细胞生物学：第1章 细胞生物学概论

1、细胞生物学 第一章 细胞生物学概论 目的与要求 l了解细胞生物学的概念与研究内容 l了解细胞生物学的发展历史 第一节 概述 一.细胞生物学的概念与研究内容 二.细胞生物学在生命科学中的地位 一.细胞生物学的概念与研究内容 细胞生物学（细胞生物学（Cell Biology）：运用近现代物理 学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与 方法，从显微水平、亚显微水平和分子水平三 个层次上，研究细胞的结构、功能及各种生命 活动规律的学科。 1.1.细胞生物学的概念细胞生物学的概念： 2.2.细胞生物学的研究内容细胞生物学的研究内容 细胞生物学研究可分为细胞结构功能与细胞重要生命活动 两个基本部分 ，主要

2、包括以下诸方面： （一）细胞核、染色体以及基因表达的研究 （二）生物膜与细胞器的研究 （三）细胞骨架体系的研究 （四）细胞增殖及其调控 （五）细胞分化及其调控 （六）细胞的衰老与凋亡 （七）细胞的起源与进化 （八）细胞工程 细胞外基质、细胞通讯、细胞社会学与细胞免疫细胞外基质、细胞通讯、细胞社会学与细胞免疫 3.3.细胞生物学的分支学科 v细胞生物学的分支学科包括一下内容： 细胞遗传学 细胞生理学 细胞社会学 膜生物学 染色体生物学 v 细胞生物学的新兴学科： 基因组学（genomics） 蛋白质组学（proteomics） 细胞组学（cytomics） 二.细胞生物学在生命科学中的地位 v细

3、胞生物学是现代生物学的基础学科基础学科，是 生物学各学科在细胞水平的统一。它的研 究对象是细胞，恰恰由于细胞在生命界中 的独特属性，这就不能不使Cell Biology在 生命科学中占有核心地位生命科学中占有核心地位。 v我国基础科学发展规划中，把细胞生物学、 分子生物学、神经生物学、生态学并列为 生命科学的四大基础学科。 第二节第二节 细胞生物学发展的几个主要阶段细胞生物学发展的几个主要阶段 一、细胞的发现与细胞学说的创立一、细胞的发现与细胞学说的创立 二、光学显微镜下的细胞生物学研究二、光学显微镜下的细胞生物学研究 三、实验细胞生物学阶段三、实验细胞生物学阶段 四、亚显微结构和分子水平的细

4、胞生物学四、亚显微结构和分子水平的细胞生物学 一、细胞的发现与细胞学说的创立一、细胞的发现与细胞学说的创立 1.显微镜的发明与细胞的发现显微镜的发明与细胞的发现 v1590 荷兰眼镜制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了 第一台复式显微镜，倍数不超过10倍，但具有划时代的意 义。 v1665 英国人罗伯特胡克 （Robert Hook）用自己设计与 制造的显微镜（放大倍数为40-140倍，)在他的著作显 微图谱一书(1665)第一次描述了植物细胞的构造。因此 人们也就认为细胞的发现是在1665年。 v1680 荷兰人列文虎克（A. van Leeuwenhoek）成为皇 家学会

5、会员，一生中制作了491台显微镜和500多个镜头 （最大300倍）。他是第一个看到活细胞的人，观察过原 生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。 2.细胞学说的创立与意义细胞学说的创立与意义 (1) 细胞学说的提出(1839) v德国植物学 Schleiden 和动物学家Schwann提出： 一切植物、动物都是由细胞组成的，细胞是一切动植物的基本单位 v1855 德国人R. Virchow 补充提出了“一切细胞来源于细胞” 的著名 论断。并指出：一切病理现象都基于细胞的损伤一切病理现象都基于细胞的损伤 (2) 细胞学说建立的意义(1839) 细胞作为生命的一般单位的概念受到了普遍的接

6、受，对生命科学 众多领域的研究和发展起到了积极的推进作用。恩格斯将细胞学说誉 为19世纪的三大发现之一。 二、光学显微镜下的细胞生物学研究二、光学显微镜下的细胞生物学研究 (18751900年,细胞学的经典时期) 主要研究内容： 应用固定和染色技术，在光学显微镜下观察细胞 的形态结构和细胞的分裂活动. 代表性成就 ： 1)原生质理论的提出 2)细胞受精和分裂的研究 3)一些重要细胞器的发现 1)原生质理论 v1840年Pukinje（普金耶）在动物、1846年von Mohl （冯莫尔）在植物中分别看到了“肉样质”的物质，并 将其命名为“原生质”（protoplasm）。 v1861年Schu

7、ltze（舒尔茨）认为动植物细胞中的原生质具 有同样的意义，并提出了原生质理论：有机体的组织单位 是一小团原生质，这种物质在一般有机体中是相似的，并 把细胞明确地定义为：“细胞是具有细胞核和细胞膜的活 物质”。 v1880年Hanstain提出“原生质体”（protoplast）概念， 把细胞概念演变成由细胞膜包围着的原生质，原生质分化 为细胞核和细胞质。 2)细胞受精和分裂的研究 v1875年Hertwig（赫特维希）发现受 精卵中两亲本核的合并；1877年 Strasburger发现动物的受精现象； v1883年 van Beneden（范贝内登） 在动物、1886年Strasburger

8、在植物 分别发现了减数分裂现象； 1880一 1882年Flemming在媒蟋幼虫的组织 细胞中发现了有丝分裂。 3)一些重要细胞器的发现 v1883年van Beneden和 Boveri（布维里）在动物 细胞中发现了中心体； v1888年Waldeyer提出染色 体概念； v 1898年Golgi发现了高尔 基体；同年，线粒体也被 正式命名。 三、实验细胞生物学阶段三、实验细胞生物学阶段 (1900-1953)采用实验的手段研究细胞学的问题，将这一时期称为实验细 胞学（experimental cytology）时期. 特点: 是从形态结构的观察深入到采用多种实验方法进行生理功能、生物 化

9、学、遗传发育机制的研究。并形成了一些重要的分支学科 重要分支学科 : 细胞遗传学（cytogenetics） 细胞生理学（Cytophysiology） 细胞化学（cytochemistry） 四、亚显微结构和分子水平的细胞生物学四、亚显微结构和分子水平的细胞生物学 细胞生物学的诞生和发展（上世纪50年代至今） 1.分子生物学的研究进展促进了细胞生物学的形成与发展 1953年 Watson和 Crick提出 DNA双螺旋结构模型，标 志着分子生物学（molecular biology）的诞生。 1965年，Derobetis将其编著的普通细胞学改为细 胞生物学，标志着细胞生物学的诞生。 2.电子显微镜的使用使细胞学研究进入亚显微水平 电子显微镜分辨率从最初的50nm提高到零点几个纳米 ， 发现了一些新的重要的细胞结构，如内质网、核糖体、溶酶 体、核孔复合体与细胞骨架体系等等 。 章节回顾 1.什么是细胞生物学？ 运用近现代物理学和化学的技术成就以及分子生物学的概念与方法， 从显微水平、亚显微水平和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能 及各种生命活动规律的学科。 2.我国基础科学发展规划中， 把细胞生物学、分子生物学、神经生物学、生态学 并列为生命科学的四大基础学科。 3. 1665年 英国人Robert Hook 第一次描述了植物细胞的构造。因