwig在细胞和组织一书 中，提出生物学的基础在于研究细胞的 特性、结构和机能，并且在细胞的基础 上对所有生物学现象作一般性综合，使 细胞学作为一个独立分支。 l他采用实验方法研究海胆和蛔虫卵发育 中的核质关系，创立了实验细胞学。 l细胞遗传学 l从细胞学角度，特别是从染色体的结构 和功能，以及染色体和其它细胞器的关 系来研究遗传现象，阐明遗传和变异的 机制。 l核心是染色体-基因学说（摩尔根）。证 明基因是决定遗传性状的基本单位，而 且是线性排列在染色体上的。 l细胞生理学 l 主要是研究细胞对周围环境的反应 ，细胞生长与繁殖的机制，细胞从环境 中摄取营养的能力，机体代谢功能与其 复制方法，细胞兴奋性、收缩性、分泌 和细胞活动的其它机制，生物膜的主动 运输和能量传递与生物电等。 l细胞化学 l 早期的研究是脱离细胞的形态结构 而进行的。 l 近年来，由于流式分光光度检测、 分子原位杂交、免疫检测、激光共聚焦 扫描等技术的发展，可以在实体细胞中 对细胞组分（尤其是核酸和蛋白质）进 行定性、定位、定量。 细胞生物学学科的形成与发展细胞生物学学科的形成与发展 l20世纪50年代，电子显微镜和超薄切片 技术相结合，使细胞超微结构得到认识 。 l50-60年代，生物化学与细胞学相互渗透 结合。 l70年代，分子生物学技术引入细胞学。 学术组织、学术期刊与教科书学术组织、学术期刊与教科书 l细胞生物学国际联盟，1976年 l中国细胞生物学学会，1980年 lCell（IF 33.116，第16位）, Science（IF 31.477，第17位）, Nature（ IF 42.351，第5位 ） lCA: A Cancer Journal for Clinicians（IF 162.500，第1位） l翟中和主编，