细胞生物学第三版课件-绪论

第一章绪论,细胞生物学研究的内容与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,2020/5/30,1,细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科,细胞生物学（cellbiology）是研究细胞基本生命活动规律的科学，它在不同层次（显微、亚显微与分子水平）上主要研究细胞结构与功能，细胞增殖、分化、衰老与调亡，细胞信号转导，真核细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等为主要内容。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与生命活动的基本单位，有了细胞才有完整的生命活动。生物的生殖发育、遗传、神经活动等重大生命现象的研究都要以细胞为基础。分子生物学概念、方法与技术的引入，细胞生物学在近三十年取得了突破性进展，形成了许多新的概念与领域。细胞生物学是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，以细胞作为生命活动的基本单位的思想为出发点，探索生命活动规律的学科，核心问题是将遗传与发育在细胞水平上结合起来。细胞生物学是一门正在迅速发展中的新兴学科。,2020/5/30,2,主要研究内容,细胞结构与功能、细胞重要生命活动两大基本部分：细胞核、染色体以及基因表达的研究：遗传物质，核仁与核孔复合体；生物膜与细胞器的研究：膜的结构、跨膜运输与信号转导，细胞器研究；细胞骨架体系的研究：细胞质骨架与核骨架，维持形态、物质运输；细胞增殖及其调控：细胞增殖的基本规律和调控机制，癌变发生及逆转；细胞分化及其调控：生物发育的基础，干细胞的研究和克隆技术；细胞的衰老与凋亡：研究人和动植物寿命的基础；细胞的起源与进化：重要的理论问题，难度很大；细胞工程：细胞生物学和遗传学的交叉领域，细胞杂交，单克隆抗体。,2020/5/30,3,细胞生物学研究的总趋势与重要领域,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。当前细胞生物学研究中的三大基本问题：细胞内基因组是如何在时间与空间上有序表达的？基因表达的产物（结构蛋白）是如何逐级装配成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器？基因表达的产物（活性因子与信号分子）是如何调节细胞最重要的生命活动过程的？当前细胞基本生命活动研究的重大课题：,2020/5/30,4,重大课题,染色体DNA与蛋白质相互作用关系主要是非组蛋白（NHP）对基因组的作用；细胞增殖、分化、凋亡（程序性死亡）的相互关系及其调控；（受精卵的发育，癌变的发生）细胞信号转导的研究细胞间信号传递：信号分子的结构与功能、信号分子与受体相互作用的机制；受体与信号跨膜传导：G蛋白（受体转换器）的发现与研究；细胞内信号传递途径。细胞结构体系的组装蛋白与核酸构建的遗传结构体系；蛋白与脂质构建的膜的结构体系；蛋白与蛋白构建的细胞骨架结构体系。,2020/5/30,5,2020/5/30,6,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？（“Whatispopularinresearchtoday？”）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（cardiovasculardiseases）爱滋病和肝炎等传染病（infectiousdiseases：AIDS，hepatitis）五大研究方向：细胞周期调控（cellcyclecontrol）；细胞凋亡（cellapoptosis）；细胞衰老（cellularsenescence）；信号转导（signaltransduction）；DNA的损伤与修复（DNAdamageandrepair）,2020/5/30,7,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及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,2020/5/30,8,细胞的发现英国学者RobertHooke于1665年用自制的显微镜观察了软木的薄片，第一次描述植物细胞的构造。荷兰学者Leeuwhoek观察了许多动植物的活细胞和原生动物，于1674年描述了鱼的红细胞核的结构。,2020/5/30,9,细胞学说的建立及其意义,18381839年，德国植物学家M.J.Schleiden和德国动物学家M.J.Schwann确立的“细胞学说”的基本内容：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；新的细胞可以通过已存在的细胞繁殖产生。,2020/5/30,10,细胞学的经典时期,原生质理论的提出1840年Pulinje和1846年VonMohl将细胞内含物称为“原生质”（protoplasm），1861年Schultze提出原生质理论，1880年Hanstein提出“原生质体”的概念。细胞分裂的研究1841年Remak发现鸡胚细胞的直接分裂，其后在动物细胞和植物细胞中发现有丝分裂。1883年和1886年分别在动植物细胞中发现减数分裂。重要细胞器的发现1883年发现中心体，1894年发现线粒体，1898年Golgi发现高尔基体。,2020/5/30,11,实验细胞学与细胞学的分支及其发展,细胞遗传学的发展1876年发现动物受精现象，1883年发现生殖细胞的染色体只有体细胞染色体的一半，稍后在植物体中也得出同样的结果，1900年孟德尔在34年前发表的遗传法则被重新发现，1910年Morgan建立了基因学说。细胞生理学的研究1909年创立了组织培养技术，1943年高速离心机从活细胞中分离各种细胞器，分别研究它们的生理活性。细胞化学1924年Feulgen反应对DNA的定性方法，1940年对DNA和RNA进行定性和定量分析。近年的显微分光光度计、流式分光光度检测技术、放射自显影、分子原位杂交技术等。,2020/5/30,12,细胞生物学学科的形成与发展,20世纪50年代，电子显微镜和超薄切片技术相结合细胞超微结构；60年代，生物化学与细胞学的相互渗透与结合细胞的结构与功能；70年代，分子生物学概念与技术引进细胞生物学；80年代，分子细胞生物学。,2020/5/30,13,目前细胞生物学研究的基本特点和趋势,细胞结构功能细胞生命活动；细胞中单一基因与蛋白基因组与蛋白组及其在细胞生命活动中的协同作用，特别是复合体的相互作用；细胞信号转导途径信号调控网络；体外研究体内研究；静态研究活细胞的动态研究；实验室研究为主计算生物学更多地介入并与之结合；细胞生物学与生物学其他学科的渗透与数理化及纳米科学等多学科交叉。,2020/5/30,细胞生物学的主要学术组织、学术刊物与教科书,主要学术组织：世界性的细胞生物学组织每四年举行一次代表大会，我国于1980年成立中国细胞生物学学会。学术期刊：细胞生物学杂志、分子细胞生物学报教科书：,2020/5/30,15,AlbertsBetal.EssentialCellBiology.NewYorkandLondon：Garlandpublishing，Inc.1998AlbertsBetal.MolecuarBiologyoftheCell,3rded.NewYorkandLondon：GarlandPublishing，Inc.1994BeckerW.M.etal.TheWorldoftheCell.FourthEd.TheBenjamin/CummingsPublishingCompany.2000GeraldKarp.CellandMolecularBiology：conceptsandexperiments，2ndEdition.PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.1999LodishH.etal.MolecularCellBiology.4thEd.ScientificAmericanBooks,Inc.2000.