细胞生物学绪论课件

细胞生物学CellBiology 遵义师范学院生物系DepartmentofBiology ZunyiNormalCollege 笃学致用厚德树人 细胞生物学家 江苏溧阳人 1956年毕业于苏联列宁格勒大学生物学系 北京大学生科院教授 在我国较早建立细胞超微结构技术 首次研制成鸭瘟细胞疫苗 对我国20多种重要家畜 禽 传染病进行了病毒分离 鉴定与分类 进行了病毒形态及其在细胞内发生规律研究 在阐述染色体端粒 DNA复制 基因转录活性 RNA分子加工和病毒装配与核骨架关系的研究中 取得了系统的创新性的成果 在国际上首次证实原始真核细胞存在染色体骨架与核骨架 在植物细胞与原始真核细胞中存在角蛋白中间纤维 在国内首次建立了非细胞体系核重建实验模式 证明核骨架与核纤层在重建核形成过程中起重要作用 体外核装配并非必须核小体的构建 1991年当选为中科院院士 翟中和 细胞生物学 第1版 目录 第一章绪论第二章细胞基本知识概要第三章细胞生物学研究方法第四章细胞膜与细胞表面第五章物质的跨膜运输与信号传递第六章细胞质基质与细胞内膜系统第七章细胞的能量转换 线粒体和叶绿体第八章细胞核与染色体第九章核糖体第十章细胞骨架第十一章细胞增殖及其调控第十二章细胞分化与基因表达调控第十三章细胞衰老与凋亡 细胞生物学 第3版 目录 第一章绪论第二章细胞的统一性与多样性第三章细胞生物学研究方法第四章细胞质膜第五章物质的跨膜运输第六章细胞的能量转换 线粒体和叶绿体第七章真核细胞内膜系统 蛋白质分选与膜泡运输第八章细胞信号转导第九章细胞骨架第十章细胞核与染色体第十一章核糖体第十二章细胞增殖及其调控第十三章程序性细胞死亡与细胞衰老第十四章细胞分化与基因表达调控第十五章细胞社会的联系 细胞连接 细胞粘着与细胞外基质 第一章绪论 细胞生物学研究的内容与现状细胞学与细胞生物学的发展简史细胞生物学与其他学科的关系参考教材练习巩固 第一节细胞生物学研究的内容与现状 Wilson 一切生命的关键问题都要到细胞中去寻找 细胞生物学是研究细胞基本生命活动规律的科学 它是从不同层次上研究细胞结构与功能 细胞增殖 分化 衰老与凋亡 细胞信号转导 细胞基因表达与调控 细胞起源与进化等 是生命科学四大基础学科之一 一 细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科 细胞生物学应用现代物理学与化学的技术成就和分子生物学的概念与方法 将细胞作为生命活动的基本单位 探索生命活动的规律的学科 其核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来 细胞学 cytology 研究细胞结构和功能及其生活史的学科 21世纪 我国生命科学的四大基础学科分别是 细胞生物学 分子生物学 神经生物学 生态学 二 细胞生物学的主要研究内容 细胞结构与功能 细胞重要生命活动1 细胞核 染色体以及基因表达的研究2 生物膜与细胞器的研究3 细胞骨架体系的研究4 细胞增殖及其调控5 细胞分化及其调控 6 细胞衰老与凋亡7 细胞起源与进化8 细胞工程9 细胞信号转导10 细胞社会学11 细胞免疫学12 细胞结构体系的装配 三 当前细胞生物学研究的总趋势与重点领域 一 当前细胞生物学研究中的3大基本问题 1 细胞内的基因组在时空上的有序表达问题 2 基因表达的产物 主要是结构蛋白与核酸 脂质 多糖及其复合物 逐级组装成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器的问题 3 基因表达的产物 主要是大量活性因子与信号分子 调节诸如细胞的增殖 分化 衰老与凋亡等细胞最重要的生命活动过程的问题 二 当前细胞基本生命活动研究的若干重大课题1 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 2 细胞增殖 分化 凋亡的相互关系及其调控 3 细胞信号转导的研究 4 细胞结构体系的组装 全球研究最热门的三类疾病 1 癌症 2 心血管疾病 3 艾滋病和肝炎等传染病 全球研究最热门的五大研究方向 1 细胞周期调控 2 细胞凋亡 3 细胞衰老 4 信号转导 5 DNA损伤与修复 第二节细胞学与细胞生物学发展简史 一 细胞的发现 细胞学的启蒙阶段 1665 1835 二 细胞学说的创立和细胞学的形成 细胞学的奠基阶段 1835 1875 三 细胞学的经典时期 1875 1900 四 实验细胞学时期 1900 1953 五 细胞生物学阶段 1953 Now 细胞学说的意义 对细胞与生物有机体的关系及其在生物体中的作用和地位有了明确的科学理论的概括 把动植物等生物有机体在细胞水平上统一起来 对生物科学的发展起到重大推动作用 1838 1839年细胞学说 1858年达尔文生物进化论 1865年孟德尔遗传理论为现代生物学三大基石 第三节细胞生物学与其它学科的关系 在现代生物学研究中 学科的界限越来越模糊 相互交叉 相互渗透 细胞生物学与许多学科有着密切联系 特别是生物化学 分子生物学 遗传学与生理学等 系统生物学 1838 1839年Schleidon Schwann提出细胞学说 Celltheory 细胞工程 cellengineering 是在细胞水平的生物工程 它是应用细胞培养 细胞分化的定向诱导 细胞融合和显微注射等技术 使细胞获得新的性状以及创造新的生物品种的现代生物技术 有人将细胞工程分为染色体工程 染色体组工程 细胞质工程和细胞融合工程等 细胞社会学是从系统论的观点出发 研究细胞整体和细胞群体中细胞间的社会行为 包括细胞间识别 通讯 集合和相互作用等 以及整体和细胞群对细胞的生长 分化和死亡等活动的调节控制 细胞社会学主要是在体外研究细胞的社会行为 用人工的细胞组合研究不同发育时期的相同细胞或不同细胞的行为 研究细胞之间的识别 粘连 通讯以及由此产生的相互作用 作用本质 以及对形态发生的影响等 细胞免疫学研究免疫细胞的发生 分化和介质功能以及免疫细胞间的相互作用的学科 以I I 梅契尼科夫为首的细胞免疫学派认为血液中的中性粒细胞和肝 脾组织中的巨噬细胞等在免疫防御中起主要作用 因此 人们对淋巴细胞在免疫应答中的作用一直不清楚 1965年J L 高恩斯证明淋巴细胞的免疫功能 提出T细胞和B细胞的亚群概念 使细胞免疫学的研究集中于T细胞和B细胞 1972年E R 乌纳努埃又证明巨噬细胞在免疫应答中的重要作用 同时 人们相继发现杀伤细胞 K细胞 自然杀伤细胞 NK细胞 等淋巴细胞在免疫应答中的作用 70年代研制成功的荧光激活细胞分离仪以及由淋巴细胞杂交瘤产生的单克隆抗体等 对分离免疫细胞和研究淋巴细胞的发生 分化和功能具有重要意义 过去认为只有致敏T细胞在再次遇到抗原后能产生淋巴因子 近来发现B细胞同样能产生淋巴因子 甚至单核细胞也能产生 单核细胞因子 非免疫细胞也能在组织培养中产生 淋巴因子 这些因子在免疫应答中的作用以及相互关系 也是细胞免疫学的研究内容 细胞免疫学研究有助于进一步了解肿瘤免疫 移植免疫 超敏反应 自身免疫病 免疫缺陷等的机制 原生质理论的提出 在Pukinjie 1840 和VonMohl 1846 提出 原生质 的基础上 MaxSchultze 1861 提出 原生质理论 Hanstein 1880 提出 原生质体 的概念 细胞分裂的研究 Remak 1841 发现直接分裂 Strasburger 1880 和Flemming 1882 发现有丝分裂 VanBeneden 1883 和Strasburger 1886 发现减数分裂 重要细胞器的发现 VanBeneden和Boveri 1883 发现中心体 Altmann 1894 发现线粒体 Golgi 1898 发现高尔基体 细胞遗传学的发展 细胞遗传学主要从细胞学角度 特别是从染色体的结构和功能 以及染色体和其他细胞器的关系来研究遗传现象 阐明遗传和变异的机理 细胞生理学的研究 细胞生理学主要是研究细胞对其周围环境的反应 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 细胞的兴奋性 收缩性 分泌和细胞活动的其他表现机制 生物膜的主动运输和能量传递与生物电等 细胞化学 Feulgen染色法 1924 甲基绿 派洛宁染色法 Brachet反应 1940 紫外光显微分光光度法 1936 1940 细胞组分分离技术 放射自显影技术 超微量分析技术 细胞超微结构学 50年代中期 60年代末 细胞生物化学 50 60年代以来 细胞分子生物学 70年代后 练习巩固 细胞生物学是一门从 三个层次以及研究细胞生命活动基本规律的学科 目前全球研究最热门的三类疾病 细胞工程 细胞学和细胞生物学发展的5个时期 1 哪一年美国人S Cohen和H Boyer将外源基因拼接在质粒中 并在大肠杆菌中表达 从而揭开基因工程的序幕 A 1970B 1971C 1972D 19732 DNA双螺旋模型是美国人J D Watson和英国人F H C Crick哪一年提出的 A 1951B 1952C 1953D 19543 以下哪些是当代细胞生物学研究的热点 A 细胞器结构B 细胞凋亡C 细胞周期调控D 细胞通信E 肿瘤细胞F 核型与带型 4 减数分裂是谁 最先 发现的A O HertwigB E vanBenedenC W FlemmingD E Strasburger5 第一台复式显微镜是谁发明的 A 詹森父子J Janssen和Z JanssenB 虎克R HookC 列文虎克A vanLeeuwenhoekD 庇尼西G Binnig6 以下谁没有参与细胞学说的提出A 施莱登M J SchleidenB 施旺T SchwannC 普金叶J E PukinyeD 维尔肖R Virchow 7 哪一年德国人M Knoll和E A F Ruska发明电子显微镜A 1941B 1838C 1951D 19328 细胞生物学A 是研究细胞的结构 功能和生活史的一门科学B 包括显微 超微 分子等三个层次的研究C 一门高度综合的学科 从细胞的角度认识生命的奥秘D 1838 39年细胞学说提出 标志着细胞生物学的诞生 9 第一个看到细胞的人是A 胡克 R