分子细胞生物学绪论

细胞分子生物学第一章绪论第一节细胞生物学研究的内容与现状一、细胞生物学是现代生命科学的重要基础学科

细胞生物学:是研究细胞基本生命活动规律的科学，它从不同层次，包括显微（电子显微镜技术）、亚显微（光学显微镜技术）、分子水平（生物化学与分子生物技术）上主要研究细胞的形态与结构、代谢与调控、增殖分化、遗传变异、衰老与死亡、起源与进化、兴奋与运动以及细胞的传递等。

所以，细胞生物学是运用近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，以细胞作为生命活动的基本单位为出发点，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。细胞生物学研究的对象是细胞。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。细胞的研究是生命科学的基础，也是现代生ing科学发展的支柱。生命活动的基本规律生命活动规律包括生长、发育、遗传、变异、运动、传导、衰老、死亡等等，这些生命活动都与细胞息息相关，这些重大生命现象的研究都要从细胞入手，以细胞研究为基础。

细胞生物学不同于细胞学主要表现在：第一，深刻性。它从细胞整体结构，超微结构和分子结构对细胞进行剖析，并把细胞生命活动同分子水平和超分子水平联系起来。第二，综合性。这所研究的内容广泛涉及到许多学科领域，同生理学、遗传学、生物化学、发育生物学等融合到一起。

所以细胞的研究是生命科学的基础，也是现代生命科学发展的重要支柱。在我国基础科学发展规划中，把细胞生物学、分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。它的基础性也反映了现代生命科学的发展趋势。

细胞生物学是目前生物科学中发展最快的学科之一。分子细胞生物学是目前细胞生物学的重点。细胞工程是21世纪生物工程发展的重要组成部分。可以预见细胞的结构与基本生命活动的研究将越来越深入，并将成为21世纪初生命科学研究的重要领域之一。细胞生物学的研究内容一般可分为两部分：细胞结构与功能；细胞重大生命活动。二者是基础与整体的关系，难以割裂。二、细胞生物学的主要研究内容大致可分为以下几个方面：(一)细胞核、染色体以及基因表达的研究基因表达与调控是目前细胞生物学、遗传学和发育生物学在细胞和分子水平相结合的最活跃领域.二)生物膜与细胞器的研究膜及细胞器的结构与功能问题（“膜学”）。(三)细胞骨架体系的研究胞质骨架、核骨架的装配调节问题和对细胞行使多种功能的重要性。(四)细胞增殖及其调控控制生物生长和发育的机理是研究癌变发生和逆转的重要途径（“再教育细胞”）。（五)细胞分化及其调控一个受精卵如何发育为完整个体的问题。（细胞全能性）(六)细胞的衰老与程序死亡(七)细胞的起源进化(八)细胞工程

改造利用细胞的技术。生物技术是信息社会的四大技术之一，而细胞工程又是生物技术的一大领域。目前已利用该技术取得了重大成就（培育新品种，单克隆抗体等），所谓21世纪是生物学时代，将主要体现在细胞工程方面。以上研究内容1-3是细胞器结构与功能的研究，4-6是细胞生命活动与调控的研究，7-8为细胞生物学的应用。三、当前细胞生物学研究的总体趋势与重点领域

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；（一）当前细胞生物学研究中的三大基本问题1、细胞内的基因组是如何在时间与空间上有序表达的？2、基因表达产物----主要是结构蛋白、核酸、脂质、多糖及其复合物，他们如何逐级装备成能行使生命活动的基本结构体系及各种细胞器？3、基因表达产物----主要是大量活性因子与信号分子，他们是如何调节细胞最重要的生命活动过程的？（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（程序性死亡）的相互关系及调控3、细胞信号传导的研究

4、细胞结构体系的装配

（三）最新进展美国国立卫生研究院在1988年底发表的一份题为《什么是当今科研领域的热门话题？》的调查报告中指出，目前全球研究最热门的是：三种疾病：癌症心血管病艾滋病和肝炎传染病五大研究方向：细胞周期调控细胞凋亡细胞衰老信号传导DNA的损伤与修复第二节 细胞学与细胞生物学发展简史从研究内容来看细胞生物学的发展可以分为三个层次：显微水平、超微水平、分子水平一、显微镜的发明与细胞的发现没有显微镜就不可能有细胞学诞生。1、1590年，荷兰眼镜制造商J和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜，放大倍数为10倍。2、1665年，英国人RobertHook首次描述了植物细胞(木栓)，命名为cella3、1680年，荷兰人A.vanLeeuwenhoek一生中制作了200多台显微镜和400多个镜头（50-275X），用设计较好的显微镜观察了许多动植物的活细胞与原生动物。4、1752年，英国人J.Dollond发明消色差显微镜。5、1812年，苏格兰人D.Brewster发明油浸物镜，改进了体视显微镜。6、1834－40年，法国父子VChevalier(1771-1841)和CChevalier(1804-1859)发明了第一台商用消色差显微镜。7、1886年，德国人ErnstAbbe发明复消差显微镜，并改进了油浸物镜，至此普通光学显微镜技术基本成熟。8、1932年，荷兰籍德国人F.Zernike成功设计了相差显微镜（phasecontrastmicroscope)，并因此获1953年诺贝尔物理奖。9、1932年，德国人M.Knoll和E.A.F.Ruska发明电镜，1940年，美、德制造出分辨力为0.2nm的商品电镜。10、1981年，瑞士人G.Binnig和H.RoherI在IBM苏黎世实验中心（ZurichResearchCenter）发明了扫描隧道显微镜而与电镜发明者Ruska同获1986年度的诺贝尔物理学奖。二、细胞学说（16世纪-19世纪30年代）1、Jean-BaptistedeLamark（1744-1829)，获得性遗传理论的创始人，法国退伍陆军中尉，50岁成为巴黎动物学教授，1809年他认为只有具有细胞的机体，才有生命。2、CharlesBrisseauMilbel（1776-1854)，法国植物学家，1802年认为植物的每一部分都有细胞存在3、HenriDutrochet（1776-1847），法国生理学家，1824年进一步描述了细胞的原理4、MatthiasJacobSchleiden（施莱登）（1804-1881)，德国植物学教授，1838年发表“植物发生论”，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色的细胞构成。5、TheodorSchwann（施旺）（1810-1882)，德国解剖学教授，一开始就研究Schleiden的细胞形成学说，并于1838年提出了“细胞学说”（CellTheory)这个术语；1939年发表了“关于动植物结构和生长一致性的显微研究”。Schwann提出：a.有机体是由细胞构成的；b.细胞是构成有机体的基本单位。6.1855德国人R.Virchow提出“一切细胞来源于细胞”（omniscellulaecellula）的著名论断；进一步完善了细胞学说。把细胞作为生命的一般单位，以及作